Бих искал да обобщя информацията за принципите на гмуркането по отношение на дихателните газове във формата на ключови бележки, т.е. когато разбирането на няколко принципа елиминира необходимостта да се запомнят много факти.

Така че дишането под вода изисква газ. Като най-прост вариант - подаване на въздух, който е смес от кислород (~21%), азот (~78%) и други газове (~1%).

Натискът е основният фактор. околен свят. От всички възможни единици за налягане ще използваме "абсолютна техническа атмосфера" или ATA. Налягането върху повърхността е ~1 ATA, на всеки 10 метра потапяне във вода добавяйте към него ~1 ATA.

За по-нататъшен анализ е важно да разберете какво е парциалното налягане, т.е. налягане на един компонент на газовата смес. Общото налягане на газовата смес е сумата от парциалните налягания на нейните компоненти. Парциалното налягане и разтварянето на газове в течности се описват от законите на Далтон и са най-пряко свързани с гмуркането, защото човек е предимно течен. Въпреки че парциалното налягане е пропорционално на моларното съотношение на газовете в сместа, за въздуха парциалното налягане може да се отчете чрез обемна или тегловна концентрация, грешката ще бъде по-малка от 10%.

При гмуркане налягането ни въздейства всеобхватно. Регулаторът поддържа налягането на въздуха в дихателната система приблизително равно на налягането на околната среда, по-малко точно толкова, колкото е необходимо за "вдишване". И така, на дълбочина 10 метра въздухът, вдишван от балона, има налягане от около 2 ATA. Подобно абсолютно налягане ще се наблюдава в цялото ни тяло. По този начин парциалното налягане на кислорода на тази дълбочина ще бъде ~0,42 ATA, на азота ~1,56 ATA

Въздействието на натиска върху тялото е следните ключови фактори.

1. Механично въздействие върху органи и системи

Няма да го разглеждаме подробно, накратко - човешкото тяло има множество кухини, пълни с въздух и рязката промяна на налягането във всяка посока причинява натоварване на тъканите, мембраните и органите до механично увреждане - баротравма.

2. Насищане на тъканите с газове

При гмуркане (увеличаване на налягането) парциалното налягане на газовете в дихателните пътища е по-високо, отколкото в тъканите. Така газовете насищат кръвта и чрез кръвния поток се насищат всички тъкани на тялото. Скоростта на насищане е различна за различните тъкани и се характеризира с „период на полунасищане“, т.е. времето, през което при постоянно налягане на газа разликата между парциалните налягания на газа и тъканите намалява наполовина. Обратният процес се нарича "десатурация", възниква по време на изкачване (намаляване на налягането). В този случай парциалното налягане на газовете в тъканите е по-високо от налягането на газовете в белите дробове, протича обратният процес - газът се освобождава от кръвта в белите дробове, кръвта с вече по-ниско парциално налягане циркулира през тяло, газовете преминават от тъканите в кръвта и пак в кръг. Газът винаги се отдалечава от повече парциално наляганекъм по-малкия.

Фундаментално важно е, че различните газове имат различни скорости на насищане/десатурация поради техните физични свойства.

Разтворимостта на газовете в течности е толкова по-голяма, колкото по-високо е налягането. Ако количеството на разтворения газ е по-голямо от границата на разтворимост при дадено налягане, се отделя газ, включително концентрация под формата на мехурчета. Виждаме това всеки път, когато отворим бутилка газирана вода. Тъй като скоростта на отстраняване на газовете (десатурация на тъканите) е ограничена от физичните закони и обмена на газ през кръвта, твърде бързият спад на налягането (бързо изкачване) може да доведе до образуване на газови мехурчета директно в тъканите, съдовете и кухините на тялото. , нарушавайки работата му до смърт. Ако налягането спада бавно, тогава тялото има време да отстрани "допълнителния" газ поради разликата в частичните налягания.

За изчисляване на тези процеси се използват математически модели на телесните тъкани, най-популярният е моделът на Алберт Булман, който отчита 16 вида тъкани (компартменти) с време на полунасищане / полунасищане от 4 до 635 минути.

Най-голяма опасност представлява инертният газ, който има най-високо абсолютно налягане, най-често това е азотът, който е в основата на въздуха и не участва в метаболизма. Поради тази причина основните изчисления при масово гмуркане се извършват върху азот, тъй като. ефектът на кислорода по отношение на насищането е с порядъци по-малък, докато се използва понятието „натоварване с азот“, т.е. остатъчното количество азот, разтворен в тъканите.

По този начин насищането на тъканите зависи от състава на газовата смес, налягането и продължителността на нейното излагане. За началните нива на гмуркане има ограничения за дълбочината, продължителността на гмуркането и минималното време между гмурканията, които очевидно не позволяват при никакви условия насищането на тъканите до опасни нива, т.е. няма декомпресионни гмуркания и дори тогава е обичайно да се извършват „спирки за безопасност“.

„Напредналите“ водолази използват компютри за гмуркане, които динамично изчисляват насищането от модели в зависимост от газа и налягането, включително изчисляване на „таван на компресия“ – дълбочината, над която е потенциално опасно да се издигне въз основа на текущото насищане. При трудни гмуркания компютрите се дублират, да не говорим за факта, че обикновено не се практикуват единични гмуркания.

