Baja presión parcial de oxígeno. Presión parcial de oxígeno en la sangre.

La presión parcial o tensión de dióxido de carbono (pCO2) es la presión de CO2 en una mezcla gaseosa en equilibrio con el plasma sanguíneo arterial a una temperatura de 38°C. El indicador es un criterio para la concentración de dióxido de carbono en la sangre.

El cambio en pCO2 juega un papel principal en los trastornos respiratorios del estado ácido-base (acidosis respiratoria y alcalosis respiratoria)

En la acidosis respiratoria, la pCO2 aumenta debido a una violación de la ventilación pulmonar, lo que provoca la acumulación de ácido carbónico,

En la alcalosis respiratoria, la pCO2 disminuye como resultado de la hiperventilación de los pulmones, lo que conduce a una mayor excreción de dióxido de carbono del cuerpo y alcalinización de la sangre.

Con azidosis / alcalosis no respiratorias (metabólicas), el indicador de pCO2 no cambia.
Si hay tales cambios en el pH y el índice de pCO2 no es normal, entonces hay cambios secundarios (o compensatorios).
Al evaluar clínicamente un cambio en pCO2, es importante establecer si los cambios son causales o compensatorios.

Así, se produce un aumento de la pCO2 con la acidosis respiratoria y la alcalosis metabólica compensada, y se produce una disminución con la alcalosis respiratoria y la compensación de la acidosis metabólica.

Las fluctuaciones en el valor de pCO2 en condiciones patológicas están en el rango de 10 a 130 mm Hg.

Con los trastornos respiratorios, la dirección del cambio en el valor del pH de la sangre es opuesta al cambio de pCO2, con los trastornos metabólicos, los cambios son unidireccionales.

Concentración de iones bicarbonato

La concentración de bicarbonatos (iones HCO3-) en el plasma sanguíneo es el tercer indicador principal del estado ácido-base.

En la práctica, hay indicadores de bicarbonatos reales (verdaderos) y bicarbonatos estándar.

El bicarbonato real (AB, AB) es la concentración de iones HCO3– en la sangre analizada a 38 °C y los valores reales de pH y pCO2.

Los bicarbonatos estándar (SB, SB) son la concentración de iones HCO3– en la sangre de prueba cuando se lleva a condiciones estándar: saturación total de oxígeno en sangre, equilibrada a 38 °C con una mezcla de gases en la que la pCO2 es de 40 mmHg.

En personas sanas, la concentración de bicarbonatos tópicos y estándar es casi la misma.

El valor diagnóstico de la concentración de bicarbonatos en la sangre es, en primer lugar, determinar la naturaleza de las violaciones del estado ácido-base (metabólico o respiratorio).

El indicador cambia principalmente con trastornos metabólicos:

Con la acidosis metabólica, el índice HCO3– disminuye porque. gastado en la neutralización de sustancias ácidas (sistema tampón)

Con alcalosis metabólica - aumento

Dado que el ácido carbónico se disocia muy mal y su acumulación en la sangre prácticamente no tiene efecto sobre la concentración de HCO3–, el cambio de bicarbonatos en los trastornos respiratorios primarios es pequeño.

Cuando se compensa la alcalosis metabólica, se acumulan bicarbonatos por disminución de la respiración, y cuando se compensa la acidosis metabólica, por aumento de la reabsorción renal.

Concentración de base tampón

Otro indicador que caracteriza el estado del estado ácido-base es la concentración de bases tampón (bases tampón, BB), que refleja la suma de todos los aniones en la sangre entera, principalmente aniones de bicarbonato y cloro, otros aniones incluyen iones de proteínas, sulfatos, fosfatos, lactato, cuerpo cetónico, etc.

Este parámetro es casi independiente del cambio presión parcial dióxido de carbono en la sangre, sino que refleja la producción de ácidos por los tejidos y en parte la función de los riñones.

Por el valor de las bases amortiguadoras, se pueden juzgar los cambios en el estado ácido-base asociados con un aumento o disminución en el contenido de ácidos no volátiles en la sangre (es decir, todos menos el ácido carbónico).

