Ածխածնի երկօքսիդի մասնակի ճնշումը օդում: Օդում թթվածնի մասնակի ճնշումը ծովի մակարդակից տարբեր բարձրությունների վրա: Գազի մասնակի ճնշում՝ հայեցակարգ և բանաձև

Մարդու ֆիզիոլոգիական վիճակը որոշող օդի հիմնական պարամետրերն են.

բացարձակ ճնշում;

թթվածնի տոկոսը;

ջերմաստիճանը;

հարաբերական խոնավություն;

վնասակար կեղտեր:

Թվարկված օդի բոլոր պարամետրերից մարդու համար որոշիչ նշանակություն ունեն բացարձակ ճնշումը և թթվածնի տոկոսը։ Բացարձակ ճնշումը որոշում է թթվածնի մասնակի ճնշումը:

Գազային խառնուրդում ցանկացած գազի մասնակի ճնշումը գազային խառնուրդի ընդհանուր ճնշման բաժինն է, որը վերագրվում է այդ գազին՝ դրա տոկոսին համամասնորեն:

Այսպիսով, թթվածնի մասնակի ճնշման համար մենք ունենք

որտեղ
- օդում թթվածնի տոկոսը (
);

Ռ Հ − օդի ճնշումը բարձրության վրա Հ;

- թոքերում ջրի գոլորշու մասնակի ճնշումը (շնչառության համար հակաճնշում
).

Թթվածնի մասնակի ճնշումը առանձնահատուկ նշանակություն ունի մարդու ֆիզիոլոգիական վիճակի համար, քանի որ այն որոշում է օրգանիզմում գազի փոխանակման գործընթացը։

Թթվածինը, ինչպես ցանկացած գազ, հակված է շարժվել մի տարածությունից, որտեղ նրա մասնակի ճնշումը ավելի մեծ է դեպի ավելի ցածր ճնշում ունեցող տարածություն: Հետևաբար, մարմինը թթվածնով հագեցնելու գործընթացը տեղի է ունենում միայն այն դեպքում, երբ թոքերում թթվածնի մասնակի ճնշումը (ալվեոլային օդում) ավելի մեծ է, քան դեպի ալվեոլներ հոսող արյան մեջ թթվածնի մասնակի ճնշումը, և սա ավելի մեծ կլինի, քան մարմնի հյուսվածքներում թթվածնի մասնակի ճնշումը.

Ածխածնի երկօքսիդը մարմնից հեռացնելու համար անհրաժեշտ է ունենալ դրա մասնակի ճնշումների հարաբերակցությունը նկարագրվածին հակառակ, այսինքն. Ածխածնի երկօքսիդի մասնակի ճնշման ամենաբարձր արժեքը պետք է լինի հյուսվածքներում, ավելի փոքրը՝ երակային արյան մեջ և նույնիսկ ավելի քիչ՝ ալվեոլային օդում։

Ծովի մակարդակի վրա Ռ Հ= 760 մմ Hg Արվեստ. թթվածնի մասնակի ճնշումը ≈150 մմ Hg է: Արվեստ. Նմանի հետ
ապահովված է մարդու արյան նորմալ հագեցվածությունը թթվածնով շնչառության գործընթացում։ Թռիչքի բարձրության աճով
նվազում է նվազման պատճառով Պ Հ(նկ. 1):

Հատուկ ֆիզիոլոգիական ուսումնասիրությունները պարզել են, որ ներշնչվող օդում թթվածնի նվազագույն մասնակի ճնշումը
Այս համարը կոչվում է բաց տնակում մարդու գտնվելու ֆիզիոլոգիական սահմանը չափերով
.

Թթվածնի մասնակի ճնշումը 98 մմ Hg է։ Արվեստ. համապատասխանում է բարձրությանը Հ= 3 կմ. ժամը
< 98 մմ Hg Արվեստ. Հնարավոր են տեսողության խանգարում, լսողության խանգարում, դանդաղ արձագանք և մարդու գիտակցության կորուստ։

Օդանավում այս երեւույթները կանխելու համար օգտագործվում են թթվածնի մատակարարման համակարգեր (OSS)՝ ապահովելով
> 98 մմ Hg Արվեստ. ներշնչված օդում թռիչքի բոլոր ռեժիմներում և արտակարգ իրավիճակներում:

Գործնականում ավիացիայում՝ բարձր H = 4 կմ՝ որպես սահմանափակում առանց թթվածնային սարքերի թռիչքների համար, այսինքն՝ 4 կմ-ից պակաս սպասարկման առաստաղով ինքնաթիռները կարող են չունենալ SPC:

1. Մարդու մարմնում թթվածնի և ածխաթթու գազի մասնակի ճնշումը ցամաքային պայմաններում

Աղյուսակում նշված արժեքները փոխելիս
և
խախտում է բնական գազի փոխանակումը թոքերում և ողջ մարդու մարմնում:

Ես կցանկանայի ամփոփել տեղեկատվությունը սուզման սկզբունքների մասին շնչառական գազերի առումով հիմնական նոտաների ձևաչափով, այսինքն. երբ մի քանի սկզբունքներ հասկանալը վերացնում է բազմաթիվ փաստեր հիշելու անհրաժեշտությունը:

Այսպիսով, ջրի տակ շնչելը գազ է պահանջում։ Որպես ամենապարզ տարբերակ՝ օդի մատակարարում, որը թթվածնի (~21%), ազոտի (~78%) և այլ գազերի (~1%) խառնուրդ է:

Հիմնական գործոնը շրջակա միջավայրի ճնշումն է։ Բոլոր հնարավոր ճնշման ստորաբաժանումներից մենք կօգտագործենք «բացարձակ տեխնիկական մթնոլորտ» կամ ATA: Մակերեւույթի վրա ճնշումը ~ 1 ATA է, ջրի մեջ ամեն 10 մետր ընկղմումը դրան ավելացնում է ~ 1 ATA:

Հետագա վերլուծության համար կարևոր է հասկանալ, թե ինչ է մասնակի ճնշումը, այսինքն. գազային խառնուրդի մեկ բաղադրիչի ճնշումը. Գազային խառնուրդի ընդհանուր ճնշումը նրա բաղադրիչների մասնակի ճնշումների գումարն է։ Մասնակի ճնշումը և հեղուկներում գազերի լուծարումը նկարագրված են Դալթոնի օրենքներով և ամենաուղղակիորեն կապված են սուզվելու հետ, քանի որ մարդը հիմնականում հեղուկ է: Չնայած մասնակի ճնշումը համաչափ է խառնուրդի գազերի մոլային հարաբերակցությանը, օդի համար մասնակի ճնշումը կարելի է կարդալ ըստ ծավալի կամ քաշի կոնցենտրացիայի, սխալը կլինի 10%-ից պակաս:

Երբ սուզվելը, ճնշումը ազդում է մեզ վրա, որը ներառում է բոլորը: Կարգավորիչը պահպանում է օդի ճնշումը շնչառական համակարգում, մոտավորապես հավասար է շրջակա միջավայրի ճնշմանը, պակաս ճիշտ այնքան, որքան անհրաժեշտ է «ինհալացիա»-ի համար: Այսպիսով, 10 մետր խորության վրա օդապարիկից ներշնչված օդն ունի մոտ 2 ATA ճնշում։ Նմանատիպ բացարձակ ճնշում կնկատվի մեր ողջ մարմնում։ Այսպիսով, թթվածնի մասնակի ճնշումը այս խորության վրա կլինի ~0,42 ATA, ազոտը ~1,56 ATA:

Մարմնի վրա ճնշման ազդեցությունը հետևյալ հիմնական գործոններն են.

1. Մեխանիկական ազդեցություն օրգանների և համակարգերի վրա

Մենք դա մանրամասն չենք դիտարկի, մի խոսքով, մարդու մարմինն ունի մի շարք օդով լցված խոռոչներ, և ցանկացած ուղղությամբ ճնշման կտրուկ փոփոխությունը հանգեցնում է հյուսվածքների, թաղանթների և օրգանների ծանրաբեռնվածությանը մինչև մեխանիկական վնաս՝ բարոտրավմա:

2. Հյուսվածքների հագեցվածությունը գազերով

Սուզվելիս (աճող ճնշումը) գազերի մասնակի ճնշումը շնչուղիներում ավելի բարձր է, քան հյուսվածքներում։ Այսպիսով, գազերը հագեցնում են արյունը, իսկ արյան միջոցով հագեցվում են մարմնի բոլոր հյուսվածքները։ Հագեցվածության մակարդակը տարբեր է տարբեր հյուսվածքների համար և բնութագրվում է «կիսահագեցվածության շրջանով», այսինքն. ժամանակը, որի ընթացքում գազի մշտական ​​ճնշման դեպքում գազի և հյուսվածքների մասնակի ճնշման տարբերությունը կրկնակի կրճատվում է: Հակադարձ պրոցեսը կոչվում է «հագեցում», այն տեղի է ունենում վերելքի ժամանակ (ճնշման նվազում)։ Այս դեպքում հյուսվածքներում գազերի մասնակի ճնշումը ավելի բարձր է, քան թոքերի գազերի ճնշումը, տեղի է ունենում հակառակ գործընթացը՝ թոքերի արյունից գազ է արտազատվում, առանց այն էլ ավելի ցածր մասնակի ճնշմամբ արյունը շրջանառվում է թոքերում։ մարմինը, գազերը հյուսվածքներից անցնում են արյան մեջ և նորից շրջանաձև: Գազը միշտ ավելի բարձր մասնակի ճնշումից տեղափոխվում է ավելի ցածր:

Սկզբունքորեն կարևոր է, որ տարբեր գազեր ունենան հագեցվածության/հագեցման տարբեր արագություններ՝ պայմանավորված իրենց ֆիզիկական հատկություններով:

Հեղուկներում գազերի լուծելիությունը որքան մեծ է, այնքան բարձր է ճնշումը։ Եթե ​​լուծված գազի քանակն ավելի մեծ է, քան լուծելիության սահմանը տվյալ ճնշման դեպքում, ապա գազ է արտանետվում, ներառյալ կոնցենտրացիան՝ պղպջակների տեսքով: Մենք դա տեսնում ենք ամեն անգամ, երբ բացում ենք գազավորված ջրի շիշը: Քանի որ գազի հեռացման արագությունը (հյուսվածքների չհագեցումը) սահմանափակված է ֆիզիկական օրենքներով և արյան միջոցով գազի փոխանակմամբ, ճնշման չափազանց արագ անկումը (արագ վերելք) կարող է հանգեցնել գազի պղպջակների ձևավորմանը անմիջապես մարմնի հյուսվածքներում, անոթներում և խոռոչներում: , ընդհատելով նրա աշխատանքը մինչև մահ։ Եթե ​​ճնշումը դանդաղորեն իջնում ​​է, ապա մարմինը ժամանակ ունի հեռացնելու «լրացուցիչ» գազը՝ մասնակի ճնշումների տարբերության պատճառով։

