Адаптация к условиям пониженного атмосферного давления характеризуется

Тема: Адаптация к повышенному и пониженному барометрическому давлению Действие повышенного атмосферного давления Гипербария – действие повышенного атм. давления на организм: глубокие шахты, под водой или в барокамерах. Сопровождается повышением парциального давления азота, кислорода, др. газов. При погружении в воду через каждые 10 м давление повышается на 100 к. Па (1 ат. ). Болезнетворное влияние гипербарии уже при компрессии = 200 -300 к. Па: пульс и дыхание замедляются, повышается кровенаполнение внутренних органов, вдавливаются барабанные перепонки. Быстрое перемещение от нормального к высокому атм. давлению может привести к разрыву кровеносных сосудов, легочных альвеол.

Гипербария сопровождается усиленным растворением в биологических средах атм. газов (сатурация), особенно азота. Он насыщает кровь и органы, богатые липидами. Жировая ткань поглощает азота в 5 раз больше, чем кровь. Липидами богата мозговая ткань, поэтому от сатурации прежде всего страдает функции ЦНС. Сначала – легкое возбуждение, затем торможение – глубокий наркоз. Нарушения координации движений, ослабление сердечной деятельности. ред. Черниговский, В. Н. ; Сапов, И. А. : Организм в условиях гипербарии

Опасность для жизни возникает при быстром перемещении организма из среды с высоким давлением в нормальные условия (декомпрессия) – кессонная болезнь. Патогенез: десатурация – образование пузырьков газа, высвобождающегося растворенного в крови и тканях. Пузырьки азота циркулируют, сливаются, превращаются в эмболы, закрывающие просвет сосудов – множественная газоэмболия нарушает нормальное кровоснабжение органов. Основные симптомы: острые суставные и мышечные боли, нарушение деятельности головного мозга и периферических нервов, дыхания и работы сердца. Возможны судороги. Профилактика: медленное снижение атмосферного давления – постепенная диффузия азота через легкие во внешнюю среду.

Пониженное барометрическое давление Местами проведения горных работ, отдыха и развлечения, транспортировки, с/х работ и военной службы чаще становятся высокогорные условия, от человека требуется физическая и умственная активность. Эти виды деятельности предусматривают повышенное потребление О 2. С увеличением высоты над уровнем моря постепенно снижается полное атм. давление (барометрическое давление) и содержание О 2 в окружающей среде. Объем работ, который мы способны выполнить, постепенно снижается.

На строительство тоннеля в Колорадо на высоте 11 000 футов над уровнем моря потребовалось на 25% больше времени, чем на уровне моря, высотные условия – причина задержки в работе: повышенная мышечная утомляемость, и ухудшение умственной деятельности (памяти, счета, принятия решения и оценка ситуации. Ученым Обсерватории Мона Лоа на высоте 4000 м над уровнем моря на острове Гавайи для проведения расчетов требовалось больше времени, чем они затрачивали на объектах на уровне моря, при этом они допускали больше ошибок.

С увеличением высоты над уровнем моря давление О 2 в артериальных сосудах падает, но у лиц, прошедших адаптацию, давление выше, чем у не адаптированных. Когда давление О 2 падает ниже 60 мм рт. ст. , способность гемоглобина переносить О 2 (О 2 на % насыщения) резко снижается. Для переноса О 2 кровью значение адаптации возрастает с увеличением высоты. О 2 необходим для непрерывного вырабатывания энергии; если к тканям подается меньшее количество О 2 (гипоксия), то функция тканей ослабляется. Мозг наиболее чувствителен к недостатку О 2. Если мы вдыхаем смесь с низким содержанием О 2, первичной реакцией будет учащение дыхания, но через 10 минут или около этого усиление вентиляции легких в некоторой мере замедляется. Предполагается, что оно связано с ЦНС, контролирующей дыхание – гипоксическое замедление дыхания. Наблюдается вскоре после подъема на большую высоту. Замедление временно, длится несколько часов.

Учащение дыхания вызывает увеличенное выделение СО 2 с выдыхаемым воздухом. В тканях тела СО 2 образует водный кислотный раствор, а если СО 2 выделяется с выдыхаемым воздухом, жидкости организма, включая кровь, становятся более щелочными, в теле изменяется КЩР. Дыхание регулируется не только для того, чтобы сохранить давление О 2 на постоянном уровне, но также для поддержания КЩР. Как только человек попадает в местность высоко над уровнем моря, любое учащение дыхания, вызванное низким содержанием О 2 в окружающей среде, приводит к снижению давления СО 2, которое вызывает алкалоз и замедляет стимуляцию дыхания. Организм не в состоянии поддерживать на постоянном уровне и давление О 2 и КЩР. Алкалоз – увеличение p. H крови (и других тканей организма) за счёт накопления щелочных веществ.

Одним из способов восстановления равновесия – увеличение содержания щелочного бикарбоната в моче, это компенсирует дыхательную потерю кислотности, восстановление КЩР. Выделение почками бикарбоната медленный процесс. При продвижении от уровня моря до высоты в 4300 м (14 110 футов) на адаптацию потребуется 7 -10 дней. Функция почек, снижающая щелочное замедление дыхания, основная причина задержки усиления вентиляции легких после подъема, но основная роль – постепенное увеличение чувствительности каротидных гломусов к гипоксии в течение первых часов и дней после подъема – период адаптации дыхания. Процесс адаптации позволяет увеличить частоту дыхания, чтобы компенсировать низкое давление О 2, даже если давление СО 2 падает. Поскольку при адаптации к высоте по мере учащения дыхания падает давление СО 2, происходит повышение давления О 2 в легочной альвеоле и в крови артериальных сосудов.

Рис. Парциальное давление кислорода, мм рт. ст.

С увеличением высоты время, необходимое для адаптации, увеличивается, поскольку с усилением вентиляции легких больше времени требуется для компенсации почками КЩР. На адаптацию к высоте в 3000 м над уровнем моря требуется 3 -5 дня, а к высоте 6000 -8000 м – 6 нед. или больше. При возвращении происходит обратный процесс. Давление О 2 в артериальных сосудах возрастает, и частота дыхания снижается. В этом случае количество выдыхаемого СО 2 снижается и возрастает давление СО 2 в крови и дыхательном центре. КЩР изменен в кислотную сторону, и для восстановления баланса почки должны сохранить бикарбонат. Возвращение из высотных районов, гипотетически, представляет собой зеркальное изображение высотного подъема, с одним важным исключением: на спуске артериальное давление О 2 нормализуется немедленно.

Много связано с дыханием: эмоциональная и физическая активность, питание и бодрствование. Во время сна снижаются ЧДД и глубина вдоха, регулируемые низким содержанием О 2 и высоким содержанием СО 2. Снижаются степень вентиляции легких и глубина вдоха. На большой высоте количество молекул О 2 в воздухе меньше, меньший объем альвеолярного воздуха удерживается между вдохами. При остановке дыхания (апноэ типичной для большой высоты) на несколько секунд падение давления О 2 в артериальных сосудах происходит значительно быстрее, чем в местности, расположенной на уровне моря, хотя, в сущности, создаваемый в организме запас О 2 больше.

Периодическое прекращение дыхания почти неизбежно в течение нескольких первых ночей после подъема на большую высоту. Гипоксическая стимуляция усиливает вентиляцию легких, которая в свою очередь снижает уровень СО 2, замедляет дыхание и увеличивает гипоксическую стимуляцию, что в свою очередь стимулирует вентиляцию легких. Обычно прекращение дыхания длится 15 -30 с и сопровождается несколькими очень глубокими вдохами, которые часто на короткий момент пробуждают спящего, затем наступает следующая остановка дыхания. Возможны частые пробуждения, и даже если общее время сна достаточное, его прерывание оказывает вредное воздействие на качество сна, создается впечатление беспокойной или бессонной ночи. Подача О 2 устраняет циклический характер гипоксической стимуляции, щелочная ингибиция прекращает периодичность дыхания, и восстанавливается нормальный сон.

Адаптации организма к пониженному барометрическому давлению 1. Активация синтеза РНК и белка в легких, сердце, костном мозге, сосудах коронарного русла, в симпатических нейронах, иннервирующих сердце. Увеличение дыхательной поверхности легких за счет роста количества вентилируемых альвеол, увеличению проницаемости альвеолярнокапиллярных мембран и объема крови в легких, к увеличению емкости коронарного русла, коронарного кровотока. 2. Перестройка системы гипофиз – кора надпочечников, снижение уровня ренина, альдостерона и ангиотензина II в плазме крови. Изменение электролитного гомеостаза, обусловленное уменьшением почечной экскреции калия и усилением выделения натрия. Увеличением диуреза, что в итоге отражается на тонусе сосудов.

3. Перераспределение крови в организме направлено на улучшение кровоснабжения мозга и нормализует деятельность центров регулирующих кровообращение. Растет индекс цереброваскулярной реактивности. В основе эффекта – увеличение плотности сосудов при адаптации к гипобарической гипоксии во многих органах, включая головной мозг.