Вплив на організм атмосферного тиску

Повітря має масу і вагу, гравітаційне поле робить повітряні маси біля поверхні землі найбільш щільними, отже, повітря має найбільший тиск. Із підняттям на висоту щільність і тиск повітря зменшуються. Якщо на рівні моря 1 м³ повітря важить 1293 мг, то на висоті 20 км його вага становить лише 64 мг, тобто при однаковому відсотковому вмісті кисню його вагова концентрація на висоті 20 км приблизно у 20 разів менше, ніж на рівні моря.

На поверхні землі коливання атмосферного тиску пов'язані з погодними умовами і не перевищують 4 - 10 мм рт. ст. Однак можливі істотні підвищення і зниження атмосферного тиску, які здатні привести до несприятливих змін в організмі.

Знижений атмосферний тисксприяє розвитку у людей симптомокомплексу, відомого під назвою «висотна хвороба». «Висотна хвороба» може виникати при швидкому піднятті на висоту і, як правило, трапляється у льотчиків та альпіністів у разі відсутності заходів, що захищають від впливу зниженого атмосферного тиску. Висотна хвороба виникає у результаті зниження парціального тиску кисню у повітрі, яке вдихується, що призводить до кисневого голодування тканин. Парціальний тиск – це тиск одного із газів газової суміші у певному об’ємі, якби він займав цей об’єм один. Парціальний тиск кисню у атмосферному повітрі становить

= 760 х 20,9/100 158,8 мм рт.ст.

Парціальний тиск водяної пари у альвеолярному повітрі завжди більш менш сталий – 47 мм рт.ст. Концентрація кисню у альвеолах не перевищує 14,5 %, тобто парціальний тиск цього газу дорівнює

= (760 – 47) х 14,5/100 103 мм рт.ст.

Парціальний тиск кисню у венозній крові становить 40 мм рт.ст. Саме різниця у парціальних тисках кисню у альвеолярному повітрі і веозній крові забезпечує газообмін шляхом простої діфузії через альвеолярну мембрану.

Слід також зазначити, що крім кисню у альвеолярноу повітрі завжди присутні приблизно 5 % СО₂ (39 мм рт.ст.). Внаслідок цього при піднятті угору парціальний тиск кисню зменшується швидше, ніж атмосферний тиск. Тому на певній висоті (приблизно 15 км), де парціальний тиск кисню буде дорівнювати або меншим сумарного парціального тиску у альвеоалах водяної пари та вуглекислоти, кисню у альвеолярному повітрі не буде зовсім. У реальності кисневе голодування починає відчуватися же на висоті 4 км і вище.

Із зниженням парціального тиску кисню зменшується насиченість киснем гемоглобіну з порушенням постачання кисню клітинам. Резерв кисню в організмі не перевищує 0,9 л і визначається кількістю розчиненого в плазмі крові кисню. Цього резерву досить лише на 5-6 хв життя, після чого стрімко розвиваються явища кисневої недостатності. До кисневого голодування найбільш чутливі мозкові клітини, тому що кора головного мозку споживає кисню у 30 разів більше на одиницю маси, ніж всі інші тканини. Мозкові клітини гинуть раніше, ніж падає тонус грудних м'язів, коли ще можливі дихальні рухи. Перші симптоми кисневої недостатності визначаються при піднятті на висоту 3000 м без кисневого приладу.

У процесі поступової адаптації до зниженого атмосферного тиску в організмі розвиваються компенсаторно-пристосувальні механізми (збільшення числа еритроцитів, підвищення рівня гемоглобіну, зміна окисних процесів в організмі і т.д.), що дозволяють зберегти здоров'я і працездатність, що можна спостерігати у жителів високогірних районів Дагестану, Паміру, Перу, де селища розташовані на висоті 2500- 4500 м над рівнем моря.

Підвищений атмосферний тискє основним виробничим фактором при будівництві підводних тунелів, метро, при проведенні водолазних робіт і т.д.

Для проведення робіт під водою або під землею в ґрунтах, насичених водою, споруджуються особливі робочі камери - кесони. Кесон заповнюється стисненим повітрям, що витісняє воду з робочого простору. На тиск стовпа в 1 атм. у кесоні підвищується тиск на 1 атм. більше звичайного атмосферного тиску (1 аті.). У виробничих умовах залежно від заглиблення кесона додатковий тиск становить від 0,2 до 4 атм. При роботі в кесонах відзначають 3 періоди: період компресії, тобто період опускання в кесон, коли відбувається поступове збільшення тиску більше звичайного, період роботи в кесоні в умовах підвищеного тиску і період декомпресії, коли відбувається підняття робітників на поверхню землі, тобто вихід із зони підвищеного в зону нормального атмосферного тиску. Період компресії і другий період перебування робітників у кесонах або водолазів під водою (в умовах підвищеного атмосферного тиску), при дотриманні правил безпеки переносяться без яких-небудь виражених неприємних відчуттів. У зоні підвищеного атмосферного тиску відбувається насичення крові і тканин організму газами повітря, головним чином азотом. Це насичення триває до вирівнювання парціального тиску азоту в повітрі з парціальним тиском азоту в тканинах.

Швидше за все насичується кров, повільніше – жирова тканина. У той самий час жирова тканина насичується азотом в 5 разів більше, ніж кров або інші тканини. Загальна кількість азоту, розчиненого в організмі під підвищеним атмосферним тиском, може досягати 4-6 л порівняно з 1 л розчиненого при нормальному тиску.

При швидкому переході із зони підвищеного атмосферного тиску в зону нормального порушуються процеси десатурації азоту із тканин і рідин організму. Швидкість десатурації азоту з різних тканин не однакова, наприклад, слабко васкуляризована жирова тканина повільно віддає азот.

При швидкій декомпресії створюється більша різниця між парціальним тиском азоту в альвеолярному повітрі і парціальним тиском азоту, розчиненого в тканинах організму. Азот не встигає виділитися через легені і залишається в крові та тканинах у вигляді пухирців. Небезпека газової емболії виникає тоді, коли парціальний тиск азоту в тканинах буде вище парціального тиску азоту в альвеолярному повітрі більш ніж у 2 рази. Газова емболія призводить до тяжкого професійного захворювання - кесонної хвороби. Тяжкість і симптоматика кесонної хвороби визначаються локалізацією і масивністю закупорення судин газовими емболами. У результаті повільної десатурації жирової тканини частіше вражаються тканини з більшим вмістом ліпідів - центральна і периферична нервова система, підшкірна жирова клітковина, кістковий мозок, суглоби.

Розроблено різноманітні інженерно-технічні, санітарно-гігієнічні й лікувальні заходи, що попереджають виникнення кесонної хвороби.

Поиск по сайту: