НАСЫЩЕНИЕ ОРГАНИЗМА АЗОТОМ
<<---
--->>
ДЕЙСТВИЕ АЗОТА на
ЦЕНТРАЛЬНУЮ НЕРВНУЮ СИСТЕМУ
При спусках водолазов под
воду или в барокамере с использованием для дыхания воздуха на организм
водолаза помимо повышенного парциального давления азота действует
также повышенное парциальное давление кислорода. Ежеминутно через
альвеолы при дыхании воздухом проходит 250— 350 мл кислорода в состоянии
покоя и до 4500-5000 мл во время работы. При пребывании в воздушной
среде в условиях нормального давления насыщение кислородом гемоглобина
не достигает 100 %, а колеблется между 90,5 и 99,9 % вследствие
шунтирования венозной крови в сосудах легких. Однако достаточно повысить
парциальное давление кислорода во внешней среде на 0,1 кгс/см2, чтобы
гемоглобин стал полностью насыщенным кислородом.
В процессе водолазного
спуска поступление кислорода в организм происходит не только с помощью
оксигемоглобина, но также за счет значительного дополнительного
физического растворения кислорода в плазме крови. Этот процесс
осуществляется в зависимости от величины парциального давления кислорода
в альвеолярном воздухе (закон Генри — Дальтона). Таким образом,
дополнительное поступление кислорода в организм в гипербарических
условиях происходит так же, как и транспорт кровью индифферентных газов.
Однако главным и весьма существенным отличием динамики распределения
кислорода в организме является тот факт, что кислород постоянно
потребляется в клеточных структурах организма и обратно из них в кровь
не поступает (исключение из этого правила возможно в условиях снижения
давления).
Известно, что 1 г чистого гемоглобина крови связывает 1,39 см3
кислорода, превращаясь в оксигемоглобин. При содержании в 1 л крови 150
г гемоглобина в химической связи с ним находится 201 см3 кислорода, а в
5 л крови - 1005 см3. Физически растворенного кислорода в 1 л крови
содержится всего 3 см3, а в 5 л — 15 см3. Учитывая то, что потребление
кислорода человеком в покое составляет 225—250 см3 в 1 мин, физически
растворенного кислорода для его доставки тканям явно недостаточно, а на
долю гемоглобина приходится доставка не менее 210—253 см3 в минуту.
При повышении парциального давления кислорода во внешней среде
изменяется кислородный режим организма. При парциальном давлении
кислорода 3 кгс/см2 (абс.), т.е. при повышении его содержания во внешней
среде в 15 раз по сравнению с воздухом, количество растворенного в
плазме кислорода достигает 6 об.% (15 см3 • 15 = 225 см3), что
соответствует артериовенозной разнице и обеспечивает потребности
организма без участия оксигемоглобина, который перестает диссоциировать.
Пребывание в гипероксической среде приводит к увеличению напряжения
кислорода в жидких средах организма: плазма крови — межтканевая
жидкость — внутриклеточная среда. Кислородная емкость жидких сред
увеличивается, поскольку возросший кислородный поток из крови превышает
потребление кислорода в тканях. Венозная кровь артериализуется.
Соотношение поступления кислорода и его потребления в разных тканях
организма варьирует весьма значительно. Процесс проникновения кислорода
из внешней среды в организм человека физиологически организован
посредством систем внешнего дыхания, кровообращения, крови и тканевого
дыхания так, чтобы избежать кислородного голодания при возможных
условиях и формах деятельности организма. В отличие от гипоксии
гипероксия является новым биологическим фактором, не встречавшимся в
филогенезе, и поэтому на избыточное проникновение кислорода не
выработана специальная система регуляции. Ответная неспецифическая
реакция, наступающая в условиях гипероксии, может рассматриваться как
результат отраженной регуляции гипероксии — выключения постоянно
действующего в обычных условиях «гипоксического управления».
Избыточно растворенный кислород, действуя на сосудистые и тканевые
рецепторы, выступает как агент, вызывающий функциональную денервацию
регуляторной системы, заставляя организм довольствоваться одним «гиперкапническим
управлением». Кислород под давлением 2—3 кгс/см2 оказывает не только
рефлекторное, но и прямое угнетающее влияние на дыхательный центр. В
итоге всех воздействий снижается уровень функционирования внешнего
дыхания (урежение и углубление дыхания, снижение легочной вентиляции),
общей гемодинамики (брадикардия, снижение сердечного выброса, сужение
сосудов, повышение периферического сопротивления, уменьшение скорости
кровотока, депонирование крови), регионарной гемодинамики (сужение
мозговых сосудов и замедление кровотока) и системы крови (эритропения,
лимфопения). Все эти сдвиги, а также наступающая артериализация венозной
крови приводят к затруднению выведения углекислого газа, росту его
напряжения, а также содержания водородных ионов в крови, тканях и
органах, в том числе в дыхательном центре.
Гиперкапния, в свою очередь,
активизирует функцию внешнего дыхания и гемодинамики, способствуя
частичному восстановлению этих функций. Наступающее в гипероксической
среде снижение функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем есть
явление рефлекторное, нервное, указывающее на избыток кислорода в крови
и на то, что более энергичная его доставка в тело становится излишней.
Эту реакцию следует рассматривать как приспособительную, компенсаторную,
направленную на то, чтобы уменьшить гуморальную генерализацию в
организме избыточно растворенного кислорода, выступающего при
определенных значениях его парциального давления как патогенное начало.
При водолазных спусках с использованием для дыхания воздуха
патологическая реакция организма, связанная с действием повышенного
парциального давления кислорода, как правило, не наступает.