Bassa pressione parziale di ossigeno. Pressione parziale di ossigeno nel sangue

La pressione parziale o tensione dell'anidride carbonica (pCO2) è la pressione della CO2 in una miscela di gas in equilibrio con il plasma sanguigno arterioso alla temperatura di 38°C. L'indicatore è un criterio per la concentrazione di anidride carbonica nel sangue.

La variazione della pCO2 gioca un ruolo di primo piano nei disturbi respiratori dello stato acido-base (acidosi respiratoria e alcalosi respiratoria)

Nell'acidosi respiratoria, la pCO2 aumenta a causa di una violazione della ventilazione polmonare, che provoca l'accumulo di acido carbonico,

Nell'alcalosi respiratoria, la pCO2 diminuisce a causa dell'iperventilazione dei polmoni, che porta ad una maggiore escrezione di anidride carbonica dal corpo e all'alcalinizzazione del sangue.

Con azidosi/alcalosi non respiratorie (metaboliche), l'indicatore di pCO2 non cambia.
Se ci sono tali cambiamenti nel pH e l'indice di pCO2 non è normale, allora ci sono cambiamenti secondari (o compensativi).
Quando si valuta clinicamente uno spostamento della pCO2, è importante stabilire se i cambiamenti sono causali o compensativi!

Pertanto, un aumento della pCO2 si verifica con l'acidosi respiratoria e l'alcalosi metabolica compensata e una diminuzione si verifica con l'alcalosi respiratoria e la compensazione dell'acidosi metabolica.

Le fluttuazioni del valore di pCO2 in condizioni patologiche sono comprese tra 10 e 130 mm Hg.

Con i disturbi respiratori, la direzione dello spostamento del valore del pH del sangue è opposta allo spostamento della pCO2, con i disturbi metabolici, gli spostamenti sono unidirezionali.

Concentrazione di ioni bicarbonato

La concentrazione di bicarbonati (ioni HCO3) nel plasma sanguigno è il terzo indicatore principale dello stato acido-base.

In pratica esistono indicatori di bicarbonati effettivi (veri) e bicarbonati standard.

Il bicarbonato effettivo (AB, AB) è la concentrazione di ioni HCO3– nel sangue del test a 38°C e i valori effettivi di pH e pCO2.

I bicarbonati standard (SB, SB) sono la concentrazione di ioni HCO3– nel sangue del test quando viene portato a condizioni standard: saturazione completa di ossigeno nel sangue, equilibrata a 38°C con una miscela di gas in cui pCO2 è 40 mmHg.

Nelle persone sane, la concentrazione di bicarbonati topici e standard è quasi la stessa.

Il valore diagnostico della concentrazione di bicarbonati nel sangue è, prima di tutto, nel determinare la natura delle violazioni dello stato acido-base (metabolico o respiratorio).

L'indicatore cambia principalmente con i disturbi metabolici:

Con l'acidosi metabolica, l'indice HCO3– diminuisce, perché. spese per la neutralizzazione delle sostanze acide (sistema tampone)

Con alcalosi metabolica - aumentata

Poiché l'acido carbonico si dissocia molto poco e il suo accumulo nel sangue praticamente non influisce sulla concentrazione di HCO3–, la variazione dei bicarbonati è piccola nei disturbi respiratori primari.

Quando l'alcalosi metabolica viene compensata, i bicarbonati si accumulano a causa di una diminuzione della respirazione e quando viene compensata l'acidosi metabolica, a causa dell'aumento del riassorbimento renale.

Concentrazione base tampone

Un altro indicatore che caratterizza lo stato dello stato acido-base è la concentrazione di basi tampone (basi tampone, BB), che riflette la somma di tutti gli anioni nel sangue intero, principalmente anioni bicarbonato e cloro, altri anioni includono ioni proteici, solfati, fosfati, lattato, corpo chetonico, ecc.

Questo parametro è quasi indipendente dalla modifica pressione parziale anidride carbonica nel sangue, ma riflette la produzione di acidi da parte dei tessuti e in parte la funzione dei reni.

