- кесонна хвороба
- смертоносні бульбашки
- Повітряні «бомби» в зубних пломбах
- Нервовий синдром високого тиску
- азотний наркоз
- кисневе отруєння
- небезпечні професії
- відстрочена небезпека
25/06/2015
Ми живемо на дні повітряного океану, щомиті відчуваючи на собі тиск гігантського повітряного стовпа. Проте людський організм дивним чином пристосувався до такого гніту і тиск 1 бар вважається нормальним. Однак відхилення від норми можуть призвести до відчутним дискомфортом, а в ряді випадків і незворотними наслідками. Що ж відбувається з нашим тілом при зміні тиску?
кесонна хвороба
На вершині Евересту (8848 м) атмосферний тиск знижується на дві третини, але при зануренні у воду на ту ж глибину зростає в 885 разів! Справа в тому, що вода приблизно в 775 разів важчий за повітря, тому різниця в тиску води помітно відчутніше. Тиск на дні рідинного стовпа визначається його вистій, щільністю рідини і силою тяжіння. У морській воді тиск зростає приблизно на 1 атм через кожні 10 м спуску, тому на глибині 30 м нирець відчуває тиск 4 бари (1 бар тиску на поверхні + 3 бари підводного тиску). При різкому повернення після впливу високого тиску в умови звичайного атмосферного тиску виникає кесонна хвороба, яка характеризується появою свербежу, сильним болем у суглобах і м'язах. У найбільш серйозних випадках водолази після довгого перебування на великій глибині при різкому підйомі відчували запаморочення, потім наступали параліч, втрата свідомості і смерть. І все це в лічені хвилини!
смертоносні бульбашки
Якщо занадто швидко підніматися на поверхню з великої глибини, то гази, розчинені в крові і тканинах, вивільняються в формі бульбашок. Сформувавшись, вони продовжують рости за рахунок нових порцій газу, розростаючись до таких розмірів, при яких здатні закупорити судини (газова емболія). Це перешкоджає надходженню крові до тканин, викликаючи брак кисню і поживних речовин, що може стати причиною загибелі клітин. Крім того, повітряні бульбашки можуть активізувати роботу клітин крові, що реагують на приплив повітря, наприклад тромбоцитів, які беруть участь в утворенні тромбів. І нарешті, утворення бульбашок усередині тканин може призвести до деформації або їх розриву. Професійні нирці на своєму досвіді випробували симптоми впливу цих підступних бульбашок. Коли великі бульбашки застряють в капілярах легких, скорочується площа дихальної поверхні, що призводить до перебоїв з диханням, викликаючи відчуття, подібні з такими при асфіксії. Порушення рівноваги виникає через ураження вестибулярного апарату. Порушення кровопостачання нервових структур - головного і спинного мозку, призводить до минущих або стійких порушень функції у вигляді парезів або паралічів, чутливих порушень, розладів мови і ін.
Читайте також: Людина і космос
Повітряні «бомби» в зубних пломбах
Скорочення обсягу газу на глибині і розширення при підйомі має величезне значення для нирців. Знаходяться в порожнинах людського організму гази стискаються під впливом тиску і «розчиняються» в рідинах. Стиснення повітря в легенях, вухах і різних пазухах проявляється безліччю вкрай неприємних наслідків. Повітря повинен надходити в легені під тиском, ідентичним тиску навколишнього середовища, інакше вони можуть «вибухнути». При зміні тиску з'являється біль у вухах через виниклу різницю тиску у внутрішньому і середньому вусі. Якщо стиснення відбудеться дуже швидко і людина не встигне зрівняти тиск в середньому вусі з зовнішнім, це може привести до розриву барабанних перетинок. А якщо в зубної пломбі застряг повітряний пухирець, то при стисненні повітря на глибині в пломбі або зубі може статися імплозія, тобто вибух, спрямований всередину. На великій висоті виникає прямо протилежна небезпека: при низькому тиску зуб з бульбашкою повітря всередині може розірватися.
Нервовий синдром високого тиску
Під тиском 21 бар, що відповідає глибині 200 м, у людей розвивається нервовий синдром високого тиску (НСВД), в просторіччі званий «трясучка». Як випливає з назви, це нервовий розлад проявляється тремтінням, запамороченням, нудотою і короткочасними періодами відключення уваги - так званим мікросном. НСВД ставить межу глибини, на яку може зануритися нирець в природному середовищі. На Геліокс (киснево-гелієва суміш) ця межа становить 200-250 м. Однак на інших спеціальних дихальних сумішах (наприклад, трімікс - киснево-гелієва суміш з додаванням невеликої кількості азоту) людина може витримати глибину до 450 м у відкритому морі і до 600 м в компресійної камері. Нижня безпечна межа для занурень на стислому повітрі становить близько 30 м. Визначають її містяться в дихальної суміші гази, оскільки під тиском азот і кисень стають токсичними. Стисненим повітрям не можна користуватися на глибині нижче 30 м через небезпеку азотного наркозу. У нирців, які дихають стисненим повітрям, бульбашки в крові утворює насамперед азот, оскільки вміст вуглекислого газу вкрай низька, а кисень швидко споживається тканинами.
