Дыхание чистым кислородом при пониженном давлении
Дыхание при пониженном атмосферном давлении.
Человек оказывается в условиях сниженного атмосферного давления при подъёме на высоту (альпинисты, пилоты при разгерметизации кабины, парашютисты).
Основным следствием понижения атмосферного давления является гипоксия (кислородное голодание), развивающаяся вследствие низкого давления кислорода во вдыхаемом воздухе.
Подъем на высоту до 1,5-2км над уровнем моря не сопровождается значительным снижением снабжения организма кислородом и изменениями дыхания. На высоте 2.5-5км наступает увеличение вентиляции легких, одновременно повышается артериальное давление и увеличивается частота сердечных сокращений. Эти реакции направлены на усиление снабжения тканей кислородом, они частично компенсируют сниженное давление кислорода
Увеличение вентиляции легких на высоте может оказывать и отрицательное действие на дыхание, так как оно ведёт к снижению давления двуокиси углерода в альвеолярном воздухе и удалении его из крови.
При дальнейшем снижении атмосферного давления на высоте 4-5км, развивается высотная (горная) болезнь: слабость, цианоз, снижение частоты сердечных сокращений, артериального давления, головные боли, глубина дыхания уменьшается. На высоте свыше 7 км могут наступить потеря сознания и опасные для жизни нарушения дыхания и кровообращения.
Особенно высокую опасность представляет собой быстрое развитие гипоксии. При этом у человека отсутствует неприятные ощущения, связанные с гипоксии, нет чувства тревоги и опасности. Потеря сознания может наступит внезапно.
Дыхание чистым кислородом через загубник или маску позволяет человеку сохранить нормальную работоспособность на высоте 11-12 км. При подъемах на большие высоты даже при дыхании чистым кислородом его давление в альвеолярном воздухе оказывается значительно ниже чем в норме. Поэтому полеты в стратосферу возможны только в герметизированных кабинах или скафандрах, в которых поддерживается достаточно высокое атмосферное давление.
Дыхание при повышенном атмосферном давлении
Под повышенным давлением воздуха человеку приходится находиться во время водолазных и кессонных работ. При погружении под воду через каждые 10 м давление воды на поверхность тела увеличивается на 1 атм. Это значит, что на глубине 90м на человека действует давление около 10 атм.
При погружении под воду в водолазных костюмах без изоляции от действий гидростатического давления человек может дышать только воздухом под соответствующим погружению повышенным давлением. В этих условиях увеличивается количество газов, растворенных в крови, в том числе кислорода и азота. При высоких давлениях заметно возрастает плотность вдыхаемого воздуха, что увеличивает сопротивление воздухоносных путей. Возрастание давления кислорода может привести к «кислородному отравлению», сопровождающемуся судорогами. Поэтому пребывание человека на глубинах может продолжаться лишь ограниченное время.
При погружении на большие глубины для дыхания применяются гелиево-кислородные смеси. Гелий почти нерастворим в крови, обладает меньшей плотностью, чем азот, при дыхании им снижается сопротивление дыханию. Кислород добавляют к гелию в такой концентрации, чтобы его парциальное давление на глубине, т. е. при повышенном давление, было близким к тому, которое имеется в обычных условиях.
После подобных работ специальное внимание требует переход человека от высокого давления к нормальному. Если человека быстро поднять на поверхность, то возникает явление мгновенного «закипания» крови вследствие бурно выделяющихся ранее растворённых в крови газов. Пузырьки газа, закупоривая сосуды (эмболия), либо приводят к тяжёлым последствиям вследствие нарушения кровообращения в жизненно важных органах и тканях, либо к быстрой гибели организма. Состояние, возникающее при быстрой декомпрессии, называют кессонной болезнью. Это заболевание проявляется болями в мышцах, головокружением, рвотой, одышкой, потерей сознания, в тяжелых случаях возникают параличи. Для лечения кессонной болезни необходимо немедленно вновь подвергнуть пострадавшего действию высокого давления, чтобы вызвать растворение пузырьков азота, а затем снижать давление постепенно. Также разработаны и существуют особые правила подъёма водолазов на поверхность с плавным, постепенным набором высоты и периодически декомпрессионными остановками на определённых глубинах для того, чтобы газы постепенно выделялись из организма, не вызывая эмболии.
