Как происходит газообмен при низких и высоких давлениях
Легкие представляют собой важнейшую структуру, осуществляющую физиологическую связь организма с. окружающей средой: общая площадь их поверхности примерно в 30 раз больше, чем у кожи. Стремление человека покорять все новые высоты и проникать все глубже в океаны, вызывает сильный стресс дыхательной системы, впрочем не сравнимый с трудностями, испытываемыми ей при рождении ребенка. Мы рассмотрим некоторые особенности дыхания в необычной среде, что поможет лучше понять деятельность легких в нормальных условиях.
Высота по мере удаления от земной поверхности барометрическое давление снижается приблизительно экспоненциально. На отметке 5500 м над уровнем моря оно вдвое меньше обычного атмосферного (760 мм рт. ст.), поэтому РO2 в увлажненном вдыхаемом воздухе составляет (380—47) * 0,2093 = 70 мм рт. ст. (выше уже говорилось, что парциальное давление водяных паров при температуре тела равно 47 мм рт. ст.).
На вершине Эвереста (8848 м над уровнем моря) РO2 во вдыхаемом воздухе составляет лишь 43 мм рт. ст., на высоте 19 200 м над уровнем моря барометрическое давление равно 47 мм рт. ст., т. е. РO2 во вдыхаемом воздухе падает до нуля.
Видно, что на высоте 1520 м над уровнем моря (Денвер) PO2 в увлажненном вдыхаемом воздухе составляет около 130 мм рт. ст., а на вершине Эвереста — лишь 43 мм рт. ст.
Хотя на большой высоте наблюдается значительная гипоксия, более 15 млн. человек живут на отметках выше 3050 м над уровнем моря, а в Андах постоянные поселения известны на высотах, более 4900 м над уровнем моря. При подъеме на такие высоты у человека происходит заметная акклиматизация. Альпинисты, например, проводят по нескольку дней на высоте, где без акклиматизации через несколько секунд наступила бы потеря сознания.
«Физиология дыхания», Дж. Уэст
Существует еще одно осложнение, связанное с дыханием чистым кислородом. Предположим, что какая-то бронхиола закупорена слизью. Общее давление газовой смеси в альвеолах дистальнее ее близко к 760 мм рт. ст. (оно может быть и на несколько миллиметров ртутного столба ниже в связи с действием упругих сил в легочной ткани). Сумма же парциальных давлений газов в венозной…
Невесомость Отсутствие тяготения сопровождается целым рядом физиологических сдвигов, которые пока еще плохо изучены. Вентиляция и перфузия легких при этом становятся более равномерными, что несколько улучшает газообмен. Поскольку кровь не застаивается в нижних конечностях, ее циркулирующий объем вначале возрастает, и в результате увеличивается мочеотделение. При возвращении на Землю наблюдается дисфункция сердечнососудистой системы, проявляющаяся ортостатической гипотензией. При…
Во время водолазного погружения парциальное давление N2 возрастает, и в результате этот плохо растворимый газ накапливается в тканях. Особенно активно азот захватывается жировой тканью, в которой он растворяется лучше, чем в других. Однако, во-первых, кровоснабжение этой ткани невелико, во-вторых, кровь может переносить лишь малое количество азота, и в-третьих, он диффундирует медленно, так как малорастворим. В…
Глубинный наркоз Принято считать, что N2 — это физиологически инертный газ. Однако при высоком парциальном давлении он может вызывать расстройства деятельности ЦНС. На глубине около 46 м возникает эйфория, подобная опьянению. Были случаи, когда ныряльщики предлагали рыбам подышать из своего акваланга! При еще больших парциальных давлениях азота возможна утрата координации движений и иногда даже потеря…
В некоторых клинических случаях бывает полезным повысить РO2 в артериальной крови до очень высокого уровня. Одной из таких ситуаций может быть тяжелое отравление угарным газом, при котором большая часть гемоглобина находится в соединении с СО2 и поэтому не может переносить кислород. Повышение РO2 во вдыхаемом воздухе до 3 атм (это делается в специальных барокамерах) приводит…