азотний наркоз
Під тиском в кілька атмосфер азот викликає інтоксикацію організму, що нагадує алкогольне сп'яніння. Симптоми з'являються не відразу, що особливо небезпечно. Водолази в міру занурення переймаються ілюзорною упевненістю у власних силах, одночасно втрачаючи дієздатність. З'являються недоречна ейфорія, підвищене збудження, відрив від реальності, втрата координації, ірраціональна поведінка. Відомі випадки, коли знаходяться в стані азотного сп'яніння нирці пропонували свій загубник пропливає повз рибі. У легкій формі азотна інтоксикація (так званий азотний наркоз) виникає на глибині 50 м. У міру збільшення глибини симптоми посилюються, і після 90 м настає втрата свідомості. Дія азотного наркозу закінчується відразу ж після спливання при зниженні тиску з 10 до 5 атм. При частих зануреннях організм адаптується до впливу азоту, але, тим не менш, азотний наркоз став причиною загибелі безлічі нирців, що зважилися зануритися на глибину 50 м. Саме через азотної інтоксикації рекомендована глибина занурення на стисненому повітрі не повинна перевищувати 30 м.
кисневе отруєння
Чистий кисень - токсична речовина, і під тиском його токсичність тільки зростає. Більшість людей можуть спокійно дихати чистим киснем під тиском 1 атм до 12 год без всяких згубних наслідків. Але вже через добу починається роздратування легенів, викликане прогресуючим руйнуванням клітин, що вистилають стінки альвеол. Першою ознакою нездужання стає кашель, але в особливо важких випадках можливі порушення дихання, скупчення рідини в легенях і навіть капілярна кровотеча, в результаті якого легені наповнюються кров'ю. При тиску 2 атм людина з часом починає відчувати запаморочення і нудоту, іноді може виникнути параліч кінцівок. Через кілька годин (а при фізичній втомі і раніше) починаються конвульсії, схожі на епілептичний припадок. Іноді вони бувають настільки сильними, що призводять до переломів кісток. Чим вище тиск, тим швидше виникають припадки. Під тиском 7 атм дихати чистим киснем можна протягом не більше 5 хв, після чого починаються судоми. Цікаво, що під таким тиском кисень перестає бути газом без смаку і запаху, а стає кисло-солодким, нагадуючи, за свідченнями очевидців, «розбавлені чорнило з дрібкою цукру» або «видохлося імбирне пиво».
небезпечні професії
Навіть після короткочасного перебування на глибині підніматися на поверхню необхідно повільно, щоб організм встиг адаптуватися до зміни тиску. Водолазам на нафтових платформах, що займаються укладанням і ремонтом трубопроводів, доводиться по кілька тижнів проводити на океанському дні. Навіть при використанні Геліокс, після занурення на 100 м на декомпресію йде 4 дня, і 10 - після підйому з 300-метрової глибини. У підводників, які перенесли гостру кесонну хвороба, часто спостерігається цілий ряд таких симптомів, як втрата слуху, зростаючий тремор, зниження чутливості ступень і долонь, а також інші неврологічні розлади. За допомогою магнітно-резонансної візуалізації в мозку деяких аквалангістів виявили крихітні вогнища ушкодження - ділянки ішемії, що утворилися внаслідок загибелі нервових клітин, які, ймовірно, виникли через блокування повітряними бульбашками кровоносних судин. Подібні пошкодження були виявлені тільки у людей з відкритим овальним вікном між правим і лівим передсердям, але персистирующее овальне вікно зберігається лише у чверті населення землі (у інших воно закривається незабаром після народження).
Читайте також: Людина і висота
відстрочена небезпека
За підсумками дослідження за участю 131 німецького підводника за десятирічний період у 72 осіб за даними ренгенографію був виявлений некроз кісток, і лише 22 з них повністю уникли наслідків тривалого впливу підвищеного тиску. Руйнування спостерігалися найчастіше на кінцях довгих кісток ніг і рук і, імовірно, виникали через крихітних пухирців повітря в кістковій тканині, які закупорюють дрібні капіляри, що живлять клітини кісток, що призводить до відмирання остеоцитів. У деяких людей поразки зачіпає і суглобову поверхню кістки, приводячи до гострого артриту стегнових і плечових суглобів. Частота виникнення і гострота поразок кісток безпосередньо пов'язані з глибиною занурень. Ті, хто ніколи не опускався нижче 30 м, залишилися цілими і неушкодженими, а у 20% екстремалів, які побували на глибині 200 м і нижче, відмічені симптоми некрозу.
Організм людини реагує на зміну тиску перебудовою своїх біологічних систем. Щоб при цьому не відбулися незворотні процеси, для всіх людей, чия робота пов'язана з працею при низькому і високому тиску, розроблені гігієнічні вимоги до режиму і умов роботи, правила декомпресіі, перелік протипоказань для персоналу.
Тетяна Кривомаз, канд. біол. наук
За матеріалами книги професора фізіології Оксфордського університету Френсіс Ешкрофт «На межі можливого:
наука виживання »
"Фармацевт Практик" # 06 '2015
Поділіться ЦІМ з друзями!
Що ж відбувається з нашим тілом при зміні тиску?