Адаптация к низкому артериальному давлению

Изменения атмосферного давления наблюдаются при нахождении выше или ниже уровня моря. При повышении или понижении атмосферного давления в определенных пределах организм может адаптироваться к изменениям концентрации кислорода в воздухе.

Жизнедеятельность организма человека напрямую зависит от поступления кислорода — одною из компонентов воздуха. Эритроциты переносят кислород (O2) от легких к тканям, а продукт обмена — углекислый газ (CO2) — в обратном направлении, после чего он выдыхается в окружающую среду. Этот процесс необходим для выработки энергии, которая требуется для поддержания всех функций организма.

АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ Содержание кислорода в воздухе составляет 20,96%. Плотность воздуха, а значит, и количество кислорода, который попадает в легкие, зависит от атмосферного давления.

Наилучшим образом наш организм функционирует, когда мы находимся в местности, располагающейся на уровне моря. В таких условиях плотность воздуха обеспечивает достаточную концентрацию кислорода, поступающего в легкие с каждым вдохом.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ Чем больше мы отдаляемся от уровня моря, например при подъеме в горы или глубоководном погружении, тем заметнее изменения атмосферного давления. Чтобы выжить, организм должен приспосабливаться за счет физиологических изменений. Этот процесс носит название адаптации.

Адаптация к повышенному давлению под водой

Вода — это среда с высоким давлением, к нахождению в которой организм человека в полной мере не приспособлен. Основной проблемой для длительного пребывания под водой является отсутствие запасов кислорода. Кроме того, за счет повышения давления при погружении на большую глубину происходит нарушение газообмена в легких.

РЕФЛЕКС НЫРЯНИЯ Наш организм плохо приспособлен к нахождению в воде, однако некоторые рефлекторные механизмы обеспечивают сохранение кислорода. К ним относят урежение дыхания, замедление сердцебиения (брадикардию), спазм периферических сосудов и уменьшение объема периферического кровотока.

Благодаря тренировкам опытные дайверы могут находиться под водой дольше. При регулярных погруженях происходит увеличение жизненной емкости легких, что позволяет задерживать дыхание на более длительное время. Дольше оставаться под водой также позволяют такие методы, как предварительная гипервентиляция, при которой концентрация кислорода в крови увеличивается.

А Дышать под водой дайверам позволяют акваланги. Однако на их организм негативное влияние оказывает повышенное давление-

ГЛУБОКОВОДНОЕ ПОГРУЖЕНИЕ Человек может находиться под водой в течение ограниченного периода времени, поэтому для глубоководного погружения необходим источник кислорода. Современное оборудование позволяет дайверам дышать кислородом под давлением, которое выравнивается с давлением в легких. С его помощью они могут находиться под водой дольше и опускаться на большую глубину. Однако уже само глубоководное погружение может нанести вред здоровью.

Хотя азот (содержание в воздухе 79%) в обычных условиях практически не влияет на наш организм, длительное нахождение в условиях высокого давления приводит к его накоплению в тканях. Это сопровождается развитием токсического эффекта — дайвер испытывает головокружение и выглядит пьяным.

При медленном подъеме на поверхность это вещество не оказывает неблагоприятного воздействия. Однако быстрый подъем приводит к тому, что растворенный

в крови азот образует пузырьки — эмболы. Последние могут вызвать инсульт мозга (при попадании в мозговые сосуды), а также спровоцировать острую боль в мышцах и костях. Это состояние носит название декомпрессионной болезни.

При развитии декомпрессионной болезни необходимо немедленно начать лечение. Перед постепенной декомпрессией требуется провести рекомпрессию (гипербарическую терапию) в барокамере.

Количество кислорода, поступающее в легкие с каждым вдохом, зависит от атмосфер ного давления. К его изменШ ниям организм должен ашЕШ тироваться самостоятелен^^ или с помощью специауЕшш средств. JBjk

Сущность адаптации к высоте сводится к возрастанию устойчивости к недостаточному снабжению тканей кислородом.

Знание механизмов адаптации к высоте важно не только для врачей, работающих в области авиационной и спортивной медицины (высокогорного спорта), но также и для клиницистов, имеющих дело с нарушением функций сердечно-сосудистой системы и другими заболеваниями, сопровождающимися развитием гипоксии.

1) возрастание в периферической крови количества эритроцитов (до 8 млн. в 1 мм 3 ), что приводит к повышению кислородной емкости крови (до 25 об.%); эритроцитоз при этом обычно сопровождается усилением эритропоэза;

2) увеличение легочной вентиляции (дыхание учащается и делается более глубоким); одновременно возрастают минутный объем сердца и скорость кровотока. Все это способствует доставке к тканям большего количества кислорода;

3) определенное значение в механизме срочной адаптации к низкому р02 имеет также развитие алкалоза, возникающего как следствие гипервентиляции легких в результате возбуждения дыхательного центра и снижения парциального давления СО2. При этом рСО2 в венозной крови вместо обычного значения 43—45 мм падает до 10—12 мм рт. ст., что может приводить к развитию некомпенсированного алкалоза и повышению рН крови до 7,6—7,7.

В результате развития алкалоза наблюдается сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево, т. е. создаются условия, при которых насыщение гемоглобина кислородом в легких происходит при более низком его парциальном давлении.

Впрочем, падение pCO2 в венозной крови быстро вызывает возникновение компенсаторных процессов, направленных на снижение резервной щелочности крови путем понижения содержания в ней бикарбонатов.

Помимо рассмотренных механизмов адаптации к высоте, основанных на улучшении условий снабжения тканей кислородом, существуют и другие, возможно, не менее важные, механизмы тканевой адаптации к низкому парциальному давлению кислорода. Эти механизмы, по-видимому, связаны с более эффективным использованием энергии тканевых окислительных процессов и усилением анаэробных энергетических превращений, в частности гликолиза. Такой вид адаптации организма к низким парциальным давлениям О2 особенно характерен для многих животных—аборигенов высокогорья. Однако эти тканевые механизмы адаптации, изучены еще совершенно недостаточно. В наиболее яркой форме приспособление организма животных к существованию в практически анаэробных условиях проявляется у кишечных гельминтов.

Регулярное воздействие повышенного давления вызывает снижение чувствительности к болезни декомпрессии, что известно как адаптация, акклиматизация или привыкание. Дж. Холдейн учитывал явление адаптации еще в 1936 г. и рекомендовал для кессонных рабочих при начальном воздействии давления сокращать рабочую смену наполовину. Walder в 1969 г. доказал, что при адаптации к гипербарической воздушной среде число случаев болезни декомпрессии уменьшится, если в течение первых 7±4 сут дневная экспозиция будет составлять половину от рабочей смены.

Если регулярные экспозиции прекратить, то адаптация утрачивается приблизительно через 10 дней. Адаптация специфична по отношению к величине давления, поэтому ее надо развивать каждый раз, когда рабочее давление меняется.

Walder предположил, что адаптация к повышенному давлению является результатом постепенного исчезновения из организма газовых зародышей, причем различные группы зародышей исчезают при определенном рабочем давлении. Адаптация утрачивается, когда газовые зародыши накапливаются вновь. Гипотеза Walder подтверждается другими наблюдениями, в которых показано, что газовые зародыши различаются по реакциям на декомпрессию и экспозицию под давлением.

В XVI веке Торричелли установил, что высота, на которую всасывающая помпа может поднять воду, ограничена приблизительно 9 м вследствие кавитации в жидкости. Hayward в 1970 г. обнаружил, что эту высоту можно увеличить до 17 м, предварительно выдержав воду под абсолютным давлением 300 кгс/см2. Это было одним из доказательств в пользу существования газовых зародышей.

Масса столба воды, удерживаемой всасывающей помпой, вызывает напряжение или отрицательное гидростатическое давление в верхней части данного столба. Это негативное давление (Pn) усиливает тенденцию к образованию газовых пузырьков.

В 1958 г. Gent, Lindley показали, что механическое напряжение в упругом теле вызывает кавитацию и эффекты механического напряжения и напряжение растворенного газа дополняют друг друга. Сходные результаты можно получить при исследовании мышц и сухожилий.
Отрицательное давление возникает также при относительном движении твердых тел и жидкостей.

Отрицательное давление появляется в результате многих физиологических процессов, при которых, вероятно, следует ожидать усиления образования газовых пузырьков. Отрицательное давление, возможно, также играет важную роль и в образовании газовых зародышей. Эта идея появилась при наблюдении возрастания числа газовых пузырьков после декомпрессии креветок, которых стимулировали электричеством, вызывая двигательную активность. Глубокое понимание процессов образования газовых зародышей может подсказать методы снижения их содержания в организме и этим повысить безопасность декомпрессии.

— Вернуться в оглавление раздела «Физиология человека.»