Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах) - Чучалин А. Г.

ВЛИЯНИЕ ГЕЛИЙСОДЕРЖАЩИХ СМЕСЕЙ И СРЕД ПОД ДАВЛЕНИЕМ НА ТЕПЛОВОЕ СОСТОЯНИЕ И ЭНЕРГОТРАТЫ ЧЕЛОВЕКА

Теплообмен организма человека в гипербарической кислородно-гелиевой среде существенно отличается от теплообмена в воздушной среде. Это отличие вызвано в основном теплофизическими свойствами гелия, из которых наиболее важными являются в 6,18 раз более высокая теплопроводность и в 5,14 раз более высокая теплоемкость в сравнении с характеристиками воздуха. Потеря тепла организмом в КГСр происходит в несколько раз быстрее и в значительно больших количествах в единицу времени, чем в сжатом воздухе.

Респираторные потери тепла в КГСр особенно сильно отличаются от потерь тепла с поверхности тела вследствие того, что ни одна из терморегуляторных реакций организма не влияет на них, и эти потери происходят непосредственно из внутренних тканей, так как связаны с центральным кровотоком. Чем большее количество КГС участвует в дыхании, тем выше респираторные теплопотери. Последние возрастают, если вдыхаемая КГС имеет низкую влажность и низкую температуру. В гипербарических условиях при дыхании КГС в структуре респираторных потерь так же, как и при дыхании воздухом, начинает преобладать конвективный компонент.

Наиболее опасное действие холодной дыхательной газовой смеси состоит в интенсивной утечке тепла из организма и проявляется на глубине, где используемая водолазом дыхательная аппаратура принимает температуру, равную температуре окружающей воды.

При дыхании в гипербарических условиях холодная сжатая газовая смесь проникает помимо трахеи в ответвления бронхов. Такое охлаждение способно вызвать необычные физиологические реакции, например спазм бронхов. Температура таких смесей влияет на интенсивность потока и затрачиваемую на дыхание работу, а также на диффузию газов в легких.

Чем выше давление, тем теплее должна быть газовая смесь, чтобы она ощущалась как комфортная. К тому же при более низком давлении диапазон комфортных температур шире, чем при более высоком. При давлении 2 кгс/см² испытуемые легко переносят колебания температуры +-² диапазон температурного комфорта составляет всего лишь +-

ВЛИЯНИЕ ГЕЛИЙСОДЕРЖАЩИХ СМЕСЕЙ И СРЕД ПОД ДАВЛЕНИЕМ НА ФУНКЦИИ АНАЛИЗАТОРОВ И РЕЧЕОБРАЗОВАНИЕ

При нахождении в гипербарической КГСр или при дыхании КГС под давлением в связи с особыми физическими свойствами гелия и увеличением плотности в результате повышения общего давления происходит искажение произносимых звуков и их восприятия органами слуха.

При дыхании КГС разборчивость речи становится более низкой, чем при дыхании воздухом на той же глубине. Это происходит потому, что компенсаторные возможности организма не могут возвратить смещенный в область высоких частот речевой спектр в исходное состояние.

Функции слухового анализатора, связанные с изменением акустических свойств гипербарической КГС, зависят в первую очередь от ее плотности и проявляются в форме обратимого повышения порогов газовой проводимости. Эти пороги изменяются пропорционально величине давления. В гелиевой среде при давлении 20 кгс/см²максимальное понижение слуха на средних частотах составляет 26 дБ.

Ухудшение слухового восприятия при пребывании человека в гипербарической КГСр может быть связано не только с изменением акустических свойств, но и с ощущением заложенности в ушах вследствие затрудненного выравнивания давления или катарального воспаления верхних дыхательных путей, включая отечность тканей в районе глоточных отверстий евстахиевых труб. В еще большей мере, чем восприятие звуков, в гипербарической среде нарушается восприятие речи, поскольку речевой звукоряд не только транспонируется, но и искажается на низких частотах.

НАСЫЩЕНИЕ И РАССЫЩЕНИЕ ОРГАНИЗМА ГЕЛИЕМ

Насыщение организма гелием и рассыщение от него имеет те же физические и физиологические закономерности, что и насыщение (рассыщение) организма азотом.

