Повышенное парциальное давление кислорода
Влияние на организм повышенного парциального давления кислорода, углекислоты и азота
Повышенное действие кислорода на организм может наблюдаться, помимо искусственных условий (при вдыхании кислорода, особенно в условиях повышенного давления), также на больших глубинах, в кессонах, т. е. камерах, в которых работа производится под повышенным атмосферным давлением, В этих случаях организм находится под повышенным давлением вообще и повышенным парциальным давлением кислорода в частности. Повышение парциального давления кислорода переносится организмом значительно лучше, чем уменьшение его. При увеличении парциального давления кислорода ускоряется проникновение кислорода в легкие. Увеличивается количество кислорода, растворенного в плазме. Повышение атмосферного давления до 2 атм. обычно вызывает усиление окислительных процессов.
Патологические явления в организме начинают обнаруживаться после 4 — 5 часов пребывания при 2 атм., через 2 часа — при 3 атм. Появляются расстройства дыхания в виде его урежения и углубления, замедление сердечной деятельности и урежение пульса, переполнение кровью внутренних органов, торможение функции центральной нервной системы. Далее могут наступить общие судороги и потеря сознания. Количество газов, растворенных в крови, увеличивается. Обмен веществ нарушается, распад белковых веществ усиливается, накапливаются недоокисленные продукты обмена. Значительное повышение парциального давления кислорода ведет к потере его свойства усиливать окислительные процессы, и он может быть даже ядом для организма.
При переходе из атмосферы с повышенным давлением в условия нормального давления необходимо строго придерживаться правил постепенного выхода с более или менее длительными остановками. При быстром переходе может развиться кессонная болезнь. В легких случаях ее появляются боли в мышцах и суставах, кожный зуд, нарушения теплообмена, ведущие к охлаждению, иногда проникновение воздуха под кожу (кожная эмфизема). В более тяжелых случаях наступают потеря сознания, судороги, парезы и параличи. Растворенные в плазме крови газы (преимущественно азот) выделяются в виде пузырьков, что вызывает образование газовых эмболов. Последствия таких эмболий различны в зависимости от величины эмболов, быстроты их образования, места закупорки сосуда и т. д. Вследствие рассасывания газовых эмболов эти явления в большинстве случаев проходят, но газовая эмболия мозговых и сердечных сосудов очень опасна в связи с тем, что она может вызвать мгновенную смерть.
Повышение содержания углекислоты в окружающей атмосфере прежде всего вызывает усиление легочной вентиляции и увеличение дыхательного объема легких вследствие раздражения дыхательного центра (рис, 118). При незначительном повышении концентрации углекислоты в крови расширяются коронарные сосуды и сосуды головного мозга, изменяется распределение крови. Углекислота действует через рефлексогенные зоны легких, верхних дыхательных путей и сосудистых стенок, но особенно через кровь непосредственно на дыхательный центр. Возбуждение дыхательного центра от незначительного увеличения содержания углекислоты в крови используется в клинической практике при ослаблении его функции.
Рис. 118. Легочная вентиляция при вдыхании воздуха, содержащего 6% углекислого газа. Время вдыхания углекислого газа отмечено белой линией. Верхняя кривая — запись дыхания, нижняя кривая — запись артериального давления (по Г. П. Конради)
Первые незначительные субъективные явления расстройства дыхания наблюдаются при содержании углекислоты в воздухе в количестве 2% (вместо 0,04% в норме). Если одновременно с повышением содержания углекислоты в воздухе понижается содержание кислорода, то чувствительность центра дыхания к углекислоте заметно повышается.
Увеличение количества углекислоты в воздухе до 8 — 9% ведет к появлению одышки, а также к замедлению сердечного ритма, падению кровяного давления, слабости, апатии и наркотическому состоянию. Все функции организма угнетены. Наступают признаки интоксикации, возникающие вследствие того, что белковые вещества тканей начинают разрушаться; с мочой усиленно выделяется сера, фосфор, относительно уменьшается выведение хлористого натрия. При содержании в воздухе углекислоты выше 10 — 15% указанные явления все больше нарастают, наступают потеря сознания и смерть от паралича дыхания.
Азот под давлением оказывает на человека и животных наркотическое, а также токсическое действие. Он растворяется в крови и тканях, преимущественно в жирах. Действие азота выражается в расстройствах деятельности нервной системы в виде дрожания головы, нарушений стояния и ходьбы, автоматических движений и судорог. Некоторые патологические явления от пребывания в кессонах, по-видимому, объясняются также повышением парциального давления азота.
Источник
Основными
параметрами воздуха, определяющими
физиологическое состояние человека,
являются:
абсолютное
давление;процентное
содержание кислорода;температура;
относительная
влажность;вредные
примеси.
Из
всех перечисленных параметров воздуха
решающее значение для человека имеют
абсолютное давление и процентное
содержание кислорода. Абсолютное
давление определяет парциальное давление
кислорода.
Парциальное
давление любого газа в газовой смеси
представляет собой часть общего давления
газовой смеси, приходящаяся на долю
этого газа в соответствии с его процентным
содержанием.
Так
для парциального давления кислорода
имеем
где
−
процентное содержание кислорода в
воздухе (
);
РH−
давление воздуха на высоте
Н;
−парциальное
давление водяных паров в легких
(противодавление для дыхания 
).
Парциальное
давление кислорода имеет особое значение
для физиологического состояния человека,
так как оно определяет процесс
газообмена в организме.
Кислород,
как и всякий газ, стремится перейти из
пространства, в котором его парциальное
давление больше, в пространство с меньшим
давлением. Следовательно, процесс
насыщения организма кислородом
происходит лишьв
том случае, когда парциальное давление
кислорода в легких (в альвеолярном
воздухе) будет больше парциального
давления кислорода в крови, притекающей
к альвеолам, а это последнее будет больше
парциального давления кислорода в
тканях организма.
Для
удаления из организма углекислого газа
необходимо иметь соотношение его
парциальных давлений, обратное описанному,
т.е. наибольшее значение парциального
давления углекислого газа должно быть
в тканях, меньшее − в венозной крови и
еще меньшее − в альвеолярном воздухе.
На
уровне моря при
РH
= 760 мм рт. ст. парциальное давление
кислорода равно ≈150 мм рт. ст. При
таком
обеспечивается нормальное насыщение
крови человека кислородом в процессе
дыхания. При увеличении высоты полета
уменьшается в связи с уменьшениемPH
(рис. 1).
Специальными
физиологическими исследованиями
установлено, что минимальное парциальное
давление кислорода во вдыхаемом воздухе
Эту цифру принято называть
физиологической границей пребывания
человека в отрытой кабине по величине
.
Парциальному
давлению кислорода 98 мм рт. ст. соответствует
высота
Н
= 3 км. При
<
98 мм рт. ст. возможно нарушение зрения,
слуха, замедление реакции и потеря
человеком сознания.
Для
предотвращения этих явлений на ЛA
используются системы кислородного
питания (СКП), обеспечивающие
> 98 мм рт. ст. во вдыхаемом воздухе на
всех режимах полета и в аварийных
ситуациях.
Практически
в авиации принята высота
Н = 4
км в качестве границы полетов без
кислородных приборов, то есть ЛA,
имеющие практический потолок менее
4 км могут не иметь СКП.
Парциальное давление кислорода и углекислого газа в организме человека в наземных условиях
|
| |
Вдыхаемый Альвеолярный Венозная Артериальная Ткани | 159 105÷110 60 100 10÷20 | 0,23 40 45÷50 40 55÷60 |
мм
мм При
изменении указанных в таблице значений
и
нарушается нормальный газообмен в
легких и во всем организме человека.
Соседние файлы в папке Ильин
- #
- #
Источник
Краткое название показателя:
PaO2
Также:
Oxygen tension
Категория:
Кислотно-основное состояние и газы крови
Единица измерения:
мм.рт.ст
Краткое описание
РаО2 — напряжение кислорода в артериальной крови; измеряется в единицах давления (традиционно — в мм рт. ст. [torr]), а в последнее время — в килопаскалях [кПа}). РаО2 численно равно давлению, под которым произошло насыщение крови кислородом. Его можно определить и как давление кислорода, требующееся для того, чтобы удержать в артериальной крови растворенный кислород. Чем выше Ра02, тем больше кислорода содержится в крови и тем выше скорость движения кислорода из капиллярной крови в ткани. В норме (то есть когда здоровый человек дышит атмосферным воздухом) этот показатель составляет 92-98 мм рт. ст. РаО2 обычно измеряют в лабораторных условиях, в пробе артериальной крови или в мониторном режиме микроэлектродом, введенным в артерию. С возрастом газовый состав крови претерпевает некоторые изменения. Напряжение О2 в артериальной крови здоровых молодых людей в среднем составляет 95-100 мм рт. ст.; к 40 годам оно снижается примерно до 80 мм рт. ст., а к 70 годам — до 70 мм рт. ст. Эти изменения связаны с тем, что с возрастом увеличивается неравномерность функционирования различных участков легких.
Подробное описание
РаО2 наряду с двумя другими величинами (раСО2 и рН) составляют такое понятие как «газы крови» (Arterial blood gases — ABG(s)). Значение рaО2 зависит от многих параметров, главными из которых являются возраст и высота нахождения пациента (парциальное давление О2 в атмосферном воздухе). Таким образом, показатель рО2 должн быть интепретирован индивидуально для каждого пациента.
Точные результаты для ABGs зависит от сбора, обработки и собственно анализа образца. Клинически важные ошибки могут возникать на любом из этих этапов, но измерение газов крови являются особенно уязвимыми к ошибкам возникающим до проведения анализа. Наиболее распространенные проблемы включают в себя
— забор не артериальной (смешанной или венозной) крови;
— наличие воздушных пузырьков в пробе;
— недостаточное или чрезмерное количество антикоагулянта в образце;
— задержка проведения анализа и хранение образца всё это время неохлажденным.
Надлежащий образец крови для анализа ABG содержит, как правило,1-3 мл артериальной крови, взятой пункционно анаэробно из периферической артерии в специальный контейнер из пластика, с помощью иглы малого диаметра. Пузырьки воздуха, которые могут попасть во время отбора пробы, должны быть незамедлительно удалены. Воздух в помещении имеет раО2 около 150 мм рт.ст. (на уровне моря) и раСО2 практически равное нулю. Таким образом, воздушные пузырьки, которые смешиваются с артериальной кровью сдвигают (увеличивают) раО2 к 150 мм рт.ст. и уменьшают (снижают) раСО2.
Если в качестве антикоагулянта используется гепарин и забор производится шприцем а не специальным контейнером, следует учитывать рН гепарина, который равен приблизительно 7,0. Таким образом, избыток гепарина может изменить все три значения ABG (раО2, раСО2, рН). Очень малое количество гепарина необходимо, чтобы предотвратить свертывание; 0,05 — 0,10 мл разбавленного раствора гепарина (1000 ЕД / мл), будет противодействовать свертыванию приблизительно 1 мл крови, не влияя при этом на рН, раО2, раСО2. После промывки шприца гепарином, достаточное количество его обычно остается в мертвом пространстве шприца и иглы, чего хватает для антикоагуляции без искажения значений ABG.
После сбора, образец должен быть проанализирован в кратчайшие сроки. Если происходит задержка более 10 минут, образец должен быть погружен в контейнер со льдом. Лейкоциты и тромбоциты продолжают потреблять кислород в образце и после забора, и могут вызвать значительное падение раО2, при хранении в течение долгого времени при комнатной температуре, особенно в условиях лейкоцитоза или тромбоцитоза. Охлаждение позволит предотвратить любые клинически важные изменения, по крайней мере в течение 1 часа, за счёт снижения метаболической активности этих клеток.
Референтные значения
| Норма | |||||
| дети и молодые | 92 | 98 | мм.рт.ст | ||
| зрелый | 80 | 98 | мм.рт.ст | ||
| пожилые | 70 | 92 | мм.рт.ст | ||
Факторы повышения и понижения
| Другие | |
| Пребывание на больших высотах | Понижение |
| Пожилой возраст | Понижение |
| Старческий возраст | Понижение |
| Загрязнение (контаминация) пробы | Повышение |
| Длительное хранение пробы | Понижение |
| Неправильное хранение и транспортировка пробы | Понижение |
Источники и литература
Другие сервисы медицинского портала MedElement
Медицинский портал MedElement — это облачные сервисы, мобильные
приложения и электронные справочники для врачей и пациентов.
Наши проекты могут помочь вам!
Источник
Даже людям далеким от альпинизма и дайвинга известно, что дышать в определенных условиях человеку становится сложно. Такое явления связано со сменой парциального давления кислорода в окружающей среде, как следствие, и в крови самого человека.
Горная болезнь
Когда житель равнинной местности приезжает в отпуск в горы, кажется, что воздух там особенно чист и надышаться им просто невозможно.
На самом деле подобные рефлекторные позывы к частому и глубокому дыханию вызываются гипоксией. Чтобы человек выровнял парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе, ему требуется вентилировать собственные легкие как можно лучше первое время. Конечно, пребывая в условиях гор несколько дней или недель организм начинает привыкать к новым условиям за счет корректировки работы внутренних органов. Так ситуацию спасают почки, которые начинают выделять гидрокарбонат для усиления вентиляции легких и увеличивают в крови количество эритроцитов, способных переносить большее количество кислорода.
Таким образом, у жителей горных местностей уровень гемоглобина всегда оказывается выше, чем у равнинных.
Острая форма
В зависимости от особенностей организма норма парциального давления кислорода может отличаться для каждого человека в определенном возрасте, состоянии здоровья или просто от способности к акклиматизации. Именно поэтому покорять вершины суждено не всем, ведь даже имея огромное желание, человек не способен полностью подчинить себе свой организм и заставить его работать по-другому.
Очень часто у неподготовленных альпинистов при скоростном подъеме могут развиваться различные симптомы гипоксии. На высоте менее 4,5 км они проявляются головными болями, тошнотой, усталостью и резкой сменой настроения, поскольку нехватка кислорода в крови сильно отражается на работе нервной системы. Если подобные симптомы проигнорировать, то в дальнейшем образуется отек мозга или легких, каждый из которых способен привести к смерти.
Таким образом, игнорировать изменение парциального давления кислорода в окружающей среде строго запрещено, ведь оно всегда влияет на работоспособность всего человеческого организма.
Погружение под воду
Когда водолаз погружается в условия, где атмосферное давление ниже привычного уровня, его организм также сталкивается со своеобразной акклиматизацией. Парциальное давление кислорода на уровне моря является средней величиной и с погружением также меняется, но особую опасность для человека в данном случае представляет азот. На поверхности земли в равнинной местности он не влияет на людей, но после каждых 10 метров погружения постепенно сжимается и провоцирует в организме водолаза различные степени наркоза. Первые признаки такого нарушения могут проявляться уже после 37 метров под водой, особенно если человек проводит на глубине длительное время.
Когда атмосферное давление превышает 8 атмосфер, а достигается этот показатель уже после 70 метров под водой, водолазы начинают чувствовать азотный наркоз. Явление это проявляется ощущением алкогольного опьянения, которое нарушает координацию и внимательность подводника.
Чтобы избежать последствий
В случае, когда парциальное давление кислорода и других газов в крови отклонено от нормы и водолаз начинает ощущать признаки интоксикации, очень важно осуществлять его подъем максимально медленно. Связано это с тем, что при резком изменении давления диффузия азота провоцирует возникновение в крови пузырьков с данным веществом. Простым языком, кровь как будто закипает, и человек начинает чувствовать сильную боль в суставах. В дальнейшем у него могут развиваться нарушения зрения, слуха и работы нервной системы, что называют кессонной болезнью. Чтобы избежать такого явления, водолаза следует поднимать очень медленно или заменять в его дыхательной смеси азот гелием. Данный газ менее растворим, имеет меньшую массу и плотность, поэтому затраты на внешнее дыхание уменьшаются.
Если же подобная ситуация произошла, то человека необходимо срочно помещать в обратно среду с высоким давлением и ждать постепенной декомпрессии, которая может продолжаться до нескольких дней.
Парциальное давление кислорода в артериальной крови
Для того чтобы изменился газовый состав крови, не обязательного покорять вершины или спускаться на морское дно. Различные патологии сердечно-сосудистой, мочевыделительной и дыхательной систем также способны влиять на изменение давления газов в главной жидкости человеческого организма.
Для точного определения диагноза у пациентов берутся соответствующие анализы. Чаще всего врачей интересует парциальное давление кислорода и углекислого газа, поскольку они обеспечивают полноценное дыхание всех органов человека.
Давление в данном случае представляет собой процесс растворения газов, который показывает, насколько эффективно в организме работает кислород и соответствуют ли его показатели нормам.
Малейшие отклонения указывают на то, что у пациента имеются отклонения, влияющие на способность использовать поступающие в организм газы по максимуму.
Нормы давления
Норма парциального давления кислорода в крови понятие относительное, поскольку может варьироваться в зависимости от множества факторов. Чтобы правильно определить свой диагноз и получить лечение, с результатами анализов необходимо обращаться к специалисту, способному учесть все индивидуальные характеристики пациента. Конечно, существуют и эталонные нормы, которые принято считать идеальными для здорового взрослого человека. Так, в крови пациента без отклонений имеется:
- углекислый газ в количестве 44,5-52,5 %;
- его давление 35-45 мм рт. ст.;
- насыщение жидкости кислородом 95-100 %;
- О2 в количестве 10,5-14,5 %;
- парциальное давление кислорода в крови 80-110 мм рт. ст.
Чтобы во время сдачи анализа результаты соответствовали действительности, необходимо учесть целый ряд факторов, способных повлиять на их корректность.
Причины отклонения от нормы, зависящие от пациента
Парциальное давление кислорода в артериальной крови может меняться очень быстро в зависимости от различных обстоятельств, поэтому, чтобы результат анализа был максимально точным, следует учитывать следующие особенности:
- норма давления всегда уменьшается с увеличением возраста пациента;
- при переохлаждении снижается давление кислорода и давление углекислого газа, а уровень рН увеличивается;
- при перегреве ситуация обратная;
- действительный показатель парциального давления газов будет виден только при заборе крови у пациента с температурой тела в пределах нормы (36,6-37 градусов).
Причины отклонения от нормы, зависящие от медработников
Кроме учета таких особенностей организма самого пациента, специалисты для корректности результатов также должны соблюдать определенные нормы. В первую очередь на парциальное давление кислорода влияет наличие пузырьков воздуха в шприце. Вообще, любой контакт анализа с окружающим воздухом способен изменить результаты. Также важно после забора крови аккуратно перемешать ее в емкости, чтобы эритроциты не оседали на дне пробирки, что также способно сказаться на результатах анализа, демонстрирующих уровень гемоглобина.
Очень важно придерживаться и норм времени, отведенных на проведение анализа. По правилам, все действия должны осуществляться в пределах четверти часа после забора, и если этого времени недостаточно, то емкость с кровью должна помещаться в ледяную воду. Только так можно остановить процесс потребления кислорода клетками крови.
Специалисты также должны своевременно калибровать анализатор и брать анализы только шприцами с сухим гепарином, который сбалансирован электролитически и не оказывает влияния на кислотность пробы.
Результаты анализов
Как уже понятно, парциальное давление кислорода в воздухе способно оказывать на организм человека заметное влияние, но уровень давления газов в крови может нарушаться и по другим причинам. Чтобы определить их правильно, расшифровку следует доверять только опытному специалисту, способному учесть все особенности каждого пациента.
На гипоксию в любом случае будет указывать снижение уровня давления кислорода. Изменение уровня рН крови, как и давления углекислого газа или изменение уровня бикарбонатов, может указывать на ацидоз или алкалоз.
Ацидоз представляет собой процесс закисления крови и характеризуется повышением давления углекислого газа, снижением уровня рН крови и бикарбонатов. В последнем случае диагноз будет озвучен как метаболический ацидоз.
Алкалоз представляет собой повышение щелочности крови. О нем будет свидетельствовать повышенное давление углекислого газа, увеличение числа бикарбонатов, а следовательно, и изменение уровня рН крови.
Заключение
На работоспособность организма влияет не только качественное питание и физические нагрузки. Каждый человек привыкает к определенным климатическим условиям жизни, в которых чувствует себя максимально комфортно. Их изменение провоцирует не только плохое самочувствие, но и полную смену определенных показателей крови. Чтобы определить по ним диагноз, следует тщательно подбирать специалиста и следить за соблюдением всех норм забора анализов.
Источник
