Физиология подводного плавания (831098), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Создающаяся при этом разность давлений может вызывать травматические поражения прилегающих тканей.Чем больше разность давлений и меньше механическая прочность тканей, тем раньше проявляются повреждения и тем сильнее они бываютвыражены. Разница давления в 0,5-1 кгс/см2 может привести к чрезвычайно сильным травматическим повреждениям.В организме человека имеются полости, содержащие воздух (среднее ухои придаточные пазухи носа, легкие, желудочно-кишечный тракт), которыепри нормальных условиях сообщаются с окружающей воздушной средой.При нарушении проходимости евстахиевых труб или каналов придаточных пазух носа возникает разность давлений по обе стороны барабанной перепонки или в воздухоносных полостях по отношению к окружающему давлению, что может сопровождаться болями и даже травматическими повреждениями.
Опыт водолазных погружений свидетельствует о том, что обученные и натренированные водолазы с нормальной проходимостью евстахиевых труб и каналов придаточных пазухноса могут безболезненно перенести скорость повышения давления до5 кгс/см2 в минуту и более.Разность давления в легких по отношению к давлению окружающей газовой среды может, например, создаться при произвольной или непроизвольной задержке дыхания в период изменения давления в барокамере.В случае повышения наружного давления воздух, попавший в желудочно-кишечный тракт при глотании пищи и образующийся при ее переваривании, уменьшается в объеме, что сопровождается уменьшением окружности живота.
Если воздух попадает в желудочно-кишечный тракт или образуется в нем в период пребывания под давлением, то при последующем егоснижении этот воздух будет увеличиваться в объеме и производить растяжение желудка и отрезков кишечника, что может сопровождаться болями.Постоянство уровня воздушной подушки в скафандре (как правило,у нижнего края грудной клетки) поддерживается подачей необходимого количества воздуха с поверхности, работой головного травящего клапана, а также пропускной способностью травящих клапанов рубахи.При уменьшении объема воздуха в скафандре может возникнуть общий обжим верхней части тела, а также появляется вероятность падения водолаза на глубину, причем падение на малых глубинах представляет большую опасность в связи с большим перепадом давления, таккак на этих глубинах объемные изменения газов более значительны,чем на больших глубинах.В сжатом воздухе физические параметры воздуха, такие как плотность, теплоемкость, теплопроводность, скорость распространениязвуковой волны и т.д., изменяются пропорционально величине давления.
В процессе погружений под воду и тренировочных спусков в барокамере развивается адаптация организма человека к этим необычным для существования человека условиям.13-4696972.2.1.4. Насыщение и рассыщение организма азотомПри существовании человека в земных условиях жидкости и тканиего организма насыщены азотом, кислородом, углекислым газом и вменьшей степени другими газами. При нормальном атмосферном давлении во всех тканях организма человека со средней массой тела (703кг) содержится около 1000 см (1 л) растворенного азота. При повышении окружающего давления, сопровождающемся ростом парциального давления того или иного индифферентного газа (в частности, азота), этот газ начинает растворяться в жидких средах и тканях организма. Растворение газа, иначе называемое процессом насыщения, будет происходить до тех пор, пока не установится динамическое равновесие между парциальным давлением данного индифферентногогаза в альвеолярном воздухе и напряжением этого газа в растворенном состоянии в тканях организма.
Основу процесса насыщения составляют физические законы растворимости газа в жидкости, т.е. коэффициент растворимости газа в жидкости, скорость диффузии, разность (или отношение) между величиной парциального давления данного газа над жидкостью и напряжением его в растворе, а также условия контакта газа с жидкостью. Переход молекул газа в растворпроисходит путем обычной диффузии, дополненной активным физиологическим переносом газа с током крови. Каждый указанныйпараметр накладывает отпечаток на интенсивность процесса насыщения во времени и на количественную сторону этого сложного процесса.Процесс насыщения организма индифферентным газом, как и обратный процесс рассыщения, весьма продолжителен. Считается, чтосроки полного насыщения организма могут достигать 2—3 сут.
Этобыло показано в опытах с определением кривой рассыщения организма от индифферентного газа при переключении на дыхание кислородом, в опытах с применением радиоактивных изотопов для определения динамики насыщения тканей организма, а также при определении сроков насыщения организма по декомпрессионной заболеваемости.Путь, который проделывают молекулы индифферентного газа извнешней среды в организм при компрессии, может быть разделен наследующие этапы: альвеолярный воздух —> кровь (капилляры малогокруга) —> кровь (капилляры большого круга) —> межтканевая жидкость-> клеточные элементы. При декомпрессии этот процесс идет в обратном направлении.Схематично процесс насыщения организма протекает в определенной последовательности.
