Presiune parțială scăzută a oxigenului. Presiunea parțială a oxigenului în sânge

Presiunea sau tensiunea parțială a dioxidului de carbon (pCO2) este presiunea CO2 într-un amestec de gaze în echilibru cu plasma sanguină arterială la o temperatură de 38°C. Indicatorul este un criteriu pentru concentrația de dioxid de carbon din sânge.

Modificarea pCO2 joacă un rol principal în tulburările respiratorii ale stării acido-bazice (acidoză respiratorie și alcaloză respiratorie)

În acidoza respiratorie, pCO2 crește din cauza unei încălcări a ventilației pulmonare, care provoacă acumularea de acid carbonic,

În alcaloza respiratorie, pCO2 scade ca urmare a hiperventilației plămânilor, ceea ce duce la creșterea excreției de dioxid de carbon din organism și la alcalinizarea sângelui.

Cu azidoze/alcaloze non-respiratorii (metabolice), indicatorul pCO2 nu se modifică.
Dacă există astfel de schimbări ale pH-ului și indicele pCO2 nu este normal, atunci există modificări secundare (sau compensatorii).
Când se evaluează clinic o schimbare a pCO2, este important să se stabilească dacă modificările sunt cauzale sau compensatorii!

Astfel, o creștere a pCO2 apare în cazul acidozei respiratorii și alcalozei metabolice compensate, iar o scădere cu alcaloza respiratorie și compensarea acidozei metabolice.

Fluctuațiile valorii pCO2 în condiții patologice sunt în intervalul de la 10 la 130 mm Hg.

În cazul tulburărilor respiratorii, direcția de schimbare a valorii pH-ului sângelui este opusă deplasării pCO2, în cazul tulburărilor metabolice, schimbările sunt unidirecționale.

Concentrația ionilor de bicarbonat

Concentrația de bicarbonați (ioni HCO3-) în plasma sanguină este al treilea indicator principal al stării acido-bazice.

În practică, există indicatori ai bicarbonaților actuali (adevărați) și ai bicarbonaților standard.

Bicarbonatul real (AB, AB) este concentrația ionilor HCO3– din sângele testat la 38°C și valorile reale ale pH-ului și pCO2.

Bicarbonații standard (SB, SB) reprezintă concentrația ionilor HCO3– din sângele testat atunci când este adus la conditii standard: saturație completă de oxigen din sânge, echilibrată la 38°C cu un amestec de gaze în care pCO2 este de 40 mmHg.

La oamenii sănătoși, concentrația de bicarbonați topici și standard este aproape aceeași.

Valoarea diagnostică a concentrației de bicarbonați din sânge este, în primul rând, în determinarea naturii încălcărilor stării acido-bazice (metabolice sau respiratorii).

Indicatorul se modifică în principal cu tulburările metabolice:

Odată cu acidoza metabolică, indicele HCO3– scade, deoarece. cheltuită pentru neutralizarea substanțelor acide (sistem tampon)

Cu alcaloză metabolică - crescută

Deoarece acidul carbonic se disociază foarte slab și acumularea lui în sânge nu are practic niciun efect asupra concentrației de HCO3–, modificarea bicarbonaților în tulburările respiratorii primare este mică.

Când alcaloza metabolică este compensată, bicarbonații se acumulează datorită scăderii respirației, iar când acidoza metabolică este compensată, ca urmare a reabsorbției renale crescute.

Concentrația bazei tampon

Un alt indicator care caracterizează starea acido-bazică este concentrația bazelor tampon (baze tampon, BB), care reflectă suma tuturor anionilor din sângele integral, în principal anioni bicarbonat și clor, alți anioni includ ioni de proteine, sulfați, fosfați , lactat, corp cetonic etc.

Acest parametru este aproape independent de modificare presiune parțială dioxid de carbon din sânge, dar reflectă producția de acizi de către țesuturi și parțial funcția rinichilor.

După valoarea bazelor tampon, se pot aprecia schimbările în starea acido-bazică asociate cu o creștere sau scădere a conținutului de acizi nevolatili din sânge (adică toți, cu excepția acidului carbonic).

În practică, parametrul utilizat pentru concentrarea bazelor tampon este parametrul „anioni reziduali” sau „anioni nedetectabili” sau „nepotrivirea anionică” sau „diferența de anioni”.

Utilizarea indicelui diferenței anionice se bazează pe postulatul neutralității electrice, i.e. numărul de negativ (anioni) și pozitiv (cationi) din plasma sanguină ar trebui să fie același.
Dacă determinăm experimental cantitatea de ioni Na+, K+, Cl–, HCO3– cei mai reprezentați în plasma sanguină, atunci diferența dintre cationi și anioni este de aproximativ 12 mmol/l.

O creștere a decalajului anionic indică acumularea de anioni nemăsurați (lactat, corpi cetonici) sau cationi, care este specificată de tabloul clinic sau de istoric.

Indicatorii bazelor tampon totale și a decalajului anionic sunt mai ales informative în cazul schimbărilor metabolice în starea acido-bazică, în timp ce în cazul tulburărilor respiratorii, fluctuațiile acestuia sunt nesemnificative.

Baze tampon în exces

Exces de bază (BE, IO) - diferența dintre valorile reale și cele datorate ale bazelor tampon.
După valoare, indicatorul poate fi pozitiv (exces de baze) sau negativ (deficit de baze, exces de acizi).

Indicatorul de valoare diagnostică este mai mare decât concentrațiile de bicarbonați topici și standard. Excesul de baze reflectă modificări ale numărului de baze din sistemele tampon de sânge, în timp ce bicarbonatul real reflectă doar concentrația.

Cele mai mari modificări ale indicatorului se remarcă în tulburările metabolice: în acidoză se detectează o lipsă de baze sanguine (deficit de baze, valori negative), în alcaloză, un exces de baze (valori pozitive).
Limita deficitului compatibil cu viata, 30 mmol/l.

În cazul schimbărilor respiratorii, indicatorul se modifică ușor.

Valoarea pH-ului formează activitatea celulelor

Echilibrul acido-bazic este o stare care este asigurata de procese fiziologice si fizico-chimice care alcatuiesc un sistem unificat functional de stabilizare a concentratiei ionilor de H +.
Concentrația normală a ionilor de H+ este de aproximativ 40 nmol/l, ceea ce este de 106 ori mai mică decât concentrația multor alte substanțe (glucoză, lipide, minerale).

Fluctuațiile concentrației ionilor H+ compatibile cu viața variază de la 16-160 nmol/l.

Deoarece reacțiile metabolice sunt adesea asociate cu oxidarea și reducerea moleculelor, aceste reacții implică în mod necesar compuși care acționează ca acceptor sau donator de ioni de hidrogen. Participarea altor compuși se reduce la asigurarea constantă a concentrației ionilor de hidrogen în fluidele biologice.

Stabilitatea concentrației intracelulare de H + este necesară pentru:

Activitatea optimă a enzimelor din membrane, citoplasmă și organele intracelulare

Formarea gradientului electrochimic al membranei mitocondriale la nivelul adecvat și producerea suficientă de ATP în celulă.

Schimbările concentrației ionilor H+ duc la modificări ale activității enzimelor intracelulare, chiar și în limitele valorilor fiziologice.
De exemplu, enzimele de gluconeogeneză din ficat sunt mai active atunci când citoplasma este acidulată, ceea ce este important în timpul înfometării sau exercițiului muscular, enzimele de glicoliză sunt mai active la pH normal.

Stabilitatea concentrației extracelulare a ionilor de H+ asigură:

Activitatea funcțională optimă a proteinelor plasmatice din sânge și a spațiului intercelular (enzime, proteine de transport),

Solubilitatea moleculelor anorganice și organice,

Protecția nespecifică a epiteliului pielii,

Sarcină negativă pe suprafața exterioară a membranei eritrocitare.

Când se modifică concentrația ionilor de H+ în sânge, se activează activitatea compensatorie a două sisteme majore ale corpului:

1. Sistem de compensare chimică

Acțiunea sistemelor tampon extracelulare și intracelulare,

Intensitatea formării intracelulare a ionilor H+ și HCO3–.

2. Sistem de compensare fiziologică

Ventilatie pulmonara si eliminarea CO2,

Excreția renală a ionilor H+ (acidogeneza, amoniumgeneza), reabsorbția și sinteza HCO3–.

Odată cu scăderea presiunii barometrice, scade și presiunea parțială a principalelor gaze care alcătuiesc atmosfera. Compoziția cantitativă a amestecului de aer din troposferă rămâne practic neschimbată. Deci aerul atmosferic în condiții normale (la nivelul mării) conține 21% oxigen, 78% azot, 0,03% dioxid de carbon și aproape % sunt gaze inerte: heliu, xenon, argon etc.

Presiune parțială(lat. partialis - parțial, din lat. pars - part) - presiunea unei singure componente a amestecului de gaze. Presiunea totală a unui amestec de gaze este suma presiunilor parțiale ale componentelor sale.

Presiunea parțială a unui gaz în aerul atmosferic este determinată de formula:

Ph este presiunea barometrică la altitudinea reală.

Un rol decisiv în menținerea vieții umane îl joacă schimbul de gaze între organism și Mediul extern. Schimbul de gaze se realizează datorită respirației și circulației sanguine: oxigenul intră în mod continuu în organism, iar dioxidul de carbon și alți produși metabolici sunt eliberați din organism. Pentru ca acest proces să nu fie perturbat, este necesar să se sprijine presiunea parțială a oxigenuluiîn aerul inspirat la un nivel apropiat de pământ.

Presiunea parțială a oxigenului (O2)în aer se numește partea din presiunea totală a aerului atribuită O2.

Deci, la nivelul mării (Н=0m), în conformitate cu (1.1), presiunea parțială a oxigenului va fi:

unde αO 2 \u003d 21% este conținutul de gaz din aerul atmosferic în%;

Ph \u003d 0 - presiunea barometrică la nivelul mării

Odată cu creșterea altitudinii, presiunea totală a gazelor scade, dar presiunea parțială a unor constituenți precum dioxidul de carbon și vaporii de apă din aerul alveolar rămâne practic neschimbată.

Și egal, la o temperatură a corpului uman de aproximativ 37 0 C:

· pentru vapori de apă РН 2 О=47mm Hg;

· pentru dioxid de carbon РСО 2 =40 mm Hg.

Acest lucru modifică semnificativ rata de scădere a presiunii oxigenului în aerul alveolar.

Presiunea atmosferică și temperatura aerului la înălțimi

conform standardului internațional

Tabelul 1.4

Nu. p / p	Înălțime, m	Presiunea barometrică, mm Hg	Temperatura aerului, 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

Aerul alveolar- un amestec de gaze (în principal oxigen, dioxid de carbon, azot și vapori de apă) conținute în alveolele pulmonare, direct implicate în schimbul de gaze cu sângele. Alimentarea cu oxigen a sângelui care curge prin capilarele pulmonare și eliminarea dioxidului de carbon din acesta, precum și reglarea respirației, depind de compoziția menținută la animalele și oamenii sănătoși în anumite limite înguste datorită ventilației plămânilor ( la om, conține în mod normal 14-15% oxigen și 5-5,5% dioxid de carbon). Cu o lipsă de oxigen în aerul inhalat și unele stări de boală, apar modificări ale compoziției, care pot duce la hipoxie.

Sensul respirației

Respirația este vitală proces necesar schimb constant de gaze între organism și mediul său extern. În procesul de respirație, o persoană absoarbe oxigenul din mediu și eliberează dioxid de carbon.

Aproape tot reacții complexe transformarea substanțelor din organism are loc cu participarea obligatorie a oxigenului. Fără oxigen, metabolismul este imposibil și este necesar un aport constant de oxigen pentru a păstra viața. Ca urmare a metabolismului, în celule și țesuturi se formează dioxid de carbon, care trebuie îndepărtat din organism. Acumularea unei cantități semnificative de dioxid de carbon în interiorul corpului este periculoasă. Dioxidul de carbon este transportat de sânge către organele respiratorii și expirat. Oxigenul care intră în organele respiratorii în timpul inhalării difuzează în sânge și este livrat de sânge către organe și țesuturi.