Dal valore delle basi tampone, si possono giudicare gli spostamenti nello stato acido-base associati ad un aumento o diminuzione del contenuto di acidi non volatili nel sangue (cioè tutti tranne l'acido carbonico).

In pratica, il parametro utilizzato per la concentrazione delle basi tampone è il parametro "anioni residui" o "anioni non rilevabili" o "disadattamento anionico" o "differenza anionica".

L'uso dell'indice di differenza anionica si basa sul postulato della neutralità elettrica, cioè il numero di negativi (anioni) e positivi (cationi) nel plasma sanguigno dovrebbe essere lo stesso.
Se determiniamo sperimentalmente la quantità di ioni Na+, K+, Cl–, HCO3– più rappresentati nel plasma sanguigno, la differenza tra cationi e anioni è di circa 12 mmol/l.

Un aumento del gap anionico indica l'accumulo di anioni non misurati (lattato, corpi chetonici) o cationi, che è specificato dal quadro clinico o dalla storia.

Gli indicatori delle basi tampone totali e del gap anionico sono particolarmente informativi in caso di cambiamenti metabolici nello stato acido-base, mentre in caso di disturbi respiratori le sue fluttuazioni sono insignificanti.

Eccesso di basi tampone

Eccesso di base (BE, IO): la differenza tra i valori effettivi e dovuti delle basi tampone.
Per valore, l'indicatore può essere positivo (eccesso di basi) o negativo (deficit di basi, eccesso di acidi).

L'indicatore del valore diagnostico è superiore alle concentrazioni di bicarbonati topici e standard. L'eccesso di basi riflette gli spostamenti nel numero di basi nei sistemi tampone del sangue, mentre il bicarbonato effettivo riflette solo la concentrazione.

I maggiori cambiamenti nell'indicatore si notano nei disordini metabolici: nell'acidosi viene rilevata una mancanza di basi ematiche (deficit di basi, valori negativi), nell'alcalosi, un eccesso di basi (valori positivi).
Limite di carenza compatibile con la vita, 30 mmol/l.

Con i cambiamenti respiratori, l'indicatore cambia leggermente.

Il valore del pH forma l'attività delle cellule

L'equilibrio acido-base è uno stato fornito da processi fisiologici e fisico-chimici che costituiscono un sistema funzionalmente unificato per stabilizzare la concentrazione di ioni H+.
La normale concentrazione di ioni H+ è di circa 40 nmol/l, che è 106 volte inferiore alla concentrazione di molte altre sostanze (glucosio, lipidi, minerali).

Fluttuazioni della concentrazione di ioni H+ compatibili con il range di vita da 16-160 nmol/l.

Poiché le reazioni metaboliche sono spesso associate all'ossidazione e alla riduzione delle molecole, queste reazioni coinvolgono necessariamente composti che agiscono come accettori o donatori di ioni idrogeno. La partecipazione di altri composti si riduce a garantire la costanza della concentrazione di ioni idrogeno nei fluidi biologici.

La stabilità della concentrazione intracellulare di H+ è necessaria per:

Ottima attività degli enzimi nelle membrane, nel citoplasma e negli organelli intracellulari

Formazione del gradiente elettrochimico della membrana mitocondriale al livello corretto e produzione sufficiente di ATP nella cellula.

Gli spostamenti nella concentrazione degli ioni H+ portano a cambiamenti nell'attività degli enzimi intracellulari, anche entro i limiti dei valori fisiologici.
Ad esempio, gli enzimi della gluconeogenesi nel fegato sono più attivi quando il citoplasma è acidificato, che è importante durante la fame o l'esercizio muscolare, gli enzimi della glicolisi sono più attivi a pH normale.

La stabilità della concentrazione extracellulare di ioni H+ fornisce:

Ottima attività funzionale delle proteine plasmatiche e dello spazio intercellulare (enzimi, proteine di trasporto),

Solubilità di molecole inorganiche e organiche,

Protezione aspecifica dell'epitelio cutaneo,

Carica negativa sulla superficie esterna della membrana eritrocitaria.

Quando la concentrazione di ioni H+ nel sangue cambia, si attiva l'attività compensatoria di due principali sistemi corporei:

1. Sistema di compensazione chimica

L'azione dei sistemi tampone extracellulari e intracellulari,

Intensità della formazione intracellulare di ioni H+ e HCO3–.