Используемые источники: https://images. *****/
Источник
В атмосфере содержание кислорода составляет всего 21%! В таких условиях миллионы лет эволюционировали организмы. А что будет если дышать 100-процентным кислородом? А если это будет 10 минут, сутки, месяц?
В целом, для тела чистый кислород полезен, но вот у легких, со временем, будут проблемы. Наша кровь эволюционировала в иных условиях, когда концентрация кислорода в воздухе относительно невелика. Кровь захватывает кислород, и связывает его с транспортной молекулой – гемоглобином. Если дышать «непривычным» кислородом — чистым, концентрация которого выше атмосферной, то кислород в легких начинает подавлять способность крови его использовать.
Дышать чистым кислородом можно, но медицинский предел — 24 часа. После этого могут возникнуть необратимые последствия для организма. Дело в том, что чистый кислород производит, так называемые, свободные радикалы.
На химическом уровне поведение радикалов выглядит так. Свободные радикалы не имеют одного электрона у себя. И они поглощают дополнительные электроны из среды, чтобы прийти в стабильное состояние. А эти электроны они получают в ходе реакций, заимствуя их у важных внутриклеточных компонентов, таких, как ДНК, белки, жиры и т д. Это повреждает клетку, она перестает функционировать и умирает.
Грубо говоря, окисляет клетки организма. Как железо от кислорода ржавеет, так «ржавеет» и тело.
Ученые ставили эксперимент на морских свинках, заставляя их дышать чистым кислородом. В результате, у них в легких в клетках эпителия альвеол накапливалась жидкость. Параллельно повреждались легочные капилляры.
У людей при вдыхании чистого кислорода происходит вот что:
- жидкость накапливается в легких;
- боли в груди при глубоком вдохе;
- объем воздуха в легких уменьшается примерно на 20%.
- В дальнейшем возникают симптомы отравления кислородом: тошнота, головокружение, судороги, помутнение зрения и галлюцинации. В дальнейшем, спустя неделю и более — летальный исход.
Но в некоторых случаях чистый кислород спасает жизнь. Например, при сердечных приступах, приступах астмы, отравлении угарным газом. Но его применяют только по медицинским показаниям.
Поэтому, отвечая на вопрос, заданный в начале статьи. За 10 минут серьезных последствий не будет. За час – начнутся первые неприятные симптомы. Ну а месяц человек просто не проживет.
Самолеты и кислород на высоте
Впрочем, как мне пояснил Илья Тайцлин из Национального управления океанических и атмосферных исследований при Минфине США, важна не концентрация кислорода сама по себе, а парциальное давление. Вред чистого кислорода актуален, когда вы земле, а на высоте правила меняются.
«Вы можете дышать чистым кислородом при давлении 0,21 атмосфер (около 11 км над уровнем моря) в течение долго времени без каких-либо проблем», – уточнил эксперт.
11 км над уровнем моря – это самое начало стратосферы. Даже пассажирские самолеты, обычно, летают чуть ниже этого уровня. По технике безопасности, 11 км – предельно рекомендуемая высота. Воздух там разреженный, а самолету все-таки нужно отталкиваться от воздуха, чтобы лететь. Но ограничения касаются пассажирских самолетов. Современные же военные самолеты часто летают на высотах до 20 км.
И напоследок. Мой хороший приятель, автор Comedy Club Production и победитель Comedy Battle, Алексей Сапрыкин завел канал в Яндекс.Дзене. Рекомендую вам его подборку 10 веселых карантинных игр. В общем, читайте, во что там играют на карантине в Comedy Club. Иногда мне и правда кажется, что они там что-то курят. Но настроение подняло ????????!
Источник
Оглавление темы “Дыхательный центр. Дыхательный ритм. Рефлекторная регуляция дыхания.”: Дыхание человека при измененном барометрическом давлении воздуха. Дыхание 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 1/3, 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). Таблица 10.3. Парциальное давление кислорода во вдыхаемом и альвеолярном воздухе и процент насыщения артериальной крови кислородом на различной высоте над уровнем моря 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 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. – Также рекомендуем “Горная болезнь. Причины ( этиология ) горной болезни. Механизм развития ( патогенез ) горной болезни.” |
Источник
Насыщение крови кислородом – один из самых важных процессов, происходящий в организме человека с каждым вдохом. Кровь насыщается кислородом и переносит молекулы кислорода ко всем внутренним органам и клеткам. Так же от степени насыщения крови кислородом зависит количество гемоглобина.
