Вы здесь

Барометрическое давление

Пониженное барометрическое давление

Человек подвергается действию пониженного барометрического давления при подъеме на высоту в летательных (негерметических) аппаратах, при восхождении на горы, в барокамерах. По мере,подъема на высоту понижаются барометрическое давление, температура воздуха, напряжение кислорода (рО2) в воздухе, увеличивается космическая радиация.

Болезнетворное действие в этих условиях оказывают и сам фактор понижения барометрического давления, и понижение напряжения кислорода в воздухе, и космические и ультрафиолетовые лучи.

Болезнетворное действие понижения барометрического давления имеет три основных механизма:

  • 1.    В связи с разрежением атмосферы происходит расширение газов а относительное увеличение давления их в замкнутых и полузамкнутых полостях тела (лобные и гайморовы пазухи, полость среднего уха, желудочно-кишечный тракт). Так, на высоте 6 км объем газа увеличивается в 2,15 раза, а на высоте 10 км — в 3,85 раза. Давление газов на рецепторы соответствующих полостей вызывает ощущение боли, в тяжелых случаях приводящей к утрате трудоспособности и даже к потере сознания. Степень выраженности этих явлений находится в прямой зависимости от высоты и скорости падения давления в окружающей атмосфере.
  • 2.    При полетах на высоте 9 км и более в негерметических кабинах (но с кислородными приборами) в 10—15% случаев возникают симптомы декомпрессии: в результате резкого понижения барометрического давления (230 мм рт. ст.) происходит переход в газообразное состояние растворенного в тканях азота и образование пузырьков свободного газа. Первоначально возникнув и увеличиваясь в объеме по мере нарастания высоты, пузырьки газа оказывают давление на нервные структуры либо, закупорив сосуд (газовая эмболия), вызывают ишемию тканей. Физическая нагрузка, переохлаждение, местное расстройство кровообращения способствуют развитию высотных болей. При рекомпрессии свободный газ вновь растворяется.
  • 3.    На высоте 19 км и выше может возникнуть так называемая высотная тканевая эмфизема, что зависит от образования паров воды в крови и тканях вследствие понижения температуры кипения (парообразования) воды в разреженной атмосфере.

Пузырьки водяных паров наиболее легко образуются в рыхлых тканях (например, жировой) и в крови. Применение специальных защитных приспособлений, увеличивающих давление на поверхность тела, исключает возникновение высотной тканевой эмфиземы. При рекомпрессии такая эмфизема быстро исчезает.

Пониженное напряжение кислорода в атмосферном воздухе. По мере подъема на высоту падает напряжение кислорода во вдыхаемом и альвеолярном воздухе и соответственно снижается процент насыщения гемоглобина кислородом (табл. 10).

Зависимость насыщения гемоглобина кислородом от высоты

Возникающие при этом гипоксемия и гипоксия сопровождаются развитием высотной и горной болезней.

Собственно высотная болезнь (или болезнь авиаторов, воздушная болезнь, аэродонтальгия) возникает при быстром подъеме в летательных аппаратах без кислородных приборов на большую высоту. Наиболее частые симптомы: эйфория, быстрое наступление утомления, головная боль, расстройства высшей нервной деятельности, одышка, тахикардия, доходящие иногда до состояния периодического дыхания и перебоев работы сердца — аритмий. Особенно опасно для летной службы нарушение нервной деятельности. При снижении насыщения крови кислородом до 75—80% усиливается возбудительный процесс в коре головного мозга. По мере дальнейшего развития гипоксии (до 43—60% насыщения крови кислородом) происходит ослабление возбудительного процесса и прогрессивное нарастание тормозного.

Высота 4—5 км считается границей бескислородного полета. Высоту 6 км часто называют «критическим порогом», за которым до 8 км простирается «критическая зона». На этой высоте симптомы высотной болезни выражены особенно резко (вплоть до потери сознания). Пребывание на высоте выше 8 км без предварительной адаптации и вдыхания кислорода приводит к смертельному исходу (см. табл. 11).

Горная болезнь

Горная болезнь возникает при восхождении в горы. Кроме гипоксии, при этом большую роль играют и добавочные факторы: физическое утомление, охлаждение, ионизация воздуха, ультрафиолетовые лучи. В зависимости от тренировки первые симптомы горной болезни у разных лиц появляются на высоте от 1000 до 3000 м (фаза компенсации), далее возникает фаза декомпенсации (собственно болезнь), которая, как правило, развивается на высоте 4000 м.

В фазе компенсации гипоксемия рефлекторно (через хеморецепторы каротидного синуса, дуги аорты и др.) стимулирует мобилизацию компенсаторных реакций организма — одышку, тахикардию, некоторое повышение артериального давления и перераспределение крови, относительный эритроцитоз (выход эритроцитов из депо крови).

На больших высотах — в фазе декомпенсации — развивается гипоксемия, замедляются окислительные процессы в тканях, возникает газовый алкалоз с гипокапнией. Гипокапния является следствием усиленного выведения СО2 легкими при гипервентиляции и уменьшения образования СО2 в тканях (окисление жиров и углеводов не доходит до конечных этапов — углекислоты и воды).



Гипокапния и алкалоз являются факторами, снижающими возбудимость дыхательного центра; угнетается функция и других центров продолговатого мозга, что в конечном итоге приводит к угнетению и высших отделов центральной нервной системы. Смерть при горной и высотной болезнях наступает от паралича дыхательного центра в результате гипокапнии.

Непосредственной причиной развития горной и высотной болезней является падение рО2 во вдыхаемом воздухе. Впервые это было показано в классических опытах Поля Бера (1878): понижение давления в барокамере до 210 мм рт. ст. вызывало у животных симптомы горной болезни и агонию. Если же камеру заполнить чистым кислородом или карбогеном (95% О2 и 5% СО2) и довести разрежение в камере до 200 мм рт. ст. и ниже, горная болезнь у животных не возникает, так как рО2 во втором опыте примерно в 5 раз больше, чем в обычном атмосферном воздухе. Это положение подтверждается и практической возможностью значительного повышения потолков переносимости, или «критических зон» высоты, при пользовании кислородными приборами.

Повышенное барометрическое давление

Болезнетворному действию повышенного атмосферного давления человек подвергается при кессонных, водолазных работах, в практике работы подводного флота. С опусканием в глубину на каждые 10 м давление повышается на 1 атм, так что человек на глубине 10 м подвергается действию 2 атм и т. д.

Болезнетворное влияние повышенного атмосферного давления (баротравма) складывается из нескольких моментов.

Непосредственное действие повышенного давления на организм. При переходе от нормального к повышенному давлению могут наблюдаться вдавление барабанной перепонки, сжатие кишечных газов и некоторое опущение диафрагмы, сдавление кожных и других периферических сосудов и отсюда повышенное кровенаполнение внутренних органов. Баротравма легких возникает при внезапном повышении давления в них, превышающем окружающее давление на 80—90 мм рт. ст., и состоит в разрыве легочной ткани и кровеносных сосудов. При этом воздух из альвеол проникает в просвет разорванных капилляров — развивается воздушная эмболия.

Сатурация (насыщение крови и тканей газом). Последствия сатурации живых тканей определяются биологическими эффектами, вызываемыми растворенными газами, в основном азотом и кислородом.

Степень сатурации азота зависит от свойств тканей — жировая ткань, белое вещество мозга, желтый костный мозг растворяют в 5 раз больше азота, чем кровь. Насыщение организма азотом может достигнуть значительных величин. Так, у человека весом 70 кг в случае пребывания в течение часа в кессоне под давлением в 5 атм накапливается 4 л азота.

Растворенный в нервной ткани азот вызывает вначале наркотический, затем токсический эффект: головные боли, головокружение, галлюцинации, нарушения координации движений. Во избежание подобных осложнений рационально использование кислородно-гелиевых смесей (растворимость гелия в нервной ткани значительно ниже).

Токсический эффект растворенного кислорода проявляется при небольшом давлении (0,7—0,8 добавочных атмосфер) симптомами раздражения легких — острой гиперемией, экссудацией, отеком легких, иногда спазмом бронхов. При увеличении давления до 3 атмосфер могут возникнуть зрительные галлюцинации, общие судороги, потеря сознания.

Десатурация. Возникает при декомпрессии, т. е. переходе из области повышенного давления в нормальную атмосферу. Размер образующихся при десатурации газовых пузырьков зависит от величины давления воздуха, под которым находится человек. Так, при декомпрессии организма из давления в 1,25 атм (и меньше) газовая эмболия сосудов не возникает, так как диаметр образующихся газовых пузырьков меньше 8 р. (диаметр капилляра 8—12 р.). Эти пузырьки легко транспортируются, и избыток азота (отчасти и кислорода) легко удаляется через легкие и кожу. При ускоренной декомпрессии из больших глубин пузырьки газов в сосудах достигают размеров, больших просвета капилляра, и вызывают закупорку их — газовую эмболию (рис. 8). Пузырьки газа скапливаются также в полостях, содержащих жидкость: перитонеальной, синовиальной, реже в цереброспинальной, перикардиальной, в эндолимфе лабиринта, в тканях с большим коэффициентом растворения азота — жире, костном мозге, белом веществе спинного и головного мозга.

Газовые эмболы в сосудах кишечника после быстрой декомпрессии

Болезнетворный эффект определяется в основном пузырьками азота, так как он, будучи в газообразном состоянии индифферентным, не усваивается организмом, а в количественном отношении его значительно больше, чем кислорода. Образования пузырьков кислорода в тканях и тканевых жидкостях почти не происходит, так как он быстро связывается кровью и потребляется организмом. Не наблюдается также выделения пузырьков СО2, так как содержание его в воздухе ничтожно мало (0,03—0,05%), а содержание в крови регулируется буферными системами организма и остается постоянным.