Այս գործընթացները հաշվարկելու համար օգտագործվում են մարմնի հյուսվածքների մաթեմատիկական մոդելներ, ամենատարածվածը Ալբերտ Բուլմանի մոդելն է, որը հաշվի է առնում 16 տեսակի հյուսվածքներ (բաժիններ)՝ կիսահագեցվածության / կիսահագեցվածության ժամանակով՝ 4-ից 635 րոպե:

Ամենամեծ վտանգը իներտ գազն է, որն ունի ամենաբարձր բացարձակ ճնշումը, ամենից հաճախ դա ազոտն է, որը կազմում է օդի հիմքը և չի մասնակցում նյութափոխանակությանը։ Այդ իսկ պատճառով զանգվածային սուզման ժամանակ հիմնական հաշվարկները կատարվում են ազոտի վրա, քանի որ. թթվածնի ազդեցությունը հագեցվածության առումով մեծության կարգերով ավելի քիչ է, մինչդեռ օգտագործվում է «ազոտի բեռ» հասկացությունը, այսինքն. հյուսվածքներում լուծված ազոտի մնացորդային քանակությունը.

Այսպիսով, հյուսվածքների հագեցվածությունը կախված է գազային խառնուրդի բաղադրությունից, ճնշումից և դրա ազդեցության տևողությունից: Սուզման սկզբնական մակարդակների համար կան սուզումների խորության, տևողության և սուզումների միջև եղած նվազագույն ժամանակի սահմանափակումներ, որոնք ակնհայտորեն ոչ մի դեպքում թույլ չեն տալիս հյուսվածքների հագեցվածությունը վտանգավոր մակարդակների, այսինքն. ոչ դեկոպրեսիոն սուզումներ, և նույնիսկ այդ դեպքում ընդունված է կատարել «անվտանգության կանգառներ»:

«Ընդլայնված» սուզորդներն օգտագործում են սուզվող համակարգիչներ, որոնք դինամիկ կերպով հաշվարկում են հագեցվածությունը մոդելներից՝ կախված գազից և ճնշումից, ներառյալ «սեղմման առաստաղի» հաշվարկը՝ այն խորությունը, որից վեր բարձրանալը պոտենցիալ վտանգավոր է ընթացիկ հագեցվածության հիման վրա: Դժվար սուզումների ժամանակ համակարգիչները կրկնօրինակվում են, էլ չենք խոսում այն ​​մասին, որ միայնակ սուզումներ սովորաբար չեն իրականացվում։

3. Գազերի կենսաքիմիական ազդեցությունները

Մեր մարմինը մաքսիմալ հարմարեցված է մթնոլորտային ճնշման օդին։ Աճող ճնշման դեպքում գազերը, որոնք նույնիսկ չեն մասնակցում նյութափոխանակությանը, ազդում են մարմնի վրա տարբեր ձևերով, մինչդեռ ազդեցությունը կախված է որոշակի գազի մասնակի ճնշումից: Յուրաքանչյուր գազ ունի անվտանգության իր սահմանները:

Թթվածին

Որպես մեր նյութափոխանակության հիմնական մասնակից՝ թթվածինը միակ գազն է, որն ունի ոչ միայն վերին, այլև ստորին անվտանգության սահման:

Թթվածնի նորմալ մասնակի ճնշումը ~0,21 ATA է: Թթվածնի կարիքը մեծապես կախված է մարմնի վիճակից և ֆիզիկական ակտիվությունից, տեսական նվազագույն մակարդակը, որն անհրաժեշտ է առողջ օրգանիզմի կենսագործունեությունը լիարժեք հանգստի վիճակում պահպանելու համար, գնահատվում է ~0,08 ATA, գործնականը՝ ~0,14 ATA: . Թթվածնի մակարդակի նվազումը «անվանականից» առաջին հերթին ազդում է ֆիզիկական ակտիվության ունակության վրա և կարող է առաջացնել հիպոքսիա կամ թթվածնային քաղց:

Միևնույն ժամանակ թթվածնի բարձր մասնակի ճնշումն առաջացնում է բացասական հետևանքների լայն շրջանակ՝ թթվածնային թունավորում կամ հիպերօքսիա։ Սուզվելու ժամանակ առանձնահատուկ վտանգ է ներկայացնում դրա ջղաձգական ձևը, որն արտահայտվում է նյարդային համակարգի վնասմամբ, ցնցումներով, ինչը խեղդվելու վտանգ է պարունակում:

Գործնական նպատակների համար սուզումը համարվում է ~1,4 ATA-ի անվտանգության սահման, միջին ռիսկի սահմանաչափը ~1,6 ATA է: ∼2,4 ATA-ից բարձր ճնշման դեպքում երկար ժամանակ թթվածնային թունավորման հավանականությունը հակված է միասնության:

Այսպիսով, պարզապես բաժանելով 1.4 ATA թթվածնի սահմանափակող մակարդակը խառնուրդում թթվածնի մասնակի ճնշման վրա, կարելի է որոշել շրջակա միջավայրի առավելագույն անվտանգ ճնշումը և հաստատել, որ բացարձակապես անվտանգ է մաքուր թթվածին շնչելը (100%, 1 ATA): մինչև ~4 մետր խորություններում (!! !), սեղմված օդը (21%, 0.21 ATA) - մինչև ~57 մետր, ստանդարտ «Nitrox-32» 32% (0.32 ATA) թթվածնի պարունակությամբ մինչև ~ ~: 34 մետր. Նմանապես, դուք կարող եք հաշվարկել չափավոր ռիսկի սահմանները:

Նրանք ասում են, որ հենց այս երևույթն է իր անվան համար պարտական ​​«նիտրոքսին», քանի որ սկզբում այս բառը նշանակում էր շնչառական գազեր. իջեցվածթթվածնի պարունակությունը մեծ խորություններում աշխատելու համար՝ «ազոտով հարստացված», և միայն դրանից հետո այն սկսեց վերծանվել որպես «ազոտ-թթվածին» և նշանակել խառնուրդներ բարձրացվածթթվածնի պարունակությունը.

Պետք է հաշվի առնել, որ թթվածնի մասնակի ճնշման բարձրացումը ամեն դեպքում ազդում է նյարդային համակարգի և թոքերի վրա, և դրանք տարբեր տեսակի ազդեցություններ են։ Բացի այդ, էֆեկտը հակված է կուտակվելու մի շարք սուզումների ընթացքում: Կենտրոնական նյարդային համակարգի վրա ազդեցությունը հաշվի առնելու համար որպես հաշվառման միավոր օգտագործվում է «թթվածնի սահմանաչափ» հասկացությունը, որի օգնությամբ որոշվում են մեկ և ամենօրյա ազդեցության անվտանգ սահմանները։ Մանրամասն աղյուսակներ և հաշվարկներ կարելի է գտնել:

Բացի այդ, թթվածնի ճնշման բարձրացումը բացասաբար է անդրադառնում թոքերի վրա, այս երևույթը հաշվի առնելու համար օգտագործվում են «թթվածնի դիմացկունության միավորներ», որոնք հաշվարկվում են ըստ հատուկ աղյուսակների, որոնք կապում են թթվածնի մասնակի ճնշումը և «րոպեում միավորների» քանակը: Օրինակ, 1.2 ATA-ն մեզ տալիս է 1.32 OTU րոպեում: Անվտանգության ճանաչված սահմանաչափը օրական 1425 միավոր է:

Վերոնշյալից, մասնավորապես, պետք է պարզ լինի, որ մեծ խորություններում անվտանգ մնալու համար անհրաժեշտ է թթվածնի նվազեցված պարունակությամբ խառնուրդ, որն ավելի ցածր ճնշման դեպքում անտանելի է: Օրինակ, 100 մետր խորության վրա (11 ATA) խառնուրդում թթվածնի կոնցենտրացիան չպետք է գերազանցի 12% -ը, իսկ գործնականում այն ​​նույնիսկ ավելի ցածր կլինի: Նման խառնուրդը մակերեսի վրա շնչելն անհնար է։

Ազոտ

Ազոտը չի մետաբոլիզացվում օրգանիզմի կողմից և չունի ստորին սահման։ Ճնշման բարձրացման դեպքում ազոտը թունավոր ազդեցություն է ունենում նյարդային համակարգի վրա, որը նման է թմրամիջոցների կամ ալկոհոլի թունավորմանը, որը հայտնի է որպես «ազոտային նարկոզ»:

Գործողության մեխանիզմները ճշգրիտ պարզաբանված չեն, ազդեցության սահմանները զուտ անհատական ​​են և կախված են ինչպես օրգանիզմի բնութագրերից, այնպես էլ նրա վիճակից։ Այսպիսով, հայտնի է, որ այն ուժեղացնում է հոգնածության, կախազարդի, մարմնի բոլոր տեսակի դեպրեսիվ վիճակների ազդեցությունը, ինչպիսիք են մրսածությունը և այլն:

Թեթև թունավորման հետ համեմատվող վիճակի փոքր դրսևորումները հնարավոր են ցանկացած խորության վրա, կիրառվում է էմպիրիկ «մարտինի կանոնը», ըստ որի ազոտի ազդեցությունը համեմատելի է դատարկ ստամոքսի մեկ բաժակ չոր մարտինիի հետ յուրաքանչյուր 10 մետր խորության համար: որը վտանգավոր չէ և լավ տրամադրություն է հաղորդում։ Հերթական սուզվելու ժամանակ կուտակված ազոտը նույնպես ազդում է թեթև թմրամիջոցների և ալկոհոլի նման հոգեկանի վրա, ինչի ականատեսն ու մասնակիցն է հենց հեղինակը։ Այն արտահայտվում է վառ ու «թմրամոլ» երազներով, մասնավորապես՝ գործում է մի քանի ժամվա ընթացքում։ Եվ այո, ջրասուզակները մի քիչ թմրամոլ են: Ազոտ.