2. Sistema di compensazione fisiologica

Ventilazione polmonare e rimozione della CO2,

Escrezione renale di ioni H+ (acidogenesi, ammoniogenesi), riassorbimento e sintesi di HCO3–.

Al diminuire della pressione barometrica diminuisce anche la pressione parziale dei principali gas che compongono l'atmosfera. La composizione quantitativa della miscela d'aria nella troposfera rimane pressoché invariata. Quindi l'aria atmosferica in condizioni normali (al livello del mare) contiene il 21% di ossigeno, il 78% di azoto, lo 0,03% di anidride carbonica e quasi il % è costituito da gas inerti: elio, xeno, argon, ecc.

Pressione parziale(lat. parzialis - parziale, da lat. pars - parte) - la pressione di un singolo componente della miscela di gas. La pressione totale di una miscela di gas è la somma delle pressioni parziali dei suoi componenti.

La pressione parziale di un gas nell'aria atmosferica è determinata dalla formula:

Ph è la pressione barometrica all'altitudine effettiva.

Un ruolo decisivo nel mantenimento della vita umana è svolto dallo scambio di gas tra il corpo e ambiente esterno. Lo scambio di gas avviene a causa della respirazione e della circolazione sanguigna: l'ossigeno entra continuamente nel corpo e l'anidride carbonica e altri prodotti metabolici vengono rilasciati dal corpo. Affinché questo processo non sia disturbato, è necessario sostenere pressione parziale di ossigeno nell'aria inalata ad un livello vicino alla terra.

Pressione parziale di ossigeno (O 2) in aria è chiamata la parte della pressione atmosferica totale attribuibile a O 2.

Quindi, al livello del mare (Н=0m), secondo (1.1), la pressione parziale dell'ossigeno sarà:

dove αO 2 \u003d 21% è il contenuto di gas nell'aria atmosferica in%;

P h \u003d 0 - pressione barometrica al livello del mare

Con l'aumento dell'altitudine, la pressione totale dei gas diminuisce, ma la pressione parziale di componenti come l'anidride carbonica e il vapore acqueo nell'aria alveolare rimane praticamente invariata.

E uguale, a una temperatura corporea umana di 37 0 C circa:

· per vapore acqueo РН 2 О=47mm Hg;

· per anidride carbonica РСО 2 =40 mm Hg.

Ciò modifica in modo significativo il tasso di caduta della pressione dell'ossigeno nell'aria alveolare.

Pressione atmosferica e temperatura dell'aria in quota

secondo standard internazionale

Tabella 1.4

No. p / p	Altezza, m	Pressione barometrica, mm Hg	Temperatura dell'aria, 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

Aria alveolare- una miscela di gas (principalmente ossigeno, anidride carbonica, azoto e vapore acqueo) contenuta negli alveoli polmonari, direttamente coinvolti nello scambio gassoso con il sangue. L'apporto di ossigeno al sangue che scorre attraverso i capillari polmonari e la rimozione dell'anidride carbonica da esso, nonché la regolazione della respirazione, dipendono dalla composizione mantenuta negli animali sani e nell'uomo entro determinati limiti ristretti dovuti alla ventilazione dei polmoni ( nell'uomo contiene normalmente il 14-15% di ossigeno e il 5-5,5% di anidride carbonica). Con una mancanza di ossigeno nell'aria inalata e alcuni stati patologici, si verificano cambiamenti nella composizione, che possono portare all'ipossia.

Il significato del respiro

La respirazione è vitale processo richiesto scambio costante di gas tra il corpo e il suo ambiente esterno. Nel processo di respirazione, una persona assorbe ossigeno dall'ambiente e rilascia anidride carbonica.