En la práctica, el parámetro utilizado para la concentración de bases tampón es el parámetro "aniones residuales" o "aniones indetectables" o "desajuste de aniones" o "diferencia de aniones".

El uso del índice de diferencia de aniones se basa en el postulado de neutralidad eléctrica, es decir el número de negativos (aniones) y positivos (cationes) en el plasma sanguíneo debe ser el mismo.
Si determinamos experimentalmente la cantidad de iones Na+, K+, Cl–, HCO3– más representados en el plasma sanguíneo, entonces la diferencia entre cationes y aniones es de aproximadamente 12 mmol/l.

Un aumento en la brecha aniónica indica la acumulación de aniones no medidos (lactato, cuerpos cetónicos) o cationes, que se especifica por el cuadro clínico o por la historia.

Los indicadores de las bases amortiguadoras totales y la brecha aniónica son especialmente informativos en caso de cambios metabólicos en el estado ácido-base, mientras que en el caso de trastornos respiratorios, sus fluctuaciones son insignificantes.

Exceso de bases amortiguadoras

Exceso de base (BE, IO): la diferencia entre los valores reales y vencidos de las bases del búfer.
Por valor, el indicador puede ser positivo (exceso de bases) o negativo (déficit de bases, exceso de ácidos).

El indicador de valor diagnóstico es más alto que las concentraciones de bicarbonatos tópicos y estándar. El exceso de base refleja cambios en el número de bases en los sistemas de amortiguación de la sangre, mientras que el bicarbonato real solo refleja la concentración.

Los mayores cambios en el indicador se observan en trastornos metabólicos: en acidosis, se detecta falta de bases sanguíneas (déficit de bases, valores negativos), en alcalosis, exceso de bases (valores positivos).
Límite de carencia compatible con la vida, 30 mmol/l.

Con cambios respiratorios, el indicador cambia ligeramente.

El valor de pH forma la actividad de las células.

El equilibrio ácido-base es un estado proporcionado por procesos fisiológicos y físico-químicos que conforman un sistema funcionalmente unificado para estabilizar la concentración de iones H+.
La concentración normal de iones H+ es de unos 40 nmol/l, que es 106 veces menor que la concentración de muchas otras sustancias (glucosa, lípidos, minerales).

Las fluctuaciones de concentración de iones H+ compatibles con la vida oscilan entre 16 y 160 nmol/l.

Dado que las reacciones metabólicas a menudo se asocian con la oxidación y reducción de moléculas, estas reacciones necesariamente involucran compuestos que actúan como aceptores o donantes de iones de hidrógeno. La participación de otros compuestos se reduce a asegurar la constancia de la concentración de iones de hidrógeno en los fluidos biológicos.

La estabilidad de la concentración intracelular de H+ es necesaria para:

Actividad óptima de enzimas en membranas, citoplasma y orgánulos intracelulares

Formación del gradiente electroquímico de la membrana mitocondrial al nivel adecuado y suficiente producción de ATP en la célula.

Los cambios en la concentración de iones H+ conducen a cambios en la actividad de las enzimas intracelulares, incluso dentro de los límites de los valores fisiológicos.
Por ejemplo, las enzimas de la gluconeogénesis en el hígado son más activas cuando el citoplasma está acidificado, lo cual es importante durante la inanición o el ejercicio muscular, las enzimas de la glucólisis son más activas a un pH normal.

La estabilidad de la concentración extracelular de iones H+ proporciona:

Actividad funcional óptima de las proteínas del plasma sanguíneo y el espacio intercelular (enzimas, proteínas de transporte),

Solubilidad de moléculas inorgánicas y orgánicas,

Protección inespecífica del epitelio de la piel,

Carga negativa en la superficie exterior de la membrana del eritrocito.

Cuando cambia la concentración de iones H+ en la sangre, se activa la actividad compensatoria de dos sistemas corporales principales:

1. Sistema de compensación química

La acción de los sistemas amortiguadores extracelulares e intracelulares,

Intensidad de la formación intracelular de iones H+ y HCO3–.