3. Биохимични ефекти на газовете

Тялото ни е максимално адаптирано към въздуха при атмосферно налягане. С увеличаване на налягането газовете, които дори не участват в метаболизма, влияят на тялото по различни начини, докато ефектът зависи от парциалното налягане на конкретен газ. Всеки газ има свои собствени граници на безопасност.

Кислород

Като ключов участник в нашия метаболизъм, кислородът е единственият газ, който има не само горна, но и долна граница на безопасност.

Нормалното парциално налягане на кислорода е ~0,21 ATA. Нуждата от кислород силно зависи от състоянието на тялото и физическата активност, теоретичното минимално ниво, необходимо за поддържане на жизнената активност на здрав организъм в състояние на пълен покой, се оценява на ~0,08 ATA, практическото е ~0,14 ATA . Намаляването на нивата на кислород от „номинално“ засяга преди всичко способността за физическа активност и може да причини хипоксия или кислороден глад.

В същото време високото парциално налягане на кислорода причинява широк спектър от негативни последици - кислородно отравяне или хипероксия. Особена опасност при гмуркане е неговата конвулсивна форма, която се изразява в увреждане на нервната система, конвулсии, което води до риск от удавяне.

За практически цели гмуркането се счита за граница на безопасност от ~1,4 ATA, границата на умерен риск е ~1,6 ATA. При налягане над ~2,4 ATA за дълго време, вероятността от отравяне с кислород клони към единица.

По този начин, чрез просто разделяне на граничното ниво на кислород от 1,4 ATA на парциалното налягане на кислорода в сместа, може да се определи максималното безопасно налягане на околната среда и да се установи, че е абсолютно безопасно да се диша чист кислород (100%, 1 ATA) на дълбочина до ~4 метра (!!! !), сгъстен въздух (21%, 0,21 ATA) - до ~57 метра, стандартен "Nitrox-32" със съдържание на кислород 32% (0,32 ATA) - до ~ 34 метра. По същия начин можете да изчислите лимитите за умерен риск.

Казват, че това явление дължи името си на "нитрокс", тъй като първоначално тази дума обозначава дихателните газове с пониженисъдържание на кислород за работа на голяма дълбочина, "обогатен с азот" и едва тогава започва да се дешифрира като "азот-кислород" и обозначава смеси с повишенасъдържание на кислород.

Трябва да се има предвид, че повишеното парциално налягане на кислорода във всеки случай има ефект върху нервната система и белите дробове, а това различни видовевъздействие. В допълнение, ефектът има тенденция да се натрупва при поредица от гмуркания. За отчитане на въздействието върху централната нервна система като разчетна единица се използва понятието "кислородна граница", с помощта на която се определят безопасни граници за еднократна и дневна експозиция. Можете да намерите подробни таблици и изчисления.

В допълнение, повишеното налягане на кислорода се отразява негативно на белите дробове, за да се отчете това явление, се използват „единици за издръжливост на кислород“, които се изчисляват съгласно специални таблици, корелиращи парциалното налягане на кислорода и броя на „единиците в минута“. Например 1.2 ATA ни дава 1.32 OTU на минута. Признатата граница на безопасност е 1425 единици на ден.

От гореизложеното, по-специално, трябва да стане ясно, че безопасният престой на големи дълбочини изисква смес с намалено съдържание на кислород, която е невъзможна за дишане при по-ниско налягане. Например на дълбочина 100 метра (11 ATA) концентрацията на кислород в сместа не трябва да надвишава 12%, а на практика ще бъде дори по-ниска. Невъзможно е да се диша такава смес на повърхността.

Азот

Азотът не се метаболизира от тялото и няма долна граница. При повишено налягане азотът има токсичен ефект върху нервната система, подобен на наркотичния или алкохолна интоксикацияизвестна като "азотна наркоза".

Механизмите на действие не са точно изяснени, границите на ефекта са чисто индивидуални и зависят както от особеностите на организма, така и от неговото състояние. И така, известно е, че той засилва ефекта при състояние на умора, махмурлук, всякакви депресивни състояния на тялото като настинки и др.

Незначителни прояви под формата на състояние, сравнимо с леко опиянение, са възможни на всяка дълбочина, прилага се емпиричното „правило на мартини“, според което излагането на азот е сравнимо с чаша сухо мартини на празен стомах за всеки 10 метра дълбочина, което не е опасно и добавя добро настроение. Азотът, натрупан при редовното гмуркане, също влияе на психиката подобно на леките наркотици и алкохола, на което самият автор е свидетел и участник. Проявява се в ярки и "наркотични" сънища, по-специално, действа в рамките на няколко часа. И да, водолазите са малко наркомани. Азот.

Опасността е представена от силни прояви, които се характеризират с бързо нарастване до пълна загуба на адекватност, ориентация в пространството и времето, халюцинации, които могат да доведат до смърт. Човек може лесно да се втурне към дълбините, защото там е готино или уж е видял нещо там, забравя, че е под вода и „диша пълни гърди”, изплюване на мундщука и др. Само по себе си излагането на азот не е смъртоносно или дори вредно, но последствията при условия на гмуркане могат да бъдат трагични. Характерно е, че с намаляване на налягането тези прояви преминават също толкова бързо, понякога е достатъчно да се издигнете само на 2..3 метра, за да „изтрезнеете рязко“.

Вероятност за тежка проява при дълбочини за развлекателно гмуркане начално ниво(до 18 m, ~2,2 ATA) е оценен като много нисък. Според наличната статистика случаите на тежко отравяне стават доста вероятни от 30 метра дълбочина (~3,2 ATA), а след това вероятността нараства с увеличаване на налягането. В същото време хората с индивидуална стабилност може да не изпитват проблеми на много по-големи дълбочини.

Единственият начин за противодействие е постоянното самонаблюдение и контрол на партньора с незабавно намаляване на дълбочината при съмнение за азотно отравяне. Използването на "нитрокс" намалява вероятността от отравяне с азот, разбира се, в рамките на дълбочината, дължаща се на кислород.

Хелий и други газове

При техническо и професионално гмуркане се използват и други газове, по-специално хелий. Известни са примери за използване на водород и дори неон в дълбоки смеси. Тези газове се характеризират с висока степен на насищане/десатурация, отравящите ефекти на хелия се наблюдават при налягания над 12 ATA и могат да бъдат, парадоксално, компенсирани от азот. въпреки това широко приложениете нямат поради високата цена, така че за средния водолаз е практически невъзможно да ги срещне и ако читателят наистина се интересува от такива въпроси, тогава той вече трябва да използва професионална литература, а не този скромен преглед.

Когато се използват всякакви смеси, логиката на изчислението остава същата, както е описано по-горе, използват се само специфични за газа граници и параметри, а за дълбоки технически гмуркания обикновено се използват няколко различни състава: за дишане по пътя надолу, работа на дъното и поетапно нагоре с декомпресия, съставите на тези газове са оптимизирани въз основа на логиката на тяхното движение в тялото, описано по-горе.

Практически извод

Разбирането на тези тези дава възможност да се осмислят много от ограниченията и правилата, дадени в курсовете, което е абсолютно необходимо както за по-нататъшното развитие, така и за правилното им нарушаване.

Nitrox се препоръчва за употреба при нормално гмуркане, защото намалява азотното натоварване на тялото, дори ако останете напълно в границите на развлекателното гмуркане, това е по-добро усещане, повече забавление, по-малко последствия. Въпреки това, ако ще се гмуркате дълбоко и често, трябва да помните не само за ползите от него, но и за възможното кислородно отравяне. Винаги проверявайте лично нивата на кислород и определяйте своите граници.

Азотното отравяне е най-вероятният проблем, който може да срещнете, винаги бъдете внимателни към себе си и партньора си.

Отделно бих искал да обърна внимание на факта, че прочитането на този текст не означава, че читателят е усвоил пълния набор от информация за разбиране на работата с газове по време на трудни гмуркания. За практическо приложениетова е напълно недостатъчно. Това е само отправна точка и основно разбиране, нищо повече.

PaO2, заедно с две други величини (paCO2 и pH), съставляват такова понятие като "кръвни газове" (газове от артериална кръв - ABG (s)). Стойността на paO2 зависи от много параметри, основните от които са възрастта и височината на пациента (парциалното налягане на O2 в атмосферния въздух). Следователно pO2 трябва да се интерпретира индивидуално за всеки пациент.
Точните резултати за ABG зависят от събирането, обработката и действителния анализ на пробата. Клинично важни грешки могат да възникнат на всяка от тези стъпки, но измерванията на кръвните газове са особено уязвими към грешки, които възникват преди анализа. Най-често срещаните проблеми включват
- вземане на проби от неартериална (смесена или венозна) кръв;
- наличието на въздушни мехурчета в пробата;
- недостатъчно или прекомерно количество антикоагулант в пробата;
- забавяне на анализа и поддържане на пробата неохладена през цялото това време.

Подходящата кръвна проба за анализ на ABG обикновено съдържа 1-3 ml артериална кръв, взета анаеробно от периферна артерия в специален пластмасов контейнер с помощта на игла с малък диаметър. Въздушните мехурчета, които могат да влязат по време на вземането на пробата, трябва да бъдат отстранени незабавно. Въздухът в помещението има paO2 около 150 mmHg. (на морското равнище) и paCO2 практически е равен на нула. Така въздушните мехурчета, които се смесват с артериалната кръв, изместват (увеличават) paO2 до 150 mm Hg. и намаляване (намаляване) на paCO2.

Ако хепаринът се използва като антикоагулант и вземането на проби се извършва със спринцовка, а не със специален контейнер, трябва да се вземе предвид pH на хепарина, което е приблизително 7,0. По този начин излишъкът от хепарин може да промени и трите стойности на ABG (paO2, paCO2, pH). Необходимо е много малко количество хепарин, за да се предотврати съсирването; 0,05 - 0,10 ml разреден разтвор на хепарин (1000 IU / ml) ще противодейства на съсирването на приблизително 1 ml кръв, без да повлиява pH, paO2, paCO2. След промиване на спринцовката с хепарин, обикновено остава достатъчно количество хепарин в мъртвото пространство на спринцовката и иглата, което е достатъчно за антикоагулация, без да се нарушават стойностите на кръвното кръвно налягане.

