ผมขอสรุปข้อมูลเกี่ยวกับหลักการดำน้ำในแง่ของการหายใจก๊าซในรูปแบบของประเด็นสำคัญ กล่าวคือ เมื่อเข้าใจหลักการไม่กี่ข้อก็ไม่จำเป็นต้องจำข้อเท็จจริงมากมาย

ดังนั้นการหายใจใต้น้ำต้องใช้แก๊ส เป็นตัวเลือกที่ง่ายที่สุด - การจ่ายอากาศซึ่งเป็นส่วนผสมของออกซิเจน (∼21%) ไนโตรเจน (∼78%) และก๊าซอื่น ๆ (∼1%)

แรงกดดันเป็นปัจจัยหลัก สิ่งแวดล้อม. จากหน่วยความดันที่เป็นไปได้ทั้งหมด เราจะใช้ "บรรยากาศทางเทคนิคสัมบูรณ์" หรือ ATA ความดันบนพื้นผิวคือ ∼1 ATA ทุกๆ 10 เมตรของการแช่ในน้ำจะเพิ่ม ∼1 ATA ลงไป

สำหรับการวิเคราะห์เพิ่มเติม สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าแรงกดดันบางส่วนคืออะไร กล่าวคือ ความดันของส่วนประกอบเดียวของส่วนผสมของก๊าซ ความดันรวมของส่วนผสมของก๊าซคือผลรวมของแรงดันบางส่วนของส่วนประกอบ กฎของดาลตันอธิบายความดันบางส่วนและการละลายของก๊าซในของเหลวและเกี่ยวข้องโดยตรงกับการดำน้ำมากที่สุด เนื่องจากบุคคลส่วนใหญ่เป็นของเหลว แม้ว่าความดันบางส่วนจะเป็นสัดส่วนกับอัตราส่วนโมลาร์ของก๊าซในส่วนผสม แต่สำหรับอากาศ ความดันบางส่วนสามารถอ่านได้จากปริมาตรหรือความเข้มข้นของน้ำหนัก ข้อผิดพลาดจะน้อยกว่า 10%

เมื่อดำน้ำความกดดันส่งผลกระทบต่อเราอย่างทั่วถึง ตัวควบคุมจะรักษาความดันอากาศในระบบหายใจ โดยประมาณเท่ากับความดันแวดล้อม น้อยกว่าเท่าที่จำเป็นสำหรับ "การหายใจเข้า" ดังนั้น ที่ระดับความลึก 10 เมตร อากาศที่หายใจเข้าจากบอลลูนจึงมีความดันประมาณ 2 ATA ความดันสัมบูรณ์ที่คล้ายกันจะสังเกตได้ทั่วร่างกายของเรา ดังนั้นความดันบางส่วนของออกซิเจนที่ระดับความลึกนี้จะเท่ากับ ∼0.42 ATA ไนโตรเจน ∼1.56 ATA

ผลกระทบของแรงกดดันต่อร่างกายเป็นปัจจัยสำคัญดังต่อไปนี้

1. ผลกระทบทางกลต่ออวัยวะและระบบ

เราจะไม่พิจารณาโดยละเอียดในระยะสั้น - ร่างกายมนุษย์มีโพรงอากาศจำนวนมากและการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความดันในทิศทางใด ๆ ทำให้เกิดภาระต่อเนื้อเยื่อ เยื่อหุ้มเซลล์ และอวัยวะจนถึงความเสียหายทางกล - barotrauma

2. ความอิ่มตัวของเนื้อเยื่อด้วยก๊าซ

เมื่อดำน้ำ (เพิ่มความดัน) ความดันบางส่วนของก๊าซในทางเดินหายใจจะสูงกว่าในเนื้อเยื่อ ดังนั้น ก๊าซทำให้เลือดอิ่มตัว และผ่านกระแสเลือด เนื้อเยื่อทั้งหมดของร่างกายจะอิ่มตัว อัตราการอิ่มตัวจะแตกต่างกันสำหรับเนื้อเยื่อต่างๆ และมีลักษณะเป็น “ช่วงอิ่มตัวครึ่งหนึ่ง” กล่าวคือ ช่วงเวลาที่แรงดันแก๊สคงที่ ความแตกต่างระหว่างความดันบางส่วนของก๊าซและเนื้อเยื่อจะลดลงครึ่งหนึ่ง กระบวนการย้อนกลับเรียกว่า "desaturation" ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการขึ้น (ความดันลดลง) ในกรณีนี้ความดันบางส่วนของก๊าซในเนื้อเยื่อจะสูงกว่าความดันในก๊าซในปอด กระบวนการย้อนกลับเกิดขึ้น - ก๊าซถูกปล่อยออกจากเลือดในปอด เลือดที่มีความดันบางส่วนที่ต่ำกว่าอยู่แล้วจะไหลเวียนผ่าน ร่างกาย ก๊าซผ่านจากเนื้อเยื่อเข้าสู่กระแสเลือดและเป็นวงกลมอีกครั้ง แก๊สเคลื่อนตัวออกห่างเสมอ ความดันบางส่วนถึงตัวเล็ก

เป็นสิ่งสำคัญโดยพื้นฐานที่ก๊าซที่แตกต่างกันมีอัตราความอิ่มตัว/ความอิ่มตัวของสีที่แตกต่างกันเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมัน

ความสามารถในการละลายของก๊าซในของเหลวยิ่งมาก ความดันยิ่งสูงขึ้น ถ้าปริมาณของก๊าซที่ละลายน้ำมากกว่าขีดจำกัดความสามารถในการละลายที่ความดันที่กำหนด ก๊าซจะถูกปล่อยออกมา รวมถึงความเข้มข้นในรูปของฟองสบู่ เราเห็นสิ่งนี้ทุกครั้งที่เปิดขวดน้ำอัดลม เนื่องจากอัตราการกำจัดก๊าซ (การทำให้เนื้อเยื่อขาดน้ำ) ถูกจำกัดโดยกฎทางกายภาพและการแลกเปลี่ยนก๊าซผ่านทางเลือด ความดันที่ลดลงอย่างรวดเร็วเกินไป (การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว) อาจนำไปสู่การก่อตัวของฟองก๊าซโดยตรงในเนื้อเยื่อ หลอดเลือด และโพรงในร่างกาย ที่รบกวนการทำงานของมันจนตาย หากความดันลดลงอย่างช้าๆ แสดงว่าร่างกายมีเวลาที่จะขจัดก๊าซ "ส่วนเกิน" เนื่องจากความแตกต่างของแรงกดบางส่วน

ในการคำนวณกระบวนการเหล่านี้ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของเนื้อเยื่อของร่างกายซึ่งเป็นที่นิยมมากที่สุดคือแบบจำลอง Albert Buhlmann ซึ่งพิจารณาเนื้อเยื่อ (ช่อง) 16 ประเภทโดยมีเวลาอิ่มตัวครึ่งหนึ่ง / ครึ่งความอิ่มตัวจาก 4 ถึง 635 นาที

อันตรายที่สุดคือก๊าซเฉื่อยซึ่งมีความดันสัมบูรณ์สูงสุด ส่วนใหญ่มักเป็นไนโตรเจนซึ่งเป็นพื้นฐานของอากาศและไม่มีส่วนร่วมในการเผาผลาญ ด้วยเหตุนี้การคำนวณหลักในการดำน้ำจำนวนมากจึงดำเนินการกับไนโตรเจนตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ผลกระทบของออกซิเจนในแง่ของความอิ่มตัวคือลำดับความสำคัญน้อยกว่าในขณะที่ใช้แนวคิดของ "โหลดไนโตรเจน" เช่น ปริมาณไนโตรเจนที่เหลืออยู่ที่ละลายในเนื้อเยื่อ

ดังนั้นความอิ่มตัวของเนื้อเยื่อจึงขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของส่วนผสมของก๊าซ ความดัน และระยะเวลาของการสัมผัส สำหรับการดำน้ำระดับเริ่มต้น มีข้อ จำกัด เกี่ยวกับความลึก ระยะเวลาของการดำน้ำ และเวลาขั้นต่ำระหว่างการดำน้ำ ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่อนุญาตให้ภายใต้เงื่อนไขใด ๆ ความอิ่มตัวของเนื้อเยื่อถึงระดับอันตรายเช่น ไม่มีการดำน้ำแบบคลายการบีบอัด และถึงกระนั้น ก็ยังเป็นธรรมเนียมที่จะต้องดำเนินการ "หยุดเพื่อความปลอดภัย"