2. Sistema de compensación fisiológica

Ventilación pulmonar y eliminación de CO2,

Excreción renal de iones H+ (acidogénesis, amoniogénesis), reabsorción y síntesis de HCO3–.

Con una disminución de la presión barométrica, también disminuye la presión parcial de los principales gases que componen la atmósfera. La composición cuantitativa de la mezcla de aire en la troposfera permanece prácticamente sin cambios. Así, el aire atmosférico en condiciones normales (al nivel del mar) contiene un 21 % de oxígeno, un 78 % de nitrógeno, un 0,03 % de dióxido de carbono y casi un % de gases inertes: helio, xenón, argón, etc.

Presión parcial(lat. Partialis - parcial, de lat. pars - parte) - la presión de un solo componente de la mezcla de gases. La presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones parciales de sus componentes.

La presión parcial de un gas en el aire atmosférico está determinada por la fórmula:

Ph es la presión barométrica a la altitud real.

Un papel decisivo en el mantenimiento de la vida humana lo juega el intercambio de gases entre el cuerpo y ambiente externo. El intercambio de gases se lleva a cabo debido a la respiración y la circulación sanguínea: el oxígeno ingresa continuamente al cuerpo y el cuerpo libera dióxido de carbono y otros productos metabólicos. Para que este proceso no se perturbe, es necesario apoyar presión parcial de oxígeno en el aire inhalado a un nivel cercano a la tierra.

Presión parcial de oxígeno (O 2) en el aire se llama la parte de la presión total del aire atribuible al O 2.

Entonces, al nivel del mar (Н=0m), de acuerdo con (1.1), la presión parcial de oxígeno será:

donde αO 2 \u003d 21% es el contenido de gas en el aire atmosférico en%;

P h \u003d 0 - presión barométrica al nivel del mar

Con un aumento de la altitud, la presión total de los gases disminuye, pero la presión parcial de componentes como el dióxido de carbono y el vapor de agua en el aire alveolar permanece prácticamente sin cambios.

E igual, a una temperatura corporal humana de 37 0 C aproximadamente:

· para vapor de agua РН 2 О=47mm Hg;

· para dióxido de carbono РСО 2 =40 mm Hg.

Esto cambia significativamente la tasa de caída de presión de oxígeno en el aire alveolar.

Presión atmosférica y temperatura del aire en altura

de acuerdo con el estándar internacional

Tabla 1.4

Nº p/p	altura	Presión barométrica, mm Hg	Temperatura del aire, 0 C
1.
2.		715,98	11,75
3.		674,01	8,5
4.		634,13	5,25
5.		596,17
6.		560,07	-1,25
7.		525,8	-4,5
8.		493,12	-7,15
9.		462,21	-11,0
10.		432,86	-14,25
11.		405,04	-17,5
12.		378,68	-20,5
13.		353,73	-24,0
14.		330,12	-27,25
15.		307,81	-30,5
16.		286,74	-33,75
17.		266,08	-37,0
18.		248,09	-40,25
19.		230,42	-43,5
20.		213,76	-46,75
21.		198,14	-50,0
22.		183,38	-50,25
23.		169,58	-56,5
24.		156,71	-56,5
25.		144,82	-56,5
26.		133,83	-56,5
27.		123,68	-56,5
28.		114,30	-56,5
29.		105,63	-56,5
30.		97,61	-56,5
31.		90,21	-56,5
32.		83,86	-56,5

aire alveolar- una mezcla de gases (principalmente oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno y vapor de agua) contenidos en los alvéolos pulmonares, que intervienen directamente en el intercambio gaseoso con la sangre. El suministro de oxígeno a la sangre que fluye a través de los capilares pulmonares y la eliminación de dióxido de carbono de la misma, así como la regulación de la respiración, dependen de la composición mantenida en animales sanos y humanos dentro de ciertos límites estrechos debido a la ventilación de los pulmones ( en humanos, normalmente contiene 14-15% de oxígeno y 5-5.5% de dióxido de carbono). Con la falta de oxígeno en el aire inhalado y algunos estados patológicos, se producen cambios en la composición que pueden provocar hipoxia.

El significado de la respiración.

La respiración es vital proceso requerido constante intercambio de gases entre el cuerpo y su entorno externo. En el proceso de respiración, una persona absorbe oxígeno del ambiente y libera dióxido de carbono.

Casi todos reacciones complejas la transformación de sustancias en el cuerpo son con la participación obligatoria de oxígeno. Sin oxígeno, el metabolismo es imposible y se necesita un suministro constante de oxígeno para preservar la vida. Como resultado del metabolismo, se forma dióxido de carbono en las células y tejidos, que debe eliminarse del cuerpo. La acumulación de una cantidad significativa de dióxido de carbono dentro del cuerpo es peligrosa. El dióxido de carbono es transportado por la sangre a los órganos respiratorios y exhalado. El oxígeno que ingresa a los órganos respiratorios durante la inhalación se difunde a la sangre y es transportado por la sangre a los órganos y tejidos.

No hay reservas de oxígeno en el cuerpo humano y animal, y por lo tanto su suministro continuo al cuerpo es una necesidad vital. Si una persona, en casos necesarios, puede vivir sin alimentos durante más de un mes, sin agua hasta 10 días, entonces, en ausencia de oxígeno, se producen cambios irreversibles en 5 a 7 minutos.

Composición del aire inhalado, exhalado y alveolar

Al inhalar y exhalar alternativamente, una persona ventila los pulmones, manteniendo una composición de gas relativamente constante en las vesículas pulmonares (alvéolos). Una persona respira aire atmosférico con un alto contenido de oxígeno (20,9 %) y un bajo contenido de dióxido de carbono (0,03 %), y exhala aire en el que el oxígeno es 16,3 %, el dióxido de carbono es 4 % (Tabla 8).

La composición del aire alveolar es significativamente diferente de la composición del aire atmosférico inhalado. Tiene menos oxígeno (14,2%) y una gran cantidad de dióxido de carbono (5,2%).

El nitrógeno y los gases inertes, que forman parte del aire, no participan en la respiración, y su contenido en el aire inhalado, exhalado y alveolar es casi el mismo.

¿Por qué hay más oxígeno en el aire exhalado que en el aire alveolar? Esto se explica por el hecho de que durante la exhalación, el aire que está en los órganos respiratorios, en las vías respiratorias, se mezcla con el aire alveolar.

Presión parcial y tensión de gases.

En los pulmones, el oxígeno del aire alveolar pasa a la sangre y el dióxido de carbono de la sangre entra a los pulmones. La transición de gases de aire a líquido y de líquido a aire ocurre debido a la diferencia en la presión parcial de estos gases en aire y líquido. La presión parcial es la parte de la presión total que recae sobre la proporción de un gas dado en una mezcla de gases. Cuanto mayor sea el porcentaje de gas en la mezcla, mayor será su presión parcial. El aire atmosférico, como saben, es una mezcla de gases. Presión atmosférica del aire 760 mm Hg. Arte. La presión parcial de oxígeno en el aire atmosférico es 20,94% de 760 mm, es decir, 159 mm; nitrógeno - 79,03% de 760 mm, es decir, unos 600 mm; hay poco dióxido de carbono en el aire atmosférico - 0,03%, por lo tanto, su presión parcial es 0,03% de 760 mm - 0,2 mm Hg. Arte.

Para gases disueltos en un líquido, se utiliza el término "voltaje", que corresponde al término "presión parcial" utilizado para gases libres. La tensión del gas se expresa en las mismas unidades que la presión (en mmHg). Si la presión parcial del gas en el ambiente es mayor que el voltaje de ese gas en el líquido, entonces el gas se disuelve en el líquido.

La presión parcial de oxígeno en el aire alveolar es de 100-105 mm Hg. Art., y en la sangre que fluye hacia los pulmones, la tensión de oxígeno es en promedio de 60 mm Hg. Art., por lo tanto, en los pulmones, el oxígeno del aire alveolar pasa a la sangre.

El movimiento de los gases ocurre de acuerdo con las leyes de la difusión, según las cuales un gas se propaga desde un ambiente con una presión parcial alta a un ambiente con una presión más baja.

