Меню

В чем опасность понижения парциального давления во вдыхаемом воздухе

Дыхание при пониженном атмосферном давлении. Гипоксия

Атмосферное давление понижается при подъеме на высоту. Это сопровождается одновременным снижением парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе. На уровне моря оно составляет 105 мм.рт.ст. На высоте 4000 м уже в 2 раза меньше. В результате уменьшается напряжение кислорода в крови. Возникает гипоксия. При быстром падении атмосферного давления наблюдается острая гипоксия. Она сопровождается эйфорией, чувством ложного благополучия, я скоротечной лотерей сознания. При медленном подъеме гипоксия нарастает медленно. Развиваются симптомы горной болезни. Первоначально появляется слабость, учащение и углубление дыхания, головная боль. Затем начинаются тошнота, рвота, резко усиливаются слабость и одышка. В итоге также наступает потеря сознания, отек мозга и смерть. До высоты 3 км у большинства людей симптомов горной болезни не бывает. На высоте 5 км наблюдаются изменения дыхания, кровообращения, высшей нервной деятельности. На высоте 7 км эти явления резко усиливаются. Высота 8 км является предельной для жизнедеятельности высоте организм страдает, не только от гипоксии, но и от гипокапнии. В результате снижения напряжения кислорода в крови возбуждаются хеморецепторы сосудов. Дыхание учащается и углубляется. Из крови выводится углекислый газ и его напряжение падает ниже нормы. Это приводит к угнетению дыхательного центра. Несмотря на гипоксию дыхание становится редким и поверхностным. В процессе адаптации к .хронической гипоксии ..выделяют 3-стадии. На первой аварийной, компенсация достигается за счет увеличения легочной вентиляции, усилении кровообращения, повышения кислородной емкости крови и т.д. На стадии относительной стабилизации происходят такие изменения систем, организма, которые обеспечивают более высокий, у выгодный уровень адаптации. В стабильной стадии физиологиче­ские показатели организма становятся устойчивыми за счет ряда компенсаторных механизмов. Так кислородная емкость крови увеличивается не только за счет возрастания количества эритроцитов, но и 2,3-фосфоглицерата в них;

За счет 2,3-фосфоглидерата улучшается диссоциация оксигемоглобина в тканях. Появляется фетальный гемоглобин. имеющий более высокую способность связывать кислород. Одновременно повышается диффузионная способность легких и возникает «функциональная эмфизема». Т.е. в дыхание включаются резервные альвеолы, и увеличивается функциональная остаточная емкость. Энергетический обмен понижается, но повышается интенсивность обмена углеводов. Гипоксия это недостаточное снабжение тканей кислородом. Формы гипоксии:

1. Гипокосемическая гипоксия. Возникает при снижении напряжения кислорода в крови (уменьшение атмосферного давления, диффузионной способности легких и т.д.).

2. Анемическая гипоксия. Является следствием понижения способности крови транспортировать кислород (анемии, угарное отравление).

3. Циркуляторная гипоксия. Наблюдается при нарушениях системного и местного кровотока (болезни сердца и сосудов).

4. Гистотоксическая гипоксия. Возникает при нарушении тканевого дыхания (отравление цианидами). Дыхание при повышенном атмосферном давлении. Кессонная болезнь Дыхание при повышенном атмосферном давлении имеет место во время водолазных и кессонных (колокол-кессон) работ. В этих условиях дыхание уряжается до 2-4 раз в минуту. Вдох укорачивается, а выдох удлиняется и затрудняется. Газообмен в легких немного ускоряется. При обычном атмосферном давлении в плазме крови находятся в растворенном состоянии около 1 об.% азота. Чем выше атмосферное давление, тем выше его растворимость, тем больше его накапливается, а крови. Увеличивается количество растворенного азота и по мере удлинения времени подводных работ. При быстром снижении давления, например экстренном подъеме водолаза. растворимость азота резко гадает. Он переходит в газообразную форму и образует в сосудах пузырьки — эмболы. Они закупоривают просвет мелких сосудов. Возникает газовая эмболия, и кровоснабжение тканей нарушается. Развивается кессонная болезнь, сопровождающаяся сильными болями в суставах, мышцах, головной болью («залом»). Появляются рвота, параличи, пострадавший теряет сознание. Для ее лечения пострадавшего помешают в декомпрессионную камеру, где давление вновь поднимают до полного растворения азота. Затем очень медленно снижают его чтобы азот успевал выходить через легкие. Профилактика этого состояния проводится путем использования ступенчатой декомпрессии. Т.е. когда водолаза поднимают на поверхность, то через каждые Юм подъема делают остановки на строго определенное время. Для дыхания на глубине применяют также газовую смесь, в которой—азот замешается на гелий. Он практически не растворяется в плазме крови. Кроме этого азот на глубине больше 70 м, а кислород 90 м приобретают наркотические свойства. Поэтому в гелиевой смеси всего 5% кислорода.

Читайте также:  Ивеко дейли горит лампочка давления масла

Источник

В чем опасность понижения парциального давления во вдыхаемом воздухе

Влияние на организм пониженного парциального давления кислорода в воздухе и процессы приспособления

Гипоксия ярче всего обнаруживается во время пребывания в разреженном пространстве, когда парциальное давление кислорода падает.

В эксперименте кислородное голодание может наступить при относительно нормальном атмосферном давлении, но пониженном содержании кислорода в окружающей атмосфере, например при пребывании животного в замкнутом пространстве с пониженным содержанием кислорода. Явления кислородного голодания можно наблюдать при восхождении на горы, подъеме в самолете на большую высоту — горная и высотная болезнь (рис. 116).


Рис. 116. Давление газов в альвеолах у лиц, живущих на различных высотах

Первые признаки острой горной болезни нередко можно наблюдать уже на высоте 2500 — 3000 м. У большинства людей они проявляются при восхождении на 4000 м и выше. Парциальное давление кислорода в воздухе, равное (при атмосферном давлении 760 мм рт. ст.) 159 мм, падает на этой высоте (430 мм атмосферного давления) до 89 мм. При этом насыщение артериальной крови кислородом начинает снижаться. Симптомы гипоксии обычно появляются при насыщении артериальной крови кислородом около 85%, а смерть может наступить при снижении насыщения кислородом артериальной крови ниже 50%.

Восхождение на гору сопровождается характерными явлениями также из-за температурных условий, ветра и совершаемой при подъеме мышечной деятельности. Чем больше повышается обмен веществ вследствие мышечного напряжения или понижения температуры воздуха, тем скорее наступают признаки болезни.

Расстройства, возникающие при подъеме на высоту, развиваются тем сильнее, чем быстрее совершается подъем. Большое значение при этом имеет тренировка.

Кислородное голодание при подъеме в самолете на большую высоту отличается некоторыми особенностями. Подъем на гору совершается медленно и требует усиленной мышечной работы. Самолеты же могут достигать высоты в течение весьма незначительного времени. Пребывание летчика на высоте 5000 м при отсутствии достаточной тренировки сопровождается ощущениями головной боли, головокружения, тяжести в груди, сердцебиения, расширения газов в кишечнике, вследствие чего диафрагма оттесняется кверху, а дыхание еще больше затрудняется. Применение кислородных приборов устраняет многие из этих явлений (рис. 117).


Рис. 117. Вертикальный разрез атмосферы, дающий представление об условиях воздушной навигации

Влияние на организм пониженного содержания кислорода в воздухе выражается в расстройствах функции нервной системы, дыхания и кровообращения.

Вслед за некоторым возбуждением наступают усталость, апатия, сонливость, тяжесть в голове, психические расстройства в виде раздражительности с последующей депрессией, некоторая потеря ориентировки, расстройства двигательной функции, нарушения высшей нервной деятельности. На средних высотах развивается ослабление внутреннего торможения в коре головного мозга, а на большей высоте — разлитое торможение. Развиваются также нарушения вегетативных функций в виде одышки, учащения деятельности сердца, изменения кровообращения и расстройства пищеварения.

При остро наступающем кислородном голодании нарушается дыхание. Оно становится поверхностным и частым, что является результатом возбуждения дыхательного центра. Иногда возникает своеобразное, прерывистое, так называемое периодическое дыхание (типа Чейн-Стокса). При этом заметно страдает легочная вентиляция. При постепенно наступающем кислородном голодании дыхание становится частым и глубоким, циркуляция воздуха в альвеолах заметно улучшается, но содержание углекислоты и напряжение ее в альвеолярном воздухе падают, т. е. развивается гипокапния, осложняющая течение гипоксии. Нарушение дыхания может вызвать потерю сознания.

Ускорение и усиление деятельности сердца возникают вследствие повышения функции его ускоряющих и усиливающих нервов, а также снижения функции блуждающих нервов. Поэтому учащение пульса при кислородном голодании является одним из показателей реакции нервной системы, регулирующей кровообращение.

На большой высоте возникает также ряд других расстройств кровообращения. Артериальное давление сначала повышается, но в дальнейшем начинает снижаться в соответствии с состоянием вазомоторных центров. При резком снижении содержания кислорода во вдыхаемом воздухе (до 7 — 6%) деятельность сердца заметно ослабевает, артериальное давление падает, а венозное повышается, развиваются цианоз, аритмия.

Читайте также:  Как можно померить давление если нет тонометра

Иногда наблюдается также кровотечение из слизистых оболочек носа, рта, конъюнктивы, дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта. Большое значение в возникновении такого кровотечения придается расширению поверхностных кровеносных сосудов и нарушению их проницаемости. Эти изменения отчасти происходят вследствие действия на капилляры токсических продуктов обмена.

Нарушение функции нервной системы от пребывания в разреженном пространстве проявляются также расстройствами желудочно-кишечного тракта обычно в виде отсутствия аппетита, торможения деятельности пищеварительных желез, поноса и рвоты.

При высотной гипоксии нарушается обмен веществ. Потребление кислорода вначале повышается, а затем при выраженном кислородном голодании падает, понижается специфически-динамическое действие белка, азотистый баланс становится отрицательным. Увеличивается остаточный азот в крови, накапливаются кетоновые тела, особенно ацетон, который выделяется с мочой.

Уменьшение содержания кислорода в воздухе до определенного предела мало отражается на образовании оксигемоглобина. Однако в дальнейшем при снижении содержания кислорода в воздухе до 12% насыщение крови кислородом становится около 75%, а при содержании в воздухе 6 — 7% кислорода составляет 50 — 35% нормального. Особенно снижается напряжение кислорода в капиллярной крови, что заметно отражается на диффузии его в ткань.

Усиление легочной вентиляции и повышение при гипоксии дыхательного объема легких обусловливают обеднение альвеолярного воздуха и крови углекислотой (гипокапния) и возникновение относительного алкалоза, вследствие чего возбудимость дыхательного центра временно может тормозиться, а деятельность сердца ослабляется. Поэтому вдыхание углекислоты на высотах, обусловливая повышение возбудимости дыхательного центра, способствует увеличению содержания кислорода в крови и тем самым улучшает состояние организма.

Однако продолжающееся при подъеме на высоту понижение парциального давления кислорода способствует дальнейшему развитию гипоксе- мии и гипоксии. Нарастают явления недостаточности окислительных процессов. Алкалоз снова сменяется ацидозом, который опять несколько ослабляется ввиду учащения ритма дыхания, понижения окислительных процессов и парциального давления углекислоты.

Заметно изменен при подъеме на высоту и теплообмен. Теплоотдача на большой высоте увеличивается главным образом за счет испарения воды поверхностью тела и через легкие. Теплопроизводство постепенно отстает от теплоотдачи, в результате чего температура тела, которая вначале несколько повышается, затем снижается.

Наступление признаков кислородного голодания во многом зависит от особенностей организма, состояния его нервной системы, легких, сердца и сосудов, определяющих способность организма переносить разреженную атмосферу.

Характер действия разреженного воздуха зависит также от скорости развития кислородного голодания. При остро возникающем кислородном голодании нарушение функции нервной системы выступает на первый план, тогда как при хроническом кислородном голодании ввиду постепенного развития компенсаторных процессов патологические явления со стороны нервной системы долгое время не обнаруживаются.

Здоровый человек в общем удовлетворительно справляется с понижением барометрического давления и парциального давления кислорода до известного предела и притом тем лучше, чем медленнее совершается восхождение и чем легче приспособляется организм. Предельным для человека может считаться снижение атмосферного давления до одной трети нормального, т. е. до 250 мм рт. ст., что соответствует высоте 8000 — 8500 м и содержанию кислорода в воздухе 4 — 5%.

Установлено, что во время пребывания на высотах наступает приспособление организма, или акклиматизация его, обеспечивающая компенсацию расстройств дыхания. У жителей горных местностей и у тренированных альпинистов горная болезнь может не развиваться при подъеме на высоту 4000 — 5000 м. Высокотренированные летчики могут совершать полет без кислородного аппарата на высоте 6000 — 7000 м и даже выше.

Источник

Атмосферное давление. Влияние атмосферного давления на организм. Горная и кессонная болезнь.

Нормальное атмосферное давление соответствует 760 мм рт. ст.

При подъеме на высоту атмосферное давление снижается, при спуске — повышается.

На каждые 100 м подъема давление снижается примерно на 7-8 мм рт. ст. На высоте 5000 м давление составляет примерно 350-360 мм. рт. ст., т.е. снижается вдвое. Снижение атмосферного давления сопровожда­ется снижением парциального давления кислорода во вдыхаемом и альве­олярном воздухе. При этом парциальное давление кислорода в альвеоляр­ном воздухе снижается быстрее, т.к. водяные пары и азот, которые со­держатся в нем не так быстро понижают парциальное давление. На высо­те 4000 м наблюдается уже 50% снижение парциального давления кисло­рода в альвеолярном воздухе.

Читайте также:  Регулятор давления топлива ниссан примера dci

Со снижением парциального давления кислорода на высоте связана высотная (горная) болезнь,которая встречается у альпинистов, реже у летчиков. При этом снижается насыщение кислородом гемоглоби­на и соответственно оксигенация тканей. Развиваются компенсаторные реакции, которые выражаются в учащении дыхания, учащении пульса, повышении АД, увеличении МОК, выбросе крови из селезенки, печени. При этом учащение дыхания возникает не в ответ на повышение содер­жания углекислого газа, а в ответ на снижение содержания кислорода.

Гипервентиляция приводит к снижению содержания углекислого газа (гипокапнии). Углекислый газ необходим для поддержания нормального уровня мозгового кровообращения, коронарного кровообращения, под­держания тонуса дыхательного центра, вазомоторных центров, поддержа­нии КОС. Таким образом гипокапния так же неприятна, как и гипоксия.

Первые симптомы кислородной недостаточности выражаются в на­рушениях со стороны ЦНС: наблюдается эйфория, возможны немотиви­рованные поступки, галлюцинации. Затем эйфория сменяется подавлен­ным настроением, апатией, сонливостью, подавляются обменные процес­сы, наблюдаются головокружения, вялость. Возможно появление симпто­мов сердечно-легочной недостаточности — цианоза, одышки и смерть от остановки дыхания и сердечной деятельности.

Для лечениягорной болезни необходим немедленный спуск, дыхание кислородом. Полезно давать горячее питье, аскорбиновую кислоту, ли­монную кислоту, спецнапитки, разогреть пострадавшего. Оптимальное положение тела — полусидячее для облегчения дыхания. Профилактикасводится к постепенной адаптации и акклиматизации.

При спуске на каждые 10 м давление понижается на 1 атм. С повы­шенным давлением связано такое заболевание как кессонная болезнь— см. вопрос «Условия труда при повышенном давлении. Влияние на орга­низм. Профилактические мероприятия.»

2. Солнечная радиация, ее состав и причины коле­баний.

Солнце является основным источником энергии на Земле. Солнечная радиация подразделяется на 3 диапазона:

1. Ультрафиолетовое излучение — от 10 до 400 нм

2. Видимый свет — от 400 до 760 нм

3. Инфракрасное излучение — от 670 до 3400 нм Интенсивность солнечной радиации на границе земной атмосферы

называется солнечной постоянной. Ее величина колеблется в зависимо­сти от ряда астрономических причин, но в среднем составляет 1.94 кал/см /мин. На ультрафиолетовую часть спектра на границе атмосферы приходится 7% энергии, на видимый свет — 46% и 47% на инфракрасное излучение.

При прохождении через атмосферу интенсивность солнечной радиа­ции снижается, что определяется

1. Углом падения лучей, который в свою очередь зависит от

а) Широты местности

2. Массой воздуха, через который проходят лучи

3. Степенью загрязнения атмосферы

При прохождении солнечных лучей через атмосферу изменяется не только интенсивность излучения, но и его спектр. При угле солнца над горизонтом 40° ультрафиолетовое излучение составляет только 1 %, ви­димый свет — 40%, инфракрасное излучение — 52%. Когда угол опускается

до 5° ультрафиолетовое излучение исчезает вообще, 28% приходится на видимый свет и 72% на инфракрасное излучение.

Солнечная радиация достигает Земли в виде прямых и рассеянных лучей. Рассеяние происходит от частиц, имеющихся в воздухе, водяных паров и тд. В наибольшей степени рассеиваются ультрафиолетовые лучи. Существует общее правило, согласно которому чем короче волна света, тем интенсивнее он рассеивается.

Часть солнечного излучения поглощается, а часть отражается. От­ношение отраженной радиации к падающей называется альбедо и выра­жается в процентах. Величина альбедо непигментированной кожи чело­века равна 35%, лес отражает только 12%, чистый снег имеет наиболее высокое альбедо — 90 %. Таким образом, надо помнить, что солнечные ожоги могут возникать и вследствие действия отраженного света.

Источник

Adblock
detector