След вземането пробата трябва да се анализира възможно най-скоро. Ако настъпи забавяне с повече от 10 минути, пробата трябва да се потопи в съд с лед. Левкоцитите и тромбоцитите продължават да консумират кислород в пробата след вземане и могат да причинят значителен спад на paO2, когато се съхраняват за дълги периоди при стайна температура, особено при условия на левкоцитоза или тромбоцитоза. Охлаждането ще предотврати всякакви клинични важни промени, за най-малко 1 час, чрез намаляване на метаболитната активност на тези клетки.

Парциалното налягане или напрежението на въглеродния диоксид (pCO2) е налягането на CO2 в газова смес в равновесие с плазмата на артериалната кръв при температура 38°C. Индикаторът е критерий за концентрацията на въглероден диоксид в кръвта.

Промяната в pCO2 играе водеща роля при респираторни нарушения на киселинно-алкалното състояние (респираторна ацидоза и респираторна алкалоза)

При респираторна ацидоза pCO2 се повишава поради нарушение на белодробната вентилация, което причинява натрупване на въглена киселина,

При респираторна алкалоза pCO2 намалява в резултат на хипервентилация на белите дробове, което води до повишено отделяне на въглероден диоксид от тялото и алкализиране на кръвта.

При нереспираторни (метаболитни) азидози / алкалози индикаторът pCO2 не се променя.
Ако има такива промени в pH и индексът pCO2 не е нормален, тогава има вторични (или компенсаторни) промени.
При клинична оценка на промяна в pCO2 е важно да се установи дали промените са причинно-следствени или компенсаторни!

По този начин, повишаване на pCO2 възниква при респираторна ацидоза и компенсирана метаболитна алкалоза, а намаляване настъпва при респираторна алкалоза и компенсация на метаболитна ацидоза.

Колебанията в стойността на pCO2 при патологични състояния са в диапазона от 10 до 130 mm Hg.

При респираторни нарушения посоката на изместване на стойността на pH на кръвта е противоположна на изместването на pCO2, с метаболитни нарушения изместванията са еднопосочни.

Концентрация на бикарбонатни йони

Концентрацията на бикарбонати (HCO3- йони) в кръвната плазма е третият основен показател за киселинно-алкалното състояние.

В практиката има показатели действителни (истински) бикарбонати и стандартни бикарбонати.

Действителният бикарбонат (AB, AB) е концентрацията на HCO3– йони в тестовата кръв при 38°C и действителните стойности на pH и pCO2.

Стандартните бикарбонати (SB, SB) е концентрацията на HCO3– йони в тестовата кръв, когато тя се доведе до стандартни условия: пълно насищане на кръвта с кислород, еквилибрирано при 38°C с газова смес, в която pCO2 е 40 mmHg.

При здрави хора концентрацията на локалните и стандартните бикарбонати е почти еднаква.

Диагностичната стойност на концентрацията на бикарбонати в кръвта е преди всичко при определяне на естеството на нарушенията на киселинно-алкалното състояние (метаболитно или дихателно).

Индикаторът се променя предимно с метаболитни нарушения:

При метаболитна ацидоза индексът HCO3– намалява, т.к. изразходвани за неутрализиране на киселинни вещества (буферна система)

При метаболитна алкалоза - повишена

Тъй като въглеродната киселина се дисоциира много слабо и нейното натрупване в кръвта практически няма ефект върху концентрацията на HCO3–, промяната в бикарбонатите при първични респираторни нарушения е малка.

Когато се компенсира метаболитната алкалоза, бикарбонатите се натрупват поради намаляване на дишането, а когато се компенсира метаболитната ацидоза, в резултат на повишена бъбречна реабсорбция.

Концентрация на буферна основа

Друг показател, характеризиращ състоянието на киселинно-алкалното състояние, е концентрацията на буферни основи (буферни бази, BB), която отразява сумата от всички аниони в цяла кръв, главно бикарбонатни и хлорни аниони, други аниони включват протеинови йони, сулфати, фосфати , лактат, кетонни тела и др.

Този параметър е почти независим от промените в парциалното налягане на въглеродния диоксид в кръвта, но отразява производството на киселини от тъканите и отчасти функцията на бъбреците.

По стойността на буферните бази можете да прецените промените в киселинно-алкалното състояние, свързани с увеличаване или намаляване на съдържанието на нелетливи киселини в кръвта (т.е. всички, освен въглеродна киселина).

На практика параметърът, използван за концентрация на буферни основи, е параметърът "остатъчни аниони" или "неоткриваеми аниони", или "анионно несъответствие" или "анионна разлика".

Използването на индекса на анионната разлика се основава на постулата за електрическа неутралност, т.е. броят на отрицателните (аниони) и положителните (катиони) в кръвната плазма трябва да бъде еднакъв.
Ако експериментално определим количеството най-представени в кръвната плазма йони Na+, K+, Cl–, HCO3–, тогава разликата между катиони и аниони е приблизително 12 mmol/l.

