Čak i ljudi koji su daleko od planinarenja i ronjenja znaju da čovjeku u određenim uvjetima postaje teško disati. Ovaj fenomen je povezan s promjenom parcijalnog tlaka kisika u okolišu, kao rezultat, u krvi same osobe.
planinska bolest
Kada stanovnik ravničarskog područja dođe na odmor u planine, čini se da je tamo zrak posebno čist i jednostavno ga je nemoguće udisati.
Zapravo, takvi refleksni nagoni za čestim i dubokim disanjem uzrokovani su hipoksijom. Da bi čovjek izjednačio parcijalni tlak kisika u alveolarnom zraku, treba najprije što bolje ventilirati vlastita pluća. Naravno, boraveći u planinama nekoliko dana ili tjedana, tijelo se počinje navikavati na nove uvjete prilagođavanjem rada unutarnjih organa. Tako situaciju spašavaju bubrezi, koji počinju lučiti bikarbonat kako bi poboljšali ventilaciju pluća i povećali broj crvenih krvnih zrnaca u krvi koji mogu prenijeti više kisika.
Tako je u planinskim područjima razina hemoglobina uvijek viša nego u ravnicama.
akutni oblik
Ovisno o karakteristikama organizma, norma parcijalnog tlaka kisika može se razlikovati za svaku osobu u određenoj dobi, zdravstvenom stanju ili jednostavno od sposobnosti aklimatizacije. Zato nije svima suđeno osvajanje vrhova, jer ni uz veliku želju čovjek nije u stanju potpuno podrediti svoje tijelo i natjerati ga da radi drugačije.
Vrlo često, nepripremljeni penjači uz brzi uspon mogu razviti različite simptome hipoksije. Na nadmorskoj visini manjoj od 4,5 km očituju se glavoboljama, mučninom, umorom i oštrom promjenom raspoloženja, budući da nedostatak kisika u krvi snažno utječe na funkcioniranje živčanog sustava. Ako se takvi simptomi zanemare, tada se formira oticanje mozga ili pluća, od kojih svaki može dovesti do smrti.
Dakle, strogo je zabranjeno ignorirati promjenu parcijalnog tlaka kisika u okolišu, jer ona uvijek utječe na performanse cijelog ljudskog tijela.
Uranjanje pod vodu
Kada ronilac zaroni u uvjetima gdje je atmosferski tlak ispod uobičajene razine, njegovo tijelo također se suočava sa svojevrsnom aklimatizacijom. Parcijalni tlak kisika na razini mora je prosječna vrijednost i također se mijenja uranjanjem, ali dušik je u ovom slučaju posebna opasnost za ljude. Na površini zemlje u ravnom terenu ne djeluje na ljude, ali se nakon svakih 10 metara uranjanja postupno skuplja i izaziva različite stupnjeve anestezije u tijelu ronioca. Prvi znakovi takvog kršenja mogu se pojaviti nakon 37 metara ispod vode, osobito ako osoba dugo provodi na dubini.
Kada atmosferski tlak prijeđe 8 atmosfera, a ta brojka se postigne nakon 70 metara pod vodom, ronioci počinju osjećati dušikovu narkozu. Ova pojava manifestira se osjećajem opijenosti, što remeti koordinaciju i pozornost podmorničara.
Da bi se izbjegle posljedice
U slučaju kada je parcijalni tlak kisika i drugih plinova u krvi nenormalan i ronilac počinje osjećati znakove intoksikacije, vrlo je važno dizati ga što sporije. To je zbog činjenice da s oštrom promjenom tlaka, difuzija dušika izaziva pojavu mjehurića s ovom tvari u krvi. Jednostavno rečeno, krv kao da ključa, a osoba počinje osjećati jake bolove u zglobovima. U budućnosti može doći do poremećaja vida, sluha i rada živčanog sustava, što se naziva dekompresijska bolest. Kako bi se izbjegao ovaj fenomen, ronioca treba podizati vrlo sporo ili zamijeniti helijem u njegovoj smjesi za disanje. Ovaj plin je manje topiv, ima manju masu i gustoću, pa su troškovi smanjeni.
Ako se takva situacija dogodi, tada se osoba mora hitno vratiti u okruženje visokog tlaka i pričekati postupnu dekompresiju, koja može trajati i do nekoliko dana.
Da bi se promijenio plinski sastav krvi, nije potrebno osvajati vrhove ili se spuštati na morsko dno. Razne patologije kardiovaskularnog, mokraćnog i dišnog sustava također mogu utjecati na promjenu tlaka plina u glavnoj tekućini ljudskog tijela.
Da bi se točno odredila dijagnoza, od pacijenata se uzimaju odgovarajući testovi. Najčešće su liječnici zainteresirani za parcijalni tlak kisika i ugljičnog dioksida, budući da osiguravaju potpuno disanje svih ljudskih organa.
Tlak je u ovom slučaju proces otapanja plinova, koji pokazuje koliko učinkovito kisik djeluje u tijelu i je li njegova izvedba u skladu s normama.
Najmanja odstupanja ukazuju na to da pacijent ima odstupanja koja utječu na sposobnost maksimalnog korištenja plinova koji ulaze u tijelo.