Когда уровень гемоглобина падает ниже нормы, возникают сбои в работе дыхательной или сердечно-сосудистой систем, а также анемия или низкий уровень железа.
Симптомы сниженного кислорода:
- Сонное, вялое состояние несмотря на хороший продолжительный сон.
- Постоянная зевота, вызванная защитной реакцией организма при гипоксии. Таким образом организм пытается компенсировать нехватку кислорода.
- Общее недомогание, вялость, слабость, головокружение.
- Одышка.
- Постоянно сниженное давление.
Если вас постоянно беспокоят какие-то из этих признаков недомогания, то это говорит о серьёзном недостатке кислорода в организме.
Не пренебрегайте такими симптомами. Последствия недостатка кислорода в крови могут быть очень серьёзными, в самых запущенных случаях может развиться геморрагический шок.
Геморрагический шок – это смертельно опасное явлении, вызванное падением объёма циркулирующей крови больше чем на 15-20%. При такой острой потере крови, возникает кризис микро- и макроциркуляции крови, что неизбежно приводит к сбою тканевого обмена и общему токсическому отравлению.
Причин недостатка кислорода может быть несколько:
- Неправильное дыхание.
- Низкий уровень гемоглобина или уменьшение его чувствительности к кислороду.
- Нарушение вентиляции легких (например, отёки).
- Нарушение общей механики дыхания (диспноэ или апноэ).
- Недостаток крови, которая поступает в малый круг кровообращения.
- Пороки сердца.
- Нахождение в высокогорной местности.
- Недостаток физической активности.
- Нарушения большого циркуляционного круга.
Дыхательные упражнения для насыщения крови кислородом
Насытить организм кислородом довольно просто. Это можно сделать даже в домашних условиях. Например, с помощью дыхательной гимнастики.
Дыхательная гимнастика – один из самых доступных инструментов насыщения крови кислородом, который показан при различных заболеваниях органов дыхания и доступен любому, кто дышит.
Дыхательная гимнастика – это спасение для тех, кто имеет ограниченные возможности движения или противопоказания к физической нагрузке.
Для того что бы насытить кровь кислородом достаточно просто остановиться и сделать несколько осознанных максимально глубоких дыхательных циклов и наполнить весь объём лёгких воздухом. Поэтому в процесс дыхания обязательно должна быть включена диафрагма.
Так же вы можете выполнять схему дыхания, которая называется треугольник. Выполняя её каждое утро, вы обеспечите себя бодростью, хорошим самочувствием и настроением на весь день.
- Встаньте прямо, максимально расслабьте тело и дышите носом.
- Сделайте вдох, затем максимальную задержку дыхания и выдох.
- Вдох и выдох должны быть равны по продолжительности, поэтому ведите мысленный подсчёт или используйте метроном. Начните с комфортного для вас времени и постепенно увеличивайте продолжительность вдоха и выдоха.
- Длительность вдоха и выдоха должны быть такими, что бы вам приходилось делать лёгкое усилие над собой.
- Выполните 5-15 таких дыхательных циклов.
Это упражнение можно выполнять сразу после пробуждения, не вставая с постели.
От непривычно большого количества кислорода, вы можете почувствовать лёгкое головокружение. В этом нет ничего страшного. Но это сигнал о том, что надо сделать небольшой перерыв.
Так же первое время вы можете ощущать лёгкое перевозбуждение. Не стоит переживать на этот счёт. Организму необходимо привыкнуть к такому мощному энергетическому импульсу и непривычному для него объёму кислорода.
Если вам сложно уснуть вечером, то используйте это же упражнение, но по несколько иной схеме – вдох – выдох – задержка дыхания. Вдох и выдох так же должны быть равны по продолжительности. Время задержки может быть максимальным или равно вдоху и выдоху.