Nu există rezerve de oxigen în corpul uman și animal și, prin urmare, furnizarea sa continuă a organismului este o necesitate vitală. Dacă o persoană, în cazurile necesare, poate trăi fără hrană mai mult de o lună, fără apă până la 10 zile, atunci în absența oxigenului apar modificări ireversibile în 5-7 minute.

Compoziția aerului inspirat, expirat și alveolar

Inspirând și expirând alternativ, o persoană ventilează plămânii, menținând o compoziție de gaz relativ constantă în veziculele pulmonare (alveole). O persoană respiră aer atmosferic cu un conținut ridicat de oxigen (20,9%) și un conținut scăzut de dioxid de carbon (0,03%) și expiră aer în care oxigenul este de 16,3%, dioxidul de carbon este de 4% (Tabelul 8).

Compoziția aerului alveolar este semnificativ diferită de compoziția aerului atmosferic, inhalat. Are mai puțin oxigen (14,2%) și o cantitate mare de dioxid de carbon (5,2%).

Azotul și gazele inerte, care fac parte din aer, nu participă la respirație, iar conținutul lor în aerul inspirat, expirat și alveolar este aproape același.

De ce există mai mult oxigen în aerul expirat decât în aerul alveolar? Acest lucru se explică prin faptul că în timpul expirației, aerul care se află în organele respiratorii, în căile respiratorii, este amestecat cu aerul alveolar.

Presiunea și tensiunea parțială a gazelor

În plămâni, oxigenul din aerul alveolar trece în sânge, iar dioxidul de carbon din sânge intră în plămâni. Trecerea gazelor de la aer la lichid și de la lichid la aer are loc datorită diferenței de presiune parțială a acestor gaze în aer și lichid. Presiunea parțială este partea din presiunea totală care cade asupra proporției unui anumit gaz dintr-un amestec de gaze. Cu cât procentul de gaz din amestec este mai mare, cu atât presiunea parțială a acestuia este mai mare. Aerul atmosferic, după cum știți, este un amestec de gaze. Presiunea aerului atmosferic 760 mm Hg. Artă. Presiunea parțială a oxigenului în aerul atmosferic este de 20,94% din 760 mm, adică 159 mm; azot - 79,03% din 760 mm, adică aproximativ 600 mm; există puțin dioxid de carbon în aerul atmosferic - 0,03%, prin urmare presiunea sa parțială este de 0,03% din 760 mm - 0,2 mm Hg. Artă.

Pentru gazele dizolvate într-un lichid se folosește termenul „tensiune”, corespunzător termenului „presiune parțială” folosit pentru gazele libere. Tensiunea gazului este exprimată în aceleași unități ca și presiunea (în mmHg). Dacă presiunea parțială a gazului din mediu este mai mare decât tensiunea acelui gaz în lichid, atunci gazul se dizolvă în lichid.

Presiunea parțială a oxigenului în aerul alveolar este de 100-105 mm Hg. Art., iar în sângele care curge către plămâni, tensiunea oxigenului este în medie de 60 mm Hg. Art., prin urmare, în plămâni, oxigenul din aerul alveolar trece în sânge.

Mișcarea gazelor are loc conform legilor difuziei, conform cărora un gaz se propagă dintr-un mediu cu o presiune parțială mare într-un mediu cu o presiune mai mică.

Schimbul de gaze în plămâni

Tranziția în plămâni a oxigenului din aerul alveolar în sânge și fluxul de dioxid de carbon din sânge în plămâni respectă legile descrise mai sus.

Datorită muncii marelui fiziolog rus Ivan Mikhailovici Sechenov, a devenit posibil să se studieze compoziția gazelor din sânge și condițiile schimbului de gaze în plămâni și țesuturi.