Quasi tutto reazioni complesse la trasformazione delle sostanze nel corpo avviene con la partecipazione obbligatoria dell'ossigeno. Senza ossigeno, il metabolismo è impossibile ed è necessario un apporto costante di ossigeno per preservare la vita. Come risultato del metabolismo, nelle cellule e nei tessuti si forma anidride carbonica, che deve essere rimossa dal corpo. L'accumulo di una quantità significativa di anidride carbonica all'interno del corpo è pericoloso. L'anidride carbonica viene trasportata dal sangue agli organi respiratori ed espirata. L'ossigeno che entra negli organi respiratori durante l'inalazione si diffonde nel sangue e viene fornito dal sangue agli organi e ai tessuti.

Non ci sono riserve di ossigeno nel corpo umano e animale, e quindi il suo continuo apporto all'organismo è una necessità vitale. Se una persona, nei casi necessari, può vivere senza cibo per più di un mese, senza acqua per un massimo di 10 giorni, in assenza di ossigeno si verificano cambiamenti irreversibili entro 5-7 minuti.

Composizione dell'aria inalata, espirata e alveolare

Inspirando ed espirando alternativamente, una persona ventila i polmoni, mantenendo una composizione gassosa relativamente costante nelle vescicole polmonari (alveoli). Una persona respira aria atmosferica con un alto contenuto di ossigeno (20,9%) e un basso contenuto di anidride carbonica (0,03%) ed espira aria in cui l'ossigeno è del 16,3%, l'anidride carbonica è del 4% (Tabella 8).

La composizione dell'aria alveolare è significativamente diversa dalla composizione dell'aria atmosferica inalata. Ha meno ossigeno (14,2%) e una grande quantità di anidride carbonica (5,2%).

L'azoto e i gas inerti, che fanno parte dell'aria, non prendono parte alla respirazione e il loro contenuto nell'aria inalata, espirata e alveolare è quasi lo stesso.

Perché c'è più ossigeno nell'aria espirata che nell'aria alveolare? Ciò è spiegato dal fatto che durante l'espirazione, l'aria che si trova negli organi respiratori, nelle vie aeree, si mescola con l'aria alveolare.

Pressione parziale e tensione dei gas

Nei polmoni, l'ossigeno dall'aria alveolare passa nel sangue e l'anidride carbonica dal sangue entra nei polmoni. Il passaggio dei gas dall'aria al liquido e dal liquido all'aria avviene a causa della differenza di pressione parziale di questi gas nell'aria e nel liquido. La pressione parziale è la parte della pressione totale che ricade sulla proporzione di un dato gas in una miscela di gas. Quanto maggiore è la percentuale di gas nella miscela, tanto maggiore è la sua pressione parziale. L'aria atmosferica, come sapete, è una miscela di gas. Pressione atmosferica 760 mm Hg. Arte. La pressione parziale dell'ossigeno nell'aria atmosferica è del 20,94% di 760 mm, ovvero 159 mm; azoto - 79,03% di 760 mm, ovvero circa 600 mm; c'è poca anidride carbonica nell'aria atmosferica - 0,03%, quindi la sua pressione parziale è 0,03% di 760 mm - 0,2 mm Hg. Arte.

Per i gas disciolti in un liquido si usa il termine "tensione", corrispondente al termine "pressione parziale" usato per i gas liberi. La tensione del gas è espressa nelle stesse unità della pressione (in mmHg). Se la pressione parziale del gas nell'ambiente è superiore alla tensione di quel gas nel liquido, il gas si dissolve nel liquido.

La pressione parziale dell'ossigeno nell'aria alveolare è di 100-105 mm Hg. Art., e nel sangue che scorre ai polmoni, la tensione di ossigeno è in media di 60 mm Hg. Art., quindi, nei polmoni, l'ossigeno dell'aria alveolare passa nel sangue.

Il movimento dei gas avviene secondo le leggi della diffusione, secondo le quali un gas si propaga da un ambiente ad alta pressione parziale ad un ambiente a pressione minore.

Scambio di gas nei polmoni

La transizione nei polmoni dell'ossigeno dall'aria alveolare al sangue e il flusso di anidride carbonica dal sangue ai polmoni obbedisce alle leggi sopra descritte.

Grazie al lavoro del grande fisiologo russo Ivan Mikhailovich Sechenov, è stato possibile studiare la composizione gassosa del sangue e le condizioni di scambio gassoso nei polmoni e nei tessuti.