Intercambio de gases en los pulmones

La transición en los pulmones del oxígeno del aire alveolar a la sangre y el flujo de dióxido de carbono de la sangre a los pulmones obedecen a las leyes descritas anteriormente.

Gracias al trabajo del gran fisiólogo ruso Ivan Mikhailovich Sechenov, fue posible estudiar la composición de gases de la sangre y las condiciones del intercambio de gases en los pulmones y tejidos.

El intercambio de gases en los pulmones tiene lugar entre el aire alveolar y la sangre por difusión. Los alvéolos de los pulmones están rodeados por una densa red de capilares. Las paredes de los alvéolos y los capilares son muy delgadas, lo que contribuye a la penetración de los gases de los pulmones a la sangre y viceversa. El intercambio de gases depende del tamaño de la superficie a través de la cual se lleva a cabo la difusión de los gases y de la diferencia en la presión parcial (voltaje) de los gases que se difunden. Con una respiración profunda, los alvéolos se estiran y su superficie alcanza los 100-105 m 2. La superficie de los capilares en los pulmones también es grande. Existe una diferencia suficiente entre la presión parcial de los gases en el aire alveolar y la tensión de estos gases en la sangre venosa (Tabla 9).

De la tabla 9 se deduce que la diferencia entre la tensión de los gases en la sangre venosa y su presión parcial en el aire alveolar es 110 - 40 = 70 mm Hg para el oxígeno. Art., y para dióxido de carbono 47 - 40 = 7 mm Hg. Arte.

Empíricamente, fue posible establecer que con una diferencia en la tensión de oxígeno de 1 mm Hg. Arte. en un adulto en reposo, 25-60 ml de oxígeno pueden ingresar a la sangre en 1 minuto. Una persona en reposo necesita unos 25-30 ml de oxígeno por minuto. Por lo tanto, la diferencia de presión de oxígeno de 70 mm Hg. st, suficiente para proporcionar al cuerpo oxígeno en diferentes condiciones sus actividades: durante el trabajo físico, ejercicios deportivos, etc.

La velocidad de difusión del dióxido de carbono desde la sangre es 25 veces mayor que la del oxígeno, por lo tanto, con una diferencia de presión de 7 mm Hg. Art., el dióxido de carbono tiene tiempo de sobresalir de la sangre.

Llevar gases en la sangre.

La sangre transporta oxígeno y dióxido de carbono. En la sangre, como en cualquier líquido, los gases pueden estar en dos estados: disueltos físicamente y unidos químicamente. Tanto el oxígeno como el dióxido de carbono se disuelven en cantidades muy pequeñas en el plasma sanguíneo. La mayor parte del oxígeno y el dióxido de carbono se transportan en forma químicamente unida.

El principal transportador de oxígeno es la hemoglobina en la sangre. 1 g de hemoglobina se une a 1,34 ml de oxígeno. La hemoglobina tiene la capacidad de combinarse con el oxígeno para formar oxihemoglobina. Cuanto mayor es la presión parcial de oxígeno, más oxihemoglobina se forma. En el aire alveolar, la presión parcial de oxígeno es de 100 a 110 mm Hg. Arte. En estas condiciones, el 97% de la hemoglobina de la sangre se une al oxígeno. La sangre transporta oxígeno a los tejidos en forma de oxihemoglobina. Aquí, la presión parcial de oxígeno es baja y la oxihemoglobina, un compuesto frágil, libera oxígeno, que es utilizado por los tejidos. La unión del oxígeno por la hemoglobina también se ve afectada por la tensión del dióxido de carbono. El dióxido de carbono reduce la capacidad de la hemoglobina para unirse al oxígeno y promueve la disociación de la oxihemoglobina. Un aumento de la temperatura también reduce la capacidad de la hemoglobina para unir oxígeno. Se sabe que la temperatura en los tejidos es más alta que en los pulmones. Todas estas condiciones ayudan a la disociación de la oxihemoglobina, como resultado de lo cual la sangre libera el oxígeno liberado del compuesto químico al líquido tisular.

La capacidad de la hemoglobina para unir oxígeno es vital para el cuerpo. A veces las personas mueren por falta de oxígeno en el cuerpo, rodeadas del aire más limpio. Esto le puede pasar a una persona que se encuentra en un ambiente de baja presión (a gran altura), donde la atmósfera enrarecida tiene una presión parcial de oxígeno muy baja. El 15 de abril de 1875, el globo Zenith, que transportaba a tres aeronautas, alcanzó una altura de 8000 m. Cuando el globo aterrizó, solo sobrevivió una persona. La causa de la muerte fue una fuerte disminución de la presión parcial de oxígeno a gran altura. A grandes altitudes (7-8 km), la sangre arterial en su composición gaseosa se acerca a la sangre venosa; todos los tejidos del cuerpo comienzan a experimentar una falta aguda de oxígeno, lo que conduce a graves consecuencias. Escalar por encima de los 5000 m generalmente requiere el uso de dispositivos especiales de oxígeno.

Con un entrenamiento especial, el cuerpo puede adaptarse al reducido contenido de oxígeno en el aire atmosférico. En una persona entrenada, la respiración se profundiza, la cantidad de eritrocitos en la sangre aumenta debido a su mayor formación en los órganos hematopoyéticos y del depósito de sangre. Además, aumentan las contracciones del corazón, lo que conduce a un aumento en el volumen minuto de sangre.

Las cámaras de presión son ampliamente utilizadas para el entrenamiento.

El dióxido de carbono se transporta en la sangre en forma de compuestos químicos: bicarbonatos de sodio y potasio. La unión del dióxido de carbono y su liberación por la sangre dependen de su tensión en los tejidos y la sangre.

Además, la hemoglobina sanguínea participa en la transferencia de dióxido de carbono. En los capilares de los tejidos, la hemoglobina entra en una combinación química con el dióxido de carbono. En los pulmones, este compuesto se descompone con la liberación de dióxido de carbono. Alrededor del 25-30% del dióxido de carbono liberado en los pulmones es transportado por la hemoglobina.

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Los gases que componen el aire respirable afectan el cuerpo humano según el valor de su presión parcial (parcial):

donde Pg es la presión parcial del gas, kgf/cm², mm Hg. st o kPa;

Pa - presión atmosférica absoluta, kgf/cm², mm Hg. Arte. o kPa.

Ejemplo 1.2. El aire atmosférico contiene 78% de nitrógeno por volumen. 21% de oxígeno y 0,03% de dióxido de carbono. Determinar la presión parcial de estos gases en la superficie ya una profundidad de 40 m Tomar la presión del aire atmosférico igual a 1 kgf/cm².

Solución: 1) presión absoluta del aire comprimido a una profundidad de 40 m según (1.2)

2) presión parcial de nitrógeno según (1.3) en la superficie
a una profundidad de 40 m
3) presión parcial de oxígeno en la superficie
a una profundidad de 40 m
4) presión parcial de dióxido de carbono en la superficie
a una profundidad de 40 m
En consecuencia, la presión parcial de los gases que componen el aire respirable a una profundidad de 40 m aumentó 5 veces.

Ejemplo 1.3. Usando los datos del ejemplo 1.2, determine qué porcentaje de gases debe haber a una profundidad de 40 m para que su presión parcial corresponda a las condiciones normales en la superficie.

Solución: 1) el contenido de nitrógeno en el aire a una profundidad de 40 m, correspondiente a la presión parcial en la superficie, según (1.3)

2) contenido de oxígeno en las mismas condiciones

3) contenido de dióxido de carbono en las mismas condiciones

Como consecuencia, acción fisiológica en el cuerpo de los gases que componen el aire respirable a una profundidad de 40 m será el mismo que en la superficie, siempre que su porcentaje disminuya en 5 veces.