Schimbul de gaze în plămâni are loc între aerul alveolar și sânge prin difuzie. Alveolele plămânilor sunt înconjurate de o rețea densă de capilare. Pereții alveolelor și capilarelor sunt foarte subțiri, ceea ce contribuie la pătrunderea gazelor din plămâni în sânge și invers. Schimbul de gaze depinde de dimensiunea suprafeței prin care se realizează difuzia gazelor și de diferența de presiune parțială (tensiune) a gazelor care difuzează. Cu o respirație profundă, alveolele se întind, iar suprafața lor ajunge la 100-105 m2. Suprafața capilarelor din plămâni este de asemenea mare. Există o diferență suficientă între presiunea parțială a gazelor din aerul alveolar și tensiunea acestor gaze în sângele venos (Tabelul 9).

Din tabelul 9 rezultă că diferența dintre tensiunea gazelor din sângele venos și presiunea parțială a acestora în aerul alveolar este de 110 - 40 = 70 mm Hg pentru oxigen. Art., iar pentru dioxid de carbon 47 - 40 = 7 mm Hg. Artă.

Din punct de vedere empiric, a fost posibil să se stabilească că cu o diferență de tensiune a oxigenului de 1 mm Hg. Artă. la un adult în repaus, 25-60 ml de oxigen pot intra în sânge în 1 minut. O persoană în repaus are nevoie de aproximativ 25-30 ml de oxigen pe minut. Prin urmare, diferența de presiune a oxigenului de 70 mm Hg. st, suficient pentru a furniza organismului oxigen la conditii diferite activitățile sale: în timpul muncii fizice, exercițiilor sportive etc.

Rata de difuzie a dioxidului de carbon din sânge este de 25 de ori mai mare decât cea a oxigenului, prin urmare, cu o diferență de presiune de 7 mm Hg. Art., dioxidul de carbon are timp să iasă în evidență din sânge.

Transportarea gazelor în sânge

Sângele transportă oxigen și dioxid de carbon. În sânge, ca în orice lichid, gazele pot fi în două stări: dizolvate fizic și legate chimic. Atât oxigenul, cât și dioxidul de carbon se dizolvă în cantități foarte mici în plasma sanguină. Majoritatea oxigenului și a dioxidului de carbon sunt transportate sub formă legată chimic.

Principalul transportator de oxigen este hemoglobina din sânge. 1 g de hemoglobină leagă 1,34 ml de oxigen. Hemoglobina are capacitatea de a se combina cu oxigenul pentru a forma oxihemoglobina. Cu cât presiunea parțială a oxigenului este mai mare, cu atât se formează mai multă oxihemoglobină. În aerul alveolar, presiunea parțială a oxigenului este de 100-110 mm Hg. Artă. În aceste condiții, 97% din hemoglobina din sânge se leagă de oxigen. Sângele transportă oxigenul către țesuturi sub formă de oxihemoglobină. Aici, presiunea parțială a oxigenului este scăzută, iar oxihemoglobina - un compus fragil - eliberează oxigen, care este folosit de țesuturi. Legarea oxigenului de către hemoglobină este, de asemenea, afectată de tensiunea dioxidului de carbon. Dioxidul de carbon reduce capacitatea hemoglobinei de a lega oxigenul și promovează disocierea oxihemoglobinei. O creștere a temperaturii reduce, de asemenea, capacitatea hemoglobinei de a lega oxigenul. Se știe că temperatura în țesuturi este mai mare decât în plămâni. Toate aceste condiții ajută la disocierea oxihemoglobinei, în urma căreia sângele eliberează oxigenul eliberat din compusul chimic în fluidul tisular.

Capacitatea hemoglobinei de a lega oxigenul este vitală pentru organism. Uneori oamenii mor din cauza lipsei de oxigen din organism, înconjurați de cel mai curat aer. Acest lucru se poate întâmpla unei persoane care se află într-un mediu cu presiune scăzută (la altitudini mari), unde atmosfera rarefiată are o presiune parțială foarte scăzută a oxigenului. La 15 aprilie 1875, balonul Zenith, care transporta trei aeronauți, a atins o înălțime de 8000 m. Când balonul a aterizat, o singură persoană a supraviețuit. Cauza morții a fost o scădere bruscă a presiunii parțiale a oxigenului la mare altitudine. La altitudini mari (7-8 km), sângele arterial în compoziția sa gazoasă se apropie de sângele venos; toate țesuturile corpului încep să experimenteze o lipsă acută de oxigen, ceea ce duce la consecințe grave. Urcarea peste 5000 m necesită de obicei utilizarea unor dispozitive speciale de oxigen.