Lo scambio di gas nei polmoni avviene tra l'aria alveolare e il sangue per diffusione. Gli alveoli dei polmoni sono circondati da una fitta rete di capillari. Le pareti degli alveoli e dei capillari sono molto sottili, il che contribuisce alla penetrazione dei gas dai polmoni nel sangue e viceversa. Lo scambio gassoso dipende dalle dimensioni della superficie attraverso la quale avviene la diffusione dei gas e dalla differenza di pressione parziale (tensione) dei gas diffusi. Con un respiro profondo, gli alveoli si allungano e la loro superficie raggiunge i 100-105 m 2. Anche la superficie dei capillari nei polmoni è grande. C'è una differenza sufficiente tra la pressione parziale dei gas nell'aria alveolare e la tensione di questi gas nel sangue venoso (Tabella 9).

Dalla tabella 9 segue che la differenza tra la tensione dei gas nel sangue venoso e la loro pressione parziale nell'aria alveolare è di 110 - 40 = 70 mm Hg per l'ossigeno. Art., e per anidride carbonica 47 - 40 = 7 mm Hg. Arte.

Empiricamente, è stato possibile stabilire che con una differenza di tensione di ossigeno di 1 mm Hg. Arte. in un adulto a riposo, 25-60 ml di ossigeno possono entrare nel sangue in 1 minuto. Una persona a riposo ha bisogno di circa 25-30 ml di ossigeno al minuto. Pertanto, la differenza di pressione dell'ossigeno di 70 mm Hg. st, sufficiente per fornire al corpo ossigeno a condizioni diverse le sue attività: durante il lavoro fisico, esercizi sportivi, ecc.

La velocità di diffusione dell'anidride carbonica dal sangue è 25 volte maggiore di quella dell'ossigeno, quindi, con una differenza di pressione di 7 mm Hg. Art., l'anidride carbonica ha il tempo di distinguersi dal sangue.

Portare gas nel sangue

Il sangue trasporta ossigeno e anidride carbonica. Nel sangue, come in qualsiasi liquido, i gas possono trovarsi in due stati: disciolti fisicamente e legati chimicamente. Sia l'ossigeno che l'anidride carbonica si dissolvono in quantità molto piccole nel plasma sanguigno. La maggior parte dell'ossigeno e dell'anidride carbonica viene trasportata in forma chimicamente legata.

Il principale vettore di ossigeno è l'emoglobina nel sangue. 1 g di emoglobina lega 1,34 ml di ossigeno. L'emoglobina ha la capacità di combinarsi con l'ossigeno per formare l'ossiemoglobina. Maggiore è la pressione parziale dell'ossigeno, più si forma ossiemoglobina. Nell'aria alveolare, la pressione parziale dell'ossigeno è di 100-110 mm Hg. Arte. In queste condizioni, il 97% dell'emoglobina nel sangue si lega all'ossigeno. Il sangue trasporta ossigeno ai tessuti sotto forma di ossiemoglobina. Qui, la pressione parziale dell'ossigeno è bassa e l'ossiemoglobina - un composto fragile - rilascia ossigeno, che viene utilizzato dai tessuti. Il legame dell'ossigeno da parte dell'emoglobina è influenzato anche dalla tensione dell'anidride carbonica. L'anidride carbonica riduce la capacità dell'emoglobina di legare l'ossigeno e favorisce la dissociazione dell'ossiemoglobina. Un aumento della temperatura riduce anche la capacità dell'emoglobina di legare l'ossigeno. È noto che la temperatura nei tessuti è più alta che nei polmoni. Tutte queste condizioni aiutano la dissociazione dell'ossiemoglobina, a seguito della quale il sangue rilascia l'ossigeno rilasciato dal composto chimico nel fluido tissutale.

La capacità dell'emoglobina di legare l'ossigeno è vitale per il corpo. A volte le persone muoiono per mancanza di ossigeno nel corpo, circondate dall'aria più pulita. Questo può accadere a una persona che si trova in un ambiente a bassa pressione (ad alta quota), dove l'atmosfera rarefatta ha una pressione parziale di ossigeno molto bassa. Il 15 aprile 1875, il pallone Zenith, che trasportava tre aeronauti, raggiunse un'altezza di 8000 m Quando il pallone atterrò, solo una persona sopravvisse. La causa della morte è stata una forte diminuzione della pressione parziale dell'ossigeno in alta quota. Ad alta quota (7-8 km), il sangue arterioso nella sua composizione gassosa si avvicina al sangue venoso; tutti i tessuti del corpo iniziano a sperimentare una grave mancanza di ossigeno, che porta a gravi conseguenze. L'arrampicata sopra i 5000 m richiede solitamente l'uso di speciali dispositivi di ossigeno.

Con un allenamento speciale, il corpo può adattarsi al ridotto contenuto di ossigeno nell'aria atmosferica. In una persona addestrata, la respirazione si approfondisce, il numero di eritrociti nel sangue aumenta a causa della loro maggiore formazione negli organi ematopoietici e dal deposito di sangue. Inoltre, aumentano le contrazioni cardiache, il che porta ad un aumento del volume minuto di sangue.

Le camere a pressione sono ampiamente utilizzate per l'allenamento.

L'anidride carbonica viene trasportata nel sangue sotto forma di composti chimici: bicarbonati di sodio e potassio. Il legame dell'anidride carbonica e il suo rilascio da parte del sangue dipendono dalla sua tensione nei tessuti e nel sangue.

Inoltre, l'emoglobina nel sangue è coinvolta nel trasferimento di anidride carbonica. Nei capillari tissutali, l'emoglobina entra in una combinazione chimica con l'anidride carbonica. Nei polmoni, questo composto si rompe con il rilascio di anidride carbonica. Circa il 25-30% dell'anidride carbonica rilasciata nei polmoni è trasportata dall'emoglobina.

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I gas che compongono l'aria respirabile agiscono sul corpo umano a seconda del valore della loro pressione parziale (parziale):

dove Pg è la pressione parziale del gas, kgf / cm², mm Hg. st o kPa;

Pa - pressione atmosferica assoluta, kgf/cm², mm Hg. Arte. o kPa.

Esempio 1.2. L'aria atmosferica contiene il 78% di azoto in volume. 21% di ossigeno e 0,03% di anidride carbonica. Determinare la pressione parziale di questi gas in superficie e ad una profondità di 40 m Prendere la pressione atmosferica pari a 1 kgf / cm².

Soluzione: 1) pressione assoluta dell'aria compressa a una profondità di 40 m secondo (1.2)

2) pressione parziale dell'azoto secondo (1.3) sulla superficie
a una profondità di 40 m
3) pressione parziale di ossigeno sulla superficie
a una profondità di 40 m
4) pressione parziale di anidride carbonica sulla superficie
a una profondità di 40 m
Di conseguenza, la pressione parziale dei gas che compongono l'aria respirabile a una profondità di 40 m è aumentata di 5 volte.

Esempio 1.3. Utilizzando i dati dell'Esempio 1.2, determinare quale percentuale di gas dovrebbe trovarsi a una profondità di 40 m in modo che la loro pressione parziale corrisponda alle condizioni normali sulla superficie.

Soluzione: 1) il contenuto di azoto nell'aria a una profondità di 40 m, corrispondente alla pressione parziale sulla superficie, secondo (1.3)

2) contenuto di ossigeno nelle stesse condizioni

3) contenuto di anidride carbonica nelle stesse condizioni

Di conseguenza, azione fisiologica sul corpo dei gas che compongono l'aria respirabile a una profondità di 40 m saranno gli stessi che in superficie, purché la loro percentuale diminuisca di 5 volte.

Azoto l'aria inizia ad avere un effetto tossico quasi a una pressione parziale di 5,5 kgf / cm² (550 kPa). Poiché l'aria atmosferica contiene circa il 78% di azoto, secondo (1.3), la pressione parziale di azoto indicata corrisponde a una pressione atmosferica assoluta di 7 kgf / cm² (profondità di immersione - 60 m). A questa profondità, il nuotatore si agita, la capacità lavorativa e l'attenzione diminuiscono, l'orientamento diventa difficile, a volte si osservano vertigini. A grandi profondità (80 ... 100 m), si sviluppano spesso allucinazioni visive e uditive. Praticamente a una profondità di 80 ... 90 m, il nuotatore diventa disabile e la discesa a queste profondità respirando aria è possibile solo per un breve periodo.

Ossigeno ad alte concentrazioni, anche in condizioni di pressione atmosferica, ha un effetto tossico sull'organismo. Quindi, a una pressione parziale di ossigeno di 1 kgf / cm² (respirazione con ossigeno puro in condizioni atmosferiche), l'infiammazione si sviluppa nei polmoni dopo 72 ore di respirazione. A una pressione parziale di ossigeno superiore a 3 kgf / cm², dopo 15 ... 30 minuti, si verificano convulsioni e la persona perde conoscenza. Fattori che predispongono al verificarsi di avvelenamento da ossigeno: contenuto di impurità di anidride carbonica nell'aria inalata, lavoro fisico faticoso, ipotermia o surriscaldamento.

Con una bassa pressione parziale di ossigeno nell'aria inalata (inferiore a 0,16 kgf / cm²), il sangue che scorre attraverso i polmoni non è completamente saturo di ossigeno, il che porta a una diminuzione dell'efficienza e, in caso di carenza acuta di ossigeno, alla perdita di coscienza.

Diossido di carbonio. Il mantenimento dei livelli normali di anidride carbonica nel corpo è regolato dal sistema nervoso centrale, che è molto sensibile alla sua concentrazione. Un maggiore contenuto di anidride carbonica nel corpo porta all'avvelenamento, uno più basso - a una diminuzione della frequenza della respirazione e al suo arresto (apnea). In condizioni normali, la pressione parziale dell'anidride carbonica nell'aria atmosferica è 0,0003 kgf / cm² (~ 30 Pa). Se la pressione parziale dell'anidride carbonica nell'aria inalata aumenta di oltre 0,03 kgf / cm² (-3 kPa), il corpo non sarà più in grado di far fronte alla rimozione di questo gas attraverso l'aumento della respirazione e della circolazione sanguigna e possono verificarsi gravi disturbi verificarsi.

Va tenuto presente che, secondo (1.3), una pressione parziale di 0,03 kgf/cm² sulla superficie corrisponde ad una concentrazione di anidride carbonica del 3%, e ad una profondità di 40 m (pressione assoluta 5 kgf/cm²) - 0,6%. L'aumento del contenuto di anidride carbonica nell'aria inalata aumenta l'effetto tossico dell'azoto, che può già manifestarsi a una profondità di 45 m, ecco perché è necessario monitorare rigorosamente il contenuto di anidride carbonica nell'aria inalata.

Saturazione del corpo con i gas. Stare ad alta pressione comporta la saturazione del corpo con i gas che si dissolvono nei tessuti e negli organi. A pressione atmosferica sulla superficie in un corpo umano del peso di 70 kg, si dissolve circa 1 litro di azoto. Con l'aumento della pressione, la capacità dei tessuti del corpo di dissolvere i gas aumenta in proporzione alla pressione assoluta dell'aria. Quindi, a una profondità di 10 m (pressione dell'aria assoluta per respirare 2 kgf / cm²), 2 litri di azoto possono già essere sciolti nel corpo, a una profondità di 20 m (3 kgf / cm²) - 3 litri di azoto, eccetera.

Il grado di saturazione del corpo con i gas dipende dalla loro pressione parziale, dal tempo trascorso sotto pressione, nonché dalla velocità del flusso sanguigno e dalla ventilazione polmonare.

Durante il lavoro fisico, la frequenza e la profondità della respirazione, nonché la velocità del flusso sanguigno, aumentano, pertanto la saturazione del corpo con i gas dipende direttamente dall'intensità dell'attività fisica di un subacqueo-sottomarino. Con lo stesso carico fisico, la velocità del flusso sanguigno e della ventilazione polmonare in una persona addestrata aumenta in misura minore rispetto a una persona non addestrata e la saturazione del corpo con i gas sarà diversa. Pertanto, è necessario prestare attenzione all'aumento del livello di forma fisica, dello stato funzionale stabile dei sistemi cardiovascolare e respiratorio.