Nitrógeno el aire comienza a tener un efecto tóxico casi a una presión parcial de 5,5 kgf/cm² (550 kPa). Dado que el aire atmosférico contiene aproximadamente un 78 % de nitrógeno, según (1.3), la presión parcial de nitrógeno indicada corresponde a una presión atmosférica absoluta de 7 kgf/cm² (profundidad de inmersión - 60 m). A esta profundidad, el nadador se agita, la capacidad de trabajo y la atención disminuyen, la orientación se vuelve difícil, a veces se observan mareos. A grandes profundidades (80 ... 100 m), a menudo se desarrollan alucinaciones visuales y auditivas. Prácticamente a profundidades de 80 ... 90 m, el nadador queda discapacitado, y el descenso a estas profundidades mientras respira aire es posible solo por un corto tiempo.

Oxígeno en altas concentraciones, incluso en condiciones de presión atmosférica, tiene un efecto tóxico en el organismo. Entonces, a una presión parcial de oxígeno de 1 kgf/cm² (respiración con oxígeno puro en condiciones atmosféricas), se desarrolla inflamación en los pulmones después de 72 horas de respiración. A una presión parcial de oxígeno de más de 3 kgf/cm², al cabo de 15...30 minutos, se producen convulsiones y la persona pierde el conocimiento. Factores que predisponen a la aparición de intoxicación por oxígeno: el contenido de impurezas de dióxido de carbono en el aire inhalado, trabajo físico extenuante, hipotermia o sobrecalentamiento.

Con una baja presión parcial de oxígeno en el aire inhalado (por debajo de 0,16 kgf / cm²), la sangre que fluye a través de los pulmones no está completamente saturada de oxígeno, lo que conduce a una disminución de la eficiencia y, en casos de falta aguda de oxígeno, a la pérdida. de la conciencia

Dióxido de carbono. El mantenimiento de niveles normales de dióxido de carbono en el cuerpo está regulado por el sistema nervioso central, que es muy sensible a su concentración. Un mayor contenido de dióxido de carbono en el cuerpo conduce al envenenamiento, uno más bajo, a una disminución en la frecuencia de la respiración y su parada (apnea). En condiciones normales, la presión parcial de dióxido de carbono en el aire atmosférico es de 0,0003 kgf/cm² (~ 30 Pa). Si la presión parcial de dióxido de carbono en el aire inhalado aumenta más de 0,03 kgf/cm² (-3 kPa), el cuerpo ya no podrá hacer frente a la eliminación de este gas a través de una mayor respiración y circulación sanguínea, y pueden producirse trastornos graves. ocurrir.

Hay que tener en cuenta que, según (1.3), una presión parcial de 0,03 kgf/cm² en la superficie corresponde a una concentración de dióxido de carbono del 3%, y a una profundidad de 40 m (presión absoluta 5 kgf/cm²) - 0,6%. El aumento del contenido de dióxido de carbono en el aire inhalado aumenta el efecto tóxico del nitrógeno, que ya puede manifestarse a una profundidad de 45 m, por lo que es necesario controlar estrictamente el contenido de dióxido de carbono en el aire inhalado.

Saturación del cuerpo con gases. Permanecer bajo alta presión conlleva la saturación del cuerpo con gases que se disuelven en tejidos y órganos. A la presión atmosférica en la superficie de un cuerpo humano que pesa 70 kg, se disuelve aproximadamente 1 litro de nitrógeno. Con el aumento de la presión, la capacidad de los tejidos corporales para disolver gases aumenta en proporción a la presión absoluta del aire. Entonces, a una profundidad de 10 m (presión de aire absoluta para respirar 2 kgf / cm²), ya se pueden disolver 2 litros de nitrógeno en el cuerpo, a una profundidad de 20 m (3 kgf / cm²) - 3 litros de nitrógeno, etc.

El grado de saturación del cuerpo con gases depende de su presión parcial, el tiempo que pasa bajo presión, así como de la tasa de flujo sanguíneo y ventilación pulmonar.

Durante el trabajo físico, la frecuencia y la profundidad de la respiración, así como la velocidad del flujo sanguíneo aumentan, por lo tanto, la saturación del cuerpo con gases depende directamente de la intensidad de la actividad física de un buzo-submarinista. Con la misma carga física, la tasa de flujo sanguíneo y la ventilación pulmonar en una persona entrenada aumentan en menor medida que en una persona no entrenada, y la saturación del cuerpo con gases será diferente. Por lo tanto, es necesario prestar atención al aumento del nivel de condición física, estado funcional estable de los sistemas cardiovascular y respiratorio.

Una disminución de la presión (descompresión) hace que el cuerpo se desature del gas indiferente (nitrógeno). En este caso, el exceso de gas disuelto ingresa al torrente sanguíneo desde los tejidos y es transportado por el torrente sanguíneo a los pulmones, desde donde se elimina por difusión hacia los pulmones. ambiente. Si el ascenso es demasiado rápido, el gas disuelto en los tejidos forma burbujas de varios tamaños. Pueden ser transportados por el torrente sanguíneo por todo el cuerpo y causar la obstrucción de los vasos sanguíneos, lo que conduce a la enfermedad por descompresión (cajón).

Los gases formados en los intestinos de un buzo-submarinista durante su estancia bajo presión se expanden durante el ascenso, lo que puede provocar dolor en el abdomen (flatulencia). Por lo tanto, es necesario ascender desde la profundidad a la superficie lentamente, y en caso de una permanencia prolongada en la profundidad, con paradas de acuerdo con las tablas de descompresión (Apéndice 11.8).

Los principales parámetros del aire que determinan el estado fisiológico de una persona son:

presión absoluta;

porcentaje de oxígeno;

la temperatura;

humedad relativa;

impurezas nocivas.

De todos los parámetros del aire enumerados, la presión absoluta y el porcentaje de oxígeno son de importancia decisiva para una persona. La presión absoluta determina la presión parcial de oxígeno.

La presión parcial de cualquier gas en una mezcla de gases es la fracción de la presión total de la mezcla de gases atribuible a ese gas en proporción a su porcentaje.

Así que para la presión parcial de oxígeno tenemos

dónde
− porcentaje de oxígeno en el aire (
);

R H − presión del aire en altitud H;

− presión parcial de vapor de agua en los pulmones (contrapresión para respirar
).

La presión parcial de oxígeno es de particular importancia para el estado fisiológico de una persona, ya que determina el proceso de intercambio de gases en el cuerpo.

El oxígeno, como cualquier gas, tiende a moverse desde un espacio en el que su presión parcial es mayor a un espacio con una presión más baja. En consecuencia, el proceso de saturación del cuerpo con oxígeno ocurre solo cuando la presión parcial de oxígeno en los pulmones (en el aire alveolar) es mayor que la presión parcial de oxígeno en la sangre que fluye hacia los alvéolos, y esta última será mayor que la presión parcial de oxígeno en los tejidos del cuerpo.

Para eliminar el dióxido de carbono del cuerpo, es necesario tener la relación de sus presiones parciales opuesta a la descrita, es decir valor más alto la presión parcial de dióxido de carbono debe estar en los tejidos, menos, en la sangre venosa e incluso menos, en el aire alveolar.

A nivel del mar en R H= 760 mmHg Arte. la presión parcial de oxígeno es ≈150 mm Hg. Arte. Con tal
se garantiza la saturación normal de la sangre humana con oxígeno en el proceso de respiración. Al aumentar la altitud de vuelo
disminuye debido a la disminución PAGS H(Figura 1).

Estudios fisiológicos especiales han establecido que la presión parcial mínima de oxígeno en el aire inhalado
Este número se llama el límite fisiológico de la estancia de una persona en una cabina abierta en términos de tamaño
.

La presión parcial de oxígeno es de 98 mm Hg. Arte. corresponde a la altura H= 3 kilómetros A
< 98 mmHg Arte. la discapacidad visual, la discapacidad auditiva, la reacción lenta y la pérdida del conocimiento por parte de una persona son posibles.

Para prevenir estos fenómenos en las aeronaves se utilizan sistemas de suministro de oxígeno (OSS), proporcionando
> 98 mm Hg Arte. en el aire inhalado en todos los modos de vuelo y en situaciones de emergencia.

Prácticamente en aviación, la altura H = 4 km como límite para vuelos sin dispositivos de oxígeno, es decir, las aeronaves con un techo de servicio inferior a 4 km no pueden tener un SPC.