Cu antrenament special, organismul se poate adapta la conținutul redus de oxigen din aerul atmosferic. La o persoană antrenată, respirația se adâncește, numărul de eritrocite din sânge crește datorită formării lor crescute în organele hematopoietice și din depozitul de sânge. În plus, contracțiile cardiace cresc, ceea ce duce la o creștere a volumului minut al sângelui.

Camerele de presiune sunt utilizate pe scară largă pentru antrenament.

Dioxidul de carbon este transportat în sânge sub formă de compuși chimici - bicarbonați de sodiu și potasiu. Legarea dioxidului de carbon și eliberarea acestuia de către sânge depind de tensiunea acestuia în țesuturi și sânge.

În plus, hemoglobina din sânge este implicată în transferul de dioxid de carbon. În capilarele tisulare, hemoglobina intră într-o combinație chimică cu dioxidul de carbon. În plămâni, acest compus se descompune odată cu eliberarea de dioxid de carbon. Aproximativ 25-30% din dioxidul de carbon eliberat în plămâni este transportat de hemoglobină.

Când îmi făceam părul, m-au sfătuit să cumpăr Rinfoltil în salon, l-am găsit de la băieții ăștia. vitamine.com.ua

Gazele care alcătuiesc aerul respirator afectează corpul uman în funcție de valoarea presiunii lor parțiale (parțiale):

unde Pg este presiunea parțială a gazului, kgf / cm², mm Hg. st sau kPa;

Pa - presiunea absolută a aerului, kgf/cm², mm Hg. Artă. sau kPa.

Exemplul 1.2. Aerul atmosferic conține 78% azot în volum. 21% oxigen și 0,03% dioxid de carbon. Determinați presiunea parțială a acestor gaze la suprafață și la o adâncime de 40 m. Luați presiunea aerului atmosferic egală cu 1 kgf/cm².

Soluţie: 1) presiunea absolută a aerului comprimat la o adâncime de 40 m conform (1.2)

2) presiunea parțială a azotului conform (1.3) la suprafață
la o adâncime de 40 m
3) presiunea parțială a oxigenului la suprafață
la o adâncime de 40 m
4) presiunea parțială a dioxidului de carbon la suprafață
la o adâncime de 40 m
În consecință, presiunea parțială a gazelor care alcătuiesc aerul respirabil la o adâncime de 40 m a crescut de 5 ori.

Exemplul 1.3. Folosind datele din Exemplul 1.2, determinați ce procent de gaze ar trebui să fie la o adâncime de 40 m, astfel încât presiunea lor parțială să corespundă condițiilor normale de la suprafață.

Soluţie: 1) conținutul de azot în aer la o adâncime de 40 m, corespunzător presiunii parțiale la suprafață, conform (1.3)

2) conținutul de oxigen în aceleași condiții

3) conținut de dioxid de carbon în aceleași condiții

Prin urmare, actiune fiziologica pe corpul gazelor care alcătuiesc aerul respirabil la o adâncime de 40 m va fi la fel ca la suprafaţă, cu condiţia ca procentul acestora să scadă de 5 ori.

Azot aerul începe să aibă un efect toxic aproape la o presiune parțială de 5,5 kgf/cm² (550 kPa). Deoarece aerul atmosferic conține aproximativ 78% azot, conform (1.3), presiunea parțială indicată a azotului corespunde unei presiuni absolute a aerului de 7 kgf/cm² (adâncimea de scufundare - 60 m). La această adâncime, înotătorul devine agitat, capacitatea de lucru și atenția scad, orientarea devine dificilă, uneori se observă amețeli. La adâncimi mari (80 ... 100 m) se dezvoltă adesea halucinații vizuale și auditive. Practic, la adâncimi de 80 ... 90 m, înotatorul devine invalid, iar coborârea la aceste adâncimi în timp ce respiră aer este posibilă doar pentru o perioadă scurtă de timp.