Вдыхаемый индифферентный газ, парциальное давление которого превышает его напряжение в тканях, поступаетв легкие, диффундирует через стенки альвеол, растворяется в артериальной крови, транспортируется кровью к тканям и через капиллярную стенку диффундирует в ткань. Освобожденная от избыточно растворенного индифферентного газа кровь по венозной системе возвра-98щается в легкие, где вновь насыщается индифферентным газом. Весьпроцесс насыщения идет путем диффузии индифферентного газа иззоны более высокого парциального давления в легких в зону более низкого напряжения в тканях. С каждым новым кругооборотом крови ткани сильнее насыщаются индифферентным газом и постепенно их насыщение становится равным парциальному давлению индифферентного газа во вдыхаемой газовой смеси.В целях предупреждения декомпрессионной болезни подъем водолазов с глубины на поверхность производится по специальным режимам декомпрессии.
Режимы составлены таким образом, что скоростьснижения давления во времени обеспечивает в каждый отдельный момент декомпрессии удержание избыточно растворенного в крови и тканях индифферентного газа в состоянии пересыщенного раствора безобразования газовых пузырьков. При спусках водолазов с использованием для дыхания сжатого воздуха применяются режимы декомпрессии, представленные в приложении 22.Продолжительность декомпрессии по указанным режимам зависит отглубины спуска, времени пребывания водолаза на грунте и тяжести работы. Чем выше эти показатели, тем продолжительнее время декомпрессии. В случае кратковременного пребывания водолаза на грунте может производиться безостановочный подъем на поверхность (табл.
4).При неадекватно быстрой декомпрессии в организме может возникнуть декомпрессионная болезнь — комплекс патологических процессов в результате образования свободного газа в тканях из-за их пересыщения индифферентными газами. Это патологическое состояние рассмотрено в разделе, посвященном описанию специфических и неспецифических заболеваний водолазов (см. п. 8.2).Таблица 4. Глубина погружения и допустимое времяпребывания на грунте при дыхании сжатым воздухом,позволяющие осуществлять безостановочный подъемсо скоростью 6 м/мин13*-4696992.2.1.5.
Насыщение организма кислородомПри спусках водолазов под воду или в барокамере с использованиемдля дыхания воздуха на организм водолаза помимо повышенного парциального давления азота действует также повышенное парциальноедавление кислорода. Величины парциальных давлений кислорода всжатом воздухе на различных глубинах (при различных величинах повышенного давления в барокамере) представлены в табл. 5.Таблица 5. Парциальное давление кислорода в воздухе на поверхностиморя и на различных глубинах(при различных величинах повышенного давления в барокамере)Ежеминутно через альвеолы при дыхании воздухом проходит 250—350 мл кислорода в состоянии покоя и до 4500-5000 мл во время работы.
При пребывании в воздушной среде в условиях нормального давления насыщение кислородом гемоглобина не достигает 100 %, а колеблется между 90,5 и 99,9 % вследствие шунтирования венозной крови всосудах легких. Однако достаточно повысить парциальное давлениекислорода во внешней среде на 0,1 кгс/см2, чтобы гемоглобин стал полностью насыщенным кислородом. В процессе водолазного спуска поступление кислорода в организм происходит не только с помощью оксигемоглобина, но также за счет значительного дополнительного физического растворения кислорода в плазме крови. Этот процесс осуществляется в зависимости от величины парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе (закон Генри — Дальтона).
Такимобразом, дополнительное поступление кислорода в организм в гипербарических условиях происходит так же, как и транспорт кровью индифферентных газов. Однако главным и весьма существенным отли-100чием динамики распределения кислорода в организме является тотфакт, что кислород постоянно потребляется в клеточных структурахорганизма и обратно из них в кровь не поступает (исключение из этогоправила возможно в условиях снижения давления).Известно, что 1 г чистого гемоглобина крови связывает 1,39 см3 кислорода, превращаясь в оксигемоглобин. При содержании в 1 л крови 150 ггемоглобина в химической связи с ним находится 201 см3 кислорода, а в 5л крови - 1005 см3.
Физически растворенного кислорода в 1 л крови содержится всего 3 см3, а в 5 л — 15 см3. Учитывая то, что потребление кислорода человеком в покое составляет 225—250 см3 в 1 мин, физически растворенного кислорода для его доставки тканям явно недостаточно, а надолю гемоглобина приходится доставка не менее 210—253 см3 в минуту.При повышении парциального давления кислорода во внешней среде изменяется кислородный режим организма. При парциальном давлении кислорода 3 кгс/см2 (абс.), т.е. при повышении его содержанияво внешней среде в 15 раз по сравнению с воздухом, количество растворенного в плазме кислорода достигает 6 об.% (15 см3 • 15 = 225 см3),что соответствует артериовенозной разнице и обеспечивает потребности организма без участия оксигемоглобина, который перестает диссоциировать.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