Даже если у вас нет никаких признаков нехватки кислорода, выполнение этой схемы дыхания рекомендована всем жителям больших городов. Поскольку она отлично помогает улучшить работу всех органов и систем организма, ускоряет обмен веществ и метаболизм, положительно сказывается на работе нервной системы, улучшает работу мозга и при этом успокаивает бесконечный мыслительный поток, давая возможность человеку сконцентрировать и удерживать внимание на чём-то одном.
Для поддержания высокого уровня кислорода в крови вы можете дополнить дыхательные практики прогулками на свежем воздухе, физическими упражнениями, а также пересмотреть свой рацион питания и распорядок дня, пить достаточное количество чистой воды и научиться полноценно отдыхать и расслабляться.
Источник
Проблема дыхания при пониженном атмосферном давлении имеет
большое практическое значение при высотных полетах и подъемах на горные вершины.
На высоте 4000—6000 м могут возникнуть симптомы так называемой горной, или
высотной, болезни, которая характеризуется признаками, характерными для тяжелой
гипоксии. Если же человек через маску, надетую на лицо и соединенную со
специальным баллоном, дышит газовой смесью с высоким содержанием кислорода, то
высотная болезнь не наступает и на высоте 11 000—12 000 ж, на которой без
добавления кислорода он не мог бы находиться.
Кроме недостатка кислорода, организм на высотах страдает также от недостатка
углекислоты в крови и тканях, т. е. от гипокапнии. Последняя возникает потому,
что недостаток кислорода в крови, раздражая хеморецепторы каротидного синуса,
вызывает учащение дыхания, что ведет к вымыванию углекислоты из альвеолярного
воздуха, а следовательно, и из крови. Недостаток углекислоты понижает
возбудимость дыхательного центра, поэтому дыхание не
усиливается настолько, насколько это требуется для удовлетворения потребности
организма в кислороде. Прибавка к вдыхаемому воздуху некоторого количества СО2
(до 3%) вызывает заметное улучшение состояния организма при высотной
болезни.
Большой практический интерес в связи с высокогорными восхождениями, высотными
полетами и парашютными прыжками представляет возможность повысить путем
тренировки выносливость человека к пониженному атмосферному
давлению, например повысить «индивидуальный потолок» летчика.
Тренировка летчиков или парашютистов к пребыванию на больших высотах достигается
в специальных герметических барокамерах, в которых с помощью насосов,
выкачивающих воздух, можно создать давление, соответствующее тому, которое
имеется на различных высотах.
В результате тренировки выносливость к пониженному атмосферному давлению
повышается, и исследуемый сохраняет относительно нормальную работоспособность
даже при давлении 316 мм рт. ст., что соответствует высоте 7000 м. Между тем у
нетренированного человека, помещенного в камеру явлением в 355 мм рт. ст. (такое
давление имеется на высоте в 6000 м), уже через короткий срок обнаруживается
быстрое и поверхностное дыхание, плохое самочувствие, а иногда потеря
сознания.
При длительном пребывании на больших высотах, например при жизни в
высокогорных местностях, наблюдается акклиматизация к пониженному парциальному
давлению кислорода. Она обусловлена рядом фактов:
- увеличением числа эритроцитов в крови, следовательно, повышением
кислородной емкости крови; - усилением легочной вентиляции;
- понижением чувствительности тканей организма, в частности центральной
нервной системы, к недостаточному снабжению кислородом.
Увеличение числа эритроцитов происходит в результате усиленного
кроветворения, а также поступления в общую циркуляцию крови, находящейся
кровяных депо. Доказательством усиленного кроветворения является нарастание в
крови молодых форм эритроцитов — ретикулоцитов и увеличение массы красного
костного мозга.
На высоте в 15 000 м давление воздуха равно 80 мм рт. ст. В этих условиях
даже при дыхании чистым кислородом с помощью кислородного прибора парциальное
давление кислорода в альвеолярном воздухе значительно ниже нормы и не
обеспечивает достаточного поступления кислорода в кровь.
Поэтому при полетах в стратосфере, а тем более при космических полетах
необходимы герметические кабины или индивидуальные герметические скафандры, в
которых давление поддерживается на нужном уровне.
Источник