Oxigen in concentratii mari, chiar si in conditii de presiune atmosferica, are un efect toxic asupra organismului. Deci, la o presiune parțială a oxigenului de 1 kgf/cm² (respirație cu oxigen pur în condiții atmosferice), inflamația se dezvoltă în plămâni după 72 de ore de respirație. La o presiune parțială a oxigenului de peste 3 kgf / cm², după 15 ... 30 de minute, apar convulsii și persoana își pierde cunoștința. Factori care predispun la apariția intoxicației cu oxigen: conținutul de impurități de dioxid de carbon din aerul inhalat, muncă fizică intensă, hipotermie sau supraîncălzire.

Cu o presiune parțială scăzută a oxigenului în aerul inhalat (sub 0,16 kgf / cm²), sângele care curge prin plămâni nu este complet saturat cu oxigen, ceea ce duce la o scădere a eficienței, iar în cazurile de inaniție acută de oxigen - la pierdere. a conștiinței.

Dioxid de carbon. Menținerea nivelurilor normale de dioxid de carbon în organism este reglementată de sistemul nervos central, care este foarte sensibil la concentrația acestuia. Un conținut crescut de dioxid de carbon în organism duce la otrăvire, unul mai scăzut - la o scădere a frecvenței respirației și oprirea acesteia (apnee). În condiții normale, presiunea parțială a dioxidului de carbon în aerul atmosferic este de 0,0003 kgf/cm² (~ 30 Pa). Dacă presiunea parțială a dioxidului de carbon din aerul inhalat crește cu mai mult de 0,03 kgf/cm² (-3 kPa), organismul nu va mai putea face față eliminării acestui gaz prin creșterea respirației și a circulației sanguine și pot apărea tulburări severe. apar.

Trebuie avut în vedere că conform (1.3), o presiune parțială de 0,03 kgf/cm² pe suprafață corespunde unei concentrații de dioxid de carbon de 3%, iar la o adâncime de 40 m (presiune absolută 5 kgf/cm²) - 0,6%. Conținutul crescut de dioxid de carbon din aerul inhalat sporește efectul toxic al azotului, care se poate manifesta deja la o adâncime de 45 m. De aceea este necesar să se monitorizeze cu strictețe conținutul de dioxid de carbon din aerul inhalat.

Saturarea organismului cu gaze. Starea sub presiune ridicată presupune saturarea organismului cu gaze care se dizolvă în țesuturi și organe. La presiunea atmosferică la suprafața unui corp uman care cântărește 70 kg, se dizolvă aproximativ 1 litru de azot. Odată cu creșterea presiunii, capacitatea țesuturilor corpului de a dizolva gazele crește proporțional cu presiunea absolută a aerului. Deci, la o adâncime de 10 m (presiune absolută a aerului pentru respirație 2 kgf / cm²), 2 litri de azot pot fi deja dizolvați în organism, la o adâncime de 20 m (3 kgf / cm²) - 3 litri de azot, etc.

Gradul de saturație a corpului cu gaze depinde de presiunea parțială a acestora, de timpul petrecut sub presiune, precum și de rata fluxului sanguin și ventilația pulmonară.

În timpul muncii fizice, frecvența și adâncimea respirației, precum și viteza fluxului sanguin, cresc, prin urmare, saturația corpului cu gaze depinde direct de intensitatea activității fizice a unui scafandru-submarinist. Cu aceeași sarcină fizică, rata fluxului sanguin și ventilația pulmonară la o persoană antrenată crește într-o măsură mai mică decât la o persoană neantrenată, iar saturația corpului cu gaze va fi diferită. Prin urmare, este necesar să se acorde atenție creșterii nivelului de condiție fizică, a stării funcționale stabile a sistemului cardiovascular și respirator.

O scădere a presiunii (decompresie) face ca organismul să devină desaturat de gazul indiferent (azot). În acest caz, excesul de gaz dizolvat intră în fluxul sanguin din țesuturi și este transportat de fluxul sanguin la plămâni, de unde este îndepărtat prin difuzie în plămâni. mediu inconjurator. Dacă ascensiunea este prea rapidă, gazul dizolvat în țesuturi formează bule de diferite dimensiuni. Ele pot fi transportate de fluxul sanguin în tot organismul și pot provoca blocarea vaselor de sânge, ceea ce duce la boala de decompresie (caisson).

Gazele formate în intestinele unui scafandru-submarinist în timpul șederii sale sub presiune se extind în timpul ascensiunii, ceea ce poate duce la durere în abdomen (flatulență). Prin urmare, este necesar să urcăm de la adâncime la suprafață lent, iar în cazul unei șederi lungi la adâncime - cu opriri conform tabelelor de decompresie (Anexa 11.8).

Principalii parametri ai aerului care determină starea fiziologică a unei persoane sunt:

presiune absolută;

procentul de oxigen;

temperatura;

umiditate relativă;

impurități nocive.

Dintre toți parametrii de aer enumerați, presiunea absolută și procentul de oxigen sunt de o importanță decisivă pentru o persoană. Presiunea absolută determină presiunea parțială a oxigenului.

Presiunea parțială a oricărui gaz dintr-un amestec de gaze este fracția din presiunea totală a amestecului de gaze atribuită gazului respectiv, în funcție de procentul acestuia.

Deci pentru presiunea parțială a oxigenului avem

Unde
− procentul de oxigen din aer (
);

R H − presiunea aerului la altitudine H;

− presiunea parțială a vaporilor de apă în plămâni (contrapresiune pentru respirație
).

Presiunea parțială a oxigenului este de o importanță deosebită pentru starea fiziologică a unei persoane, deoarece determină procesul de schimb de gaze în organism.

Oxigenul, ca orice gaz, tinde să se deplaseze dintr-un spațiu în care presiunea sa parțială este mai mare într-un spațiu cu o presiune mai mică. În consecință, procesul de saturare a corpului cu oxigen are loc numai atunci când presiunea parțială a oxigenului în plămâni (în aerul alveolar) este mai mare decât presiunea parțială a oxigenului din sângele care curge către alveole, iar aceasta din urmă va fi mai mare decât presiunea parțială a oxigenului în țesuturile corpului.

Pentru a elimina dioxidul de carbon din organism, este necesar să existe raportul presiunilor sale parțiale opus celui descris, adică. cea mai mare valoare presiunea parțială a dioxidului de carbon ar trebui să fie în țesuturi, mai puțin - în sângele venos și chiar mai puțin - în aerul alveolar.

La nivelul mării la R H= 760 mmHg Artă. presiunea parțială a oxigenului este ≈150 mm Hg. Artă. Cu asa
se asigură saturația normală a sângelui uman cu oxigen în timpul respirației. Odată cu creșterea altitudinii de zbor
scade din cauza scaderii P H(Fig. 1).

Studii fiziologice speciale au stabilit că presiunea parțială minimă a oxigenului în aerul inhalat
Acest număr este numit limita fiziologică a șederii unei persoane într-o cabină deschisă în ceea ce privește dimensiunea
.

Presiunea parțială a oxigenului este de 98 mm Hg. Artă. corespunde înălțimii H= 3 km. La
< 98 mmHg Artă. sunt posibile deficiențe de vedere, deficiențe de auz, reacție lentă și pierderea conștienței de către o persoană.

Pentru a preveni aceste fenomene asupra aeronavei se folosesc sisteme de alimentare cu oxigen (OSS), care asigură
> 98 mmHg Artă. în aerul inspirat în toate modurile de zbor și în situații de urgență.

Practic în aviație, înălțimea H = 4 km ca limită pentru zborurile fără dispozitive de oxigen, adică aeronavele cu un plafon de serviciu mai mic de 4 km pot să nu aibă un SPC.