Дихання в екстремальних умовах у біологічному студентському словнику
Дихання і, отже, надходження кисню до організмів, що дихають легенями, зазвичай адаптується до навколишнього тиску повітря. Більшість людей живе з тиском повітря 101 кПа та парціальним тиском кисню 21,3 кПа. Це гарантує постійне надходження кисню до клітин за допомогою дихання. Наприклад, на висотах понад 5000 м, яких можна досягти під час підйому, тиск повітря менше 30 кПа, а парціальний тиск кисню - лише 6 кПа. Кисень лише дуже повільно всмоктується в кров, в результаті відбувається недостатнє надходження в організм життєво важливих газів.
Під час занурення на водолаза може діяти тиск 400 кПа (що відповідає глибині 30 м). Більше газу розчиняється в крові, що може призвести до хвороби під час дайвінгу при швидкому спливанні.
Дихання людини
# Дихання # легені # кисень # діафрагма # бронхи # альвеоли # гемоглобін # дихальна поверхня # газообмін # вуглекислий газ # легені # легеневе дихання # легеневий кровообіг # шкіра
# Кров
Хоча склад повітря з 78% азоту, 21% кисню і 0,04% вуглекислого газу однаковий як на рівні моря, так і на найвищих горах Гімалаїв, у нас на великій висоті «задихається». Щоб піднятися на високі гори, нам потрібне дихальне обладнання.
Якщо відсоток повітря не залежить від висоти, то утруднення дихання може бути спричинене лише зміною тиску.
У нашому житловому просторі тиск повітря становить 101 кПа та Частковий тиск кисню 21,3 кПа.
У Гімалаях тиск повітря все ще 30 кПа і менше, парціальний тиск кисню ледь досягає 6 кПа. Це зниження тиску на більшій висоті призведе до труднощів у забезпеченні киснем людського тіла при перебуванні на таких висотах. В результаті зниженого парціального тиску кисень повільніше дифундує в кров, тобто він більше не може виділятися з повітря при достатньому "тиску". Ця втрата швидкості, природно, також впливає на вміст кисню в крові. В результаті зменшення кількості кисню в еритроцитах зменшується викид кисню з крові в клітини організму. Тіло недостатньо забезпечене киснем, тобто м’язи та органи обмежені у виконанні своїх функцій.
Використання дихальних апаратів зі стисненим повітрям може компенсувати цю втрату при досягненні таких висот.
Тварини та люди, що живуть на таких висотах, з часом пристосувались до цих умов. Вони утворюють набагато більше еритроцитів, ніж живі істоти в наших районах. Через збільшення кількості еритроцитів із повітря може поглинатися більше кисню, а також може бути виключено недопостачання організму.
Під час занурення проблема полягає в протилежному: зовнішній тиск зменшується із збільшенням глибини. Без герметичного костюма на водолаза чинять тиск 400 кПа на глибині 30 м. Цей підвищений тиск призводить до того, що більша кількість газу з дихаючого повітряного балона поглинається кров’ю і розчиняється в ній, так що в крові більше газу, ніж за звичайних умов тиску. Швидко спливаючи на поверхню, газ виходить у кров у вигляді безлічі дрібних бульбашок (подібний ефект при відкритті пляшки з содою). У крові ці бульбашки газу закупорюють капіляри (газова емболія) або безпосередньо пошкоджують тканини. Постраждали v. a. Легкі, серцевий м’яз, внутрішнє вухо та центральна нервова система. Забиті капіляри в мозку викликають непритомність. Інші симптоми - це свербіж (так звані дайвінг-блохи), біль у суглобах та м’язах. Гострий біль у грудях і сильна задишка свідчать про пошкодження легенів, що може призвести до розриву легеневої тканини. Крім того, можуть виникати болі в серці, запаморочення або розлади свідомості та параліч аж до параплегії.
Це ознаки дайвінг-хвороби (також: Казіозна хвороба). Тому дайверам доводиться підніматися дуже повільно з великих глибин і робити регулярні перерви, щоб газ, розчинений у крові, міг повільно і без шкоди виділятися. Якщо проявляються описані симптоми, водолаз повинен негайно проконсультуватися з лікарем і, можливо, пройти лікування в барокамері.
Подібні явища також можна спостерігати, коли умови тиску в літаку змінюються занадто швидко.
Інше явище - глибоке сп’яніння. Причиною цього є також змінений стан тиску. При збільшеному виділенні газу в кров більша кількість азоту також транспортується через кров, оскільки азот становить 78% частини нормального повітря, що дихає
Отже, чим довше ви перебуваєте на певній глибині, тим більше азоту розчиняється в крові. Азот має наркотичну дію, що базується на хорошій розчинності в жирових компонентах клітинної мембрани. Оскільки мозок є однією з тканин в організмі з найкращим кровопостачанням, саме тут зберігання азоту найбільше. Азот погіршує функцію синапсів мозку, які відповідають за передачу нервових імпульсів. Вступає в стані алкогольного сп’яніння, яке можна порівняти з дещо сп’янілим станом.
Глибока інтоксикація залежить від кількох факторів. Для деяких дайверів він може зайти з глибини приблизно 20 метрів, а для інших - лише з набагато більшої глибини. Це часто пов'язано з різними фізичними вимогами дайверів. Таким чином, один більш сприйнятливий до глибокого сп’яніння, ніж інший. Виснаження, відсутність води, алкоголю, наркотиків та ліків може значно збільшити ризик глибокого сп’яніння.
Термін киснева пляшка в цьому сенсі неправильний, оскільки він містить не чистий кисень, а повітряну суміш на основі навколишнього середовища, яка подається в умовах, що не пошкоджують тиск. Тому слід використовувати термін стиснений повітряний циліндр або дихаючий повітряний циліндр.