Безопасность жизнедеятельности (медико-биологические основы)
..pdfгическими и Эксплутационными мероприятиями и сни жением шум°в по пути его распространения средствами звукоизоляции и звукопоглощения.
Также рекомендуется использовать индивидуальные средства зашиты работающих от вредного воздействия шума. К этим средствам относятся кабины наблюдения и дистанционного управления, защищающие рабочего от воздействия Шума, а также различного типа противошумы, защищающие органы слуха от шумового воздей ствия.
К индивидуальным противошумам относятся так на зываемые внутренние вкладыши, наушники и шлемы.
3.5. Острая гипоксия
Гипоксия в переводе с греческого означает пониже ние содержания кислорода в тканях организма. Синоним этого термина в русском языке — кислородное голода ние, или кислородная недостаточность.
У практически здоровых людей гипоксическая гипок сия возникает при подъемах на высоту без дополнитель ного дыхания кислородом. Эту форму гипоксического со стояния принято назьюать высотной гипоксией. Она имеет большое значение для авиакосмической медицины, так как в условиях полета могут возникать различные ситуа ции, определяющие снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. Воздействие гипокси ческой гипоксии умеренной степени традиционно исполь зуется как функциональная проба при врачебной экспер тизе летного состава (Малкин В.Б., 1986).
П. Бэр (1876) на основании экспериментального изу чения влияния пониженного барометрического давления впервые установил, что кислородное голодание является
основной причиной возникновения болезненного состоя ния и гибели животных на больших высотах.
Интерес к высотной гипоксии постоянно возрастал. Причиной этого было развитие техники, которое опреде лило возможность как плавания на подводных лодках, так и полетов на самолетах, а позже и на космических летательных аппаратах. В первые годы развития авиа ции, когда летчики летали в открытых кабинах и в поле тах еще не пользовались для дыхания кислородом, кис лородное голодание было центральной проблемой авиа ционной медицины. Именно в эти годы острое кисло родное голодание стали использовать в качестве функ циональной пробы для отбора лиц, поступающих на служ бу в авиацию, и при медицинском освидетельствовании летчиков.
Установлено, что уменьшение Р02 (давления кисло рода) во вдыхаемом воздухе является причиной возник новения высотной гипоксии — кислородного голодания. Механизм этого явления обусловлен тем, что в процессе дыхания газообмен в легких — поступление в кровь кис лорода и выведение углекислого газа — происходит в основном в результате разницы парциальных давлений этих газов в крови легочных сосудов и альвеолярном воз духе. Следовательно, с понижением Р02 во вдыхаемом воздухе уменьшается поступление кислорода в организм.
Организм человека не располагает существенными за пасами кислорода. Прекращение поступления 0 2 в орга низм приводит через несколько минут к развитию тяже лого патологического состояния, а смерть наступает уже через 5—6 мин, в то время как без воды человек может находиться много дней (до 10—12), а без пищи более месяца.
В зависимости от функционального состояния орга низма потребность его в кислороде изменяется. При ра
боте потребление 0 2 в испытывающих функциональную нагрузку тканях возрастает. Кислородное голодание воз никает в случае, когда потребность тканей в кислороде превышает его поступление к ним.
Минимальный уровень энергии окислительных про цессов и потребления кислорода необходимый для под держания структуры и функции, неодинаков для различ ных тканей организма. У высокоразвитых животных и человека наиболее чувствительной к недостатку кисло рода является ЦНС — филогенетически самое молодое образование. Мозг человека в среднем потребляет в по кое 3,5 мл 0 2 на 100 г ткани в 1 мин. Это приблизитель но 50 мл в 1 мин для всего мозга.
При остром кислородном голодании в первую очередь возникают нарушения деятельности ЦНС.
В зависимости от степени снижения Р 02, от высоты подъема, высотную гипоксию принято делить на острую и хроническую. Вследствие острой гипоксии возникает высотная болезнь, хронической — горная болезнь.
К острой гипоксии относят все случаи значительного и быстрого снижения Р 02 в окружающей газовой среде, в результате которого через относительно небольшой срок у здоровых, но ранее не адаптированных к гипоксии лю дей возникают различной тяжести патологические состо яния. Реально такие ситуации бывают после быстрых подъемов на высоты 4000—5000 м и выше или после вне запного прекращения подачи кислорода во время высот ных полетов.
Практический интерес представляют данные, харак теризующие время сохранения сознания и работоспособ ности у человека при пребывании его на различных вы сотах без кислорода. Этот вопрос изучался еще до вто рой мировой войны, преимущественно в СССР и Герма нии. Советские исследователи в основном определяли
«высотный потолок», т.е. время, через которое у обсле дуемых появлялись расстройства деятельности ЦНС, на рушения сознания, снижение работоспособности в про цессе непрерывного подъема в условиях барокамеры. Не мецкие исследователи ввели понятие о «резервном вре мени», которое характеризует тот отрезок времени, в те чение которого у обследуемого на высоте после прекра щения подачи 0 2 сохранялся еще минимальный уровень работоспособности, достаточный для принятия мер по спасению. В американской и английской литературе ис пользуется с этой же целью термин «время активного сознания».
Величина резервного времени зависит прежде всего от высоты, а также от индивидуальной устойчивости к гипоксии. С увеличением высоты индивидуальные ко лебания величины резервного времени суживаются, так что на высотах более 9000 м они практически стираются. На высотах 15 000 м и выше резервное время практичес ки отсутствует (8—10 с). После быстрых подъемов (1— 2 с) на такие высоты потеря сознания без всяких предве стников отмечалась уже через 15 с. В случаях, когда пре бывание на этих высотах ограничивалось 8—10 с, после чего осуществлялся быстрый спуск с высоты, потеря со знания возникала через 5—7 с в период спуска. Это обу словлено тем, что кровь, обедненная 0 2, поступает в со суды мозга через 5—7 с после начала спуска с высоты. Практически почти полное отсутствие резервного време ни, равно как исчезновение защитного эффекта от дыха ния 0 2, обусловлено тем, что при снижении барометри ческого давления до 87 мм рт. ст. (высота 15 200 м) в легких Р02 становится равным нулю, даже если человек дышит чистым 0 2, так как парциальное давление паров воды (РН20) при температуре тела 37°С в альвеолярном воздухе составляет 47 мм рт.ст. Следовательно, суммар
ное давление (Рсо2 + Рн2о) равно 87 мм рт.ст. В связи с этим высоту 15 200 м, на которой барометрическое дав ление равно 87 мм рт. ст. по Р02, считают «эквивалент ной» космическому пространству.
При прогнозировании течения и исхода острой гипо ксической гипоксии важно знать не только резервное вре мя человека, но и тот предельный срок, в течение кото рого при резком дефиците 0 2 еще сохраняются основные физиологические функции и возможно самостоятельное и полное восстановление жизни после устранения гипо ксии. Этот период от начала воздействия гипоксии до истечения срока возможного самопроизвольного (без ре анимационных процедур) восстановления подавленных функций называют «временем выживания» или «общим временем спасения». В этот период у животных обычно наблюдается не только потеря позы, но и остановка ды хания при сохранении сердечной деятельности.
В процессе развития острой гипоксии возникают за кономерные изменения физиологического состояния, о которых судят по результатам ЭЭГ, ЭКГ, регистрации дыхания, насыщения артериальной крови кислородом.
Потерю сознания при острой гипоксии относят к го меостатическим обморокам, так как причиной ее являет ся гипоксемия — значительное снижение насыщения кис лородом крови. Мозговое кровообращение некоторое вре мя после потери сознайия сохраняется на достаточно высоком уровне, поэтому восстановление нормального снабжения организма кислородом (спуск с высоты, ды хание кислородом) приводит к быстрому, в течение 5— 10 с, восстановлению сознания и исчезновению всех сим птомов.
После восстановления сознания у человека отмечает ся ретроградная амнезия — они не помнят обстоятельств непосредственно предшествовавших потере сознания.
Более того, утверждают, что все время чувствовали себя на высоте хорошо и выполняли все задания правильно.
У человека, страдающего от острого недостатка кис лорода, нарушен почерк, появляются грубые граммати ческие ошибки — пропуски букв; характер тестового ри сунка свидетельствует о появлении эйфории. Это опре деляет потерю адекватного отношения к окружающей обстановке и к собственному состоянию.
Действие различных степеней высотной гипоксии на организм нетренированного к недостатку кислорода че ловека показал, что до высот 5000 м еще возможна стой кая адаптация организма к гипоксии. Об этом свидетель ствует то, что на высотах 3000—5000 м постоянно живут до 25 млн человек, из них 4 млн — на высотах, превыша ющих 4000 м. При этом относительно умеренный дефи цит кислорода на высотах до 3000—3500 м приводит к функциональной перестройке дыхания, кровообращения, аппарата, регулирующего деятельность этих систем, в результате которой адаптационный резерв организма ока зывается в конечном итоге повышенным.
Целесообразно использовать острую гипоксию (подъ емы в барокамере) в качестве теста для медицинского от бора лиц, поступающих на службу в авиацию и претен дующих на участие в космических полетах. Эта традици онная для авиакосмической медицины функциональная проба себя вполне оправдала, так как во многих случаях позволяет выявлять людей как с недостаточным адапта ционным резервом сердечно-сосудистой системы, преж де всего имеющих сниженную функциональную способ ность нейрогуморального аппарата, регулирующего кро вообращение, так и лиц с повышенной чувствительнос тью ЦНС к гипоксии.
Так же важно использование гипоксической гипок сии в качестве тренирующего фактора, повышающего
адаптационный резерв организма человека. Было ус тановлено, что активный отдых в горах на высотах 2000—3000 м с эпизодическими подъемами на боль шие высоты приводит к увеличению адаптационного резерва организма. При этом отмечено повышение ус тойчивости тренированных людей не только к острой гипоксии, но и к некоторым другим экстремальным воздействиям.
3.5.1. Высотная болезнь
В 1918 г. было предложено объединить патологичес кие состояния, возникающие в результате развития ост рой гипоксии, у людей в полете, при подъемах на высо ту, в единую форму, названную высотной болезнью.
«Высотная болезнь» включали все патологические со стояния, которые возникают у людей при высокогорных восхождениях, высотных полетах или подъемах в баро камере, т.е. во всех случаях, когда болезненное состоя ние возникает вследствие пребывания в условиях газо вой среды с пониженным Р 02.
Высотная болезнь протекает остро: тяжелое патоло гическое состояние, вплоть до потери сознания развива ется после подъема на большие высоты в течение несколь ких минут или десятков секунд. При этом пострадавшие часто теряют критическое отношение к окружающей об становке и не предъявляют каких-либо жалоб на ухуд шение самочувствия.
При развитии высотной болезни страдают все виды обмена веществ; однако наиболее существенное значе ние имеют нарушения углеводного обмена, которые ве дут к снижению синтеза АТФ и избыточному накопле нию в клетках некоторых промежуточных продуктов: молочной и пировиноградной кислот. Эти изменения
приводят к снижению эффективности Na — К-насоса и к нарушению внутриклеточного гомеостаза — к уменьше нию pH и потере избирательной проницаемости мембра ны клетки, что и определяет начало развития морфоло гических изменений.
Существует две основные формы высотной болезни: коллаптоидная, которая наиболее часто встречается при относительно умеренном дефиците кислорода (после подъемов на высоты 5000—6000 м или дыхания газовы ми смесями с 9—12 % кислорода), и обморочная. Послед няя возникает, как правило, в результате значительного дефицита кислорода на высотах 7000—10 000 м и более и при дыхании газовыми смесями с низким (менее 8%) содержанием 0 2. Обе эти формы, особенно вторая, про текают остро и быстро приводят к развитию тяжелых патологических состояний.