В связи с большим коэффициентом диффузии гелия и малым коэффициентом растворимости в жире и в воде по сравнению с азотом процессы насыщения и рассыщения организма от гелия происходят более интенсивно и быстрее, чем от азота. Помимо легких, гелий, как и азот, может проникать в организм через кожу, но значительно быстрее азота. Количество такого газа невелико, и оно не учитывается при разработке режимов декомпрессии. В тех же случаях, когда состав дыхательной смеси отличается от состава газовой среды, окружающей поверхность тела, например, при дыхании кислородно-азотными смесями (КАС) в КГСр, проникновение гелия через кожу приводит к явлениям изобарической контрдиффузии, проявления которой напоминают симптоматику декомпрессионной болезни. При дыхании КГС, как и при дыхании воздухом, происходит неравномерное насыщение организма, которое приводит к явлениям дисбаризма - к повышению осмотического давления в жидких средах организма вследствие избыточного растворения в них гелия. Повышение осмотического давления в быстро насыщающихся тканях вызывает переход в них жидкости из менее насыщенных тканей. Это может вызвать отечность, нарушение подвижности суставов и боли. Явления дисбаризма в КГСр бывают чаще и проявляются в более тяжелой форме, чем в кислородно-азотных средах (КАСр). В связи с особыми физическими свойствами гелия (его растворимости в тканях и скорости диффузии по сравнению с азотом) процессы насыщения и рассыщения организма от гелия в количественном отношении отличаются от азота.

При определении коэффициента допустимого пересыщения у людей (КДП - отношение напряжения индифферентного газа в тканях организма к окружающему давлению, при котором возникают первые симптомы декомпрессионной болезни) установлено, что величина КДП в условиях гидробарокамеры при 6-часовом дыхании воздухом равна 2,4, а при дыхании 20% КГС - 2,66. Большую величину КДП при дыхании КГС А.П. Бресткин объясняет тем, что организм водолаза меньше насыщается гелием, чем азотом, поскольку его растворимость в тканях организма меньше, чем у азота. При этом организм легче освобождается от пузырьков гелия, поскольку этот газ обладает большим коэффициентом диффузии, чем азот. Время полного насыщения организма человека гелием примерно в 1,5 раза короче, чем азотом. Эти особенности гелия используются при расчете режимов декомпрессии. Имеются различия в сроках безопасной декомпрессии после пребывания под давлением КГСр и в КАСр. Режимы декомпрессии при спусках с использованием КГС оказались на 20 -

Симптомы декомпрессионной болезни в случае использования для дыхания КГС или при пребывании в КГСр проявляются более интенсивно и возникают раньше, чем при дыхании КАС или при пребывании в КАСр. У заболевших декомпрессионной болезнью при использовании для дыхания КГС не бывает кожного зуда, который при спусках в КАСр является одним из наиболее частых симптомов заболевания. Профилактика декомпрессионной болезни достигается использованием при декомпрессии специальных режимов декомпрессии.

ВЛИЯНИЕ ГЕЛИЙСОДЕРЖАЩИХ СМЕСЕЙ И СРЕД ПОД ДАВЛЕНИЕМ НА ЦЕНТРАЛЬНУЮ НЕРВНУЮ СИСТЕМУ. НЕРВНЫЙ СИНДРОМ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ

В 1940-х - начале 1950-х годов действие повышенного давления гелия на ЦНС связывали с его наркотическими свойствами. Впервые идею о возможности наркотического действия гелия в условиях повышенного давления сформулировал Н.В. Лазарев в 1941г. в своей монографии «Биологическое действие газов под давлением». Он считал, что различные вещества действуют на организм по-разному и что все неэлектролиты являются при определенных условиях общими анестетиками. Такие газы, как азот, аргон, водород и гелий, также могут оказывать наркотический эффект, но необходимые для этого их концентрации в клетках организма достижимы лишь при повышенном давлении. Учитывая растворимость индифферентных газов в жирах и в воде согласно коэффициенту Мейера - Овертона, Н.В. Лазарев распределил их по силе наркотического действия в следующий ряд: криптон >>>>>