Увеличаването на анионната празнина показва натрупване на неизмерени аниони (лактат, кетонови тела) или катиони, което се уточнява от клиничната картина или от историята.

Показателите за общите буферни бази и анионната празнина са особено информативни при метаболитни промени в киселинно-алкалното състояние, докато при респираторни нарушения неговите колебания са незначителни.

Излишни буферни бази

Базов излишък (BE, IO) - разликата между действителните и дължимите стойности на буферните бази.
По стойност индикаторът може да бъде положителен (излишък на основи) или отрицателен (дефицит на основи, излишък на киселини).

Показателят за диагностична стойност е по-висок от концентрациите на локални и стандартни бикарбонати. Базовият излишък отразява промените в броя на базите в кръвните буферни системи, докато действителните бикарбонати отразяват само концентрацията.

Най-големите промени в показателя се отбелязват при метаболитни нарушения: при ацидоза се открива липса на основи в кръвта (дефицит на бази, отрицателни стойности), при алкалоза, излишък на основи (положителни стойности).
Граница на дефицит, съвместима с живота, 30 mmol/l.

При дихателни промени индикаторът се променя леко.

Стойността на pH формира активността на клетките

Киселинно-алкалният баланс е състояние, което се осигурява от физиологични и физико-химични процеси, които съставляват функционално единна система за стабилизиране на концентрацията на Н + йони.
Нормалната концентрация на Н+ йони е около 40 nmol/l, което е 106 пъти по-малко от концентрацията на много други вещества (глюкоза, липиди, минерали).

Флуктуациите на концентрацията на H+ йони, съвместими с живота, варират от 16-160 nmol/l.

Тъй като метаболитните реакции често са свързани с окисляването и редуцирането на молекули, тези реакции задължително включват съединения, които действат като акцептор или донор на водородни йони. Участието на други съединения се свежда до осигуряване на постоянството на концентрацията на водородни йони в биологичните течности.

Стабилността на вътреклетъчната концентрация на H + е необходима за:

Оптимална активност на ензимите в мембраните, цитоплазмата и вътреклетъчните органели

Формиране на електрохимичния градиент на митохондриалната мембрана на правилното ниво и достатъчно производство на АТФ в клетката.

Промените в концентрацията на Н+ йони водят до промяна в активността на вътреклетъчните ензими, дори в границите на физиологичните стойности.
Например ензимите на глюконеогенезата в черния дроб са по-активни, когато цитоплазмата е подкиселена, което е важно по време на гладуване или мускулни упражнения, ензимите на гликолизата са по-активни при нормално рН.

Стабилността на извънклетъчната концентрация на Н+ йони осигурява:

Оптимална функционална активност на протеините на кръвната плазма и междуклетъчното пространство (ензими, транспортни протеини),

Разтворимост на неорганични и органични молекули,

Неспецифична защита на кожния епител,

Отрицателен заряд на външната повърхност на еритроцитната мембрана.

Когато концентрацията на Н+ йони в кръвта се промени, се активира компенсаторната активност на две основни системи на тялото:

1. Система за химическа компенсация

Действието на извънклетъчните и вътреклетъчните буферни системи,

Интензивност на вътреклетъчното образуване на H+ и HCO3– йони.

2. Физиологична компенсационна система

Белодробна вентилация и отстраняване на CO2,

Бъбречна екскреция на H+ йони (ацидогенеза, амониева генеза), реабсорбция и синтез на HCO3–.

Намаляването на парциалното налягане на кислорода във вдишания въздух води до още по-ниско ниво в алвеолите и изтичащата кръв. Ако жителите на равнините се изкачват по планините, хипоксията увеличава вентилацията на белите им дробове чрез стимулиране на артериалните хеморецептори. Тялото реагира с адаптивни реакции, чиято цел е да подобри снабдяването на тъканите с O 2. Промени в дишането по време на хипоксия на голяма надморска височина при различни хораразлично. Реакциите на външното дишане, възникващи във всички случаи, се определят от редица фактори: 1) скоростта, с която се развива хипоксията; 2) степента на потребление на O 2 (почивка или физическа активност); 3) продължителността на хипоксична експозиция.

Най-важният компенсаторен отговор на хипоксията е хипервентилацията. Първоначалната хипоксична стимулация на дишането, която възниква при изкачване на височина, води до измиване на CO 2 от кръвта и развитие на респираторна алкалоза. Това от своя страна води до повишаване на pH на извънклетъчната течност на мозъка. Централните хеморецептори реагират на такова изместване на рН в цереброспиналната течност чрез рязко намаляване на тяхната активност, което инхибира невроните на дихателния център до такава степен, че той става нечувствителен към стимули, излъчвани от периферните хеморецептори. Доста бързо хиперпнеята се заменя с неволна хиповентилация, въпреки постоянната хипоксемия. Подобно намаляване на функцията на дихателния център повишава степента на хипоксично състояние на тялото, което е изключително опасно, особено за невроните на мозъчната кора.

С аклиматизацията към условия на голяма надморска височина настъпва адаптация физиологични механизмидо хипоксия. След престой в продължение на няколко дни или седмици на височина, като правило, респираторната алкалоза се компенсира от екскрецията на HCO 3 от бъбреците, поради което част от инхибиторния ефект върху алвеоларната хипервентилация отпада и хипервентилацията се засилва. Аклиматизацията също предизвиква повишаване на концентрацията на хемоглобина поради повишена хипоксична стимулация на еритропоетините от бъбреците. Така сред жителите на Андите, постоянно живеещи на надморска височина от 5000 м, концентрацията на хемоглобин в кръвта е 200 g / l. Основните средства за адаптиране към хипоксия са: 1) значително увеличаване на белодробната вентилация; 2) увеличаване на броя на червените кръвни клетки; 3) увеличаване на дифузионния капацитет на белите дробове; 4) повишена васкуларизация на периферните тъкани; 5) повишаване на способността на тъканните клетки да използват кислород, въпреки ниското pO 2 .

Някои хора развиват остро патологично състояние, когато се издигат бързо на голяма надморска височина ( остра планинска болест и височинен белодробен оток). Тъй като от всички органи на централната нервна система има най-висока чувствителност към хипоксия, при изкачване на голяма надморска височина се появяват предимно неврологични разстройства. При изкачване на височина симптоми като главоболие, умора, гадене. Често се появява белодробен оток. Под 4500 m такива тежки смущения се появяват по-рядко, въпреки че се срещат незначителни функционални аномалии. В зависимост от индивидуалните особености на организма и способността му да се аклиматизира, човек може да достигне големи височини.

тестови въпроси

1. Как се променят параметрите на барометричното налягане и парциалното налягане на кислорода с увеличаване на надморската височина?

2. Какви адаптивни реакции възникват при изкачване на височина?

3. Как протича аклиматизацията към високопланинските условия?

4. Как се проявява острата планинска болест?

Дишане по време на гмуркане

По време на работа под вода водолазът диша при налягане, по-високо от атмосферното с 1 атм. за всеки 10 м гмуркане. Около 4/5 от въздуха е азот. На морското равнище азотът няма значителен ефект върху тялото, но при високо налягане може да причини различна степен на наркоза. Първите признаци на умерена анестезия се появяват на дълбочина около 37 m, ако водолазът остане на дълбочина за час или повече и диша въздух под налягане. При дълъг престой на дълбочина над 76 m (8,5 atm налягане) обикновено се развива азотна наркоза, чиито прояви са подобни на алкохолна интоксикация. Ако човек вдишва въздух с обичайния състав, тогава азотът се разтваря в мастната тъкан. Дифузията на азот от тъканите е бавна, така че издигането на водолаза на повърхността трябва да се извършва много бавно. В противен случай е възможно вътресъдово образуване на азотни мехурчета (кръвта "кипи") със силно увреждане на централната нервна система, органите на зрението, слуха и силна болка в ставите. Има т.нар декомпресионна болест. За лечение пострадалият трябва да бъде поставен отново в среда с високо налягане. Постепенната декомпресия може да продължи няколко часа или дни.

Вероятността от декомпресионна болест може да бъде значително намалена чрез дишане на специални газови смеси, като смес от кислород и хелий. Това се дължи на факта, че разтворимостта на хелия е по-малка от азота и той дифундира по-бързо от тъканите, тъй като молекулното му тегло е 7 пъти по-малко от това на азота. В допълнение, тази смес има по-ниска плътност, така че работата, изразходвана за външно дишане, намалява.

тестови въпроси

5. Как се променят параметрите на барометричното налягане и парциалното налягане на кислорода с увеличаване на надморската височина?

6. Какви адаптивни реакции възникват при изкачване на височина?

7. Как протича аклиматизацията към високопланинските условия?

8. Как се проявява острата планинска болест?

7.3 Тестови задачи и ситуационна задача

Изберете един верен отговор.

41. АКО ЧОВЕК СЕ ГМОБИ БЕЗ СПЕЦИАЛНО ОБОРУДВАНЕ С ПРЕДВАРИТЕЛНА ХИПЕРВЕНТИЛАЦИЯ, ПРИЧИНАТА ЗА ВНЕЗАПНОТО ПОПАДАНЕ В СЪЗНАНИЕ МОЖЕ ДА Е ПРОГРЕСИВНА

1) асфиксия

2) хипоксия

3) хипероксия

4) хиперкапния

42. ПРИ Гмуркане под вода с маска и шнорхел НЕ Е ВЪЗМОЖНО ДА СЕ УВЕЛИЧИ ДЪЛЖИНАТА НА СТАНДАРТНАТА ТРЪБА (30-35 см) ПОРАДИ

1) появата на градиент на налягането между налягането на въздуха в алвеолите и налягането на водата в гръдния кош

2) опасността от хиперкапния

3) опасността от хипоксия

4) увеличаване на обема на мъртвото пространство

Казус 8

Шампионите по гмуркане се гмуркат на дълбочина до 100 м без водолазна екипировка и се връщат на повърхността за 4-5 минути. Защо не получават декомпресионна болест?

8. Примерни отговори на тестови задачи и ситуационни задачи

Примерни отговори на тестови задачи:

Примерни отговори на ситуационни задачи:

Решение на ситуационна задача №1:

Ако говорим за естествено дишане, тогава първото е правилно. Механизмът на дишане е всмукване. Но ако имаме предвид изкуственото дишане, то второто е правилно, тъй като тук механизмът е принудителен.

Решение на ситуационна задача №2:

За ефективен газообмен е необходима определена връзка между вентилацията и кръвния поток в съдовете на белите дробове. Следователно тези хора са имали разлики в стойностите на кръвния поток.

Решение на ситуационна задача №3:

В кръвта кислородът съществува в две състояния: физически разтворен и свързан с хемоглобина. Ако хемоглобинът не работи добре, тогава остава само разтворен кислород. Но има много малко от него. Затова е необходимо да се увеличи количеството му. Това се постига чрез хипербарна кислородна терапия (пациентът се поставя в камера с високо кислородно налягане).

Решение на ситуационна задача №4:

Малатът се окислява от NAD-зависимия ензим малат дехидрогеназа (митохондриална фракция). Освен това, когато една молекула малат се окислява, се образува една молекула NADH H +, която влиза в пълна веригатрансфер на електрони за образуване на три ATP молекули от три ADP молекули. Както знаете, ADP е активатор на дихателната верига, а ATP е инхибитор. ADP по отношение на малат се приема очевидно в недостиг. Това води до факта, че активаторът (ADP) изчезва от системата и се появява инхибиторът (ATP), което от своя страна води до спиране на дихателната верига и усвояване на кислород. Хексокиназата катализира прехвърлянето на фосфатна група от АТФ към глюкоза за образуване на глюкозо-6-фосфат и ADP. По този начин, по време на работата на този ензим, инхибиторът (ATP) се изразходва в системата и се появява активаторът (ADP), така че дихателната верига възобновява работата си.

Решение на ситуационна задача № 5:

Ензимът сукцинат дехидрогеназа, който катализира окислението на сукцината, принадлежи към FAD-зависимите дехидрогенази. Както е известно, FADH 2 осигурява навлизането на водород в скъсена електрон-транспортна верига, по време на която се образуват 2 молекули АТФ. Амобарбиталът блокира дихателната верига на ниво 1-ва конюгация на дишане и фосфорилиране и не повлиява окислението на сукцината.

Решение на ситуационна задача №6:

При много бавно затягане на пъпната връв, съответно, съдържанието на въглероден диоксид в кръвта ще се увеличи много бавно и невроните на дихателния център няма да могат да се възбудят. Първият дъх никога не се случва.

Решение на ситуационна задача №7:

Водеща роля при възбуждането на невроните на дихателния център играе въглеродният диоксид. В агонално състояние възбудимостта на невроните на дихателния център е рязко намалена и поради това те не могат да бъдат възбудени от действието на обикновени количества въглероден диоксид. След няколко дихателни цикъла настъпва пауза, по време на която се натрупват значителни количества въглероден диоксид. Сега те вече могат да възбудят дихателния център. Има няколко вдишвания, количеството въглероден диоксид намалява, отново има пауза и т.н. Ако не е възможно да се подобри състоянието на пациента, фатален изход е неизбежен.

Решение на ситуационна задача № 8:

Гмуркач на голяма дълбочина диша въздух под високо налягане. Следователно, разтворимостта на газовете в кръвта се увеличава значително. Азотът в тялото не се изразходва. Следователно, при бързо покачване, повишеното му налягане бързо намалява и бързо се освобождава от кръвта под формата на мехурчета, което води до емболия. Водолазът изобщо не диша по време на гмуркането. При бързо издигане не се случва нищо ужасно.

Приложение 1

маса 1

Име на показателите за белодробна вентилация на руски и английски език

Име на индикатора на руски	Прието съкращение	Името на индикатора за английски език	Прието съкращение
Жизнен капацитет на белите дробове	VC	Жизнен капацитет	VC
Дихателен обем	ПРЕДИ	Дихателен обем	телевизор
Инспираторен резервен обем	РОВД	инспираторен резервен обем	IRV
експираторен резервен обем	РОвид	Експираторен резервен обем	ERV
Максимална вентилация	MVL	Максимална доброволна вентилация	MW
форсиран жизнен капацитет	ФЖЕЛ	форсиран жизнен капацитет	FVC
Форсиран експираторен обем през първата секунда	FEV1	Обем на форсирано издишване 1 сек	FEV1
Индекс Tiffno	IT или FEV1/VC %		FEV1% = FEV1/VC%
Максимална скорост на експираторен поток 25% FVC остава в белите дробове	MOS25	Максимален експираторен поток 25% FVC	MEF25
	Форсиран експираторен поток 75% FVC	FEF75
Максимална скорост на експираторен поток 50% от FVC остава в белите дробове	MOS50	Максимален експираторен поток 50% FVC	MEF50
	Форсиран експираторен поток 50% FVC	FEF50
Максимална скорост на издишване 75% от FVC остава в белите дробове	MOS75	Максимален експираторен поток 75% FVC	MEF75
	Форсиран експираторен поток 25% FVC	FEF25
Средна скорост на експираторен поток в диапазона от 25% до 75% FVC	SOS25-75	Максимален експираторен поток 25-75% FVC	MEF25-75
	Форсиран експираторен поток 25-75% FVC	FEF25-75