Коллаптоидная форма высотной болезни возникает у практически здоровых людей через 5—30 мин после подъема в барокамере на высоте 4000—6000 м, на высоте 5000 м — в 3% случаев. У лиц с функциональной недо статочностью регуляции сердечно-сосудистой системы она возникает значительно чаще — в 25% случаев. На высоте 8000 м и более коллаптоидная форма высотной болезни встречается, крайне редко. При этой форме вы сотной болезни часто ухудшается самочувствие. Обсле дуемые предъявляют жалобы на общую слабость, «чув ство жара» либо во всем теле, либо только в голове; от мечают изменения зрения — появление серой или чер ной пелены, «недостаток воздуха», шум в ушах, тошно ту и головокружение. При этом изменяются внешний вид и поведение обследуемого: появляется бледность кож ных покровов лица, усиливается потливость, черты лица заостряются, глаза кажутся глубоко запавшими, их вы ражение становится страдальческим.
Повышенная в начале развития высотной болезни двигательная активность и эйфория сменяются общей за торможенностью; поза становится скованной, взгляд дол го фиксируется на отдельных предметах. Сознание дли тельное время сохраняется, однако все указания и коман ды врача воспринимаются медленно и часто выполняют ся как бы неохотно. Если пострадавшего не обеспечить нормальным кислородным питанием (спуск с высоты, подача кислорода), то его состояние может резко ухуд шиться — наступит потеря сознания. Урежение частоты сердечных сокращений и снижение АД является одним из первых признаков возникновения коллаптоидной фор мы высотной болезни. Степень и скорость проявления этих реакций определяют особенности клинического те чения высотной болезни.
Обморочная форма высотной болезни заслуживает особенно большого внимания, так как ее возникновение в полетах в результате разгерметизации кабины, неис правности высотного снаряжения или нарушений правил его эксплуатации является одной из причин возникнове ния аварийных ситуаций и катастроф.
Эта форма высотной болезни развивается без выражен ных предвестников. Заболевший не испытывает неприят ных ощущений; более того, он теряет адекватное отноше ние к окружающей обстановке и своему состоянию: не за мечает ошибок при выполнении психофизиологических тестов и при решении элементарных арифметических за дач, нарушении почерка и грубых грамматических оши бок. Потеря сознания часто наступает внезапно. В некото рых случаях ей предшествуют приступы клонических су дорог, как правило, в работающих мышцах. Остроту тече ния высотной болезни определяет степень снижения пар циального давления кислорода в легких и в крови. После подъемов на высоты 15 500 м и выше она протекает сверхо
стро — первым признаком ее является потеря сознания, которая наступает без всяких предвестников уже через 12— 15 с после подъема. На высотах 7000—7500 м течение за болевания зависит от индивидуальной устойчивости, ко торая определяет время возможного пребывания на таких высотах —от 2—3 до 20—30 мин и более. На этих высотах не отмечается существенных изменений общего состоя ния, поведение же в течение некоторого времени бывает неадекватным: часто отмечаются приподнятое настроение и потеря в большей или меньшей степени критического отношения к окружающей обстановке. Незадолго перед потерей сознания лицо больного становится невыразитель ным, взгляд — застывшим, пустым; у некоторых возни кает подергивание мышц кисти, после чего судороги рас пределяются на всю руку и могут стать генерализованны ми. Одновременно наступает потеря сознания, при кото рой в течение некоторого времени заболевший сохраняет активную позу.
Потеря работоспособности и нарушения сознания воз никают тем раньше, чем больше высота.
Подключение заболевшего высотной болезнью на ды хание кислородом либо смесью кислорода с 3—5% со держанием углекислого газа является едкнственным на дежным методом лечения этого заболевания. В легких случаях кислородная терапия приводит к быстрому и пол ному восстановлению здоровья. При тяжелых формах высотной болезни, когда больной длительное время на ходится без сознания, либо в случаях, когда потеря со знания возникает многократно и сопровождается присту пами судорог и рвотой (при развитии высотной болезни в полетах), помимо кислородной терапии необходимо ме дикаментозное лечение.
В тяжелых случаях полностью восстановить нормаль ное состояние здоровья часто не удается, и высотная бо