<<
>>

Дыхание человека при измененном барометрическом давлении воздуха Дыхание человека при пониженном давлении воздуха

Снижение парциального давления кислорода в окружающем воздухе, что в естественных условиях имеет место при восхождении человека на высокие горы, вызывает недостаток 02 в крови, что называется артериальной гипок- семией. Так, на высоте 3000 м над уровнем моря барометрическое давление воздуха уменьшается на %, а на высоте 8500 м — на 2/3. При подъеме человека на высоту до 3—3,5 км над уровнем моря артериальная кровь насыщена кислородом в пределах нормы — на 90—95 % (табл. 10.3).

Поскольку насыщение артериальной крови кислородом при подъеме на высоту до 3000 м над уровнем моря составляет не менее 90 %, то в этих условиях незначительное снижение напряжения 02 в артериальной крови человека происходит за счет уменьшения содержания в крови физически растворенного кислорода.

Это, тем не менее, обусловливает появление слабо выраженной гипоксемии и сопровождается незначительным увеличением вентиляции легких. Восхождение человека на высокую гору всегда сопряжено с усиленной мышечной деятельностью, повышением температуры тела, увеличением в плазме крови содержания катехоламинов. Эти факторы оказывают комплексное стимулирующее влияние на дыхание человека при восхождении на горную высоту. В результате слабо выраженная артериальная гипоксемия при участии периферических хеморецепторов

Таблица 10.3. Парциальное давление кислорода во вдыхаемом и альвеолярном воздухе и процент насыщения артериальной крови кислородом на различной высоте над уровнем моря

Высота над уровнем моря (м)

Барометриче- ское давление (мм рт. ст.)

Парциальное давление 02 (мм рт. ст)

Насыщение артериальной крови 02 (%)

вдыхаемый воздух

альвеолярный воздух

0

760

159

105

95

1000

680

140

90

94

2000

600

125

70

92

3000

530

ПО

62

90

4000

460

98

50

85

5000

405

85

45

75

6000

355

74

40

70

7000

310

65

35

60

8000

270

56

30

50

9000

230

48

lt;25

gt;40

/>увеличивает степень гиперпноэ у человека, обусловленное работой мышц. Повышенное содержание катехоламинов в плазме крови повышает чувствительность периферических хеморецепторов к гипоксемии и, усиливая активность периферических хеморецепторов, ведет к росту параметров внешнего дыхания. Наконец, повышение температуры тела человека при восхождении на высокие горы в результате мышечной деятельности также повышает чувствительность периферических хеморецепторов к гипоксемии.
Повышение температуры тела при физической работе может стимулировать дыхание через усиление скорости метаболизма в организме, через периферические хеморецепторы и нейроны дыхательного центра. При этом периферические хеморецепторы являются основными источниками стимуляции вентиляции легких у человека при гипоксии. Поэтому при восхождении человека на высокую гору до высоты 3—3,5 км над уровнем моря усиление вентиляции обусловлено активацией механизмов гуморальной и нервной регуляции дыхания в пределах физиологической нормы.

Начиная с высоты 3,5 км над уровнем моря в артериальной крови человека уменьшение напряжения 02 в плазме крови происходит как за счет падения фракции физически растворенного 02, так и за счет понижения насыщения гемоглобина кислородом. При снижении насыщения артериальной крови кислородом до 80—85 % у человека появляются признаки недостаточности дыхания, которые проявляются головокружением, увеличением частоты сердцебиений, слабостью, вплоть до потери способности мышечной деятельности, или обморочным состоянием. Явления дыхательной недостаточности, как правило, возникают внезапно и исчезают при отдыхе, но могут вновь появиться при возобновлении восхождения на высокую гору в результате мышечной деятельности. Указанный комплекс симптомов получил название горной болезни. При выраженной гипоксии (4000 м и выше над уровнем моря), когда напряжение кислорода в артериальной крови достигает 50 мм рт. ст. и менее, возникает метаболический ацидоз ткани мозга в результате активации анаэробного гликолиза. Как следствие, уменьшается pH внеклеточной жидкости мозга. Повышение концентрации водородных ионов во внеклеточной жидкости мозга стимулирует центральные хеморецепторы, что обусловливает первоначальное существенное увеличение вентиляции легких. Однако выраженная гипоксия оказывает угнетающий эффект на вентиляцию легких двумя механизмами.

Во-первых, гипоксия может прямо угнетать нейронную активность дыхательного центра и таким образом усугублять степень дыхательной недостаточности у человека, восходящего на высокую гору. Во-вторых, гипоксия вызывает усиление кровотока в сосудах мозга под влиянием низкого напряжения 02 в крови. Этот механизм способствует повышению кислородного снабжения ткани мозга человека в условиях выраженной гипоксемии. Однако усиление мозгового кровотока повышает скорость газообмена С02 между межклеточной жидкостью мозга и кровью и вызывает снижение напряжения С02 в ткани мозга, а следовательно, уменьшение стимулирующего влияния центральных хеморецепторов на дыхательный центр и снижение вентиляции легких. Этот механизм вызывает нарастание степени артериальной гипоксемии, и в условиях пониженного парциального давления 02 в атмосферном воздухе у человека увеличивается дыхательная недостаточность. При высокой степени развития горной болезни у человека ее проявления становятся опасными для жизни. Проявление крайней физической слабости и угнетение функциональной активности ЦНС могут быть настолько велики, что пострадавший без посторонней помощи не в состоянии принять меры защиты против грозящей ему смертельной опасности. Аналогичные явления дыхательной недостаточности могут возникнуть у людей при воздушных полетах на большой высоте, если происходит разгерметизация летательного аппарата. При понижении барометрического давления до величин, вызывающих снижение насыщения артериальной крови кислородом до 50—45 %, у человека под влиянием гипоксии наступает смерть. Дыхание человека при повышенном давлении воздуха

Дыхание человека при повышенном давлении воздуха имеет место на значительной глубине под водой при работе водолазов или при кессонных работах.

Поскольку давление одной атмосферы соответствует давлению столба воды высотой 10 м, то в соответствии с глубиной погружения человека под воду в скафандре водолаза или в кессоне поддерживается давление воздуха по этому расчету. Человек, находясь в атмосфере повышенного давления воздуха, не испытывает каких-либо дыхательных расстройств. При повышенном давлении атмосферного воздуха человек может дышать в том случае, если в его дыхательные пути поступает воздух под таким же давлением. При этом растворимость газов в жидкости прямо пропорциональна его парциальному давлению. Поэтому при дыхании воздухом на уровне моря в 1 мл крови содержится 0,011 мл физически растворенного азота. При давлении воздуха, которым дышит человек, например, 5 атмосфер, в 1 мл крови будет содержаться в 5 раз больше физически растворенного азота. При переходе человека к дыханию при более низком давлении воздуха (подъем кессона на поверхность или всплытие водолаза) кровь и ткани тела могут удержать только 0,011 мл 1Ч2/мл крови. Остальное количество азота переходит из раствора в газообразное состояние. Переход человека из зоны повышенного давления вдыхаемого воздуха к более низкому его давлению должен происходить достаточно медленно, чтобы освобождающийся азот успел выделиться через легкие. Если азот, переходя в газообразное состояние, не успевает полностью выделиться через легкие, что имеет место при быстром подъеме кессона или нарушении режима всплытия водолаза, пузырьки азота в крови могут закупорить мелкие сосуды тканей организма. Это состояние называется газовая эмболия. В зависимости от локализации газовой эмболии (сосуды кожи, мышц, центральной нервной системы, сердца и др.) у человека возникают различные расстройства (боли в суставах и мышцах, потеря сознания), которые в целом называются «кессонной болезнью». Развитие кессонной болезни предотвращается определенной скоростью декомпрессии, т. е. скоростью перехода человека от дыхания при повышенном давлении воздуха к дыханию воздухом при нормальном атмосферном давлении на уровне моря. Например, переход человека от дыхания при одной добавленной атмосфере к дыханию атмосферным воздухом на уровне моря должен происходить 5 мин, от двух добавленных атмосфер — 30 мин, а от четырех — 60 мин. В случае возникновения кессонной болезни пострадавшего немедленно помещают в барокамеру, в которой быстро повышают давление воздуха, которое обеспечивает растворение мелких пузырьков азота в тканях организма. Это приводит к исчезновению проявлений у человека кессонной болезни. Последующая декомпрессия давления воздуха в барокамере производится по специальным нормам времени под наблюдением медицинского персонала за пострадавшим человеком.

<< | >>
Источник: Ткаченко Б.И. Нормальная физиология человека. 2005

Еще по теме Дыхание человека при измененном барометрическом давлении воздуха Дыхание человека при пониженном давлении воздуха:

  1. Как помочь человеку при резком повышении артериального давления (гипертоническом кризе)
  2. Дыхание при физической нагрузке
  3. § 1. Воздух и человек
  4. Глава 9 Грех дыхания Божьего, т. е. человека, не может быть вмененным в вину Богу: образ всегда лишен силы оригинала. Также и существование смерти — на совести человека
  5. 3. Загрязнение воздуха при сжигании топлива
  6. Изменение объема легких во время вдоха и выдоха Функция внутриплевралъного давления
  7. Атмосферное давление и его влияние на организм
  8. sssn По мере развития человечества его совокупный духовный опыт постоянно обогащается, и в каждую последующую эпоху человек стоит перед все более сложным выбором духовных ориентиров. Ситуация в особенности усложняется в связи с тем, что дифференциация духовного опыта сопровождается его фрагмен- таризацией, когда человек под давлением социокультурных установок, духовных интуиций и личного духовного опыта выхватывает лишь отдельные стороны и проявления духовной реальности, поэтому для одн
  9. 1. Понятие экологических прав человека и значение их признания Под экологическими правами человека понимаются признанные и закрепленные в законодательстве права индивида, обеспечивающие удовлетворение его разнообразных потребностей при взаимодействии с природой.
  10. Как оказать помощь человеку при обморожениях?
  11. Центральное венозное давление
  12. Стимул давлений
  13. Способы выживания человека при авариях на химически опасных объектах
  14. § 2. Ответственность при причинении смерти человеку