Приложение 2

ОСНОВНИ ДИХАТЕЛНИ ПАРАМЕТРИ

VC (VC = Vital Capacity) - витален капацитет на белите дробове(обемът въздух, който напуска белите дробове по време на най-дълбокото издишване след най-дълбокото вдишване)

Rovd (IRV = inspiratory reserve volume) - инспираторен резервен обем(допълнителен въздух) е обемът въздух, който може да се вдиша при максимално вдишване след нормално вдишване

ROvyd (ERV = Expiratory Reserve Volume) - експираторен резервен обем(резервен въздух) е обемът въздух, който може да се издиша при максимално издишване след нормално издишване

EB (IC = инспираторен капацитет) - инспираторен капацитет- действителната сума на дихателния обем и инспираторния резервен обем (EV = DO + RVD)

FOEL (FRC = функционален остатъчен капацитет) - функционален остатъчен капацитет на белите дробове. Това е обемът на въздуха в белите дробове на пациент в покой, в положение, при което нормалното издишване е завършено и глотисът е отворен. FOEL е сумата от експираторния резервен обем и остатъчния въздух (FOEL = ROvyd + RH). Този параметър може да бъде измерен чрез един от двата метода: разреждане с хелий или телесна плетизмография. Спирометрията не измерва FOEL, така че стойността на този параметър трябва да се въведе ръчно.

RH (RV = residual volume) - остатъчен въздух(друго име - OOL, остатъчен обем на белите дробове) е обемът въздух, който остава в белите дробове след максимално издишване. Остатъчният обем не може да се определи само чрез спирометрия; това изисква допълнителни измервания на белодробния обем (използвайки метода на разреждане с хелий или плетизмография на тялото).

TLC (TLC = total lung capacity) - общ белодробен капацитет(обемът на въздуха в белите дробове след възможно най-дълбокото вдишване). HR = VC + OB

Ако има смес от газове над течността, тогава всеки газ се разтваря в нея според парциалното си налягане в сместа, т.е. до налягането, което пада върху неговия дял. Парциално наляганена всеки газ в газова смес може да се изчисли, като се знае общото налягане на газовата смес и нейния процентен състав. И така, при атмосферно налягане от 700 mm Hg. парциалното налягане на кислорода е приблизително 21% от 760 mm, т.е. 159 mm, на азота - 79% от 700 mm, т.е. 601 mm.

При изчисляване парциално налягане на газовев алвеоларния въздух трябва да се има предвид, че той е наситен с водни пари, чието парциално налягане при телесна температура е 47 mm Hg. Изкуство. Следователно делът на другите газове (азот, кислород, въглероден диоксид) вече не е 700 mm, а 700-47 - 713 mm. При съдържание на кислород в алвеоларния въздух, равно на 14,3%, парциалното му налягане ще бъде само 102 mm; със съдържание на въглероден диоксид 5,6%, неговото парциално налягане е 40 mm.

Ако течност, наситена с газ при определено парциално налягане, влезе в контакт със същия газ, но с по-ниско налягане, тогава част от газа ще излезе от разтвора и количеството на разтворения газ ще намалее. Ако налягането на газа е по-високо, тогава повече газ ще се разтвори в течността.

Разтварянето на газовете зависи от парциалното налягане, т.е. налягането на конкретен газ, а не от общото налягане на газовата смес. Следователно, например, кислородът, разтворен в течност, ще излезе в азотна атмосфера по същия начин, както в празнота, дори когато азотът е под много високо налягане.

Когато течност влезе в контакт с газова смес с определен състав, количеството газ, което влиза или излиза от течността, зависи не само от съотношението на газовите налягания в течността и в газовата смес, но и от техните обеми. Ако голям обем течност влезе в контакт с голям обем газова смес, чието налягане се различава рязко от налягането на газовете в течността, тогава големи количества газ могат да излязат или да влязат в последната. Напротив, ако достатъчно голям обем течност е в контакт с газов мехур с малък обем, тогава много малко количество газ ще напусне или ще влезе в течността и газовият състав на течността практически няма да се промени.

За газове, разтворени в течност, терминът " волтаж”, съответстващ на термина „парциално налягане” за свободни газове. Напрежението се изразява в същите единици като налягането, т.е. в атмосфери или в милиметри живачен стълб или воден стълб. Ако налягането на газа е 1,00 mm Hg. чл., това означава, че газът, разтворен в течността, е в равновесие със свободния газ под налягане от 100 mm.

Ако напрежението на разтворения газ не е равно на парциалното налягане на свободния газ, тогава равновесието е нарушено. Възстановява се, когато тези две количества отново станат равни едно на друго. Например, ако налягането на кислорода в течността на затворен съд е 100 mm, а налягането на кислорода във въздуха на този съд е 150 mm, тогава кислородът ще влезе в течността.

В този случай напрежението на кислорода в течността ще бъде отхвърлено и налягането му извън течността ще намалее, докато се установи ново динамично равновесие и двете стойности са равни, като са получили някаква нова стойност между 150 и 100 mm . Как се променят налягането и напрежението в дадено изследване зависи от относителните обеми газ и течност.