นักดำน้ำ "ขั้นสูง" ใช้คอมพิวเตอร์ดำน้ำที่คำนวณความอิ่มตัวแบบไดนามิกจากแบบจำลองโดยขึ้นอยู่กับก๊าซและความดัน ซึ่งรวมถึงการคำนวณ "เพดานการอัด" - ความลึกด้านบนที่อาจเป็นอันตรายหากขึ้นจากความอิ่มตัวของปัจจุบัน ในระหว่างการดำน้ำที่ยาก คอมพิวเตอร์จะทำซ้ำ ไม่ต้องพูดถึงข้อเท็จจริงที่ว่าปกติแล้วการดำน้ำครั้งเดียวมักจะไม่มี

3. ผลกระทบทางชีวเคมีของก๊าซ

ร่างกายของเราถูกปรับให้เข้ากับอากาศสูงสุดที่ความดันบรรยากาศ ด้วยความดันที่เพิ่มขึ้น ก๊าซที่ไม่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญจะส่งผลต่อร่างกายในหลายๆ ด้าน ในขณะที่ผลกระทบจะขึ้นอยู่กับความดันบางส่วนของก๊าซบางชนิด ก๊าซแต่ละชนิดมีขีดจำกัดความปลอดภัยของตัวเอง

ออกซิเจน

ในฐานะผู้เล่นหลักในการเผาผลาญของเรา ออกซิเจนเป็นก๊าซชนิดเดียวที่ไม่เพียงแต่มีขีดจำกัดความปลอดภัยบนเท่านั้นแต่ยังมีขีดจำกัดความปลอดภัยที่ต่ำกว่าด้วย

ความดันบางส่วนปกติของออกซิเจนคือ ∼0.21 ATA ความต้องการออกซิเจนอย่างมากขึ้นอยู่กับสถานะของร่างกายและการออกกำลังกาย ระดับต่ำสุดตามทฤษฎีที่จำเป็นในการรักษากิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตที่มีสุขภาพดีในสภาวะที่พักผ่อนเต็มที่ประมาณ ∼0.08 ATA ระดับที่ใช้งานได้จริงคือ ∼0.14 ATA . ระดับออกซิเจนที่ลดลงจาก "ปกติ" อันดับแรกส่งผลต่อความสามารถในการออกกำลังกายและอาจทำให้เกิดภาวะขาดออกซิเจนหรือภาวะขาดออกซิเจน

ในเวลาเดียวกัน ความดันบางส่วนของออกซิเจนสูงทำให้เกิดผลเสียมากมาย - พิษจากออกซิเจนหรือภาวะขาดออกซิเจน อันตรายอย่างยิ่งเมื่อดำน้ำคือรูปแบบการหดเกร็งซึ่งแสดงออกถึงความเสียหายต่อระบบประสาทอาการชักซึ่งเสี่ยงต่อการจมน้ำ

สำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ การดำน้ำถือเป็นขีดจำกัดความปลอดภัยที่ ∼1.4 ATA ขีดจำกัดความเสี่ยงปานกลางคือ ∼1.6 ATA ที่ความดันที่สูงกว่า ∼2.4 ATA เป็นเวลานาน ความน่าจะเป็นที่จะเกิดพิษจากออกซิเจนมีแนวโน้มที่จะเป็นน้ำหนึ่งใจเดียวกัน

ดังนั้น โดยการหารระดับออกซิเจนที่จำกัดไว้ที่ 1.4 ATA ด้วยแรงดันบางส่วนของออกซิเจนในส่วนผสม เราสามารถกำหนดความดันที่ปลอดภัยสูงสุดของสิ่งแวดล้อมและกำหนดได้ว่าการหายใจด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์นั้นปลอดภัยอย่างยิ่ง (100%, 1 ATA) ที่ความลึกสูงสุด ∼4 เมตร (!! !) อากาศอัด (21%, 0.21 ATA) - สูงสุด ∼57 เมตร มาตรฐาน "Nitrox-32" ที่มีปริมาณออกซิเจน 32% (0.32 ATA) - สูงสุด ∼34 เมตร ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถคำนวณขีดจำกัดสำหรับความเสี่ยงปานกลางได้

พวกเขาบอกว่ามันเป็นปรากฏการณ์นี้ที่มีชื่อเรียกว่า "nitrox" เนื่องจากในตอนแรกคำนี้หมายถึงก๊าซทางเดินหายใจด้วย ลดลงปริมาณออกซิเจนสำหรับการทำงานที่ระดับความลึกมาก "เสริมไนโตรเจน" จากนั้นจึงเริ่มถอดรหัสเป็น "ไนโตรเจน-ออกซิเจน" และกำหนดส่วนผสมด้วย สูงปริมาณออกซิเจน

ต้องคำนึงว่าความดันบางส่วนของออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นในทุกกรณีมีผลต่อระบบประสาทและปอดและสิ่งนี้ ประเภทต่างๆผลกระทบ. นอกจากนี้ ผลกระทบมักจะสะสมจากการดำน้ำเป็นชุด ในการพิจารณาผลกระทบต่อระบบประสาทส่วนกลาง แนวคิดของ "ขีดจำกัดออกซิเจน" ถูกใช้เป็นหน่วยบัญชี โดยจะมีการกำหนดขีดจำกัดความปลอดภัยสำหรับการสัมผัสเพียงครั้งเดียวและรายวัน สามารถดูตารางและการคำนวณโดยละเอียดได้

นอกจากนี้ ความดันออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นส่งผลเสียต่อปอด เนื่องจากปรากฏการณ์นี้จึงใช้ "หน่วยความทนทานต่อออกซิเจน" ซึ่งคำนวณตามตารางพิเศษที่สัมพันธ์กับความดันบางส่วนของออกซิเจนและจำนวน "หน่วยต่อนาที" ตัวอย่างเช่น 1.2 ATA ให้เรา 1.32 OTU ต่อนาที ขีดจำกัดความปลอดภัยที่รับรู้คือ 1425 หน่วยต่อวัน

จากที่กล่าวมานี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ควรเป็นที่ชัดเจนว่าการอยู่ในที่ลึกมากอย่างปลอดภัยนั้น ต้องใช้ส่วนผสมที่มีปริมาณออกซิเจนลดลง ซึ่งหายใจไม่ออกเมื่อใช้แรงดันต่ำ ตัวอย่างเช่น ที่ความลึก 100 เมตร (11 ATA) ความเข้มข้นของออกซิเจนในส่วนผสมไม่ควรเกิน 12% และในทางปฏิบัติจะต่ำกว่านั้นอีก เป็นไปไม่ได้ที่จะหายใจเอาส่วนผสมดังกล่าวออกสู่ผิว

ไนโตรเจน

ไนโตรเจนไม่ถูกเผาผลาญโดยร่างกายและไม่มีขีดจำกัดล่าง ด้วยความดันที่เพิ่มขึ้นไนโตรเจนมีผลเป็นพิษต่อระบบประสาทคล้ายกับยาเสพติดหรือ มึนเมาแอลกอฮอล์เรียกว่า "อาการง่วงนอนของไนโตรเจน"

กลไกการออกฤทธิ์ไม่ได้อธิบายอย่างชัดเจนขอบเขตของผลกระทบนั้นเป็นของแต่ละคนอย่างหมดจดและขึ้นอยู่กับลักษณะของสิ่งมีชีวิตและสภาพของมัน ดังนั้นจึงเป็นที่ทราบกันดีว่าช่วยเพิ่มผลจากอาการเมื่อยล้า อาการเมาค้าง อาการซึมเศร้าต่างๆ ของร่างกาย เช่น หวัด เป็นต้น

อาการเล็กน้อยในรูปแบบของสถานะที่เทียบได้กับความมึนเมาเล็กน้อยเป็นไปได้ในทุกระดับความลึกใด ๆ "กฎมาร์ตินี่" เชิงประจักษ์ใช้ตามที่การสัมผัสไนโตรเจนเปรียบได้กับมาร์ตินี่แห้งหนึ่งแก้วในขณะท้องว่างทุก ๆ 10 เมตรของความลึก ซึ่งไม่อันตรายและเพิ่มอารมณ์ดี ไนโตรเจนที่สะสมในระหว่างการดำน้ำปกติยังส่งผลต่อจิตใจที่คล้ายกับยาและแอลกอฮอล์ซึ่งผู้เขียนเองเป็นพยานและผู้เข้าร่วม มันปรากฏตัวในความฝันที่สดใสและ "ยาเสพติด" โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันทำหน้าที่ภายในไม่กี่ชั่วโมง และใช่ นักดำน้ำเป็นคนติดยานิดหน่อย ไนโตรเจน

อันตรายแสดงโดยอาการที่รุนแรงซึ่งมีลักษณะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนถึงการสูญเสียความเพียงพออย่างสมบูรณ์การวางแนวในอวกาศและเวลาภาพหลอนซึ่งอาจนำไปสู่ความตาย บุคคลสามารถรีบไปที่ส่วนลึกได้ง่ายเพราะที่นั่นเย็นหรือถูกกล่าวหาว่าเห็นบางสิ่งบางอย่างที่นั่นลืมไปว่าเขาอยู่ใต้น้ำและ "หายใจ" เต็มหน้าอก” ถุยปาก เป็นต้น ในตัวมันเอง การสัมผัสกับไนโตรเจนไม่เป็นอันตรายถึงตายหรือถึงกระทั่งเป็นอันตราย แต่ผลที่ตามมาภายใต้สภาวะการดำน้ำอาจเป็นเรื่องน่าเศร้า เป็นลักษณะเฉพาะที่เมื่อความดันลดลง อาการเหล่านี้จะผ่านไปอย่างรวดเร็ว บางครั้งการเพิ่มขึ้นเพียง 2..3 เมตรก็เพียงพอที่จะ "มีสติสัมปชัญญะ"

ความน่าจะเป็นของการสำแดงที่รุนแรงที่ระดับความลึกของการดำน้ำเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ ระดับเริ่มต้น(สูงสุด 18 ม., ∼2.2 ATA) ถือว่าต่ำมาก จากสถิติที่มีอยู่ กรณีของพิษรุนแรงมีแนวโน้มค่อนข้างสูงจากความลึก 30 เมตร (∼3.2 ATA) จากนั้นความน่าจะเป็นจะเพิ่มขึ้นเมื่อความดันเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกัน ผู้ที่มีความมั่นคงส่วนบุคคลอาจไม่พบปัญหาในระดับลึกมากนัก

วิธีเดียวที่จะตอบโต้คือการตรวจสอบตนเองและการควบคุมคู่นอนอย่างต่อเนื่องโดยให้ความลึกลดลงทันทีในกรณีที่สงสัยว่าจะเป็นพิษจากไนโตรเจน การใช้ "nitrox" ช่วยลดโอกาสของการเกิดพิษไนโตรเจนได้ภายในขอบเขตความลึกเนื่องจากออกซิเจน

ฮีเลียมและก๊าซอื่นๆ

ในการดำน้ำเชิงเทคนิคและแบบมืออาชีพ ก๊าซอื่นๆ ก็ถูกใช้เช่นกัน โดยเฉพาะฮีเลียม ตัวอย่างของการใช้ไฮโดรเจนและแม้กระทั่งนีออนในส่วนผสมที่ลึกล้ำเป็นที่ทราบกันดี ก๊าซเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยอัตราความอิ่มตัว/ความอิ่มตัวของสีที่สูง ผลการเป็นพิษของฮีเลียมจะสังเกตพบที่ความดันที่สูงกว่า 12 ATA และสามารถชดเชยด้วยไนโตรเจนได้อย่างขัดแย้ง อย่างไรก็ตาม ประยุกต์กว้างพวกเขาไม่มีเนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงดังนั้นจึงแทบจะเป็นไปไม่ได้ที่นักดำน้ำทั่วไปจะพบพวกเขาและหากผู้อ่านสนใจคำถามดังกล่าวจริงๆเขาจำเป็นต้องใช้วรรณกรรมระดับมืออาชีพแล้วไม่ใช่การทบทวนเจียมเนื้อเจียมตัว

เมื่อใช้สารผสมใดๆ ตรรกะการคำนวณยังคงเหมือนเดิมตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ใช้เฉพาะขีดจำกัดและพารามิเตอร์เฉพาะของก๊าซเท่านั้น และสำหรับการดำน้ำทางเทคนิคเชิงลึก มักใช้องค์ประกอบที่แตกต่างกันหลายประการ: สำหรับการหายใจระหว่างทางลง ให้ทำงานที่ด้านล่างและ การจัดฉากด้วยการบีบอัด องค์ประกอบของก๊าซเหล่านี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมตามตรรกะของการเคลื่อนไหวในร่างกายที่อธิบายไว้ข้างต้น

ข้อสรุปเชิงปฏิบัติ

การทำความเข้าใจวิทยานิพนธ์เหล่านี้ทำให้สามารถให้ความหมายของข้อจำกัดและกฎเกณฑ์ต่างๆ ที่กำหนดไว้ในหลักสูตร ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาต่อไปและสำหรับการละเมิดที่ถูกต้อง

แนะนำให้ใช้ Nitrox ในการดำน้ำแบบปกติเพราะช่วยลดปริมาณไนโตรเจนในร่างกาย แม้ว่าคุณจะอยู่ภายในขอบเขตของการดำน้ำเพื่อสันทนาการอย่างเต็มที่ก็ตาม นี่คือความรู้สึกที่ดีขึ้น สนุกมากขึ้น และผลที่ตามมาน้อยลง อย่างไรก็ตาม หากคุณกำลังจะดำดิ่งลงลึกและบ่อยครั้ง คุณต้องจำไม่เพียงเกี่ยวกับประโยชน์ของมันเท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึงความเป็นพิษของออกซิเจนที่อาจเกิดขึ้นด้วย ตรวจสอบระดับออกซิเจนด้วยตนเองและกำหนดขีดจำกัดของคุณเสมอ

พิษจากไนโตรเจนเป็นปัญหาที่คุณอาจพบมากที่สุด คำนึงถึงตัวคุณเองและคู่ของคุณเสมอ

แยกจากกัน ฉันต้องการให้ความสนใจกับความจริงที่ว่าการอ่านข้อความนี้ไม่ได้หมายความว่าผู้อ่านเข้าใจชุดข้อมูลทั้งหมดเพื่อทำความเข้าใจการทำงานกับก๊าซในระหว่างการดำน้ำที่ยากลำบาก สำหรับ การใช้งานจริงนี้ไม่เพียงพออย่างสมบูรณ์ นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นและความเข้าใจพื้นฐาน ไม่มีอะไรเพิ่มเติม

PaO2 พร้อมกับปริมาณอื่น ๆ อีกสองปริมาณ (paCO2 และ pH) ประกอบเป็นแนวคิดเช่น "ก๊าซในเลือด" (ก๊าซในเลือดแดง - ABG (s)) ค่าของ paO2 ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์หลายอย่าง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอายุและส่วนสูงของผู้ป่วย (ความดันบางส่วนของ O2 ในอากาศในบรรยากาศ) ดังนั้นจึงต้องตีความ pO2 เป็นรายบุคคลสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย
ผลลัพธ์ที่แม่นยำสำหรับ ABG ขึ้นอยู่กับการรวบรวม การประมวลผล และการวิเคราะห์ตัวอย่างจริง ข้อผิดพลาดที่สำคัญทางคลินิกสามารถเกิดขึ้นได้ในขั้นตอนเหล่านี้ แต่การตรวจวัดก๊าซในเลือดมีความเสี่ยงต่อข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นก่อนการวิเคราะห์โดยเฉพาะ ปัญหาที่พบบ่อย ได้แก่
- การเก็บตัวอย่างเลือดที่ไม่ใช่หลอดเลือดแดง (ผสมหรือเลือดดำ)
- การปรากฏตัวของฟองอากาศในตัวอย่าง
- ปริมาณสารกันเลือดแข็งในตัวอย่างไม่เพียงพอหรือมากเกินไป
- ทำให้การวิเคราะห์ล่าช้าและทำให้ตัวอย่างไม่เย็นตลอดเวลา

ตัวอย่างเลือดที่เหมาะสมสำหรับการวิเคราะห์ ABG โดยทั่วไปประกอบด้วยเลือดแดง 1-3 มล. ที่ดึงแบบไม่ใช้ออกซิเจนจากหลอดเลือดแดงส่วนปลายลงในภาชนะพลาสติกชนิดพิเศษโดยใช้เข็มขนาดเล็ก ฟองอากาศที่อาจเข้าไประหว่างการสุ่มตัวอย่างจะต้องถูกลบออกทันที อากาศในห้องมี paO2 ประมาณ 150 mmHg (ที่ระดับน้ำทะเล) และ paCO2 มีค่าเท่ากับศูนย์ ดังนั้นฟองอากาศที่ผสมกับการเปลี่ยนแปลงของเลือดแดง (เพิ่มขึ้น) paO2 ถึง 150 มม. ปรอท และลด (ลดลง) paCO2

หากใช้เฮปารินเป็นสารกันเลือดแข็งและการสุ่มตัวอย่างทำด้วยหลอดฉีดยาและไม่ใช้ภาชนะพิเศษ ควรคำนึงถึงค่า pH ของเฮปารินซึ่งอยู่ที่ประมาณ 7.0 ดังนั้นเฮปารินที่มากเกินไปสามารถเปลี่ยนค่า ABG ทั้งสามได้ (paO2, paCO2, pH) จำเป็นต้องใช้เฮปารินจำนวนเล็กน้อยเพื่อป้องกันการแข็งตัวของเลือด 0.05 - 0.10 มล. ของสารละลายเจือจางของเฮปาริน (1,000 IU / มล.) จะต่อต้านการแข็งตัวของเลือดประมาณ 1 มล. โดยไม่ส่งผลต่อ pH, paO2, paCO2 หลังจากล้างกระบอกฉีดยาด้วยเฮปาริน ปริมาณเฮปารินที่เพียงพอมักจะยังคงอยู่ในพื้นที่ตายของกระบอกฉีดยาและเข็ม ซึ่งเพียงพอที่จะต้านการแข็งตัวของเลือดโดยไม่ทำให้ค่า ABG บิดเบี้ยว

หลังการเก็บ ควรวิเคราะห์ตัวอย่างโดยเร็วที่สุด หากเกิดความล่าช้าเกิน 10 นาที ตัวอย่างต้องแช่ในภาชนะที่มีน้ำแข็ง เม็ดเลือดขาวและเกล็ดเลือดยังคงใช้ออกซิเจนในตัวอย่างหลังการเก็บ และอาจทำให้ paO2 ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเก็บไว้เป็นเวลานานที่อุณหภูมิห้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะของเม็ดโลหิตขาวหรือภาวะเกล็ดเลือดต่ำ การระบายความร้อนจะป้องกันทางคลินิกใด ๆ การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญอย่างน้อย 1 ชั่วโมง โดยลดกิจกรรมการเผาผลาญของเซลล์เหล่านี้

ความดันบางส่วนหรือความตึงเครียดของคาร์บอนไดออกไซด์ (pCO2) คือความดันของ CO2 ในส่วนผสมของก๊าซในสภาวะสมดุลกับพลาสมาในเลือดแดงที่อุณหภูมิ 38°C ตัวบ่งชี้นี้เป็นเกณฑ์สำหรับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด

การเปลี่ยนแปลงของ pCO2 มีบทบาทสำคัญในความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจในสภาวะที่เป็นกรด-เบส

ในภาวะกรดในระบบทางเดินหายใจ pCO2 เพิ่มขึ้นเนื่องจากการละเมิดการระบายอากาศของปอดซึ่งเป็นสาเหตุของการสะสมของกรดคาร์บอนิก

ในระบบทางเดินหายใจ alkalosis pCO2 ลดลงอันเป็นผลมาจาก hyperventilation ของปอดซึ่งนำไปสู่การขับคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากร่างกายและความเป็นด่างของเลือด

ด้วย azidose / alkalosis ที่ไม่เกี่ยวกับระบบทางเดินหายใจ (เมแทบอลิซึม) ตัวบ่งชี้ pCO2 จะไม่เปลี่ยนแปลง
หากค่า pH เปลี่ยนแปลงไปและดัชนี pCO2 ไม่ปกติ แสดงว่ามีการเปลี่ยนแปลงรอง (หรือค่าชดเชย)
เมื่อทำการประเมินการเปลี่ยนแปลงของ pCO2 ทางคลินิก สิ่งสำคัญคือต้องระบุว่าการเปลี่ยนแปลงนั้นเป็นสาเหตุหรือเป็นการชดเชย!

ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของ pCO2 จึงเกิดขึ้นกับภาวะกรดในระบบทางเดินหายใจและชดเชย alkalosis จากการเผาผลาญอาหารและการลดลงเกิดขึ้นกับ alkalosis ทางเดินหายใจและการชดเชยการเผาผลาญกรด

ความผันผวนของค่า pCO2 ในสภาวะทางพยาธิวิทยาอยู่ในช่วงตั้งแต่ 10 ถึง 130 มม. ปรอท

ด้วยความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจ ทิศทางของการเปลี่ยนแปลงของค่า pH ของเลือดจะตรงกันข้ามกับการเปลี่ยนแปลงของ pCO2 โดยความผิดปกติของการเผาผลาญจะเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางเดียว

ความเข้มข้นของไอออนไบคาร์บอเนต

ความเข้มข้นของไบคาร์บอเนต (HCO3- ไอออน) ในเลือดเป็นตัวบ่งชี้หลักที่สามของสถานะกรด-เบส

ในทางปฏิบัติ มีตัวบ่งชี้ของไบคาร์บอเนตจริง (จริง) และไบคาร์บอเนตมาตรฐาน

ไบคาร์บอเนตตามจริง (AB, AB) คือความเข้มข้นของ HCO3– ไอออนในเลือดทดสอบที่ 38°C และค่า pH และ pCO2 จริง

ไบคาร์บอเนตมาตรฐาน (SB, SB) คือความเข้มข้นของ HCO3– ไอออนในเลือดทดสอบเมื่อนำไป เงื่อนไขมาตรฐาน: ความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือดเต็ม สมดุลที่ 38°C ด้วยส่วนผสมของแก๊สที่ pCO2 คือ 40 mmHg

ในคนที่มีสุขภาพดี ความเข้มข้นของไบคาร์บอเนตแบบใช้เฉพาะที่และแบบมาตรฐานเกือบจะเท่ากัน

ค่าการวินิจฉัยความเข้มข้นของไบคาร์บอเนตในเลือดคือประการแรกในการกำหนดลักษณะของการละเมิดสถานะกรดเบส (เมตาบอลิซึมหรือระบบทางเดินหายใจ)

ตัวบ่งชี้ส่วนใหญ่เปลี่ยนแปลงด้วยความผิดปกติของการเผาผลาญ:

ด้วยภาวะกรดในการเผาผลาญ ดัชนี HCO3– จะลดลงเพราะ ใช้ในการทำให้เป็นกลางของสารที่เป็นกรด (ระบบบัฟเฟอร์)

ด้วยการเผาผลาญ alkalosis - เพิ่มขึ้น

เนื่องจากกรดคาร์บอนิกแยกตัวได้ไม่ดีนักและการสะสมของกรดในเลือดแทบไม่มีผลกระทบต่อความเข้มข้นของ HCO3– การเปลี่ยนแปลงของไบคาร์บอเนตในความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจปฐมภูมิจึงมีน้อย

เมื่อชดเชยเมแทบอลิซึม alkalosis ไบคาร์บอเนตจะสะสมเนื่องจากการหายใจลดลงและเมื่อมีการชดเชยกรดในการเผาผลาญซึ่งเป็นผลมาจากการดูดซึมของไตที่เพิ่มขึ้น

ความเข้มข้นของฐานบัฟเฟอร์

ตัวบ่งชี้อีกตัวหนึ่งที่แสดงลักษณะของสถานะกรด-เบสคือความเข้มข้นของบัฟเฟอร์เบส (เบสบัฟเฟอร์, BB) ซึ่งสะท้อนผลรวมของแอนไอออนทั้งหมดในเลือดครบส่วน ส่วนใหญ่เป็นไบคาร์บอเนตและคลอรีนแอนไอออน แอนไอออนอื่นๆ ได้แก่ โปรตีนไอออน ซัลเฟต ฟอสเฟต แลคเตท คีโตน บอดี้ ฯลฯ

พารามิเตอร์นี้แทบไม่ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือด แต่สะท้อนถึงการผลิตกรดโดยเนื้อเยื่อและการทำงานของไตบางส่วน

ด้วยค่าของบัฟเฟอร์เบส เราสามารถตัดสินการเปลี่ยนแปลงในสถานะกรด-เบสที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นหรือลดลงในเนื้อหาของกรดที่ไม่ระเหยในเลือด (นั่นคือ ทั้งหมดยกเว้นกรดคาร์บอนิก)

ในทางปฏิบัติ พารามิเตอร์ที่ใช้สำหรับความเข้มข้นของฐานบัฟเฟอร์คือพารามิเตอร์ "แอนไอออนตกค้าง" หรือ "แอนไอออนที่ตรวจจับไม่ได้" หรือ "แอนไอออนไม่ตรงกัน" หรือ "ความแตกต่างของแอนไอออน"

การใช้ดัชนีความแตกต่างของประจุลบขึ้นอยู่กับสมมุติฐานของความเป็นกลางทางไฟฟ้า กล่าวคือ จำนวนประจุลบ (แอนไอออน) และบวก (ไพเพอร์) ในเลือดควรเท่ากัน
หากเราทดลองหาปริมาณไอออน Na+, K+, Cl–, HCO3– ที่แสดงมากที่สุดในพลาสมาในเลือด ความแตกต่างระหว่างไพเพอร์และแอนไอออนจะอยู่ที่ประมาณ 12 มิลลิโมล/ลิตร

การเพิ่มขึ้นของช่องว่างประจุลบบ่งชี้ถึงการสะสมของประจุลบที่ไม่ได้วัด (แลคเตท คีโตนบอดี้) หรือไพเพอร์ ซึ่งระบุโดยภาพทางคลินิกหรือตามประวัติ

ตัวบ่งชี้ของเบสบัฟเฟอร์ทั้งหมดและช่องว่างประจุลบเป็นข้อมูลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่เมตาบอลิซึมเปลี่ยนไปในสถานะกรด-เบส ในขณะที่ในกรณีของความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจ ความผันผวนนั้นไม่มีนัยสำคัญ

ฐานบัฟเฟอร์ส่วนเกิน

ฐานส่วนเกิน (BE, IO) - ความแตกต่างระหว่างค่าจริงและค่าที่ครบกำหนดของฐานบัฟเฟอร์
ตามค่า ตัวบ่งชี้สามารถเป็นค่าบวก (ส่วนเกินของเบส) หรือค่าลบ (ขาดดุลของเบส ส่วนเกินของกรด)

ตัวบ่งชี้ของค่าการวินิจฉัยสูงกว่าความเข้มข้นของไบคาร์บอเนตเฉพาะและมาตรฐาน ส่วนเกินฐานสะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในจำนวนของเบสในระบบบัฟเฟอร์เลือด ในขณะที่ไบคาร์บอเนตจริงสะท้อนเพียงความเข้มข้น

การเปลี่ยนแปลงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในตัวบ่งชี้นั้นพบได้ในความผิดปกติของการเผาผลาญ: ในภาวะกรด, ตรวจพบการขาดเบสในเลือด (การขาดเบส, ค่าลบ), ในด่าง, ส่วนเกินของเบส (ค่าบวก)
ขีดจำกัดความบกพร่องที่เข้ากันได้กับอายุการใช้งาน 30 mmol/l

ด้วยการเปลี่ยนแปลงระบบทางเดินหายใจ ตัวบ่งชี้จะเปลี่ยนไปเล็กน้อย

ค่า pH ก่อให้เกิดกิจกรรมของเซลล์

ความสมดุลของกรด-เบสเป็นสภาวะที่จัดเตรียมโดยกระบวนการทางสรีรวิทยาและฟิสิกส์-เคมี ซึ่งประกอบกันเป็นระบบที่เป็นหนึ่งเดียวตามหน้าที่สำหรับการรักษาความเข้มข้นของไอออน H + ให้คงที่
ความเข้มข้นปกติของไอออน H+ อยู่ที่ประมาณ 40 นาโนโมล/ลิตร ซึ่งน้อยกว่าความเข้มข้นของสารอื่นๆ จำนวนมากถึง 106 เท่า (กลูโคส ไขมัน แร่ธาตุ)

ความผันผวนของความเข้มข้นของไอออน H+ เข้ากันได้กับช่วงชีวิตตั้งแต่ 16-160 nmol/l

เนื่องจากปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมมักเกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันและการลดลงของโมเลกุล ปฏิกิริยาเหล่านี้จึงจำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับสารประกอบที่ทำหน้าที่เป็นตัวรับหรือผู้ให้ไฮโดรเจนไอออน การมีส่วนร่วมของสารประกอบอื่น ๆ ลดลงเพื่อให้มั่นใจว่าความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนในของเหลวชีวภาพคงที่

ความคงตัวของความเข้มข้นภายในเซลล์ของ H + จำเป็นสำหรับ:

กิจกรรมที่เหมาะสมของเอ็นไซม์ในเยื่อหุ้ม ไซโตพลาสซึม และออร์แกเนลล์ภายในเซลล์

การก่อตัวของการไล่ระดับไฟฟ้าเคมีของเยื่อหุ้มไมโตคอนเดรียที่ระดับที่เหมาะสมและการผลิต ATP ในเซลล์ที่เพียงพอ

การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไอออน H+ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของเอนไซม์ภายในเซลล์ แม้จะอยู่ในขอบเขตของค่าทางสรีรวิทยา
ตัวอย่างเช่น เอนไซม์ gluconeogenesis ในตับจะทำงานมากขึ้นเมื่อไซโตพลาสซึมเป็นกรด ซึ่งมีความสำคัญระหว่างความอดอยากหรือการออกกำลังกายของกล้ามเนื้อ เอนไซม์ไกลโคไลซิสจะทำงานที่ pH ปกติมากกว่า

ความคงตัวของความเข้มข้นนอกเซลล์ของไอออน H+ ให้:

กิจกรรมการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของโปรตีนในพลาสมาในเลือดและพื้นที่ระหว่างเซลล์ (เอนไซม์ โปรตีนขนส่ง)

ความสามารถในการละลายของโมเลกุลอนินทรีย์และอินทรีย์

การป้องกันที่ไม่เฉพาะเจาะจงของเยื่อบุผิว

ประจุลบที่ผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดแดง

เมื่อความเข้มข้นของ H+ ในเลือดเปลี่ยนแปลง กิจกรรมการชดเชยของระบบหลักสองระบบของร่างกายจะเปิดใช้งาน:

1. ระบบชดเชยสารเคมี

การกระทำของระบบบัฟเฟอร์นอกเซลล์และภายในเซลล์

ความเข้มของการก่อตัวของไอออน H+ และ HCO3– ภายในเซลล์

2. ระบบการชดเชยทางสรีรวิทยา

การระบายอากาศในปอดและการกำจัด CO2

การขับถ่ายของไอออน H+ ของไต (การสร้างกรด, แอมโมเนียมเจเนซิส), การดูดซึมกลับและการสังเคราะห์ HCO3–

การลดลงของความดันบางส่วนของออกซิเจนในอากาศที่หายใจเข้าไปจะทำให้ระดับที่ต่ำกว่าในถุงลมและเลือดไหลออก หากผู้อยู่อาศัยในที่ราบปีนขึ้นไปบนภูเขา ภาวะขาดออกซิเจนจะเพิ่มการระบายอากาศของปอดโดยการกระตุ้นตัวรับเคมีในหลอดเลือดแดง ร่างกายตอบสนองด้วยปฏิกิริยาแบบปรับตัว ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อปรับปรุงการจัดหาเนื้อเยื่อด้วย O 2 การเปลี่ยนแปลงในการหายใจระหว่างภาวะขาดออกซิเจนในระดับสูงใน ผู้คนที่หลากหลายแตกต่าง. ปฏิกิริยาของการหายใจภายนอกที่เกิดขึ้นในทุกกรณีจะถูกกำหนดโดยปัจจัยหลายประการ: 1) อัตราการพัฒนาของการขาดออกซิเจน; 2) ระดับการบริโภค O 2 (พักผ่อนหรือออกกำลังกาย); 3) ระยะเวลาของการได้รับสาร hypoxic

การตอบสนองการชดเชยที่สำคัญที่สุดสำหรับการขาดออกซิเจนคือการหายใจมากเกินไป การกระตุ้นการหายใจแบบขาดออกซิเจนครั้งแรกซึ่งเกิดขึ้นเมื่อขึ้นไปสูงนำไปสู่การชะล้าง CO 2 ออกจากเลือดและการพัฒนาของ alkalosis ทางเดินหายใจ สิ่งนี้จะทำให้ค่า pH ของของเหลวนอกเซลล์ของสมองเพิ่มขึ้น ตัวรับเคมีส่วนกลางตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของค่า pH ในน้ำไขสันหลังโดยกิจกรรมลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งยับยั้งเซลล์ประสาทของศูนย์ทางเดินหายใจจนถึงระดับที่จะไม่ไวต่อสิ่งเร้าที่เล็ดลอดออกมาจากตัวรับเคมีส่วนปลาย ค่อนข้างเร็ว hyperpnea ถูกแทนที่ด้วย hypoventilation โดยไม่สมัครใจ แม้จะมีภาวะ hypoxemia ถาวรก็ตาม การลดลงของการทำงานของศูนย์ทางเดินหายใจจะเพิ่มระดับของภาวะขาดออกซิเจนของร่างกายซึ่งเป็นอันตรายอย่างยิ่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเซลล์ประสาทของเปลือกสมอง

ด้วยการปรับตัวให้ชินกับสภาพที่สูง การปรับตัวจึงเกิดขึ้น กลไกทางสรีรวิทยาสู่ภาวะขาดออกซิเจน ตามกฎแล้วหลังจากอยู่ที่ระดับความสูงเป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ อัลคาโลซิสของระบบทางเดินหายใจจะได้รับการชดเชยด้วยการขับถ่ายของ HCO 3 ออกทางไต เนื่องจากส่วนใดของผลการยับยั้งต่อภาวะหายใจเกินในถุงลมจะหลุดออกมาและการหายใจเร็วเกินไปจะรุนแรงขึ้น เคยชินยังทำให้ความเข้มข้นของเฮโมโกลบินเพิ่มขึ้นเนื่องจากการกระตุ้น hypoxic ที่เพิ่มขึ้นของ erythropoietins โดยไต ดังนั้นในหมู่ชาวแอนดีสซึ่งอาศัยอยู่ที่ระดับความสูง 5,000 ม. อย่างต่อเนื่องความเข้มข้นของเฮโมโกลบินในเลือดคือ 200 g / l วิธีการหลักของการปรับตัวให้เข้ากับภาวะขาดออกซิเจนคือ: 1) การระบายอากาศในปอดเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ; 2) การเพิ่มจำนวนเซลล์เม็ดเลือดแดง; 3) การเพิ่มความสามารถในการแพร่ของปอด 4) เพิ่ม vascularization ของเนื้อเยื่อส่วนปลาย; 5) การเพิ่มความสามารถของเซลล์เนื้อเยื่อในการใช้ออกซิเจนแม้จะมี pO ต่ำ 2 .

บางคนมีภาวะทางพยาธิวิทยาเฉียบพลันเมื่อขึ้นสูงอย่างรวดเร็ว ( การเจ็บป่วยจากภูเขาเฉียบพลันและอาการบวมน้ำที่ปอดสูง). เนื่องจากอวัยวะทั้งหมดของระบบประสาทส่วนกลางมีความไวสูงสุดต่อการขาดออกซิเจน เมื่อปีนขึ้นไปบนที่สูง ความผิดปกติทางระบบประสาทจึงเกิดขึ้นเป็นหลัก เมื่อปีนขึ้นที่สูง อาการต่างๆ เช่น ปวดหัว,เมื่อยล้า,คลื่นไส้. อาการบวมน้ำที่ปอดมักเกิดขึ้น ต่ำกว่า 4500 ม. การรบกวนที่รุนแรงดังกล่าวเกิดขึ้นไม่บ่อยนัก แม้ว่าจะมีความผิดปกติในการทำงานเล็กน้อยก็ตาม ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตและความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพร่างกายบุคคลสามารถเข้าถึงความสูงได้มาก

คำถามทดสอบ

1. พารามิเตอร์ของความดันบรรยากาศและความดันบางส่วนของออกซิเจนเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น?

2. ปฏิกิริยาปรับตัวแบบใดเกิดขึ้นเมื่อปีนขึ้นไปบนที่สูง?

3. การปรับตัวให้ชินกับสภาพของที่ราบสูงเป็นอย่างไร?

4. อาการเจ็บป่วยจากภูเขาเฉียบพลันเป็นอย่างไร?

หายใจขณะดำน้ำ

ระหว่างการทำงานใต้น้ำ นักประดาน้ำจะหายใจด้วยความดันที่สูงกว่าความดันบรรยากาศ 1 atm สำหรับการดำน้ำทุกๆ 10 เมตร อากาศประมาณ 4/5 เป็นไนโตรเจน ที่ระดับน้ำทะเล ไนโตรเจนไม่มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อร่างกาย แต่ความดันสูงอาจทำให้เกิดอาการง่วงซึมได้หลายระดับ สัญญาณแรกของการดมยาสลบที่ระดับความลึกประมาณ 37 ม. หากนักประดาน้ำยังคงอยู่ที่ระดับความลึกเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงหรือมากกว่านั้นและหายใจเอาอากาศอัดเข้าไป ด้วยการอยู่นานที่ระดับความลึกมากกว่า 76 ม. (ความดัน 8.5 atm) มักพัฒนาอาการง่วงซึมของไนโตรเจนซึ่งมีอาการคล้ายกับการมึนเมาแอลกอฮอล์ หากบุคคลสูดดมอากาศขององค์ประกอบปกติไนโตรเจนจะละลายในเนื้อเยื่อไขมัน การแพร่กระจายของไนโตรเจนจากเนื้อเยื่อนั้นช้า ดังนั้นการขึ้นของนักประดาน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำจะต้องดำเนินการช้ามาก มิฉะนั้น อาจเกิดฟองไนโตรเจนในเส้นเลือด (เลือด "เดือด") โดยสร้างความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อระบบประสาทส่วนกลาง อวัยวะที่มองเห็น การได้ยิน และอาการปวดข้ออย่างรุนแรง มีสิ่งที่เรียกว่า โรคซึมเศร้า. สำหรับการรักษาผู้ป่วยจะต้องถูกแทนที่ด้วยสภาพแวดล้อมด้วย ความดันสูง. การบีบอัดแบบค่อยเป็นค่อยไปอาจใช้เวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวัน

ความน่าจะเป็นของการเจ็บป่วยจากการบีบอัดสามารถลดลงได้อย่างมากโดยการหายใจก๊าซผสมพิเศษ เช่น ส่วนผสมของออกซิเจนและฮีเลียม เนื่องจากฮีเลียมสามารถละลายได้น้อยกว่าไนโตรเจน และแพร่กระจายจากเนื้อเยื่อได้เร็วกว่า เนื่องจากมีน้ำหนักโมเลกุลน้อยกว่าไนโตรเจนถึง 7 เท่า นอกจากนี้ ส่วนผสมนี้มีความหนาแน่นต่ำกว่า ดังนั้นงานที่ใช้ไปกับการหายใจภายนอกจึงลดลง

คำถามทดสอบ

5. พารามิเตอร์ของความดันบรรยากาศและความดันบางส่วนของออกซิเจนเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อระดับความสูงจากระดับน้ำทะเลสูงขึ้น?

6. ปฏิกิริยาปรับตัวแบบใดเกิดขึ้นเมื่อปีนขึ้นไปบนที่สูง?

7. การปรับตัวให้ชินกับสภาพของที่ราบสูงเป็นอย่างไร?

8. การเจ็บป่วยจากภูเขาเฉียบพลันเกิดขึ้นได้อย่างไร?

7.3 งานทดสอบและงานตามสถานการณ์

เลือกคำตอบที่ถูกต้องหนึ่งข้อ

41. หากบุคคลใดดำน้ำโดยไม่มีอุปกรณ์พิเศษที่มีการระบายอากาศเกินในเบื้องต้น สาเหตุของสติกะทันหันอาจก้าวหน้า

1) ภาวะขาดอากาศหายใจ

2) ขาดออกซิเจน

3) ภาวะขาดออกซิเจน

4) hypercapnia

42. เมื่อดำน้ำใต้น้ำด้วยหน้ากากและดำน้ำตื้น จะไม่สามารถเพิ่มความยาวของท่อมาตรฐาน (30-35 ซม.) เนื่องจาก

1) การไล่ระดับความดันระหว่างความดันอากาศในถุงลมและแรงดันน้ำที่หน้าอก

2) อันตรายจากภาวะไขมันในเลือดสูง

3) อันตรายจากการขาดออกซิเจน

4) เพิ่มปริมาณของพื้นที่ตาย

กรณีศึกษา 8

แชมป์การดำน้ำดำดิ่งสู่ระดับความลึกสูงสุด 100 ม. โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ดำน้ำและกลับสู่ผิวน้ำใน 4-5 นาที ทำไมพวกเขาถึงไม่ป่วยจากการบีบอัด?

8. ตัวอย่างคำตอบสำหรับงานทดสอบและงานตามสถานการณ์

ตัวอย่างคำตอบสำหรับการทดสอบงาน:

ตัวอย่างคำตอบสำหรับงานตามสถานการณ์:

การแก้ปัญหาสถานการณ์ครั้งที่ 1:

หากเรากำลังพูดถึงการหายใจตามธรรมชาติ สิ่งแรกก็ถูกต้อง กลไกการหายใจคือการดูด แต่ถ้าเราหมายถึงเครื่องช่วยหายใจ อย่างที่สองก็ถูกต้อง เพราะกลไกนี้ถูกบังคับ

การแก้ปัญหาสถานการณ์ครั้งที่ 2:

เพื่อการแลกเปลี่ยนก๊าซอย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีความสัมพันธ์ระหว่างการระบายอากาศและการไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดของปอด ดังนั้นคนเหล่านี้จึงมีค่ากระแสเลือดแตกต่างกัน

การแก้ปัญหาสถานการณ์ครั้งที่ 3:

ในเลือด ออกซิเจนมีอยู่สองสถานะ: ละลายในร่างกายและจับกับฮีโมโกลบิน หากฮีโมโกลบินทำงานได้ไม่ดีก็จะเหลือเพียงออกซิเจนที่ละลายในน้ำเท่านั้น แต่มันมีน้อยมาก ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่มปริมาณ ทำได้โดยการบำบัดด้วยออกซิเจนความดันสูง (ผู้ป่วยอยู่ในห้องที่มีความดันออกซิเจนสูง)

การแก้ปัญหาสถานการณ์ครั้งที่ 4:

มาลาเตถูกออกซิไดซ์โดยเอนไซม์ malate dehydrogenase ที่ขึ้นกับ NAD (เศษส่วนของไมโตคอนเดรีย) ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อโมเลกุล malate หนึ่งตัวถูกออกซิไดซ์ จะเกิดโมเลกุล NADH H + ขึ้นหนึ่งโมเลกุล ซึ่งจะเข้าสู่ ห่วงโซ่ที่สมบูรณ์การถ่ายโอนอิเล็กตรอนเพื่อสร้างโมเลกุล ATP สามตัวจากโมเลกุล ADP สามตัว ดังที่คุณทราบ ADP เป็นตัวกระตุ้นของระบบทางเดินหายใจ และ ATP เป็นตัวยับยั้ง ADP ที่เกี่ยวข้องกับ malate นั้นขาดตลาดอย่างเห็นได้ชัด สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าตัวกระตุ้น (ADP) หายไปจากระบบและตัวยับยั้ง (ATP) ปรากฏขึ้นซึ่งในที่สุดก็นำไปสู่การจับกุมของระบบทางเดินหายใจและการดูดซึมของออกซิเจน Hexokinase กระตุ้นการถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตจาก ATP ไปยังกลูโคสเพื่อสร้างกลูโคส -6- ฟอสเฟตและ ADP ดังนั้นในระหว่างการทำงานของเอนไซม์นี้ ตัวยับยั้ง (ATP) จะถูกกินเข้าไปในระบบและตัวกระตุ้น (ADP) จะปรากฏขึ้น ดังนั้นระบบทางเดินหายใจจึงกลับมาทำงานต่อ

การแก้ปัญหาสถานการณ์ครั้งที่ 5:

เอนไซม์ซัคซิเนต ดีไฮโดรจีเนส ซึ่งกระตุ้นการเกิดออกซิเดชันของซัคซิเนต เป็นของดีไฮโดรจีเนสที่ขึ้นกับ FAD ดังที่ทราบ FADH 2 ช่วยให้มั่นใจได้ว่าไฮโดรเจนจะเข้าสู่ห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนที่สั้นลง ซึ่งในระหว่างนั้นจะมีการสร้างโมเลกุล ATP 2 ตัวขึ้น Amobarbital บล็อกระบบทางเดินหายใจที่ระดับของการผันการหายใจและฟอสโฟรีเลชั่นครั้งที่ 1 และไม่ส่งผลต่อการเกิดออกซิเดชันของ succinate

การแก้ปัญหาสถานการณ์ครั้งที่ 6:

ด้วยการหนีบสายสะดือช้ามาก เนื้อหาของคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดจะเพิ่มขึ้นช้ามาก และเซลล์ประสาทของศูนย์ทางเดินหายใจจะไม่สามารถตื่นเต้นได้ ลมหายใจแรกไม่เคยเกิดขึ้น

การแก้ปัญหาสถานการณ์ครั้งที่ 7:

บทบาทนำในการกระตุ้นเซลล์ประสาทของศูนย์ทางเดินหายใจนั้นเล่นโดยคาร์บอนไดออกไซด์ ในสภาวะที่เจ็บปวด ความตื่นเต้นง่ายของเซลล์ประสาทของศูนย์ทางเดินหายใจจะลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงไม่สามารถตื่นเต้นกับการกระทำของคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณปกติได้ หลังจากรอบการหายใจหลายรอบ จะมีการหยุดชั่วคราว ซึ่งในระหว่างนั้นจะมีคาร์บอนไดออกไซด์สะสมอยู่เป็นจำนวนมาก ตอนนี้พวกเขาสามารถกระตุ้นศูนย์ทางเดินหายใจได้แล้ว มีการหายใจหลายครั้ง ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ลดลง มีการหยุดหายใจอีกครั้ง เป็นต้น หากไม่สามารถปรับปรุงสภาพของผู้ป่วยได้ ผลลัพธ์ที่ร้ายแรงย่อมหลีกเลี่ยงไม่ได้

การแก้ปัญหาสถานการณ์ครั้งที่ 8:

นักประดาน้ำที่ระดับความลึกมากสูดอากาศภายใต้ความกดอากาศสูง ดังนั้นความสามารถในการละลายของก๊าซในเลือดจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ไนโตรเจนในร่างกายไม่ถูกบริโภค ดังนั้นด้วยการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วความดันที่เพิ่มขึ้นของมันจะลดลงอย่างรวดเร็วและจะถูกปล่อยออกจากเลือดอย่างรวดเร็วในรูปของฟองสบู่ซึ่งนำไปสู่เส้นเลือดอุดตัน นักประดาน้ำไม่หายใจเลยในระหว่างการดำน้ำ ด้วยการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วไม่มีอะไรเลวร้ายเกิดขึ้น

เอกสารแนบ 1

ตารางที่ 1

ชื่อของตัวบ่งชี้การระบายอากาศในปอดในภาษารัสเซียและภาษาอังกฤษ

ชื่อของตัวบ่งชี้ในภาษารัสเซีย	ยอมรับตัวย่อ	ชื่อของตัวบ่งชี้สำหรับ ภาษาอังกฤษ	ยอมรับตัวย่อ
ความจุที่สำคัญของปอด	VC	กำลังการผลิตที่สำคัญ	VC
ปริมาณน้ำขึ้นน้ำลง	ก่อน	ปริมาณน้ำขึ้นน้ำลง	โทรทัศน์
ปริมาณสำรองทางเดินหายใจ	ROVD	ปริมาณสำรองทางเดินหายใจ	IRV
ปริมาณสำรองทางเดินหายใจ	ROvyd	ปริมาณสำรองที่หมดอายุ	ERV
การระบายอากาศสูงสุด	MVL	การระบายอากาศโดยสมัครใจสูงสุด	MW
บังคับความจุที่สำคัญ	FZhEL	บังคับความจุที่สำคัญ	FVC
ปริมาณการหายใจออกในวินาทีแรก	FEV1	ปริมาณการหมดอายุบังคับ 1 วินาที	FEV1
ดัชนี Tiffno	ไอทีหรือ FEV1/VC%		FEV1% = FEV1/VC%
อัตราการหายใจออกสูงสุด 25% FVC ที่เหลืออยู่ในปอด	MOS25	อัตราการหายใจออกสูงสุด 25% FVC	MEF25
	บังคับให้หายใจออก 75% FVC	FEF75
อัตราการหายใจออกสูงสุด 50% ของ FVC ที่เหลืออยู่ในปอด	MOS50	อัตราการหายใจออกสูงสุด 50% FVC	MEF50
	บังคับให้หายใจออก 50% FVC	FEF50
อัตราการหายใจออกสูงสุด 75% ของ FVC ที่เหลืออยู่ในปอด	MOS75	อัตราการหายใจออกสูงสุด 75% FVC	MEF75
	บังคับให้หายใจออก 25% FVC	FEF25
อัตราการไหลของการหายใจออกโดยเฉลี่ยในช่วงตั้งแต่ 25% ถึง 75% FVC	SOS25-75	อัตราการหายใจออกสูงสุด 25-75% FVC	MEF25-75
	บังคับให้หายใจออก 25-75% FVC	FEF25-75

ภาคผนวก 2

พารามิเตอร์ระบบทางเดินหายใจขั้นพื้นฐาน

VC (VC = Vital Capacity) - ความจุที่สำคัญของปอด(ปริมาตรของอากาศที่ออกจากปอดระหว่างการหายใจออกที่ลึกที่สุดหลังจากหายใจเข้าลึกที่สุด)

Rovd (IRV = ปริมาณสำรองทางเดินหายใจ) - ปริมาณสำรองทางเดินหายใจ(อากาศเพิ่มเติม) คือปริมาตรของอากาศที่สามารถหายใจเข้าได้เมื่อหายใจเข้าสูงสุดหลังการหายใจเข้าปกติ

ROvyd (ERV = ปริมาณสำรองทางเดินหายใจ) - ปริมาณสำรองทางเดินหายใจ(อากาศสำรอง) คือ ปริมาตรของอากาศที่สามารถหายใจออกได้เมื่อหายใจออกสูงสุดหลังการหายใจออกปกติ

EB (IC = ความสามารถในการหายใจ) - ความสามารถในการหายใจ- ผลรวมที่แท้จริงของปริมาณน้ำขึ้นน้ำลงและปริมาณสำรองการหายใจ (EV = DO + RVD)

FOEL (FRC = ความจุที่เหลือจากการทำงาน) - ความจุปอดที่เหลือจากการทำงาน. นี่คือปริมาตรของอากาศในปอดของผู้ป่วยขณะพัก ในตำแหน่งที่การหายใจออกตามปกติและช่องสายเสียงเปิดอยู่ FOEL คือผลรวมของปริมาตรสำรองสำหรับการหายใจและอากาศที่เหลือ (FOEL = ROvyd + RH) พารามิเตอร์นี้สามารถวัดได้โดยใช้หนึ่งในสองวิธี: การเจือจางด้วยฮีเลียมหรือการตรวจร่างกาย Spirometry ไม่ได้วัด FOEL ดังนั้นต้องป้อนค่าของพารามิเตอร์นี้ด้วยตนเอง

RH (RV = ปริมาตรตกค้าง) - อากาศตกค้าง(ชื่ออื่น - OOL ปริมาตรที่เหลือของปอด) คือปริมาตรของอากาศที่ยังคงอยู่ในปอดหลังการหายใจออกสูงสุด ปริมาตรตกค้างไม่สามารถกำหนดได้ด้วยสไปโรเมทรีเพียงอย่างเดียว นี้ต้องมีการวัดปริมาตรปอดเพิ่มเติม (โดยใช้วิธีการเจือจางฮีเลียมหรือการตรวจเลือดในร่างกาย)

TLC (TLC = ความจุปอดทั้งหมด) - ความจุปอดทั้งหมด(ปริมาตรของอากาศในปอดหลังจากหายใจเข้าลึกที่สุด) HR = VC + OB

หากมีส่วนผสมของก๊าซเหนือของเหลว ก๊าซแต่ละชนิดจะละลายในนั้นตามแรงดันบางส่วน ในส่วนผสม กล่าวคือ จนถึงความดันที่ตกลงบนส่วนแบ่งของมัน ความดันบางส่วนของก๊าซใด ๆ ในส่วนผสมของก๊าซสามารถคำนวณได้โดยทราบความดันรวมของส่วนผสมก๊าซและองค์ประกอบร้อยละ ดังนั้น ที่ความกดอากาศบรรยากาศ 700 มม. ปรอท ความดันบางส่วนของออกซิเจนอยู่ที่ประมาณ 21% ของ 760 มม. เช่น 159 มม. ไนโตรเจน - 79% ของ 700 มม. เช่น 601 มม.

เมื่อคำนวณ ความดันบางส่วนของก๊าซในถุงลมควรคำนึงว่าอิ่มตัวด้วยไอน้ำความดันบางส่วนที่อุณหภูมิของร่างกายคือ 47 มม. ปรอท ศิลปะ. ดังนั้นส่วนแบ่งของก๊าซอื่น ๆ (ไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์) จึงไม่ใช่ 700 มม. อีกต่อไป แต่ 700-47 - 713 มม. ด้วยปริมาณออกซิเจนในอากาศถุงเท่ากับ 14.3% ความดันบางส่วนของมันจะเพียง 102 มม. ด้วยปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ 5.6% ความดันบางส่วนของมันคือ 40 มม.

หากของเหลวอิ่มตัวด้วยก๊าซที่ความดันบางส่วนมาสัมผัสกับก๊าซชนิดเดียวกัน แต่มีความดันต่ำกว่า ก๊าซบางส่วนจะออกมาจากสารละลายและปริมาณของก๊าซที่ละลายจะลดลง ถ้าความดันแก๊สสูงขึ้น แก๊สก็จะละลายในของเหลวมากขึ้น

การละลายของแก๊สขึ้นอยู่กับความดันบางส่วน กล่าวคือ ความดันของแก๊สชนิดใดชนิดหนึ่ง ไม่ใช่ความดันรวมของส่วนผสมของแก๊ส ดังนั้น ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนที่ละลายในของเหลวจะหนีเข้าสู่บรรยากาศไนโตรเจนในลักษณะเดียวกับที่เป็นโมฆะ แม้ว่าไนโตรเจนจะอยู่ภายใต้ความกดดันที่สูงมาก

เมื่อของเหลวสัมผัสกับส่วนผสมของก๊าซขององค์ประกอบบางอย่าง ปริมาณของก๊าซที่เข้าหรือออกจากของเหลวนั้นไม่เพียงขึ้นกับอัตราส่วนของแรงดันแก๊สในของเหลวและในส่วนผสมของแก๊สเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับปริมาตรด้วย หากของเหลวปริมาณมากสัมผัสกับส่วนผสมของก๊าซปริมาณมากซึ่งความดันแตกต่างอย่างมากจากความดันของก๊าซในของเหลว ก๊าซปริมาณมากอาจไหลออกมาหรือเข้าไปในส่วนหลังได้ ในทางตรงกันข้าม หากของเหลวปริมาณมากเพียงพอสัมผัสกับฟองก๊าซที่มีปริมาตรน้อย ก๊าซจำนวนเล็กน้อยจะปล่อยหรือเข้าสู่ของเหลว และองค์ประกอบของก๊าซของของเหลวจะไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติ

สำหรับก๊าซที่ละลายในของเหลว คำว่า " แรงดันไฟฟ้า” ซึ่งสอดคล้องกับคำว่า "ความดันบางส่วน" สำหรับก๊าซอิสระ แรงดันจะแสดงเป็นหน่วยเดียวกับแรงดัน กล่าวคือ ในบรรยากาศหรือหน่วยมิลลิเมตรของปรอทหรือน้ำ หากแรงดันแก๊สเท่ากับ 1.00 มม. ปรอท Art. นี่หมายความว่าก๊าซที่ละลายในของเหลวอยู่ในสภาวะสมดุลกับก๊าซอิสระภายใต้ความดัน 100 มม.

หากความตึงของก๊าซที่ละลายน้ำไม่เท่ากับแรงดันบางส่วนของก๊าซอิสระ สมดุลจะถูกรบกวน จะกลับคืนมาเมื่อปริมาณทั้งสองนี้มีค่าเท่ากันอีกครั้ง ตัวอย่างเช่น หากความดันออกซิเจนในของเหลวของภาชนะปิดคือ 100 มม. และความดันออกซิเจนในอากาศของภาชนะนี้คือ 150 มม. ออกซิเจนจะเข้าสู่ของเหลว

ในกรณีนี้ ความตึงเครียดของออกซิเจนในของเหลวจะถูกละเว้น และความดันภายนอกของเหลวจะลดลงจนกว่าจะมีการสร้างสมดุลไดนามิกใหม่และค่าทั้งสองนี้จะเท่ากัน โดยได้รับค่าใหม่ระหว่าง 150 ถึง 100 มม. . การเปลี่ยนแปลงของความดันและความเครียดในการศึกษาหนึ่งๆ ขึ้นอยู่กับปริมาตรสัมพัทธ์ของก๊าซและของเหลว