Фізіологія людини - Вільям Ф. Ґанонґ 2002

Дихання
Пристосувальні зміни дихання у нормі та патології
Вплив збільшення барометричного тиску

Навколишній тиск збільшується на 1 атмосферу через кожні 10 м глибини у морі і кожні 10,4 м глибини у свіжій воді. Тому на глибині 31 м в океані на водолаза діє тиск 4 атмосфери. Ті, хто копають під водою тунелі, також піддаються ризику, бо тиск у камерах (кесонах), де вони працюють, підвищується у разі виходу з води.

Ризик піддатися дії збільшеного барометричного тиску характерний для спеціалістів, які перебувають і допомагають глибоководним водолазам та працівникам, що будують підводні тунелі. Однак відкриття апарата SCUBA (від англ. self-contained underwater breathing apparatus - автономний апарат для дихання під водою) перетворило підводне плавання з бізнесу у спорт. Популярність підводного плавання величезна, тому всі лікарі повинні знати про його потенційну небезпечність.

Наркотичний ефект азоту і синдром ураження нервової системи гіпербарією

Водолаз повинен дихати повітрям або іншими газами в разі гіпербарії для урівноваження підвищеного тиску на грудну стінку та живіт. Виведення СО₂ попереджує його нагромадження. При збільшеному тиску 100% О₂ зумовлює симптоми отруєння киснем з боку ЦНС (табл. 37-2). Коли токсичні впливи дихання О₂ (див. вище) є пропорційними до Р_О2 то їх можна попередити зменшенням концентрації О₂ у газовій суміші до 20% або менше.

Якщо водолаз дихає стиснутим повітрям, то підвищення PN₂ може спричинити наркотичний ефект азоту - стан, також відомий як «розрив від глибини» (див. табл. 37-2). При тиску 4-5 атмосфер (наприклад, глибина 30-40 м в океані) 80% N₂ створює справжню ейфорію. У разі більшого тиску симптоми нагадують алкогольну інтоксикацію. Мануальна спритність не змінюється, проте інтелектуальні функції порушені.

Проблеми наркотичного ефекту азоту можна уникнути, дихаючи газовою сумішшю з О₂ та гелію, що й роблять водолази на глибині. Крім того, під час глибоководного занурення виникає синдром ураження нервової системи гіпербарією (СУНСГ). Такий стан супроводжується тремором, запамороченням та пригніченням a-активності на ЕЕГ. На відміну від наркотичного ефекту азоту, інтелектуальні функції не так важко уражені, проте мануальна спритність порушена. Причина СУНСГ досі остаточно не з’ясована, однак зафіксовано, що різноманітні гази, які фізіологічно інертні за атмосферного тиску, стають анестетиками в разі гіпербарії. Це справджується для N₂ і також для ксенону, криптону, аргону, неону та гелію. Їхня анестетична активність паралельна до їхньої ліпідної розчинності і може впливати на мембрани нервових клітин.

Декомпресійна хвороба

Якщо водолаз, дихаючи 80% N₂, піднімається на поверхню, то підвищений альвеолярний P_N2 знижується. З тканин N₂ дифундує у легені за градієнтом парціального тиску. Тому коли повернення до атмосферного тиску (декомпресія) є поступовим, то ушкоджувальні впливи не простежуються; проте якщо підіймання швидке, то N₂ вилучається 3 розчину. Бульбашки газу утворюються в тканинах та крові, спричинюючи симптоми декомпресійної хвороби (висотні болі, кесонову хворобу). Бульбашки в тканинах зумовлюють виражені болі, особливо навколо суглобів, і неврологічні симптоми з парастезією та свербінням. Бульбашки у кров’яному руслі, які бувають у важчих випадках, обструктують артерії головного та спинного мозку. Симптоми з’являються через 10-30 хв після підіймання водолаза на поверхню води і прогресують. Аномалії внаслідок ураження спинного мозку досить поширені, однак можуть також бути різні види паралічів і дихальна недостатність. Бульбашки у легеневих капілярах відповідальні за диспное, яке водолази називають приступами ядухи, у вінцевих артеріях - за ураження міокарда.

Таблиця 37-2. Потенційні ускладнення, що супроводжують вплив збільшеного барометричного тиску

Лікування цієї хвороби - рекомпресія у барокамері і наступна поступова декомпресія. Рекомпресія часто рятує життя. Виздоровлення здебільшого утруднене, можливі залишкові неврологічні наслідки внаслідок незворотного ураження нервової системи.

Потрібно брати до уваги, що підіймання в літаку еквівалентне підійманню з підводного занурення. Декомпресія під час підіймання з рівня моря до 8550 м у кабіні літака без тиску (тиск знижується від 1 до 0,33 атмосфер) є такою ж, як під час підіймання на поверхню моря після перебування на глибині 20 м (тиск знижується від 3 до 1 атмосфери). Швидке підіймання у тій чи іншій ситуації може зумовити декомпресійну хворобу.

Повітряна емболія

Якщо водолаз, дихаючи з балона зі збільшеним тиском, під час підводного плавання затримує дихання і зненацька підніме голову над поверхнею (це може трапитись під час паніки чи яких-небудь проблем), то газ може швидко розширити легені з силою, достатньою для розриву легеневих вен. Таке надходження повітря у судини спричинює повітряну емболію. Фатальна повітряна емболія трапляється під час швидкого підіймання на поверхню моря з глибини 5 м. Наслідки наявності повітря у системі кровообігу описані у Розділі 30. Звичайно, таке ніколи не станеться в осіб, що затримують дихання на поверхні, пірнають і повертаються на поверхню, все ще утримуючи дихання, незалежно від того, як глибоко вони занурювались.

Повітряна емболія також трапляється внаслідок швидкого розширення газом легень, коли зовнішній тиск раптово зменшився щодо атмосферного до субатмосферного, наприклад, якщо стінка кабіни з тиском у літаку або ракеті на висоті є порушеною (вибухова декомпресія).