Una diminuzione della pressione (decompressione) provoca la desaturazione del corpo dal gas indifferente (azoto). In questo caso, l'eccesso di gas disciolto entra nel flusso sanguigno dai tessuti e viene trasportato dal flusso sanguigno ai polmoni, da dove viene rimosso per diffusione nei polmoni. ambiente. Se la risalita è troppo veloce, il gas disciolto nei tessuti forma bolle di varie dimensioni. Possono essere trasportati dal flusso sanguigno in tutto il corpo e causare il blocco dei vasi sanguigni, che porta alla malattia da decompressione (cassone).

I gas formati nell'intestino di un subacqueo-sottomarino durante la sua permanenza sotto pressione si espandono durante la risalita, il che può causare dolore all'addome (flatulenza). Pertanto, è necessario risalire dalla profondità alla superficie lentamente e, in caso di una lunga permanenza in profondità, con soste secondo le tabelle di decompressione (Appendice 11.8).

I principali parametri dell'aria che determinano lo stato fisiologico di una persona sono:

pressione assoluta;

percentuale di ossigeno;

temperatura;

umidità relativa;

impurità nocive.

Di tutti i parametri dell'aria elencati, la pressione assoluta e la percentuale di ossigeno sono di importanza decisiva per una persona. La pressione assoluta determina la pressione parziale dell'ossigeno.

La pressione parziale di qualsiasi gas in una miscela di gas è la frazione della pressione totale della miscela di gas attribuibile a quel gas in proporzione alla sua percentuale.

Quindi per la pressione parziale dell'ossigeno noi abbiamo

dove
− percentuale di ossigeno nell'aria (
);

R H − pressione atmosferica in quota H;

− pressione parziale del vapore acqueo nei polmoni (contropressione per la respirazione
).

La pressione parziale dell'ossigeno è di particolare importanza per lo stato fisiologico di una persona, poiché determina il processo di scambio di gas nel corpo.

L'ossigeno, come qualsiasi gas, tende a spostarsi da uno spazio in cui la sua pressione parziale è maggiore a uno spazio con pressione inferiore. Di conseguenza, il processo di saturazione del corpo con l'ossigeno avviene solo quando la pressione parziale dell'ossigeno nei polmoni (nell'aria alveolare) è maggiore della pressione parziale dell'ossigeno nel sangue che scorre agli alveoli, e quest'ultimo sarà maggiore di la pressione parziale di ossigeno nei tessuti del corpo.

Per rimuovere l'anidride carbonica dal corpo, è necessario avere il rapporto delle sue pressioni parziali opposto a quello descritto, cioè valore più alto la pressione parziale dell'anidride carbonica dovrebbe essere nei tessuti, meno - nel sangue venoso e ancora meno - nell'aria alveolare.

Al livello del mare a R H= 760 mmHg Arte. la pressione parziale dell'ossigeno è ≈150 mm Hg. Arte. Con così
è assicurata la normale saturazione del sangue umano con l'ossigeno nel processo di respirazione. Con l'aumento dell'altitudine di volo
diminuisce a causa della diminuzione P H(Fig. 1).

Studi fisiologici speciali hanno stabilito che la pressione parziale minima di ossigeno nell'aria inalata
Questo numero è chiamato il limite fisiologico della permanenza di una persona in cabina aperta in termini di dimensioni
.

La pressione parziale dell'ossigeno è di 98 mm Hg. Arte. corrisponde all'altezza H= 3 km. In
< 98 mmHg Arte. sono possibili problemi di vista, problemi di udito, reazioni lente e perdita di coscienza da parte di una persona.

Per prevenire questi fenomeni sull'aeromobile, vengono utilizzati sistemi di approvvigionamento di ossigeno (OSS), fornendo
> 98 mmHg Arte. nell'aria inalata in tutte le modalità di volo e in situazioni di emergenza.

Praticamente nell'aviazione, l'altezza H = 4 km come limite per i voli senza dispositivi di ossigeno, ovvero gli aeromobili con un massimale di servizio inferiore a 4 km potrebbero non avere un SPC.