Վտանգը ներկայացված է ուժեղ դրսևորումներով, որոնք բնութագրվում են արագ աճով մինչև ադեկվատության ամբողջական կորուստ, կողմնորոշում տարածության և ժամանակի մեջ, հալյուցինացիաներ, որոնք կարող են հանգեցնել մահվան։ Մարդը կարող է հեշտությամբ շտապել դեպի խորքերը, քանի որ այնտեղ զով է կամ, իբր, այնտեղ ինչ-որ բան է տեսել, մոռանալ, որ ջրի տակ է և «խորը շնչել», դուրս թքել բերանին և այլն։ Ինքնին ազոտի ազդեցությունը մահացու կամ նույնիսկ վնասակար չէ, բայց սուզման պայմաններում դրա հետևանքները կարող են ողբերգական լինել: Հատկանշական է, որ ճնշման նվազմամբ այդ դրսեւորումները նույնքան արագ են անցնում, երբեմն բավական է միայն 2,.3 մետր բարձրանալ «կտրուկ սթափվելու» համար։

Մուտքի մակարդակի ռեկրեացիոն սուզման համար ընդունված խորություններում ուժեղ դրսևորման հավանականությունը (մինչև 18 մ, ~2,2 ATA) գնահատվում է որպես շատ ցածր: Ըստ առկա վիճակագրության, ծանր թունավորման դեպքերը բավականին հավանական են դառնում 30 մետր խորությունից (~3.2 ATA), իսկ հետո հավանականությունը մեծանում է ճնշման բարձրացման հետ: Միևնույն ժամանակ, անհատական ​​կայունություն ունեցող մարդիկ կարող են խնդիրներ չունենալ շատ ավելի մեծ խորության վրա:

Հակազդելու միակ միջոցը զուգընկերոջ մշտական ​​ինքնամոնիթորինգն ու հսկողությունն է՝ ազոտով թունավորման կասկածի դեպքում խորության անհապաղ նվազումով։ «Նիտրոքսի» օգտագործումը նվազեցնում է ազոտով թունավորվելու հավանականությունը, իհարկե, թթվածնի պատճառով խորության սահմաններում։

Հելիում և այլ գազեր

Տեխնիկական և մասնագիտական ​​սուզման մեջ օգտագործվում են նաև այլ գազեր, մասնավորապես՝ հելիում։ Հայտնի են ջրածնի և նույնիսկ նեոնի օգտագործման օրինակներ խորը խառնուրդներում։ Այս գազերը բնութագրվում են հագեցվածության/հագեցման բարձր արագությամբ, հելիումի թունավոր ազդեցությունները նկատվում են 12 ATA-ից բարձր ճնշման դեպքում և, պարադոքսալ կերպով, կարող են փոխհատուցվել ազոտով: Այնուամենայնիվ, դրանք լայնորեն չեն օգտագործվում բարձր արժեքի պատճառով, ուստի սովորական ջրասուզակի համար գործնականում անհնար է հանդիպել դրանց հետ, և եթե ընթերցողին իսկապես հետաքրքրում են նման հարցեր, ապա նա արդեն կարիք ունի մասնագիտական ​​գրականության, այլ ոչ թե այդքան համեստ: վերանայում.

Ցանկացած խառնուրդ օգտագործելիս հաշվարկի տրամաբանությունը մնում է նույնը, ինչ վերը նկարագրված է, օգտագործվում են միայն գազի հատուկ սահմաններ և պարամետրեր, իսկ խորը տեխնիկական սուզումների համար սովորաբար օգտագործվում են մի քանի տարբեր կոմպոզիցիաներ. դեկոպրեսիայի հետ փուլային ճանապարհով, այս գազերի բաղադրությունը օպտիմիզացված է վերը նկարագրված մարմնում դրանց շարժման տրամաբանության հիման վրա:

Գործնական եզրակացություն

Այս թեզերի ըմբռնումը հնարավորություն է տալիս իմաստավորել դասընթացներում տրված բազմաթիվ սահմանափակումներ և կանոններ, ինչը բացարձակապես անհրաժեշտ է ինչպես հետագա զարգացման, այնպես էլ դրանց ճիշտ խախտման համար։

Nitrox-ը խորհուրդ է տրվում օգտագործել սովորական սուզվելու ժամանակ, քանի որ այն նվազեցնում է ազոտի բեռը մարմնի վրա, նույնիսկ եթե դուք ամբողջությամբ մնաք հանգստի սուզման սահմաններում, սա ավելի լավ զգացողություն է, ավելի զվարճալի, ավելի քիչ հետևանքներ: Այնուամենայնիվ, եթե դուք պատրաստվում եք խորը սուզվել և հաճախակի, ապա պետք է հիշել ոչ միայն դրա առավելությունների, այլև հնարավոր թթվածնային թունավորման մասին։ Միշտ անձամբ ստուգեք թթվածնի մակարդակը և որոշեք ձեր սահմանները:

Ազոտի թունավորումը ամենահավանական խնդիրն է, որին կարող եք հանդիպել, միշտ ուշադիր եղեք ձեր և ձեր զուգընկերոջ նկատմամբ:

Առանձին-առանձին, ես կցանկանայի ուշադրություն հրավիրել այն փաստի վրա, որ այս տեքստը կարդալը չի ​​նշանակում, որ ընթերցողը յուրացրել է տեղեկատվության ամբողջական փաթեթը դժվար սուզումների ժամանակ գազերի հետ աշխատանքը հասկանալու համար: Գործնական կիրառման համար սա լիովին անբավարար է: Սա ընդամենը մեկնարկային կետ է և հիմնական հասկացողություն, ոչ ավելին:

(Վերջին սյունակը ցույց է տալիս O 2 պարունակությունը, որից կարող է վերարտադրվել ծովի մակարդակի համապատասխան մասնակի ճնշումը (100 մմ Hg = 13,3 կՊա)

Բրինձ. 4. Բարձրություն բարձրանալիս թթվածնի անբավարարության ազդեցության գոտիները

3. Թերի փոխհատուցման գոտի (վտանգի գոտի).Այն իրականացվում է 4000 մ-ից մինչև 7000 մ բարձրությունների վրա, չհարմարվող մարդկանց մոտ զարգանում են տարբեր խանգարումներ։ Երբ գերազանցվում է անվտանգության սահմանը (անհանգստության շեմը), ֆիզիկական կատարողականությունը կտրուկ նվազում է, որոշումներ կայացնելու կարողությունը թուլանում է, արյան ճնշումը նվազում է, գիտակցությունը աստիճանաբար թուլանում է. հնարավոր մկանային ցնցումներ. Այս փոփոխությունները շրջելի են։

4. Կրիտիկական գոտի.Սկսվում է 7000 մ և բարձրությունից։ P A O 2-ը նվազում է կրիտիկական շեմ - դրանք. դրա ամենացածր արժեքը, որի դեպքում հյուսվածքային շնչառությունը դեռ կարող է իրականացվել: Ըստ տարբեր հեղինակների, այս ցուցանիշի արժեքը տատանվում է 27-ից 33 մմ Hg-ի սահմաններում: Արվեստ. (Վ.Բ. Մալկին, 1979): Կենտրոնական նյարդային համակարգի պոտենցիալ մահացու խանգարումները տեղի են ունենում շնչառական և վազոմոտորային կենտրոնների արգելակման, անգիտակից վիճակի զարգացման և ցնցումների տեսքով: Կրիտիկական գոտում կյանքի պահպանման համար որոշիչ նշանակություն ունի թթվածնի պակասի տեւողությունը։ Ներշնչված օդում RO 2-ի արագ աճը կարող է կանխել մահը:

Այսպիսով, ներշնչված օդում թթվածնի նվազեցված մասնակի ճնշման ազդեցությունը մարմնի վրա բարոմետրիկ ճնշման անկման պայմաններում չի իրականացվում անմիջապես, բայց մոտ 2000 մ բարձրությանը համապատասխանող ռեակցիայի որոշակի շեմին հասնելուց հետո (նկ. 5).

Նկ.5. Օքսիհեմոգլոբինի (Hb) և օքսիմյոգլոբինի (Mb) տարանջատման կորեր

S-ձևավորվածայս կորի կոնֆիգուրացիան, պայմանավորված հեմոգլոբինի մեկ մոլեկուլը կապում է չորս թթվածնի մոլեկուլկարևոր դեր է խաղում արյան մեջ թթվածնի տեղափոխման գործում: Արյան կողմից թթվածնի կլանման գործընթացում PaO 2-ը մոտենում է 90-95 մմ Hg-ին, որի դեպքում հեմոգլոբինի հագեցվածությունը թթվածնով կազմում է մոտ 97%: Միևնույն ժամանակ, քանի որ նրա աջ մասում օքսիհեմոգլոբինի դիսոցման կորը գրեթե հորիզոնական է՝ PaO 2-ի անկմամբ 90-ից մինչև 60 մմ Hg միջակայքում: Արվեստ. հեմոգլոբինի հագեցվածությունը թթվածնով շատ չի նվազում՝ 97-ից 90%: Այսպիսով, այս հատկանիշի շնորհիվ PaO 2-ի անկումը նշված միջակայքում (90-60 մմ Hg) միայն փոքր-ինչ կազդի արյան թթվածնով հագեցվածության վրա, այսինքն. հիպոքսեմիայի զարգացման վրա. Վերջինս կավելանա PaO 2 ստորին սահմանը՝ 60 մմ Hg հաղթահարելուց հետո։ Արվեստ., երբ օքսիհեմոգլոբինի տարանջատման կորը հորիզոնականից վերածվում է ուղղահայաց դիրքի: 2000 մ բարձրության վրա PaO 2-ը 76 մմ Hg է: Արվեստ. (10,1 կՊա):

Բացի այդ, PaO 2-ի անկումը և թթվածնով հեմոգլոբինի հագեցվածության խախտումը մասամբ կփոխհատուցվի օդափոխության բարձրացմամբ, արյան հոսքի արագության բարձրացմամբ, կուտակված արյան մոբիլիզացմամբ և արյան թթվածնի պաշարի օգտագործմամբ:

Հիպոբարիկ հիպոքսիկ հիպոքսիայի առանձնահատկությունը, որը զարգանում է լեռներում բարձրանալիս, ոչ միայն հիպոքսեմիա, Ինչպես նաեւ հիպոկապնիա (ալվեոլների փոխհատուցվող հիպերվենտիլացիայի հետևանք): Վերջինս որոշում է կազմավորումը գազային ալկալոզ համապատասխանի հետ Օքսիհեմոգլոբինի դիսոցացման կորի տեղաշարժը դեպի ձախ . Նրանք. նկատվում է թթվածնի նկատմամբ հեմոգլոբինի հակվածության աճ, ինչը նվազեցնում է վերջինիս հոսքը դեպի հյուսվածքներ։ Բացի այդ, շնչառական ալկալոզը հանգեցնում է ուղեղի իշեմիկ հիպոքսիայի (ուղեղային անոթների սպազմ), ինչպես նաև ներանոթային հզորության բարձրացման (սոմատիկ զարկերակների լայնացում): Նման լայնացման արդյունքը ծայրամասում արյան պաթոլոգիական նստվածքն է, որն ուղեկցվում է համակարգային (BCC-ի և սրտի արտադրանքի անկում) և օրգանների (միկրոշրջանառության խանգարում) արյան հոսքի խախտմամբ։ Այսպիսով, հիպոբարիկ հիպոքսիկ հիպոքսիայի էկզոգեն մեխանիզմ, ներշնչվող օդում թթվածնի մասնակի ճնշման նվազման պատճառով կլրացվի հիպոքսիայի էնդոգեն (հեմիկ և շրջանառու) մեխանիզմներ, որը կորոշի մետաբոլիկ acidosis-ի հետագա զարգացումը(նկ. 6):

Նորմալ պայմաններում մարդը սովորական օդ է շնչում, որն ունի համեմատաբար հաստատուն բաղադրություն (Աղյուսակ 1): Արտաշնչված օդը միշտ պարունակում է ավելի քիչ թթվածին և ավելի շատ ածխաթթու գազ: Ալվեոլային օդում ամենաքիչ թթվածինը և ամենաշատ ածխաթթու գազը: Ալվեոլային և արտաշնչված օդի բաղադրության տարբերությունը բացատրվում է նրանով, որ վերջինս իրենից ներկայացնում է մահացած տիեզերական օդի և ալվեոլային օդի խառնուրդ։

Ալվեոլային օդը մարմնի ներքին գազային միջավայրն է: Զարկերակային արյան գազային բաղադրությունը կախված է նրա բաղադրությունից։ Կարգավորող մեխանիզմները պահպանում են ալվեոլային օդի բաղադրության կայունությունը։ Հանգիստ շնչառության ժամանակ ալվեոլային օդի բաղադրությունը քիչ է կախված ներշնչման և արտաշնչման փուլերից: Օրինակ, ածխածնի երկօքսիդի պարունակությունը ինհալացիայի վերջում ընդամենը 0,2-0,3% -ով պակաս է, քան արտաշնչման վերջում, քանի որ յուրաքանչյուր շնչառության ընթացքում թարմացվում է ալվեոլային օդի միայն 1/7-ը: Բացի այդ, այն անընդհատ հոսում է ներշնչման և արտաշնչման ժամանակ, ինչն օգնում է հավասարեցնել ալվեոլային օդի կազմը։ Խորը շնչով մեծանում է ալվեոլային օդի բաղադրության կախվածությունը ներշնչումից և արտաշնչումից։

Աղյուսակ 1. Օդի բաղադրությունը (%)

Թոքերում գազի փոխանակումն իրականացվում է ալվեոլային օդից թթվածնի (օրական մոտ 500 լիտր) արյան մեջ թթվածնի, իսկ արյունից ածխածնի երկօքսիդի (օրական մոտ 430 լիտր) օդի մեջ տարածման արդյունքում։ Դիֆուզիան առաջանում է ալվեոլային օդում այդ գազերի մասնակի ճնշման տարբերության և արյան մեջ դրանց լարվածության պատճառով։

Գազի մասնակի ճնշում՝ հայեցակարգ և բանաձև

Մասնակի ճնշման գազգազային խառնուրդում գազի տոկոսի և խառնուրդի ընդհանուր ճնշման համամասնությամբ.

Օդի համար՝ P մթնոլորտային = 760 մմ Hg: Արվեստ.; Թթվածնով = 20,95%:

Դա կախված է գազի բնույթից: Մթնոլորտային օդի ողջ գազային խառնուրդը վերցված է 100%, այն ունի 760 մմ Hg ճնշում։ Արտ., իսկ գազի մի մասը (թթվածինը՝ 20,95%) վերցվում է որպես X.Ուստի օդային խառնուրդում թթվածնի մասնակի ճնշումը 159 մմ Hg է։ Արվեստ. Ալվեոլային օդում գազերի մասնակի ճնշումը հաշվարկելիս պետք է հաշվի առնել, որ այն հագեցած է ջրային գոլորշով, որի ճնշումը 47 մմ ս.ս. է. Արվեստ. Հետևաբար, գազային խառնուրդի մասնաբաժինը, որը ալվեոլային օդի մասն է, ունի ոչ 760 մմ Hg ճնշում: Արվեստ, և 760 - 47 \u003d 713 մմ Hg: Արվեստ. Այս ճնշումը ընդունվում է որպես 100%: Այստեղից հեշտ է հաշվարկել, որ թթվածնի մասնակի ճնշումը, որը պարունակվում է ալվեոլային օդում 14,3% չափով, հավասար կլինի 102 մմ Hg։ Արվեստ.; համապատասխանաբար, ածխաթթու գազի մասնակի ճնշման հաշվարկը ցույց է տալիս, որ այն հավասար է 40 մմ Hg: Արվեստ.