Standardi tlaka
Norma parcijalnog tlaka kisika u krvi je relativan koncept, jer može varirati ovisno o mnogim čimbenicima. Da biste ispravno odredili svoju dijagnozu i dobili liječenje, potrebno je kontaktirati stručnjaka s rezultatima testova, koji mogu uzeti u obzir sve individualne karakteristike pacijenta. Naravno, postoje referentne norme koje se smatraju idealnima za zdravu odraslu osobu. Dakle, u krvi pacijenta bez odstupanja postoji:
- ugljikov dioksid u količini od 44,5-52,5%;
- njegov tlak je 35-45 mm Hg. Umjetnost.;
- zasićenost tekućine kisikom 95-100%;
- Oko 2 u količini od 10,5-14,5%;
- parcijalni tlak kisika u krvi 80-110 mm Hg. Umjetnost.
Da bi rezultati tijekom analize bili istiniti, potrebno je uzeti u obzir niz čimbenika koji mogu utjecati na njihovu ispravnost.
Uzroci odstupanja od norme, ovisno o pacijentu
Parcijalni tlak kisika u arterijskoj krvi može se vrlo brzo mijenjati ovisno o različitim okolnostima, stoga, kako bi rezultat analize bio što točniji, treba uzeti u obzir sljedeće značajke:
- stopa tlaka uvijek se smanjuje s povećanjem dobi pacijenta;
- kada se superhlađenje smanjuje tlak kisika i tlak ugljičnog dioksida, a pH se povećava;
- kada se pregrijava, situacija je obrnuta;
- stvarni pokazatelj parcijalnog tlaka plinova bit će vidljiv tek kada se krv uzme od pacijenta s tjelesnom temperaturom unutar normalnog raspona (36,6-37 stupnjeva).
Uzroci odstupanja od norme, ovisno o zdravstvenim radnicima
Osim uzimanja u obzir takvih značajki pacijentovog tijela, stručnjaci također moraju poštivati određene norme za točnost rezultata. Prije svega, prisutnost mjehurića zraka u šprici utječe na parcijalni tlak kisika. Općenito, svaki kontakt testa s okolnim zrakom može promijeniti rezultate. Također je važno nakon vađenja krvi lagano promiješati krv u posudi kako se eritrociti ne bi taložili na dnu epruvete, što također može utjecati na rezultate analize, pokazujući razinu hemoglobina.
Vrlo je važno pridržavati se normi vremena dodijeljenog za analizu. Prema pravilima, sve radnje moraju se provesti u roku od četvrt sata nakon uzimanja uzorka, a ako to vrijeme nije dovoljno, tada se spremnik krvi treba staviti u ledenu vodu. To je jedini način da se zaustavi proces potrošnje kisika od strane krvnih stanica.
Specijalisti također trebaju pravovremeno kalibrirati analizator i uzimati uzorke samo sa suhim heparinskim štrcaljkama koje su elektrolitički izbalansirane i ne utječu na kiselost uzorka.
Rezultati ispitivanja
Kao što je već jasno, parcijalni tlak kisika u zraku može imati primjetan učinak na ljudsko tijelo, ali razina tlaka plina u krvi može biti poremećena iz drugih razloga. Da bi ih ispravno odredili, dekodiranje treba vjerovati samo iskusnom stručnjaku koji može uzeti u obzir sve značajke svakog pacijenta.
U svakom slučaju, hipoksija će biti naznačena smanjenjem razine tlaka kisika. Promjena pH krvi, kao i tlak ugljičnog dioksida ili promjena razine bikarbonata, mogu ukazivati na acidozu ili alkalozu.
Acidoza je proces zakiseljavanja krvi, a karakterizirana je povećanjem tlaka ugljičnog dioksida, smanjenjem pH krvi i bikarbonata. U potonjem slučaju dijagnoza će biti objavljena kao metabolička acidoza.
Alkaloza je povećanje lužnatosti krvi. Na to će upućivati povećani tlak ugljičnog dioksida, povećanje broja bikarbonata, a posljedično i promjena pH razine krvi.
Zaključak
Na performanse tijela ne utječe samo kvalitetna prehrana i tjelesna aktivnost. Svaka se osoba navikava na određene klimatske uvjete života u kojima se osjeća što ugodnije. Njihova promjena izaziva ne samo loše zdravlje, već i potpunu promjenu određenih krvnih parametara. Da biste odredili dijagnozu od njih, trebali biste pažljivo odabrati stručnjaka i pratiti usklađenost sa svim normama za uzimanje testova.
Glavni parametri zraka koji određuju fiziološko stanje osobe su:
apsolutni tlak;
postotak kisika;
temperatura;
relativna vlažnost;
štetne nečistoće.
Od svih navedenih parametara zraka za čovjeka je odlučujući apsolutni tlak i postotak kisika. Apsolutni tlak određuje parcijalni tlak kisika.
Parcijalni tlak bilo kojeg plina u plinskoj smjesi je udio ukupnog tlaka plinske smjese koji se može pripisati tom plinu u odnosu na njegov postotak.
Dakle, za parcijalni tlak kisika imamo
gdje 
− postotak kisika u zraku ( 
);
R H − tlak zraka na visini H;
− parcijalni tlak vodene pare u plućima (protupritisak za disanje 
).
Parcijalni tlak kisika od posebne je važnosti za fiziološko stanje čovjeka, jer određuje proces izmjene plinova u tijelu.
Kisik, kao i svaki plin, nastoji se kretati iz prostora u kojem je njegov parcijalni tlak veći u prostor s nižim tlakom. Posljedično, proces zasićenja tijela kisikom događa se samo kada je parcijalni tlak kisika u plućima (u alveolarnom zraku) veći od parcijalnog tlaka kisika u krvi koja teče u alveole, a ovaj će biti veći od parcijalni tlak kisika u tkivima tijela.
Za uklanjanje ugljičnog dioksida iz tijela potreban je omjer njegovih parcijalnih tlakova suprotan opisanom, tj. najviša vrijednost parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida trebala bi biti u tkivima, manja - u venskoj krvi i još manja - u alveolarnom zraku.
Na razini mora na R H= 760 mmHg Umjetnost. parcijalni tlak kisika je ≈150 mm Hg. Umjetnost. S takvima
osigurana je normalna zasićenost ljudske krvi kisikom u procesu disanja. S povećanjem visine leta 
smanjuje zbog smanjenja P H(Sl. 1).
Posebnim fiziološkim studijama utvrđeno je da minimalni parcijalni tlak kisika u udahnutom zraku
Ovaj broj se zove fiziološka granica boravka osobe u otvorenoj kabini po veličini
.
Parcijalni tlak kisika je 98 mm Hg. Umjetnost. odgovara visini H= 3 km. Na
<
98 mmHg Umjetnost. moguće je oštećenje vida, oštećenje sluha, spora reakcija i gubitak svijesti osobe.
Za sprječavanje ovih pojava u zrakoplovu koriste se sustavi za opskrbu kisikom (OSS), koji osiguravaju 
> 98 mmHg Umjetnost. u udahnutom zraku u svim režimima leta iu hitnim situacijama.
Praktično u zrakoplovstvu, visina H = 4 km kao ograničenje za letove bez uređaja za kisik, tj. zrakoplovi s maksimalnom dopuštenom dužinom manjom od 4 km ne smiju imati SPC.
Parcijalni tlak kisika i ugljičnog dioksida u ljudskom tijelu u terestričkim uvjetima
Prilikom promjene vrijednosti navedenih u tablici
i
poremećena normalna izmjena plinova u plućima i cijelom ljudskom tijelu.
U normalnim uvjetima čovjek udiše običan zrak, koji ima relativno konstantan sastav (tablica 1). Izdahnuti zrak uvijek sadrži manje kisika, a više ugljičnog dioksida. Najmanje kisika i najviše ugljičnog dioksida u alveolarnom zraku. Razlika u sastavu alveolarnog i izdahnutog zraka objašnjava se činjenicom da je potonji mješavina zraka mrtvog prostora i alveolarnog zraka.
Alveolarni zrak je unutarnje plinsko okruženje tijela. Plinski sastav arterijske krvi ovisi o njenom sastavu. Regulacijski mehanizmi održavaju stalnost sastava alveolarnog zraka. Sastav alveolarnog zraka tijekom tihog disanja malo ovisi o fazama udisaja i izdisaja. Na primjer, sadržaj ugljičnog dioksida na kraju udisaja je samo 0,2-0,3% manji nego na kraju izdisaja, jer se samo 1/7 alveolarnog zraka obnavlja svakim udahom. Osim toga, struji kontinuirano, tijekom udisaja i izdisaja, što pomaže ujednačavanju sastava alveolarnog zraka. S dubokim disanjem povećava se ovisnost sastava alveolarnog zraka o udisaju i izdisaju.
Tablica 1. Sastav zraka (u %)
Izmjena plinova u plućima odvija se difuzijom kisika iz alveolarnog zraka u krv (oko 500 litara dnevno) i ugljičnog dioksida iz krvi u alveolarni zrak (oko 430 litara dnevno). Difuzija nastaje zbog razlike parcijalnog tlaka tih plinova u alveolarnom zraku i njihove napetosti u krvi.
Parcijalni tlak plina: pojam i formula
Parcijalni tlak plina u plinskoj smjesi razmjerno postotku plina i ukupnom tlaku smjese:
Za zrak: P atmosferski = 760 mm Hg. Umjetnost.; S kisikom = 20,95%.
Ovisi o prirodi plina. Cjelokupna plinska smjesa atmosferskog zraka uzima se kao 100%, ima tlak od 760 mm Hg. Art., a dio plina (kisik - 20,95%) se uzima kao X. Stoga je parcijalni tlak kisika u smjesi zraka 159 mm Hg. Umjetnost. Pri izračunavanju parcijalnog tlaka plinova u alveolarnom zraku mora se uzeti u obzir da je on zasićen vodenom parom, čiji je tlak 47 mm Hg. Umjetnost. Posljedično, udio plinske smjese koja je dio alveolarnog zraka ima tlak od ne 760 mm Hg. Art., I 760 - 47 \u003d 713 mm Hg. Umjetnost. Ovaj pritisak se uzima kao 100%. Odavde je lako izračunati da će parcijalni tlak kisika, koji se nalazi u alveolarnom zraku u količini od 14,3%, biti jednak 102 mm Hg. Umjetnost.; prema tome, izračun parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida pokazuje da je jednak 40 mm Hg. Umjetnost.
Parcijalni tlak kisika i ugljičnog dioksida u alveolarnom zraku je sila kojom molekule ovih plinova nastoje prodrijeti kroz alveolarnu membranu u krv.
Difuzija plinova kroz barijeru slijedi Fickov zakon; budući da su debljina membrane i područje difuzije isti, difuzija ovisi o koeficijentu difuzije i gradijentu tlaka:
Q plin- volumen plina koji prolazi kroz tkivo po jedinici vremena; S - područje tkiva; DK-koeficijent difuzije plina; (P 1, - P 2) - gradijent parcijalnog tlaka plina; T je debljina tkivne barijere.
Ako uzmemo u obzir da je u alveolarnoj krvi koja teče u pluća parcijalna napetost kisika 40 mm Hg. Art., I ugljični dioksid - 46-48 mm Hg. Art., tada će gradijent tlaka koji određuje difuziju plinova u plućima biti: za kisik 102 - 40 = 62 mm Hg. Umjetnost.; za ugljikov dioksid 40 - 46 (48) \u003d minus 6 - minus 8 mm Hg. Umjetnost. Budući da je koeficijent difuzije ugljičnog dioksida 25 puta veći od koeficijenta difuzije kisika, ugljični dioksid aktivnije izlazi iz kapilara u alveole nego kisik u suprotnom smjeru.
U krvi su plinovi u otopljenom (slobodnom) i kemijski vezanom stanju. Difuzija uključuje samo otopljene molekule plina. Količina plina koja se otapa u tekućini ovisi o:
- o sastavu tekućine;
- volumen i tlak plina u tekućini;
- temperatura tekućine;
- prirodu plina koji se proučava.
Što su veći tlak određenog plina i temperatura, to se plin više otapa u tekućini. Pri tlaku od 760 mm Hg. Umjetnost. i temperaturi od 38 ° C, 2,2% kisika i 5,1% ugljičnog dioksida otopi se u 1 ml krvi.
Otapanje plina u tekućini nastavlja se sve dok se ne postigne dinamička ravnoteža između broja molekula plina koje se otapaju i izlaze u plinoviti medij. Sila kojom molekule otopljenog plina nastoje pobjeći u plinoviti medij naziva se tlak plina u tekućini. Dakle, u ravnoteži je tlak plina jednak parcijalnom tlaku plina u tekućini.
Ako je parcijalni tlak plina veći od njegovog napona, plin će se otopiti. Ako je parcijalni tlak plina ispod njegovog napona, tada će plin izaći iz otopine u plinoviti medij.
Parcijalni tlak i napetost kisika i ugljičnog dioksida u plućima dani su u tablici. 2.
Tablica 2. Parcijalni tlak i napetost kisika i ugljičnog dioksida u plućima (u mmHg)
Difuziju kisika osigurava razlika u parcijalnim tlakovima u alveolama i krvi, koja je jednaka 62 mm Hg. Art., A za ugljični dioksid - to je samo oko 6 mm Hg. Umjetnost. Vrijeme protoka krvi kroz kapilare malog kruga (u prosjeku 0,7 s) dovoljno je za gotovo potpuno izjednačavanje parcijalnog tlaka i napetosti plina: kisik se otapa u krvi, a ugljični dioksid prelazi u alveolarni zrak. Prijelaz ugljičnog dioksida u alveolarni zrak pri relativno maloj razlici tlaka objašnjava se velikim difuzijskim kapacitetom pluća za ovaj plin.
Značenje daha
Disanje je vitalni proces stalne izmjene plinova između tijela i vanjske okoline. U procesu disanja čovjek apsorbira kisik iz okoline i oslobađa ugljični dioksid.
Gotovo sve složene reakcije transformacije tvari u tijelu odvijaju se uz obvezno sudjelovanje kisika. Bez kisika metabolizam je nemoguć, a stalna opskrba kisikom nužna je za očuvanje života. Kao rezultat metabolizma u stanicama i tkivima nastaje ugljični dioksid koji se mora ukloniti iz tijela. Opasno je nakupljanje značajne količine ugljičnog dioksida u tijelu. Ugljični dioksid se prenosi krvlju do dišnih organa i izdiše. Kisik koji ulazi u dišne organe tijekom udisaja difundira u krv i krvlju se dostavlja organima i tkivima.
U ljudskom i životinjskom tijelu nema zaliha kisika, pa je njegova stalna opskrba organizma životna potreba. Ako osoba, u potrebnim slučajevima, može živjeti bez hrane više od mjesec dana, bez vode do 10 dana, tada u nedostatku kisika, nepovratne promjene nastaju u roku od 5-7 minuta.
Sastav udahnutog, izdahnutog i alveolarnog zraka
Naizmjeničnim udisajem i izdisajem čovjek ventilira pluća, održavajući relativno konstantan sastav plina u plućnim mjehurićima (alveolama). Čovjek udiše atmosferski zrak s visokim udjelom kisika (20,9%) i niskim udjelom ugljičnog dioksida (0,03%), a izdiše zrak u kojem ima 16,3% kisika, 4% ugljičnog dioksida (tablica 8).
Sastav alveolarnog zraka značajno se razlikuje od sastava atmosferskog, udahnutog zraka. Ima manje kisika (14,2%) i veliku količinu ugljičnog dioksida (5,2%).
Dušik i inertni plinovi koji ulaze u sastav zraka ne sudjeluju u disanju, a njihov je sadržaj u udahnutom, izdahnutom i alveolarnom zraku gotovo isti.
Zašto u izdahnutom zraku ima više kisika nego u alveolarnom? To se objašnjava činjenicom da se tijekom izdisaja zrak koji se nalazi u dišnim organima, u dišnim putevima, miješa s alveolarnim zrakom.
Parcijalni tlak i napetost plinova
U plućima kisik iz alveolarnog zraka prelazi u krv, a ugljični dioksid iz krvi ulazi u pluća. Prijelaz plinova iz zraka u tekućinu i iz tekućine u zrak događa se zbog razlike u parcijalnim tlakovima tih plinova u zraku i tekućini. Parcijalni tlak je dio ukupnog tlaka koji pada na udio danog plina u plinskoj smjesi. Što je veći postotak plina u smjesi, to je odgovarajući njegov parcijalni tlak veći. Atmosferski zrak, kao što znate, mješavina je plinova. Atmosferski tlak zraka 760 mm Hg. Umjetnost. Parcijalni tlak kisika u atmosferskom zraku iznosi 20,94% od 760 mm, tj. 159 mm; dušik - 79,03% od 760 mm, tj. oko 600 mm; u atmosferskom zraku ima malo ugljičnog dioksida - 0,03%, stoga je njegov parcijalni tlak 0,03% od 760 mm - 0,2 mm Hg. Umjetnost.
Za plinove otopljene u tekućini koristi se izraz "napon", koji odgovara izrazu "parcijalni tlak" koji se koristi za slobodne plinove. Napon plina izražava se u istim jedinicama kao i tlak (u mmHg). Ako je parcijalni tlak plina u okolini veći od napona tog plina u tekućini, tada se plin otapa u tekućini.
Parcijalni tlak kisika u alveolarnom zraku je 100-105 mm Hg. Art., A u krvi koja teče u pluća, napetost kisika je prosječno 60 mm Hg. Art., dakle, u plućima kisik iz alveolarnog zraka prelazi u krv.
Gibanje plinova odvija se prema zakonima difuzije, prema kojima se plin širi iz okoline s visokim parcijalnim tlakom u okolinu s nižim tlakom.
Izmjena plinova u plućima
Prijelaz u plućima kisika iz alveolarnog zraka u krv i protok ugljičnog dioksida iz krvi u pluća pokoravaju se gore opisanim zakonima.
Zahvaljujući radu velikog ruskog fiziologa Ivana Mihajloviča Sechenova postalo je moguće proučavati plinski sastav krvi i uvjete izmjene plinova u plućima i tkivima.
Izmjena plinova u plućima odvija se između alveolarnog zraka i krvi difuzijom. Plućne alveole obavijene su gustom mrežom kapilara. Stijenke alveola i kapilara su vrlo tanke, što pridonosi prodoru plinova iz pluća u krv i obrnuto. Izmjena plinova ovisi o veličini površine kroz koju se provodi difuzija plinova, te o razlici parcijalnog tlaka (napona) plinova koji difuziraju. S dubokim udahom, alveole se rastežu, a njihova površina doseže 100-105 m 2. Površina kapilara u plućima također je velika. Između parcijalnog tlaka plinova u alveolarnom zraku i napetosti tih plinova u venskoj krvi postoji dovoljna razlika (tablica 9).
Iz tablice 9 proizlazi da je razlika između napetosti plinova u venskoj krvi i njihovog parcijalnog tlaka u alveolarnom zraku 110 - 40 = 70 mm Hg za kisik. Art., a za ugljični dioksid 47 - 40 = 7 mm Hg. Umjetnost.
Empirijski je bilo moguće utvrditi da uz razliku u napetosti kisika od 1 mm Hg. Umjetnost. kod odrasle osobe u mirovanju u 1 minuti u krv može ući 25-60 ml kisika. Čovjek u mirovanju treba oko 25-30 ml kisika u minuti. Dakle, razlika tlaka kisika od 70 mm Hg. st, dovoljan za opskrbu tijela kisikom u različitim uvjetima njegove aktivnosti: tijekom fizičkog rada, sportskih vježbi itd.
Brzina difuzije ugljičnog dioksida iz krvi je 25 puta veća od difuzije kisika, dakle, uz razliku tlaka od 7 mm Hg. Čl., ugljični dioksid ima vremena da se izdvoji iz krvi.
Nošenje plinova u krvi
Krv prenosi kisik i ugljični dioksid. U krvi, kao iu svakoj tekućini, plinovi mogu biti u dva stanja: fizički otopljeni i kemijski vezani. I kisik i ugljikov dioksid otapaju se u vrlo malim količinama u krvnoj plazmi. Većina kisika i ugljičnog dioksida prenosi se u kemijski vezanom obliku.
Glavni prijenosnik kisika je hemoglobin u krvi. 1 g hemoglobina veže 1,34 ml kisika. Hemoglobin ima sposobnost spajanja s kisikom u oksihemoglobin. Što je veći parcijalni tlak kisika, stvara se više oksihemoglobina. U alveolarnom zraku parcijalni tlak kisika je 100-110 mm Hg. Umjetnost. U tim se uvjetima 97% hemoglobina u krvi veže na kisik. Krv prenosi kisik do tkiva u obliku oksihemoglobina. Ovdje je parcijalni tlak kisika nizak, a oksihemoglobin - krhki spoj - oslobađa kisik koji koriste tkiva. Na vezanje kisika hemoglobinom također utječe napetost ugljičnog dioksida. Ugljični dioksid smanjuje sposobnost hemoglobina da veže kisik i potiče disocijaciju oksihemoglobina. Povećanje temperature također smanjuje sposobnost hemoglobina da veže kisik. Poznato je da je temperatura u tkivima viša nego u plućima. Svi ovi uvjeti pomažu disocijaciju oksihemoglobina, uslijed čega krv otpušta kisik oslobođen iz kemijskog spoja u tkivnu tekućinu.
Sposobnost hemoglobina da veže kisik vitalna je za tijelo. Ponekad ljudi umiru od nedostatka kisika u tijelu, okruženi najčišćim zrakom. To se može dogoditi osobi koja se nađe u okruženju s niskim tlakom (na velikim visinama), gdje razrijeđena atmosfera ima vrlo nizak parcijalni tlak kisika. 15. travnja 1875. godine balon Zenith s tri aeronauta dosegao je visinu od 8000 m. Kad je balon sletio, samo je jedna osoba preživjela. Uzrok smrti bio je nagli pad parcijalnog tlaka kisika na velikoj nadmorskoj visini. Na velikim nadmorskim visinama (7-8 km) arterijska krv po svom sastavu plinova približava se venskoj krvi; sva tkiva tijela počinju doživjeti akutni nedostatak kisika, što dovodi do ozbiljnih posljedica. Penjanje iznad 5000 m obično zahtijeva korištenje posebnih uređaja za kisik.
Uz poseban trening tijelo se može prilagoditi smanjenom sadržaju kisika u atmosferskom zraku. Kod trenirane osobe produbljuje se disanje, povećava se broj eritrocita u krvi zbog njihovog pojačanog stvaranja u krvotvornim organima i iz depoa krvi. Osim toga, povećavaju se kontrakcije srca, što dovodi do povećanja minutnog volumena krvi.
Tlačne komore naširoko se koriste za trening.
Ugljični dioksid se krvlju prenosi u obliku kemijskih spojeva – natrijevih i kalijevih bikarbonata. Vezanje ugljičnog dioksida i njegovo oslobađanje krvlju ovisi o njegovoj napetosti u tkivima i krvi.
Osim toga, hemoglobin u krvi sudjeluje u prijenosu ugljičnog dioksida. U kapilarama tkiva hemoglobin ulazi u kemijsku vezu s ugljičnim dioksidom. U plućima se ovaj spoj razgrađuje uz oslobađanje ugljičnog dioksida. Oko 25-30% ugljičnog dioksida koji se oslobodi u plućima nosi hemoglobin.
Kad sam radila frizuru, savjetovali su mi da kupim Rinfoltil u salonu, našla sam ga kod ovih momaka. vitamini.com.ua
Želio bih sažeti informacije o principima ronjenja u smislu disajnih plinova u obliku ključnih riječi, tj. kada razumijevanje nekoliko principa eliminira potrebu za pamćenjem mnogih činjenica.
Dakle, disanje pod vodom zahtijeva plin. Kao najjednostavnija opcija - dovod zraka, koji je mješavina kisika (∼21%), dušika (∼78%) i drugih plinova (∼1%).
Glavni faktor je pritisak okoline. Od svih mogućih jedinica tlaka koristit ćemo "apsolutnu tehničku atmosferu" ili ATA. Tlak na površini je ~1 ATA, svakih 10 metara uranjanja u vodu dodajte ~1 ATA.
Za daljnju analizu važno je razumjeti što je parcijalni tlak, tj. tlak pojedine komponente plinske smjese. Ukupni tlak plinske smjese zbroj je parcijalnih tlakova njezinih komponenata. Parcijalni tlak i otapanje plinova u tekućinama opisani su Daltonovim zakonima i najizravnije su povezani s ronjenjem, jer je čovjek uglavnom tečan. Iako je parcijalni tlak proporcionalan molarnom omjeru plinova u smjesi, za zrak, parcijalni tlak se može očitati volumenskom ili težinskom koncentracijom, pogreška će biti manja od 10%.
Pri ronjenju pritisak djeluje sveobuhvatno. Regulator održava tlak zraka u dišnom sustavu, približno jednak tlaku okoline, manjim od točno onoliko koliko je potrebno za "inhalaciju". Dakle, na dubini od 10 metara zrak koji se udiše iz balona ima tlak od oko 2 ATA. Sličan apsolutni tlak će se primijetiti u cijelom našem tijelu. Stoga će parcijalni tlak kisika na ovoj dubini biti ~0,42 ATA, dušika ~1,56 ATA
Utjecaj pritiska na tijelo su sljedeći ključni čimbenici.
1. Mehanički utjecaj na organe i sustave
Nećemo ga detaljno razmatrati, ukratko - ljudsko tijelo ima niz šupljina ispunjenih zrakom, a oštra promjena tlaka u bilo kojem smjeru uzrokuje opterećenje tkiva, membrana i organa do mehaničkih oštećenja - barotrauma.
2. Zasićenost tkiva plinovima
Pri ronjenju (povećanje tlaka) parcijalni tlak plinova u respiratornom traktu veći je nego u tkivima. Dakle, plinovi zasićuju krv, a kroz krvotok se zasićuju sva tkiva u tijelu. Stopa zasićenja je različita za različita tkiva i karakterizirana je "periodom poluzasićenja", tj. vrijeme tijekom kojeg se pri konstantnom tlaku plina razlika između parcijalnih tlakova plina i tkiva prepolovi. Obrnuti proces naziva se "desaturacija", događa se tijekom izrona (smanjenje tlaka). U tom slučaju je parcijalni tlak plinova u tkivima veći od tlaka plinova u plućima, odvija se obrnuti proces - iz krvi se oslobađa plin u plućima, krv s već nižim parcijalnim tlakom cirkulira kroz tijelo, plinovi prelaze iz tkiva u krv i opet u krug. Plin se uvijek kreće od višeg parcijalnog tlaka prema nižem.
Temeljno je važno da različiti plinovi imaju različite stope zasićenja/desaturacije zbog svojih fizičkih svojstava.
Topljivost plinova u tekućinama je to veća što je tlak veći. Ako je količina otopljenog plina veća od granice topljivosti pri određenom tlaku, dolazi do oslobađanja plina, uključujući i koncentraciju u obliku mjehurića. To vidimo svaki put kad otvorimo bocu gazirane vode. Budući da je brzina uklanjanja plina (desaturacija tkiva) ograničena fizikalnim zakonima i izmjenom plinova kroz krv, prebrzi pad tlaka (brzi uspon) može dovesti do stvaranja mjehurića plina izravno u tkivima, žilama i šupljinama tijela. , ometajući njegov rad sve do smrti. Ako tlak polako pada, tada tijelo ima vremena ukloniti "višak" plina zbog razlike u parcijalnim tlakovima.
Za izračunavanje ovih procesa koriste se matematički modeli tjelesnih tkiva, najpopularniji je model Alberta Buhlmanna, koji uzima u obzir 16 vrsta tkiva (odjeljaka) s vremenom poluzasićenja / poluzasićenja od 4 do 635 minuta.
Najveću opasnost predstavlja inertni plin, koji ima najveći apsolutni tlak, najčešće je to dušik, koji čini osnovu zraka i ne sudjeluje u metabolizmu. Iz tog razloga, glavni izračuni u masovnom ronjenju provode se na dušiku, jer. učinak kisika u smislu zasićenja je za redove veličine manji, dok se koristi koncept "opterećenja dušikom", tj. zaostalu količinu dušika otopljenog u tkivima.
Dakle, zasićenost tkiva ovisi o sastavu plinske smjese, tlaku i trajanju njezine izloženosti. Za početne razine ronjenja postoje ograničenja dubine, trajanja ronjenja i minimalnog vremena između ronjenja, koja očito ni pod kojim uvjetima ne dopuštaju zasićenje tkiva do opasnih razina, tj. nema dekompresijskih ronjenja, a i tada je uobičajeno izvoditi "sigurnosna zaustavljanja".
"Napredni" ronioci koriste ronilačka računala koja dinamički izračunavaju zasićenje iz modela ovisno o plinu i tlaku, uključujući izračunavanje "kompresijskog stropa" - dubine iznad koje je potencijalno opasno izroniti na temelju trenutne zasićenosti. Tijekom teških zarona, računala se dupliraju, a da ne spominjemo činjenicu da se pojedinačni zaroni obično ne prakticiraju.
3. Biokemijski učinci plinova
Naše tijelo je maksimalno prilagođeno zraku pri atmosferskom tlaku. S povećanjem tlaka plinovi koji niti ne sudjeluju u metabolizmu utječu na tijelo na različite načine, a učinak ovisi o parcijalnom tlaku pojedinog plina. Svaki plin ima svoje sigurnosne granice.
Kisik
Kao ključni igrač u našem metabolizmu, kisik je jedini plin koji ima ne samo gornju već i donju sigurnosnu granicu.
Normalni parcijalni tlak kisika je ~0,21 ATA. Potreba za kisikom uvelike ovisi o stanju organizma i tjelesnoj aktivnosti, teoretska minimalna razina potrebna za održavanje vitalne aktivnosti zdravog organizma u stanju potpunog mirovanja procjenjuje se na ~0,08 ATA, praktična je ~0,14 ATA . Smanjenje razine kisika od "nominalne" prije svega utječe na sposobnost tjelesne aktivnosti i može uzrokovati hipoksiju ili izgladnjivanje kisikom.
Istodobno, visoki parcijalni tlak kisika uzrokuje niz negativnih posljedica - trovanje kisikom ili hiperoksiju. Posebnu opasnost pri ronjenju predstavlja njegov konvulzivni oblik, koji se izražava u oštećenju živčanog sustava, konvulzijama, što povlači za sobom opasnost od utapanja.
U praktične svrhe, ronjenje se smatra sigurnosnom granicom od ~1,4 ATA, granica umjerenog rizika je ~1,6 ATA. Pri tlaku iznad ~2,4 ATA dugo vremena, vjerojatnost trovanja kisikom teži jedinici.
Dakle, jednostavnim dijeljenjem granične razine kisika od 1,4 ATA s parcijalnim tlakom kisika u smjesi, može se odrediti maksimalni siguran tlak okoline i utvrditi da je apsolutno sigurno udisati čisti kisik (100%, 1 ATA) na dubinama do ~4 metra (!!! !), komprimirani zrak (21%, 0,21 ATA) - do ~57 metara, standardni "Nitrox-32" s udjelom kisika od 32% (0,32 ATA) - do ~ 34 metra. Slično, možete izračunati granice za umjereni rizik.
Kažu da upravo ovaj fenomen duguje svoje ime "nitroxu", budući da je u početku ova riječ označavala respiratorne plinove s spuštena sadržaj kisika za rad na velikim dubinama, "obogaćen dušikom", a tek tada se počeo dešifrirati kao "dušik-kisik" i označavati smjese s povišena sadržaj kisika.
Mora se uzeti u obzir da povišeni parcijalni tlak kisika u svakom slučaju djeluje na živčani sustav i pluća, a radi se o različitim vrstama učinaka. Osim toga, učinak se akumulira tijekom niza ronjenja. Da bi se uzeo u obzir utjecaj na središnji živčani sustav, kao obračunska jedinica koristi se pojam "limit kisika" pomoću kojeg se određuju sigurne granice jednokratne i dnevne izloženosti. Detaljne tablice i izračune možete pronaći.
Osim toga, povećani tlak kisika negativno utječe na pluća, da bi se objasnila ova pojava, koriste se "jedinice izdržljivosti kisika" koje se izračunavaju prema posebnim tablicama u korelaciji parcijalnog tlaka kisika i broja "jedinica u minuti". Na primjer, 1.2 ATA nam daje 1.32 OTU po minuti. Priznata sigurnosna granica je 1425 jedinica dnevno.
Iz navedenog bi posebno trebalo biti jasno da je za siguran boravak na velikim dubinama potrebna smjesa sa smanjenim udjelom kisika, koja je nemoguća za disanje pri nižem tlaku. Na primjer, na dubini od 100 metara (11 ATA) koncentracija kisika u smjesi ne bi smjela prelaziti 12%, au praksi će biti i niža. Nemoguće je udisati takvu smjesu na površini.
Dušik
Dušik se ne metabolizira u tijelu i nema donje granice. Uz povišeni tlak, dušik ima toksični učinak na živčani sustav, sličan opijanju drogom ili alkoholom, poznato kao "dušikova narkoza".
Mehanizmi djelovanja nisu točno razjašnjeni, granice djelovanja su čisto individualne, a ovise kako o karakteristikama organizma tako i o njegovom stanju. Tako je poznato da pojačava učinak kod umora, mamurluka, svih vrsta depresivnih stanja organizma poput prehlade i sl.
Manje manifestacije u obliku stanja usporedivog s blagom intoksikacijom moguće su na bilo kojoj dubini, primjenjuje se empirijsko "martini pravilo" prema kojem je izloženost dušiku usporediva s čašom suhog martinija na prazan želudac za svakih 10 metara dubine, što nije opasno i dodaje dobro raspoloženje. Dušik nakupljen tijekom redovnog ronjenja također djeluje na psihu poput lakih droga i alkohola, čemu je i sam autor svjedok i sudionik. Manifestira se u živopisnim i "narkotičnim" snovima, posebice djeluje unutar nekoliko sati. I da, ronioci su pomalo narkomani. Dušik.
Opasnost predstavljaju snažne manifestacije, koje karakterizira brzi porast do potpunog gubitka adekvatnosti, orijentacije u prostoru i vremenu, halucinacija, što može dovesti do smrti. Čovjek lako može pohrliti u dubinu, jer je tamo hladno ili je navodno nešto tamo vidio, zaboraviti da je pod vodom i "duboko udahnuti", ispljunuti nastavak za usta itd. Samo po sebi, izlaganje dušiku nije smrtonosno ili čak štetno, ali posljedice u uvjetima ronjenja mogu biti tragične. Karakteristično je da s padom tlaka ove manifestacije prolaze jednako brzo, ponekad je dovoljno podići se samo 2..3 metra da se "oštro otrijeznite".
Vjerojatnost jake manifestacije na dubinama prihvaćenim za početno rekreacijsko ronjenje (do 18 m, ~2,2 ATA) procjenjuje se kao vrlo niska. Prema dostupnim statistikama, slučajevi teškog trovanja postaju vrlo vjerojatni s dubine od 30 metara (~3,2 ATA), a potom se vjerojatnost povećava kako tlak raste. U isto vrijeme, ljudi s individualnom stabilnošću možda neće imati problema na mnogo većim dubinama.
Jedini način suprotstavljanja je stalna samokontrola i kontrola partnera uz trenutačno smanjenje dubine u slučaju sumnje na trovanje dušikom. Primjenom "nitroxa" smanjuje se vjerojatnost trovanja dušikom, naravno u granicama dubine zbog kisika.
Helij i drugi plinovi
U tehničkom i profesionalnom ronjenju koriste se i drugi plinovi, posebice helij. Poznati su primjeri korištenja vodika, pa čak i neona u dubokim smjesama. Ove plinove karakterizira visoka stopa zasićenja/desaturacije, učinci trovanja helijem opažaju se pri tlaku iznad 12 ATA i mogu se, paradoksalno, kompenzirati dušikom. No, zbog skupoće nisu u širokoj upotrebi, pa je prosječnom roniocu praktički nemoguće susresti se s njima, a ako čitatelja takva pitanja doista zanimaju, onda se već treba služiti stručnom literaturom, a ne ovom skromnom pregled.
Kada se koriste bilo koje mješavine, logika izračuna ostaje ista kao što je gore opisano, koriste se samo granice i parametri specifični za plin, a za duboka tehnička ronjenja obično se koristi nekoliko različitih sastava: za disanje na putu prema dolje, rad na dnu i postupnim putem s dekompresijom, sastavi ovih plinova optimizirani su na temelju gore opisane logike njihovog kretanja u tijelu.
Praktični zaključak
Razumijevanje ovih teza omogućuje davanje smisla mnogim ograničenjima i pravilima danim u tečajevima, što je prijeko potrebno kako za daljnji razvoj tako i za njihovo ispravno kršenje.
Nitrox se preporuča koristiti u normalnom ronjenju jer smanjuje opterećenje tijela dušikom čak i ako ostanete potpuno u granicama rekreativnog ronjenja, to je bolji osjećaj, više zabave, manje posljedica. Međutim, ako ćete roniti duboko i često, morate se sjetiti ne samo njegovih prednosti, već i mogućeg trovanja kisikom. Uvijek osobno provjerite razine kisika i odredite svoje granice.
Trovanje dušikom je najvjerojatniji problem s kojim se možete susresti, uvijek budite pažljivi prema sebi i svom partneru.
Zasebno bih želio skrenuti pozornost na činjenicu da čitanje ovog teksta ne znači da je čitatelj savladao cijeli skup informacija za razumijevanje rada s plinovima tijekom teških ronjenja. Za praktičnu primjenu to je potpuno nedovoljno. Ovo je samo početna točka i osnovno razumijevanje, ništa više.