Дыхание при пониженном атмосферном давлении

При подъёме на большие высоты вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе наблюдается патологическое состояние, называемое высотной, или горной, болезнью. Первые признаки кислородной недостаточности возникают, начиная с 3- 3,5 км, но становятся вполне отчётливыми на высоте 4- 5 км.

Основные симптомы горной болезни: одышка, сердцебиение, головокружение, эйфория, шум в ушах, головная боль, мышечная слабость, сонливость, нарушение остроты зрения, снижение работоспособности и др. При нарастании явления кислородного голодания может наступить потеря сознания и смерть.

На больших высотах происходит усиление лёгочной вентиляции, вызванное потребностью в большем количестве кислорода. Это приводит к тому, что из крови в лёгкие переходит больше углекислого газа и кислотность крови снижается, а щёлочность (повышение pH) возрастает, что приводит к алкалозу. Со временем дыхательная и кровеносная системы приспосабливаются к низкому парциальному давлению кислорода. Через несколько дней из организма начинает выводиться щелочная моча, алкалоз уменьшается, концентрация углекислого газа опять становится главным химическим фактором, регулирующим интенсивность дыхания. Одновременно стимулируется кроветворная активность костного мозга и он начинает вырабатывать эритроциты, возрастает способность крови переносить кислород. После всех этих приспособительных изменений можно считать, что организм акклиматизировался в новых условиях.

Билет 35

Дыхательный циклсостоит из вдоха, выдоха и паузы. Частота дыхания (ЧД) в покое составляет 14-18 в минуту. В дыхании участвуют межрёберные мышцы и диафрагма. В результате их попеременного сокращения и расслабления объём грудной полости изменяется. Различают 2 группы межрёберных мышц: наружные и внутренние. Выделяют 2 типа дыхания – грудной и брюшной. При грудном типе преобладает увеличение объёма грудной клетки за счёт поднимания рёбер, а не за счёт опускания купола диафрагмы. Этот тип дыхания характерен для женщин. Брюшной тип дыхания обеспечивается в первую очередь диафрагмой. При опускании купола происходит смещение органов живота вниз, что сопровождается выпячиванием передней брюшной стенки на вдохе. На выдохе купол диафрагмы поднимается и передняя брюшная стенка возвращается в исходное положение. Такой тип дыхания характерен для мужчин.

Механизм вдоха.Вдох – активный процесс. Наружные межрёберные мышцы сокращаются, а внутренние расслабляются, в результате чего рёбра отходят вперёд, удаляясь от позвоночника. Одновременно сокращается, становясь более плоской, диафрагма. Оба эти действия приводят к увеличению объёма грудной клетки. В результате давление в грудной клетке и лёгких становится ниже атмосферного, воздух поступает внутрь и заполняет альвеолы до тех пор, пока давление в лёгких не сравняется с атмосферным.

Механизм выдоха.Выдох – пассивный процесс. Наружные межрёберные мышцы и диафрагма расслабляются, возвращаясь в прежнее положение, а внутренние межрёберные мышцы сокращаются. В результате объём грудной клетки уменьшается, давление в ней становится выше атмосферного, воздух выталкивается из лёгких и выдох заканчивается.

При физической нагрузке наблюдается форсированное дыхание.В действие вводятся дополнительные мышцы, и выдох становится более активным процессом, требующим расхода энергии.

В повседневной клинической практике широко применяют определение 4 -х лёгочных объёмов и 4-х ёмкостей лёгких. Для их измерения используют специальные приборы – спирометры.

Лёгочные объёмы:

1) Дыхательный объём – количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в покое. Равен в среднем 500 мл (300 – 700 мл).

2) Резервный объём вдоха – количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального спокойного вдоха. Составляет в среднем 1500 мл (1500-2000 мл).

3) Резервный объём выдоха – количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха. Составляет 1500 мл (1500-2000 мл).

4) Остаточный объём – количество воздуха, остающееся в лёгких после максимального выдоха. Равен в среднем 1200 мл (1000-1500 мл). Выдохнуть его не удаётся.

Ёмкости лёгких:

1) Жизненная ёмкость лёгких – наибольшее количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимального вдоха. Равен сумме дыхательного объёма, резервного объёма вдоха и выдоха (от 3500 до 4700 мл).

2) Общая ёмкость лёгких – количество воздуха, содержащееся в лёгких на высоте максимального вдоха. Равна сумме жизненной ёмкости лёгких и остаточного объёма (4700-6000 мл).

3) Резерв (ёмкость) вдоха – максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть после спокойного выдоха. Равен сумме дыхательного объёма и резервного объёма вдоха (2000 мл).

4) Функциональная остаточная ёмкость – количество воздуха остающееся в лёгких после спокойного выдоха. Равен сумме резервного объёма выдоха и остаточного объёма (2700-2900 мл). Физиологическое значение этой характеристики в том, что она способствует выравниванию колебаний содержания кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе вследствие разной концентрации этих газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.

Лёгочная вентиляция –количество воздуха, проходящее через лёгкие в единицу времени. Обычно измеряют минутный объём дыхания (МОД), равный произведению дыхательного объёма на частоту дыхания. В покое минутный объём дыхания равен 6-8 л/мин., при средней мышечной работе – 80 л/мин., при тяжёлой мышечной работе – 120-150 л/мин.

Не весь объём вдыхаемого воздуха участвует в вентиляции альвеол. Часть его остаётся в воздухоносных путях (140-150 мл). Поэтому при спокойном дыхании в альвеолы поступает не 500 мл, только около 350 мл. Поэтому просвет воздухоносных путей называют мёртвым пространством: воздух, находящийся там, в обмене не участвует. При вдохе последние порции атмосферного воздуха входят в мёртвое пространство и, не изменяя своего состава, покидают его при выдохе.

Билет 36

_Плевра (pleura)– эластичная, гладкая серозная оболочка, образующая около каждого лёгкого замкнутый плевральный мешок. Состоит из соединительной ткани, выстланной плоским эпителием (мезотелием). Различают 2 листка: висцеральный и париетальный. Висцеральный листок сращён с веществом лёгкого, париетальный – покрывает стенки грудной клетки, средостение и диафрагму. Между листками имеется щель – плевральная полость, заполненная плевральной жидкостью, уменьшающей трение между листками при дыхании. Каждое лёгкое имеет свою замкнутую плевральную полость, заполненную небольшим количеством (20 – 30 мл) серозной жидкости. В местах перехода одной части париетальной плевры в другую имеются углубления – плевральные синусы, которые заполняются лёгкими в момент максимального вдоха. В этих синусах может скапливаться серозная жидкость при нарушении процесса её образования или всасывания, а также кровь, гной, экссудат при повреждениях или заболеваниях плевры и лёгких. Особенно велик рёберно- диафрагмальный синус, расположенный в нижнем отделе плевральной полости между рёберной и диафрагмальной плеврой. Другие 2 синуса: диафрагмо-медиастинальный и рёберно – медиастинальный выражены меньше.

Плевральная полость непроницаема для воздуха, т.е. давление в ней на 3-4 мм рт.ст. ниже атмосферного (отрицательное давление). Поэтому в плевральных полостях лёгкие находятся в расправленном состоянии и принимают конфигурацию стенки грудной полости.

Значение отрицательного внутригрудного давления:

1) способствует растяжению лёгочных альвеол и увеличению дыхательной поверхности лёгких, особенно во время вдоха;

2) обеспечивает венозный возврат крови к сердцу и улучшает кровообращение в лёгочном круге, особенно в фазу вдоха;

3) способствует лимфообращению;

4) помогает продвижению пищевого комка по пищеводу.

При поступлении воздуха в плевральную полость (при травме грудной клетки) образуется пневмоторакс.При этом внутриплевральное давление становится равным атмосферному, что обусловливает спадение лёгкого и дыхание становится невозможным. Различают следующие виды пневмоторакса:

1) травматический;

2) самопроизвольный (спонтанный);

3) искусственный.

Травматический пневмоторакс возникает при проникающем ранении грудной клетки.

Самопроизвольный (спонтанный) пневмоторакс образуется при разрыве больного лёгкого (туберкулёз, гангрена, рак и др.), когда воздух проникает в плевральную полость через повреждённую стенку бронха.

Искусственный пневмоторакссоздаётся преднамеренно с лечебной целью (при туберкулёзе лёгких), для диагностики (при опухолях и инородных телах грудной полости) и для подготовки больного к операции на лёгком и средостении.

Воспаление лёгких – пневмония, воспаление плевры – плеврит. Скопление воздуха в плевральной полости – пневмоторакс, жидкости – гидроторакс, крови – гемоторакс, гнойного экссудата –пиоторакс.

Средостение (mediastinum) – комплекс органов, расположенных между двумя лёгкими (между плевральными полостями). Средостение подразделяют на 2 отдела: переднее и заднее. Условная граница между ними проходит по передней поверхности трахеи и главных бронхов.

В переднем средостении расположены сердце с перикардом, вилочковая железа, диафрагмальные нервы и лимфатические сосуды.

В заднем средостении находятся трахея и главные бронхи, пищевод, блуждающий нерв, грудная часть аорты, симпатический ствол, грудной лимфатический проток, непарная и полунепарная вены, лимфатические узлы.

Всё пространство между этими органами

Date: 2016-07-18; view: 445; Нарушение авторских прав

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. *****/

Дыхание при пониженном атмосферном давлении. При подъеме на высоту животные и человек оказываются в условиях пониженного атмосферного давления. При этом развивается гипоксия (недостаток кислорода в организме) в результате низкого парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. На высоте 5 км барометрическое давление составляет около 60 мм рт. ст. и насыщенность крови кислородом снижается до 80% , что способствует развитию горной болезни.

На высоте от 2,5 до 5 км повышается вентиляция легких, что вызвано стимуляцией каротидных хеморецепторов. Одновременно происходит повышение артериального давления и увеличение частоты сердечных сокращений. Эти реакции направлены на усиление снабжения тканей кислородом.

В случае увеличения высоты более 7 км могут наступить опасные для жизни нарушения дыхания, кровообращения и потеря сознания.

Длительное пребывание или обитание животных и людей в горной местности сопровождается акклиматизацией к кислородному голоданию, которая проявляется в следующем:

• • увеличивается концентрация эритроцитов в крови в результате усиления эритропоэза;
• • повышается содержание гемоглобина в крови и увеличивается ее кислородная емкость;
• • активизируется вентиляция легких;
• • повышается плотность кровеносных капилляров в тканях в результате увеличения их длины и извитости.

Дыхание при повышенном атмосферном давлении. При погружении животных и человека под воду возрастает атмосферное давление. Например, на глубине 10 м давление возрастает до 2 атм, на глубине 20 м — до 3 атм. В этом случае парциальное давление газов в альвеолярном воздухе возрастает и в крови растворяется большое количество газов — кислорода, азота. Само пребывание на большой глубине не опасно, но при быстром подъеме и переходе от повышенного давления к обычному растворенные в крови газы вскипают и вызывают газовую эмболию сосудов (кессонная болезнь), что может привести к смерти. Кессонная болезнь характеризуется болями в мышцах, головокружением, одышкой, потерей сознания. При медленном подъеме на поверхность газы постепенно удаляются из организма, что профилактирует развитие кессонной болезни. Особенно важны эти закономерности при проведении водолазных работ. В случае погружения водолазов на большие глубины для дыхания применяют гелиево-кислородные смеси. Водолазы поднимаются с глубины очень медленно, а после подъема проходят постепенную декомпрессию.

У некоторых животные выработались специальные дыхательные приспособительные реакции, позволяющие им нырять на определенную глубину. К таким животным относятся ластоногие, киты, выдра, калан и многие другие. Например, крупные киты могут погружаться на глубину 100-200 м и находиться под водой в течение 50—60 мин, а морские львы могут нырять на глубину до 750 м. Физиологически это обусловлено тем, что их дыхательный центр малочувствителен к накоплению в организме С02, что позволяет длительно задерживать дыхание и более полно использовать 02, содержащийся в крови и легких. Кроме того, их мышцы богаты миоглобином. Миоглобин — красный железосодержащий белок (специализированная разновидность гемоглобина), находящийся в сердечной и скелетной мышцах и активно переносящий 02. Так, в скелетных мышцах лошадей и человека содержится 4—9 мг миог- лобина на 1 г массы мышц, а у морских львов — 55—75 мг/г.