Ալվեոլային օդում թթվածնի և ածխածնի երկօքսիդի մասնակի ճնշումն այն ուժն է, որով այդ գազերի մոլեկուլները հակված են ալվեոլային թաղանթով ներթափանցել արյուն։

Գազերի դիֆուզիան պատնեշի միջով ենթարկվում է Ֆիկի օրենքին. Քանի որ մեմբրանի հաստությունը և դիֆուզիոն տարածքը նույնն են, դիֆուզիոն կախված է դիֆուզիոն գործակիցից և ճնշման գրադիենտից.

Q գազ- հյուսվածքի միջով անցնող գազի ծավալը միավոր ժամանակում. Ս - հյուսվածքի տարածք; DK- գազի դիֆուզիոն գործակիցը; (P 1, - P 2) - գազի մասնակի ճնշման գրադիենտ; T-ն հյուսվածքային պատնեշի հաստությունն է:

Եթե ​​հաշվի առնենք, որ դեպի թոքեր հոսող ալվեոլային արյան մեջ թթվածնի մասնակի լարվածությունը կազմում է 40 մմ Hg։ Արվեստ, իսկ ածխածնի երկօքսիդը `46-48 մմ Hg: Արվեստ., ապա ճնշման գրադիենտը, որը որոշում է թոքերի մեջ գազերի դիֆուզիան, կլինի՝ թթվածնի համար 102 - 40 = 62 մմ Hg: Արվեստ.; ածխածնի երկօքսիդի համար 40 - 46 (48) \u003d մինուս 6 - մինուս 8 մմ Hg: Արվեստ. Քանի որ ածխածնի երկօքսիդի ցրված գործակիցը 25 անգամ ավելի մեծ է, քան թթվածինը, ածխաթթու գազը մազանոթներից ավելի ակտիվ է թողնում ալվեոլներ, քան թթվածինը հակառակ ուղղությամբ:

Արյան մեջ գազերը գտնվում են լուծարված (ազատ) և քիմիապես կապված վիճակում։ Դիֆուզիան ներառում է միայն լուծարված գազի մոլեկուլներ: Հեղուկի մեջ լուծվող գազի քանակությունը կախված է.

• հեղուկի կազմի վրա;
• գազի ծավալը և ճնշումը հեղուկում;
• հեղուկ ջերմաստիճան;
• ուսումնասիրվող գազի բնույթը.

Որքան բարձր է տվյալ գազի ճնշումը և ջերմաստիճանը, այնքան գազը լուծվում է հեղուկում։ 760 մմ Hg ճնշման դեպքում: Արվեստ. իսկ 38 ° C ջերմաստիճանում, 2,2% թթվածին և 5,1% ածխածնի երկօքսիդ լուծվում է 1 մլ արյան մեջ:

Հեղուկի մեջ գազի տարրալուծումը շարունակվում է այնքան ժամանակ, մինչև ձեռք բերվի դինամիկ հավասարակշռություն լուծվող և գազային միջավայր դուրս եկող գազի մոլեկուլների քանակի միջև: Այն ուժը, որով լուծված գազի մոլեկուլները ձգտում են դուրս գալ գազային միջավայր, կոչվում է. գազի ճնշումը հեղուկում.Այսպիսով, հավասարակշռության դեպքում գազի ճնշումը հավասար է հեղուկի գազի մասնակի ճնշմանը:

Եթե ​​գազի մասնակի ճնշումը ավելի բարձր է, քան նրա լարումը, ապա գազը կլուծվի: Եթե ​​գազի մասնակի ճնշումը ցածր է իր լարումից, ապա գազը լուծույթից դուրս կգա գազային միջավայր:

Թոքերում թթվածնի և ածխաթթու գազի մասնակի ճնշումը և լարվածությունը տրված է Աղյուսակում: 2.

Աղյուսակ 2. Թոքերում թթվածնի և ածխածնի երկօքսիդի մասնակի ճնշումը և լարվածությունը (մմ Hg-ով)

Թթվածնի դիֆուզիան ապահովվում է ալվեոլներում և արյան մեջ մասնակի ճնշման տարբերությամբ, որը հավասար է 62 մմ ս.ս.-ի։ Արվեստ., իսկ ածխածնի երկօքսիդի համար դա ընդամենը մոտ 6 մմ Hg է: Արվեստ. Փոքր շրջանի մազանոթներով արյան հոսքի ժամանակը (միջինը 0,7 վրկ) բավարար է մասնակի ճնշման և գազի լարվածության գրեթե ամբողջական հավասարեցման համար. թթվածինը լուծվում է արյան մեջ, իսկ ածխաթթու գազը անցնում է ալվեոլային օդ: Ածխածնի երկօքսիդի անցումը ալվեոլային օդի համեմատաբար փոքր ճնշման տարբերությամբ բացատրվում է այս գազի թոքերի բարձր դիֆուզիոն հզորությամբ: