- •Спасательное снаряжение подводника
- •Изолирующие средства защиты органов дыхания
- •Технические средства обеспечения погружения водолаза под воду
- •Медицинский контроль за качеством искусственных дыхательных газовых смесей, хпи и регенеративного вещества о-з
- •Водолазная физиология и патология Влияние повышенного давления среды на организм
- •Закономерности насыщения и рассыщения организма индифферентными газами
- •15 12 9 6 3Общее время декомпрессии, мин
- •1 Минуту
- •I. Общие положения.
- •II. Организация определения индивидуальной оптимальной дозы кислорода.
15 12 9 6 3Общее время декомпрессии, мин
54 4 ... … …......
Кислородная декомпрессия, применяемая с глубины 15 метров, увеличивает рассыщающий перепад индифферентного газа и тем самым сокращает общее время декомпрессии. Применение кислорода для декомпрессии приведет к изменениям в расчете режима декомпрессии, начи-
ная с пятого этапа "Определение времени первой остановки и величины рассыщения тканей на ней".
Таблица 15
Определение времени первой остановки и величины рассыщения тканей на ней при дыхании кислородом
Е1/2Рн15Рд 12
∆РдSДP15кислSH
Sф-РРк15103883523603880,092 0,129503382029135202910,067202714020635202060,03471998014935201490,0173146Из таблицы видно, что время нахождения на остановке уменьшилось с 4 до 2 минут, а величина рассыщения, например, 10 - минутной ткани, увеличилась с 45 до 50 кПа. Отметим, что при кислородной декомпрессии и самая медленная ткань рассыщается, в то время как при воздушной декомпрессии она донасыщается. Несомненно, что и на последующих остановках применение кислорода приведет к сокращению времени и увеличению скорости рассыщения. По Современным данным, скорость полурассыщения организма от азота при кислородной декомпрессии увеличивается в 1,5 - 2 раза. Глубина использования кислородной декомпрессии ограничена токсическим действием высоких парциальных давлений кислорода.
При расчете режимов декомпрессии для спусков с использованием для дыхания искусственных газовых смесей необходимо учитывать парциальное давление индифферентного газа в ней. Например, в 40% кислородно-азотной смеси pN, составляет 60 кПа и первый этап расчета режима
декомпрессии "Определение величины насыщения тканей за 15 мин пребывания на глубине 60 метров" будет иметь следующий вид (табл. 16):
Таблица 16
Определение величины насыщения тканей за 15 мин пребывания на глубине 60 метров при дыхании 40% кислородно-азотной смесью
Т1/2РнРн60∆РtS+РРк601080420360150,6472333132080420360150,4051462264080420360150,229821628080420360150,12244124При сравнении конечного насыщения тканей после дыхания воздухом (см.табл. 10) и 40% кислородно-азотной смесью видно, что в последнем случае насыщение меньше (например, 391 и 313 кПа для 10-минутной ткани).
При водолазных погружениях в условиях высокогорья исходная величина насыщения тканей зависит от величины общего давления, которое снижается по мере увеличения высоты над уровнем моря. Так на высоте 1000 м общее давление будет 89 кПа, на 2000 - 79 кПа, а на 3000 - 70 кПа. Следовательно, на высоте 2000 метров над уровнем моря исходная величина насыщения составит 63 кПа (79 х 0,8). Первый этап: "Определение величины насыщения тканей за 15 мин пребывания на глубине 60 метров "при спуске на высоте 2000 метров над уровнем моря будет иметь следующий вид (табл. 17):
Несмотря, на меньшее конечное насыщение тканей, режимы декомпрессии в условиях высокогорья являются более продолжительными в сравнении с режимами для
Таблица 17
Определение величины насыщения тканей за 15 мин пребывания на глубине 60 метров при спуске в условиях высокогорья
Т1/2РнРв60∆РtS+РРк601063560497150,6473223852063560497150,4052012642063560497150,2291141778063560497150,12261124спусков в обычных условиях при одинаковой глубине и экспозиции, так как декомпрессию необходимо вести не до 1 ата, а до меньшей величины. В нашем примере допустимое pN на поверхности будет равно 101 кПа(63х 1,6), тогда как при спусках на уровне моря - 128 кПа (80 х 1,6), т.е. необходимо дополнительное время, чтобы рассытиться еще на 27 кПа (128-101).
Расчет режимов декомпрессии при спусках методом ДП отличается тем, что ведется по одной ткани, имеющей наибольшее значение Т|Д. При этом применяется меньшая величина допустимого пересыщения, чем при расчете режимов кратковременного пребывания, а в некоторых случаях используется постоянная величина пересыщения. Специальные исследования показывают, что безопасное пересыщение лежит в диапазоне 30-40 кПа. Учитывая, что рО2 также является постоянной величиной (например, при погружениях до 130 метров оно равно 50 кПа), время выдержек на остановках получается одинаковым.
Контрольные вопросы:
1. Пути проникновения индифферентных газов в организм и их характеристика
2. Как осуществляется транспорт индифферентных газов в организме, какие особенности имеет каждый этап?
3. Количественные характеристики процесса насыщения организма индифферентным газом?
4. Что такое коэффициент допустимого пересыщения тканей индифферентными газами и его характеристика?
5. Какие факторы влияют на скорость насыщения и рассыщения организма индифферентными газами?
6. Какие особенности необходимо учитывать в расчете режимов декомпрессии при спусках методом длительного погружения?
7. Каковы особенности насыщения - рассыщения организма двумя индифферентными газами? Встречная диффузия индифферентных газов в тканях.
8. Условия образования газовых пузырьков в организме.
ДЕКОМПРЕССИОННАЯ БОЛЕЗНЬ
Острая декомпрессионная болезнь - самое частое профессиональное заболевание водолазов, возникающее вследствие образования газовых пузырьков в организме, пересыщенном индифферентным газом при декомпрессии, и проявляющееся кожным зудом, мышечно-суставными болями, нарушениями сердечной деятельности и дыхания, поражением нервной системы, распространенным поражением интимы сосудов, изменениями в системе крови и обменными нарушениями, связанными с гипоксией.
В основе патогенеза декомпрессионной болезни лежит венозная газовая эмболия, интенсивность которой отражает вероятность возникновения и тяжесть клинической формы заболевания.
Хроническая ДБ проявляется расстройствами сердечнососудистой системы (кардиосклероз, миокардиодистрофия, эндокардит), ЦНС и костной системы (асептический остеонекроз) у лиц с большим стажем работы в условиях гипербарии, как болевших, так не болевших острой декомпрессионной болезнью.
Острая декомпрессионная болезнь может проявляться в клинических формах, чаще всего определяющих степень ее тяжести. Кожная и мышечно - суставная формы, а также неврологическая форма с поражением периферических нервных стволов свойственны легкому течению заболевания. Сердечно-сосудистая и абдоминальная формы характерны для заболевания средней тяжести. К декомпрессионной болезни тяжелой степени относятся кардиальная, спинальная, церебральная и вестибулярная (Меньеровский синдром) формы.
Острая декомпрессионная болезнь возникает чаще всего при неправильном выборе режима декомпрессии или ошибках в его проведении. Причиной заболевания может стать снижение устойчивости организма к декомпрессионной болезни в результате неблагоприятного действия факторов водолазного спуска или ухудшения функционального состояния организма, приводящего к замедлению рассыщения его тканей от избытка индифферентного газа.
Клинически заболевание обнаруживается чаще всего спустя короткое время после окончания декомпрессии, в абсолютном большинстве случаев (около 9:5%) латентный период не превышает 3 часов. В течение этого времени водолазы должны находиться вблизи декомпрессионной камеры.
Диагностика легких случаев заболевания основана на выявлении характерных жалоб, оценке обстоятельств возникновения болезни и немногочисленных объективных проявлениях, например, характерном симптоме "мраморности" кожи. Тяжелые случаи и заболевания средней тяжести диагностируются по нарушениям сердечно-сосудистой деятельности и дыхания, неврологическим или вестибулярным расстройствам. Объективная (и дифференциальная)диагностика заболевания основана также на обнаружении и оценке интенсивности венозной газовой эмболии с помощью ультразвукового локатора газовых пузырьков. Для своевременного распознавания тяжелых случаев заболевания важно обращать внимание на начальные проявления неврологических и вестибулярных нарушений (снижение и асимметрия чувствительности или мышечного тонуса, задержка мочеиспускания, нистагм и др.).
При оценке и прогнозировании тяжести заболевания и определении тактики лечения необходимо учитывать:
- глубину погружения и время работы подводой, использованный способ и режим декомпрессии, его нарушения;
- наличие или отсутствие обстоятельств, способствующих возникновению заболевания (охлаждение тела, местные нарушения кровообращения и др.);
- наличие декомпрессионного заболевания в анамнезе, его тяжесть;
- латентный период проявления, симптомов, их характер,
динамика нарастания тяжести болезненных проявлений.
Следует иметь в виду, что перенесенная декомпрессионная болезнь делает человека менее устойчивым к заболеванию. Особенно это относится к неврологической форме декомпрессионной болезни.
Основным патогенетическим методом лечения декомпрессионной болезни является лечебная рекомпрессия. Действие рекомпрессии основано на уменьшении размеров газовых пузырьков, ликвидации пересыщения тканей индифферентным газом, создании недонасыщения тканей как необходимого условия для рассыщения газовых пузырьков.
Тактика лечения заключается в правильном выборе величины избыточного давления и времени пребывания под максимальным давлением. В легких случаях заболевания при отсутствии грубых нарушений режима декомпрессии целесообразно использовать умеренные избыточные давления, позволяющие в широких пределах варьировать экспозицией. В тяжелых случаях заболевания, требующих непосредственного быстрого эффекта при лечебной рекомпрессии, проводимой немедленно после грубых нарушений режима декомпрессии, необходимо применять максимальные лечебные режимы. Во всех случаях необходимо учитывать полученную пациентом при рекомпрессии токсическую дозу кислорода.
Профилактика декомпрессионной болезни включает: отбор водолазов, устойчивых к заболеванию, использование при водолазных спусках физиологически адекватных и безопасных режимов декомпрессии, оперативный контроль за безопасностью декомпрессии с оценкой интенсивности венозной газовой эмболии и риска клинической формы заболевания, экстренную профилактику декомпрессионной болезни с использованием метода гипербарической оксигенации, проводимой по показаниям.
Цель: изучить этиологию, патогенез, клинику декомпрессионной болезни, отработать навыки диагностики, профилактики и лечения заболевания.
Организация и содержание занятия:
Морские свинки массой тела 600-900 г помещаются в барокамеру, давление повышается воздухом до 0,40-0,42 МПа. После 2-часовой экспозиции давление снижают за 2-3 минуты до атмосферного, на протяжении I часа осуществляется контроль за образованием газовых пузырьков в венозном кровотоке животного. Слушатели осваивают методику локации кровотока с помощью ультразвуковой установки с накожным датчиком и оценки интенсивности венозной газовой эмболии. При обнаружении высокого уровня венозной эмболии животные помещаются в кислородную барокамеру для проведения профилактической гипербарической оксигенации (р02 = 0,3 МПа - 10 минут, декомпрессия, р02 = 0,2 МПа - 40 минут). После сеанса ГБО вновь определяется интенсивность венозной газовой эмболии.
Одну морскую свинку с наибольшим уровнем венозной газовой эмболии наблюдают до наступления летального исхода, обращая внимание на симптомы декомпрессионной болезни. Труп фиксируют на станке и производят патологоанатомическое вскрытие. При этом отмечают наличие газовых пузырьков в кровеносных сосудах, подкожной жировой клетчатке, в мышцах, почках, печени, селезенке, легких и полостях сердца.
Для оценки устойчивости человека к декомпрессионной болезни слушатели перед помещением в барокамеру осваивают методику локации венозного кровотока над конусом легочной артерии (ПИ V межреберье по левой парастернальной линии), определяют друг у друга точки локации и особенности фонового сигнала кровотока. В барокамере давление повышают воздухом до 0,4 МПа и после 60 минут экспозиции его снижают по специальному режиму декомпрессии продолжительностью 63 минуты. В течение 2 часов после окончания декомпрессии осуществляется периодическая локация кровотока с оценкой интенсивности газовой эмболии, на основании которой определяется устойчивость слушателей к декомпрессионной болезни и вероятность возникновения клинической формы заболевания (по показаниям проводится профилактическая ГБО).
По результатам предыдущего исследования интенсивности венозного газообразования рассчитывают физиологическую адекватность и гарантированную безопасность использованного режима декомпрессии. На примерах описания случаев декомпрессионной болезни анализируют характерные ошибки диагностики и лечения заболевания.
В процессе проведения занятия осваиваются методики ультразвуковой локации венозного кровотока и оценки интенсивности венозной газовой эмболии при декомпрессии, методика определения устойчивости людей к декомпрессионной болезни на основании оценки индивидуального показателя декомпрессионного газообразования при стандартном насыщении организма азотом и декомпрессии, методика оценки риска возникновения декомпрессионной болезни на основании определения интенсивности венозной газовой эмболии при декомпрессии, методика оценки физиологической адекватности и гарантированной безопасности режимов декомпрессии.
Контрольные вопросы:
1. Характеристика декомпрессионной заболеваемости водолазного состава.
2. Каковы современные представления об этиологии и патогенезе декомпрессионной болезни?
3. Каковы современные методы исследования декомпрессионного газообразования?
4. Клиническая классификация заболевания, диагностика, дифференциальная диагностика.
5. Лечение декомпрессионной болезни, правила выбора режимов лечебной рекомпрессии.
6. Каковы современные направления профилактики декомпрессионной болезни?
БАРОТРАВМА ЛЕГКИХ
Баротравма легких - это заболевание, характеризующееся повреждением и разрывом легочной ткани с последующим поступлением альвеолярного газа в ткань легкого, окружающие его образования и кровеносное русло.
Основной причиной возникновения заболевания является повышение (55-60% всех случаев) или понижение (30-35%) давления в легких по сравнению с давлением окружающей среды. Подобные условия могут сложиться при использовании различных видов водолазного снаряжения и некоторых типов дыхательных аппаратов (наркозные аппараты, изолирующие противогазы и др.). Непосредственными причинами повышения внутрилегочного давления при работе под водой чаще всего являются чрезмерно быстрое всплытие с глубины на поверхность воды, задержка дыхания при подъеме на поверхность, подъем с грунта при закрытом или полузакрытом клапане дыхательного мешка, резкий удар по нему, неисправность газоподающего механизма, переполнение дыхательного мешка газовой смесью при ручной подаче, включение на дыхание в аппарат под водой с нарушением установленных правил.
Относительное понижение давления в легких возникает при различного рода затруднениях и ограничениях в поступлении газовой смеси в воздухоносные пути человека (при малом объеме или отсутствии дыхательной газовой смеси в аппарате и достаточно глубоком и форсированном вдохе). Непосредственными причинами развития заболевания являются обычно отсутствие газовой смеси в аппарате, закрытые вентили газовых баллонов, пережатии гофрированных трубок аппарата, ошибки в использовании резервной подачи газа.
Баротравма легких чаще всего возникает при повышении или понижении внутрилегочного давления до 10-11 кПа (1000-1100 мм вод. ст., 70-80 мм рт .ст.). Однако не следует рассматривать эти величины как абсолютные. Вероятность возникновения баротравмы легких находится в прямой зависимости не только от величины перепада давления в легких по отношению к окружающей среде, но также и от скорости его нарастания, продолжительности воздействия, функционального состояния организма, патологических изменений легочной ткани, в также от вида используемой дыхательной аппаратуры.
Наиболее часто (50-53%) заболевание регистрируется при использовании регенеративных дыхательных аппаратов, реже при погружениях в аквалангах (25-26%). Сравнительно редко отмечались случаи возникновения патологии в вентилируемом снаряжении, однако относительно высока и доля случаев заболевания (14-15%), не связанных с использованием водолазного снаряжения.
Перепад внутрилегочного давления, если его величина превышает эластичность легких, вызывает разрыв легочной ткани, кровеносных сосудов, в результате чего альвеолярный газ поступает в интерстициальную ткань легких, кровеносную систему, переднее и заднее средостение, под перикард, подкожно-жировую клетчатку грудной клетки и шеи, в брюшную полость и межплевральное пространство.
Характер и интенсивность клинических проявлений заболевания определяется степенью анатомических повреждений легочной ткани, количеством и локализацией газа, поступившего в органы и тканевые образования, сосудистое русло, что и объясняет значительный полиморфизм симптомов.
По тяжести течения и клиническим проявлениям выделяют несколько форм баротравмы легких: баротравматическая эмфизема, пневмоторакс, артериальная газовая эмболия.
Наиболее частыми симптомами заболевания являются общая слабость, головные боли, адинамия, усиливающиеся при вдохе боли в груди, одышка, кашель, пенистая, иногда окрашенная кровью, мокрота. В легких выслушиваются влажные хрипы, пульс частый, поверхностный, слабого напряжения и наполнения. На передней поверхности грудной клетки, шее может быть подкожная эмфизема. В тяжелых случаях заболевания отмечаются нарушения функции зрительного анализатора, судороги клонического характера, потеря сознания, парезы, параличи конечностей и тазовых органов, остановка дыхания.
Диагностика баротравмы легких базируется не только на клинических проявлениях заболевания, но также в равной мере на анализе условий его возникновения и характере ошибок, допущенных при использовании дыхательной аппаратуры.
Радикальным методом лечения заболевания является лечебная рекомпрессия. В результате повторного помещения, пострадавшего.в условия повышенного давления (7-10 ати или 0,8-1,1 МПа) наступает пропорциональное уменьшение объема газовых образований в тканях и кровеносных сосудах и их последующее растворение. В процессе проведения лечебной рекомпрессии по специальным режимам (II,III,IV), а также и по ее завершении по показаниям проводится и симптоматическая терапия.
Правильная и своевременная диагностика, соответствующее назначение и проведение лечебных мероприятий определяют эффективность терапии. Анализ заболеваемости свидетельствует, что вследствие различных причин субъективного и объективного характера баротравма легких не диагностируется в 25-29% случаев. Следствием этого являются ошибки в проведении лечения (позднее начало, недостаточное давление и экспозиция при лечебной рекомпрессии или отсутствие таковой), значительное число разнообразных осложнений (по средним показателям - 45-50%), высокая летальность - 22-25%.
Цель: изучить причины возникновения, патогенез, клинические проявления, диагностику, патологоанатомические изменения, профилактику и лечение баротравмы легких.
Организация и содержание занятия:
Для приобретения опыта в диагностике и лечении баротравмы легких проводится анализ историй болезни с характерными случаями заболевания. Анализируются конкретные примеры патологии с различными клиническими формами течения заболевания, возникшего в атипичных ситуациях, а также случаи, где лечение проведено с различными ошибками. По материалам историй болезни разбираются возможные последствия перенесенного заболевания, являющиеся результатом ошибок диагностики и лечения.
В опытах на животных на специально смонтированной установке, обеспечивающей графическую регистрацию показателей внешнего дыхания, артериального кровяного давления и величины внутрилегочного давления, исследуются:
- реакции организма и длительность восстановительного периода после медленного (2-3 минуты) внутривенного введения 5 мл различных газов. Последовательно вводятся; двуокись углерода, кислород, воздух, гелий и
азот;
- реакции организма на дополнительное сопротивление дыханию путем кратковременного (10-15 с) повышения давления в регенеративном аппарате, присоединенном газопроводящей трубкой к трахее животного. Для увеличения сопротивления дыханию в легких под контролем ртутного манометра создается избыточное давление до 10 и 30 мм рт.ст.;
- реакции организма на дополнительное сопротивление дыханию с компенсирующей марлевой повязкой на груди и животе животного;
- реакции организма на воспроизведение баротравмы легких у подопытного животного (давление в легких повышается до 100-110 мм рт.ст.)
- патологоанатомические изменения при баротравме легких после гибели животного и вскрытия грудной клетки, регистрируются газовые образования в подкожно-жировой клетчатке груди, средостении, состояние и изменение микроструктуры легких. Сердечно-легочный препарат помещается в сосуд с водой, и под контролем манометра легкие раздуваются для определения наличия и локализации разрыва легочной ткани.
При анализе историй болезни пострадавших проводится коллективный разбор, анализ причин возникновения, особенностей в клиническом проявлении баротравмы легких, выявляются ошибки в диагностике и лечении патологии. Разбирается структура, построение режимов лечебной рекомпрессии, обосновываются патогенетическая сущность отдельных этапов режима, методика выбора режима и неспецифической терапии при различных клинических формах заболевания.
В ходе проведения опытов на животных слушатели оценивают характер изменений функций организма при дополнительном сопротивлении дыханию и опасном повышении внутрилегочного давления, регистрируют патологоанатомические признаки при баротравме легких.
Контрольные вопросы:
1. Каковы причины и в каких случаях развивается баротравма легких при использовании различных классов водолазного снаряжения?
2. Каковы механизмы повреждения легких при различных по характеру перепадах внутрилегочного давления?
3. Клинические формы и проявления баротравмы легких.
4. В чем состоит патогенетическая сущность лечебной рекомпрессии?
5. Методика выбора режимов лечебной рекомпрессии и организация се проведения.
6. Назовите типовые осложнения при баротравме легких и причины их развития.
7. Профилактика баротравмы легких.
ОТРАВЛЕНИЕ КИСЛОРОДОМ
Патологическое состояние, возникающее вследствие дыхания кислородом при повышенном парциальном давлении, называется отравлением кислородом. Оно может возникнуть при использовании средств индивидуальной защиты органов дыхания, изолирующих дыхательных аппаратов воздушно-кислородного снаряжения, в отсеках аварийной подводной лодки с повышенным атмосферным давлением, при проведении профилактической или лечебной кислородной декомпрессии и рекомпрессии, а также в процессе оксигено- и оксигенобаротерапии.
Кислород обладает общефизиологическим- общетоксическим действием на организм (рис.23). При его избытке все органы и системы, клетки тканей подвержены влиянию повышенного рО2. Органы, имеющие непосредственный контакт с кислородом, а также активно работающие органы получают больше кислорода. При действии умеренно повышенного парциального давления кислорода орган, защищенный гистогематическим барьером, в частности мозг, испытывает меньшее влияние кислорода. Поэтому при продолжительной экспозиции истощается антиоксидантная защита легких и легочная ткань поражается, а нейроны по-прежнему защищены гематоэнцефалическим барьером (ГЭБ). В процессе воздействия высоких рО2, когда антиоксидантная система легких за короткий промежуток времени еще не успевает истощиться, развивается декомпенсация ГЭБ, на нейроны воздействуют повышенные рО2, липотропные вещества клетки подвергаются пероксидации, быстро истощается маломощная антиоксидантная система клетки. Нарушаются функция нейрона и координирующее действие коры больших полушарий. Развивается судорожный приступ. Не часто, но бывают судорожные приступы у отдельных индивидов и при "легочной" дозе, а поражение легких нередко сопровождает судорожный припадок.
В целях дифференциальной диагностики, лечения и профилактики отравление кислородом разделяют на легочную и судорожную формы.
Легочная форма возникает в процессе относительно длительного многочасового дыхания кислородом при его парциальном давлении 0,03-0,06 - 0,25 МПа. Начальные признаки характеризуются появлением загрудинных болей, усиливающихся при глубоком дыхании и кашле. При объективном обследовании заметна одышка, аускультативно определяется жесткое дыхание, влажные хрипы, рентгенологически выявляется усиление бронхолегочного рисунка. Характерна бедность физикальных явлений при выраженной рентгенологической картине изменений. Уменьшается жизненная емкость легких.
Дальнейшее развитие клинической картины определяется, с одной стороны, явлениями гипоксии, в результате отека легких и выключения их в той или иной степени из участия в газообмене, с другой стороны - инфекционным осложнением первичного асептического поражения легких.
При выраженном отеке легких переход пострадавшего на дыхание атмосферным воздухом может привести к развитию острого кислородного голодания со смертельным исходом.
Судорожная форма отравления кислородом возникает, как правило, при его парциальном давлении 0,26-0,30 МПа и выше в течение нескольких минут, десятков минут. Среди факторов, ускоряющих развитие судорожного приступа и усиливающих его течение, наиболее важными являются повышенное содержание углекислого газа во вдыхаемой смеси, тяжёлая физическая работа, переохлаждение и перегревание. На основании клинико-физиологического анализа состояния организма выделяют 4 последовательные стадии судорожной формы отравления кислородом: начальная, или компенсаторная; предсудорожная, или предвестников; судорожная; терминальная.
Начальная стадия. Поддерживается гомеостаз и сохраняется работоспособность. Волнообразный характер изменений биоэлектрической активности всех отделов мозга.
Предсудорожная стадия. Понижение чувствительности (онемение) кончиков пальцев рук и ног, реже - губ и других участков тела, затруднение дыхания, извращение вкуса и обоняния, появление чувства необоснованного страха, сонливость, апатия, слуховые галлюцинации и т.д. Непосредственно перед судорожным приступом можно заметить бледность лица, наличие холодного пота, непроизвольные сокращения мускулатуры и активно функционирующих в этот момент мышц. Стадия предвестников продолжается от нескольких минут до получаса и более. Длительность этого периода зависит от величины давления кислорода, индивидуальных особенностей человека и его функционального состояния.
Судорожная стадия характеризуется потерей сознания и развитием приступа клонико – тонических судорог, внешние проявления которых сходны с картиной большого эпилептического припадка. Судорожные подергивания обычно начинаются с активно функционирующих в этот момент мышечных групп. Первый приступ судорог носит клонический характер и длится несколько десятков секунд. Затем наступает период покоя, сменяющийся новым припадком. При продолжающемся воздействии повышенного парциального давления кислорода судороги становятся сильнее и длительнее, а паузы между ними укорачиваются. Клонические судороги переходят в тонические, наступает опистотонус.
Терминальная стадия характеризуется появлением патологических типов дыхания, прогрессирующим уменьшением легочной вентиляции и снижением кровяного давления. Ослабление судорожной активности происходит
вследствие истощения нервной системы. Гибель наступает в результате остановки дыхания.
Гораздо реже бывает сосудистая форма, которая характеризуется внезапным расширением кровеносных сосудов, резким ослаблением сердечной деятельности и другими сосудистыми расстройствами, по своей клинической картине напоминающими коллапс. Для сосудистой формы отравления кислородом характерны: онемение пальцев, головная боль, головокружение, звон в ушах, мелькание в глазах, затруднение дыхания, общая слабость, резкое падение кровяного давления.В результате быстрого развития коллаптоидных явлений может наступить смерть.
Самым действенным методом ликвидации отравления кислородом является перевод водолаза на дыхание нормоксической газовой смесью. Проводится активная противосудорожная и атиоксидантная терапия. Внутривенно в 40% растворе глюкозы вводятся 6 мл 0,5% раствора диазепама (седуксена), а затем 10 мл 5% раствора аскорбината натрия. Внутримышечно вводятся 1 мл 10% токоферола ацетата и 1 мл 3,44% ретинола ацетата в масле. Для восстановления окислительно-восстановительных процессов вводится цитохром С по 20 мг через 8 часов. При выраженных и обширных легочных поражениях проводится борьба с отеком легких. Для профилактики инфекционных осложнений показана антибиотикотерапия и раннее назначение тималина (по 10 мг через 12 часов).
Профилактические мероприятия включают контроль за соответствием содержания кислорода в дыхательной смеси глубине погружения и времени пребывания под повышенным давлением, а также тщательную рабочую проверку водолазного снаряжения.
Важное значение для профилактики имеет прогноз токсичности по единичной дозе интоксикации легких (ЕДИЛ). Расчет ЕДИЛ основан на уменьшении ЖЕЛ, которое отражает скорость токсического поражения легких при р02 выше 0,5 ата. Конкретное снижение ЖЕЛ (%) определяют рО2 во вдыхаемой смеси и экспозиция, зависимость между которыми описывается гиперболой. ЕДИЛ рассчитывается по формуле:
ЕДИЛ
= Т(мин)
0,833
Общую величину ЕДИЛ для нескольких экспозиций и значений давления кислорода находят путем сложения единиц токсических доз для каждой экспозиции. Полученная величина соответствует определенному среднему снижению ЖЕЛ (табл. 18).
Таблица 18
Эквивалентные значения ЕДИЛ и среднее снижение ЖЕЛ
ЕДИЛ Снижение ЖЕЛ,%
615 2
825 4
1035 6
1230 8
1425 10
1815 15
2190 20
Считают, что снижение ЖЕЛ на 2% (ЕДИЛ до 615) вполне приемлемо при необходимости дополнительной гипероксической экспозиции. ЕДИЛ 1425, соответствующая уменьшению ЖЕЛ на 10%, приемлема при лечении больных тяжелой формой декомпрессионной болезни. При реальной угрозе жизни, например при газовой гангрене, оправданы при оксигенобаротерапии дозы кислорода, уменьшающие ЖЕЛ на 40%.
Цель: изучить закономерности развития отравления кислородом, получить навыки лечения и профилактики.
Организация и содержание занятия:
Эксперименты проводятся на лабораторных животных. Взвешиваются 10 белых мышей или 4 крысы. В эксперименте I половина животных, находящихся в клетке с водой и пищей, помещается в кислородную барокамеру большого объема (пенал). После 3-минутной вентиляции осуществляется компрессия до давления 0,25 МПа. Под этим давлением барокамера находится одни сутки. Допускается снижение общего давления за сутки до 0,2 МПа. Половина животных, оставшихся вне камеры, также обеспечивается водой и пищей на одни сутки.
После подготовки суточного эксперимента осуществляется посадка кота или кролика в барокамеру малого объема под давление кислорода 0,7 МПа (эксперимент II). Ведется наблюдение за предвестниками судорог, клинической картиной судорожного приступа, его характером и продолжительностью, длительностью межсудорожного периода. На высоте 3-го приступа судорог сбрасывается давление. Проводятся реанимационные мероприятия, заключающиеся в разведении челюстей, вытягивании запавшего языка, искусственной вентиляции легких. После восстановления дыхания делается попытка спровоцировать судороги ярким светом или громким звуком.
В эксперименте I путем гильотинной декапитации умерщвляются 2 мыши или 1 крыса из контрольной серии. Животные вскрываются. Оценивается внешний вид легких, сердца, печени интактных животных. Проводится взвешивание перечисленных органов с расчетом легочного, сердечного и печеночного коэффициентов (отношение массы органа к массе тела). Органы разрезаются. Оценивается картина срезов интактных органов. В плазме крови доступными методами определяется прооксидантная - антиоксидантная активность.
К концу занятия определяется адекватность реакций кота или кролика, перенесших судорожную форму отравления кислородом.
Через сутки в пенале снижается давление до нормального. Подсчитывается число погибших животных, наблюдается клиническая картина легочной формы отравления кислородом. Животные декапитируются. При вскрытии дается характеристика внешнего вида внутренних органов, определяются легочный, сердечный и печеночный коэффициенты. Оценивается патологоанато-мическая картина на срезах органов, определяется наличие возможного фибринного соскоба. Теми же методами, что в контроле, определяется активность про- и антиоксидантной систем".
Полученные результаты заносятся в протокол и обсуждаются.
Контрольные вопросы:
1. Каковы теории отравления кислородом?
2. Концепция общефизиологического - общетоксического действия кислорода.
3. Каковы причины отравления кислородом?
4. Клиническая картина легочной формы отравления кислородом.
5. Клиническая картина судорожной формы отравления кислородом.
6. Назовите факторы, усуглубляющие токсическое действие кислорода.
7. Первая помощь и лечение отравленных кислородом.
8. Каковы профилактические мероприятия и медикаментозная профилактика отравления кислородом?
ОТРАВЛЕНИЕ УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ
Диоксид углерода является биологически активным газом, образующимся в организме как конечный продукт обмена веществ, способный весьма существенно влиять на функции некоторых органов и систем организма человека и животных.
При дыхании газовой смесью с повышенным парциальным давлением диоксида углерода возникает состояние, называемое гиперкапнической гиперкапнией. Такая гиперкапния, как и другие ее виды, характеризуется увеличением количества диоксида углерода в организме. Патологическое состояние, возникающее вследствие накопления этого метаболита в организме и увеличения его напряжения в тканях, называется отравлением углекислым газом.
Отравление углекислым газом может возникнуть у людей во время пребывания их в герметизируемых объектах (плавсостав, акванавты, космонавты и др.) при использовании водолазами и подводниками дыхательной аппаратуры. Причем, возникновение этой нозологической формы, как правило, обусловлено повышением парциального давления диоксида углерода во вдыхаемой газовой смеси и наблюдается она у людей при авариях, неисправностях водолазного снаряжения или систем регенерации, а также при нарушении правил их эксплуатации.
Гиперкапнии бывают первичные (гиперкапническая, гиповентиляторная) и вторичные, которые подразделяются на гистотоксические, циркуляторные, гиповентиляторные.
Организм обладает компенсаторными механизмами, которые способны удерживать в норме уровень активной реакции крови и тканевых жидкостей. Гиперкапния сопровождается изменениями физико-химических параметров и физиологических функций организма, которые направлены на выведение избытка диоксида углерода и нейтрализацию избыточного количества кислых продуктов.
К приспособительным реакциям организма относятся учащение и углубление дыхания (одышка), повышение артериального кровяного давления, причем преимущественно диастолического. Наряду со стимуляцией дыхательного центра, диоксид углерода действует на синокаротидные зоны и рецепторные образования в дуге аорты, рефлекторно вызывает сужение кровеносных сосудов, тогда как при местном действии расширяет их. Степень выраженности этих и других реакций, направленных на поддержание постоянства внутренней среды организма, быстрота развития явлений декомпенсации определяются величиной парциального давления двуокиси углерода, скоростью нарастания и длительностью его воздействия. Эти характеристики предопределяют выделение острой и хронической форм отравления углекислым газом.
К экзогенным факторам, усиливающим неблагоприятное влияние гиперкапнии на организм, относят пониженное или повышенное парциальное давление кислорода, повышенное парциальное давление индифферентных газов, а также тяжелую физическую работу, низкую и высокую температуру окружающей среды и др. Следует отметить роль индивидуальных (эндогенных) факторов в развитии гиперкапнии и, в частности, функционального состояния, специфической и неспецифической резистентности организма.
Постановка диагноза отравления углекислым газом осуществляется на основании клинических проявлений отравления, вида и состояния используемого водолазного снаряжения, правильности его эксплуатации. Дифференцировать необходимо с другими специфическими профессиональными заболеваниями и, в частности, с острой гипоксической гипоксией, баротравмой легких, судорожной формой отравления кислородом.
Принято считать, что парциальное давление диоксида углерода во вдыхаемом воздухе около 3 кПа является допустимой величиной, при которой человек продолжительное время остается работоспособным. При 6,0 кПа и более - время существования человека ограничивается десятками минут, а при дыхании смесью с рО2 10,0 кПа гибель людей наступает в течение нескольких минут. В соответствии с требованиями руководящих документов парциальное давление диоксида углерода в декомпрессионных барокамерах, отсеках подводных лодок не должно превышать 1,0 кПа.
Цель: закрепить знания об этиологии, патогенезе, клинике, диагностике, лечении и профилактике отравления углекислым газом.
Организация и содержание занятия:
Исследование проводится под руководством преподавателя с участием слушателей. Ход исследования функций системы внешнего дыхания и гемодинамики регистрируется в форме протокола.
После определения исходных значений показателей деятельности центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, умственной и физической работоспособности, субъективного состояния человека осуществляется регистрация этих же показателей после кратковременного (10 минут) дыхания газовой смесью (воздухом) с различным (3,0 и 5,0 кПа) парциальным давлением диоксида углерода и в процессе длительного пребывания, в герметизируемом объекте без вентиляции в течение 2-3 часов с увеличением рС02 до 3,0 кПа.
При анализе результатов исследования обращается внимание на быстроту сдвигов со стороны систем организма, Таблица 19
Протокол исследования функционального состояния испытуемого (фамилия, возраст) при дыхании гиперкапническими газовыми смесями в течение 10 мин
Регистрируемые показатели
Воздух (исходное значение)
Парциальное давление
диоксида углерода в гиперкапнической смеси
3,0 кПа
5,0 кПа
Артериальное
Давление мм рт. ст.Частота сердечных
сокращений за I минУдарный объем
сердца (УОС),мл*Минутный обьсм
кровообращения,
мл/мин
Минутный объем дыхания, мл/мин
Частота дыхания за 1 мин
Глубинна дыхания,млПроба Гснча, сКоличество сложений в уме
*Рассчитывается по формуле Старра: УОС = 100 + 0,5 ПД - 0,6 ДД - 0,6 В, где ПД - пульсовое давление, мм рт. ст.; ДД - диастолическое давление, мм рт. ст.; В - возраст, годы.
Подобный протокол составляется и при продолжительном пребывании слушателей в термокамере ПДК-2.
особенности изменения показателей умственной и физической работоспособности. Отмечаются индивидуальные отличия вегетативной регуляции функций и выраженности изменений функционального состояния в условиях гиперкапнии.
Рассчитывается ориентировочное время использования регенеративного вещества, химического поглотителя известкового (ХПИ), по количеству диоксида углерода, выделяемого из организма в зависимости от тяжести физической работы водолаза в изолирующем снаряжении. Принимается во внимание величина начального насыщения диоксидом углерода ХПИ, регенеративного вещества 0-3, рабочее их насыщение (100 л/кг), выделяемое количество диоксида углерода при легкой работе (1 л/мин), работе средней тяжести (1,5 л/мин) и тяжелой работе (2 л/мин).
Составляется протокол-исследование в форме таблицы 19.
Контрольные вопросы:
1. Какова величина парциального давления диоксида углерода в альвеолярном воздухе человека?
2. Назовите наиболее характерные симптомы отравления углекислым
газом.
3. В каких видах водолазного снаряжения имеется наибольшая и наименьшая опасность развития отравления углекислым тазом?
4. Каковы основные причины отравления углекислым газом водолаза в снаряжении ССП?
5. Какой вид и каков механизм гиперкапнии при баротравме легких?
6. Какие причины могут привести к отравлению углекислым газом в вентилируемом снаряжении?
7. Назовите наиболее вероятные осложнения при хронической форме отравления СО2 .
8. При какой концентрации СО2, развивается стадия экспираторных судорог?
9. Как изменяются концентрация и парциальное давление СО2 , в альвеолярном воздухе при погружении водолаза в вентилируемом снаряжении?
10. Перечислите ведущие симптомы 1,11 и III стадии острого отравления СО2.
11. Каков механизм развития и симптомы обратного действия СО2 ?
КИСЛОРОДНОЕ ГОЛОДАНИЕ
Кислородное голодание представляет собой патологическое функциональное состояние, возникающее вследствие уменьшения парциального давления кислорода или невозможности его утилизации в тканях организма. Оно может быть общим, когда уменьшение рО2 , отмечается во всем организме, или местным, когда уменьшение рО2 , наблюдается лишь в отдельных органах или тканях. Кроме того, различают кислородное голодание как самостоятельный вид патологии и как одно из звеньев патогенеза заболевания, например, при декомпрессионной болезни, баротравме легких, сердечно-сосудистой недостаточности и др.
По механизму развития выделяют следующие виды гипоксии:
- гипоксическую гипоксию, возникающую вследствие уменьшения рО2 , во вдыхаемом воздухе или газовой смеси, при расстройствах внешнего дыхания и диффузии кислорода в легких;
- гемическую гипоксию, которая развивается при нарушении транспорта кислорода кровью;
- циркуляторную гипоксию, возникающую при расстройствах кровообращения;
- тканевую гипоксию - вследствие блокады тканевого дыхания.
В зависимости от величины парциального давления кислорода выделяют следующие степени гипоксической гипоксии, которые отличаются выраженностью и характером компенсаторно-приспособительных реакций: скрытая, компенсируемая, выраженная, некомпенсируемая и терминальная.
По клиническим признакам различают три формы кислородного голодания: молниеносную, острую и хроническую.
Для медицинского обеспечения водолазных спусков наибольшее значение имеет гипоксическая гипоксия в острой и молниеносной формах. Она связана с уменьшением рО2 , во вдыхаемой смеси по различным причинам: отсутствия воздуха или смеси в баллонах аппарата или прекращения подачи их с поверхности, недоброкачественности регенеративного вещества, подачи смеси с низким процентным содержанием кислорода на малых глубинах и т.д. Кроме того, гипоксическая гипоксия может возникнуть при нахождении или выполнении работ в герметизированных объектах (цистерны, понтоны, помещения или отсеки кораблей и др.), где кислород израсходовался на дыхание, окисление металла или органических веществ, заместился другим газом. Кислородное голодание наблюдается при нырянии на значительное расстояние в длину и особенно в глубину без водолазного снаряжения с задержкой дыхания, а также при кратковременных, но частых погружениях под воду.
В водолазной практике снижение парциального давления кислорода в дыхательной газовой смеси происходит, как правило, довольно быстро. Поэтому переход от одной степени кислородного голодания к другой происходит без резких границ, водолаз в большинстве случаев не ощущает наступающего кислородного голодания и теряет сознание внезапно, будучи не в состоянии сообщить обеспечивающему персоналу о своем критическом положении.
Наиболее типичными объективными признаками острой гипоксической гипоксии являются: бледность кожных покровов, синюшность видимых слизистых, одышка (частое поверхностное дыхание), тахикардия с последующей брадикардией, нарушение координации движений, потеря сознания, ретроградная амнезия, церебральная кома, судороги, тошнота, рвота. Особо чувствительной к понижению парциального давления кислорода является нервная система. После потери сознания дыхание у пострадавшего может сохраняться еще в течение 2-3 мин, а деятельность сердца - 5-8 мин. Это следует учитывать при оказании помощи. Смерть при кислородном голодании наступает в первую очередь от паралича дыхательного центра.
Постановка диагноза должна основываться на клинической картине с учетом вида снаряжения, состава дыхательной газовой смеси, глубины и продолжительности погружения.
При развитии острого кислородного голодания пострадавшего водолаза необходимо как можно быстрее извлечь изводы и переключить на дыхание в атмосферу (глубоководника переключить на обогащенную кислородом смесь). Если сделать это невозможно (водолаз запутался, отсутствует сигнальный конец), под воду спускается страхующий водолаз, который должен прежде всего восстановить подачу воздуха или газовой смеси аварийному водолазу, используя систему подачи газа в дыхательный мешок, жилет всплытия, свой или запасной аппарат и т.д.
В случаях возникновения острой гипоксии в герметизированных объемах с пониженным содержанием кислорода (корабельных помещениях или отсеках, понтонах, цистернах и др.) необходимо принимать меры к срочной их вентиляции, извлечению пострадавших на воздух или включению в изолирующую дыхательную аппаратуру.
Медицинская помощь заключается в восстановлении спонтанного дыхания и кровообращения с помощью реанимационных мероприятий. Проводят искусственное дыхание "рот к носу", "рот ко рту" и непрямой массаж сердца. В дальнейшем осуществляют их стимуляцию и поддержание деятельности путем введения дыхательных и сердечных аналептиков: кофеина, коргликона, этимизола, адреналина, строфантина. Эти средства, усиливая функцию сердца и дыхания, помогают преодолеть вторичную кислородную недостаточность, особенно голов-
ного мозга. В этих целях показаны оксигено- или карбогенотерапия, а также оксигенобаротерапия.
Одной из разновидностей острой гипоксической гипоксии является утопление, которое представляет собою патологическое состояние, вызванное механической асфиксией вследствие поступления воды в дыхательные пути. Различают истинное ("мокрое"), асфиксическое ("сухое") и синкопальное утопление.
При истинном утоплении (75-90% случаев) жидкость проникает в легкие. Попадание пресной воды, которая в основном всасывается в кровь, приводит к значительному снижению концентрации электролитов в плазме и осмотическому гемолизу. Это быстро, в течение 1-3 мин, приводит к фибрилляции желудочков сердца и летальному исходу. При попадании морской воды, наоборот, вода из плазмы переходит в легкие, вызывая их отек, а соли морской воды переходят в плазму, вызывая сгущение крови. Деятельность сердца при этом постепенно ослабевает вследствие развивающейся гипоксии миокарда, и смерть наступает от остановки сердца через 7-8 мин.
При асфиксическом утоплении, которое встречается в 5-20% случаев, вода в легкие не проникает. Это связано с ларингоспазмом, который развивается рефлекторно вследствие раздражения водой верхних дыхательных путей. Оставшийся в легких запас кислорода позволяет несколько дольше поддерживать сердечную деятельность.
Синкопальное утопление (5-10% случаев) является результатом мгновенной рефлекторной остановки сердца и дыхания (синкопе). Оно возникает вследствие сильных эмоциональных потрясений (например, при кораблекрушениях, падении с большой высоты и т.д.), воздействия очень холодной воды на рецепторы кожи (Холодовой шок), внезапного попадания небольших количеств воды в дыхательные пути. При этом не отмечается характерных для истинного утопления изменений в легких и крови.
Лечебные мероприятия при утоплении сводятся к быстрому извлечению из воды, удалению воды из легких и желудка, восстановлению и поддержанию дыхания и сердечной деятельности, предотвращению отека легких (10% р-р антифомсилана в ингаляциях), кислородотерапии, назначению седативных средств.
Цель: Изучить изменения функций организма, клинические проявления и лечебные мероприятия при кислородном голодании.
Организация и содержание занятия:
1. В исследовании в качестве испытуемых участвуют несколько слушателей, у которых определяют показатели сердечно-сосудистой, дыхательной и центральной нервной систем при дыхании атмосферным воздухом (фон и восстановительный период) и 10% гипоксической смесью.
В испытание включают лиц с различными типами сердечнососудистой и дыхательной систем, которые определяют заранее по показателям клинико-физиологических тестов (степ-тест, пробы Мартине, Штанге, и др.). Для определения эффективности фармакологической защиты при гипоксии один из слушателей принимает антигипоксант, например, табельный препарат бемитил - по 0,25 после еды 2-3 раза в день за 1-3 дня до исследования.
Испытуемый включается на дыхание в систему через клапанную коробку с загубником водолазного аппарата. Гофрированными трубками клапанная коробка соединяется с мешком Дугласа, содержащим гипоксическую смесь (со стороны клапана вдоха) и газовыми часами (со стороны клапана выдоха). На нос надевается носовой зажим. Предварительно в группе производится распределение обязанностей среди слушателей по выполнению работы. Для оценки функций организма используются уже известные слушателям методики. Результаты заносятся в таблицу протокола исследования.
Фоновое определение показателей проводится после 3-5 минут дыхания через загубник дыхательной системы и выполняется в течение 1-2 минут. Затем испытуемый переключается на дыхание гипоксической смесью. Через 5, 10 и 15 минут дыхания гипоксической смесью определяются те же показатели функций и в той же последовательности, после чего испытуемого вновь переключают на дыхание воздухом. В восстановительном периоде определение физиологических показателей осуществляют через 5 и 10 минут после гипоксического воздействия.
После заполнения протокола (табл.20) в группе проводится анализ полученных результатов. При этом основное внимание уделяется регуляторным механизмам
Таблица 20
Форма протокола исследования функционального состояния испытуемого (фамилия, возраст) при дыхании гипоксической газовой смесью
Физиологи-ВоздухГипокси-Воздух,ческие по-(исходноеческаяминказателизначение)смесь,мин5 10 155 10Частота пульса, артериальное
давление и т.д.
изменения функций, выявляются компенсаторные и адаптационные изменения, оцениваются физиологические резервы и индивидуальные особенности организма, эффективность фармакологической защиты.
2. Для экспериментальной части занятия готовят трех животных. Одно - интактное, второму вводится антигипоксант, например, дексаметазон, а третье подвергается гипербарической оксигенации при рО2 = 0,2 МПа в течение 45 мин. Подопытные животные (кошка, кролик, морская свинка) помещаются в стеклянную демонстрационную камеру, соединенную с баллоном, содержащим азот. Подача азота приводит к уменьшению процентного содержания кислорода в камере и формированию гипоксической смеси.
В ходе эксперимента обращают внимание на основные проявления острой нёкомпенсируемой гипоксии - нарушение координации движений, потерю сознания, судорожные явления, а также на быстрое восстановление функций после извлечения животного из камеры.
Результаты эксперимента сопоставляют с изученными клиническими проявлениями острой гипоксической гипоксии у водолазов и подводников.
3. Слушателям демонстрируют штатную дыхательную кислородную аппаратуру, позволяющую проводить оксигенотерапию:
а) аппарат "Горноспасатель-8 гс", который используется в режимах кислородной ингаляции, искусственного дыхания и аспирации;
б) аппарат ИДА-72-Д2 для проведения кислородной декомпрессии; при этом обращается внимание на необходимость выполнения трех- и пятикратных промывок для предотвращения кислородного голодания в условиях гипербарии;
в) аппарат ИДА-59М. Отмечают особенности его подготовки к проведению оксигено- и оксигенобаротерапии.
Контрольные вопросы:
1. Какие бывают виды гипоксии?
2. Какие выделяются степени кислородного голодания?
3. Каковы причины развития острого кислородного голодания при использовании различных видов водолазного снаряжения?
4. Перечислите типичные объективные признаки острого кислородного голодания.
5. Укажите последовательность действий при оказании помощи пострадавшему при остром кислородном голодании.
6. Какие выделяют виды утопления?
7. Перечислите этапы оказания помощи при утоплении.
ДЕЙСТВИЕ ИНДИФФЕРЕНТНЫХ ГАЗОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОГО ДАВЛЕНИЯ
Наркотическое действие индифферентных газов в условиях повышенного давления представляет собой весьма сложное и во многих отношениях пока еще недостаточно исследованное взаимодействие организма с необычной средой обитания. Известно, что спуски на малые и средние глубины с использованием воздуха для дыхания водолазов могут сопровождаться выраженным изменением их функционального состояния вплоть до потери сознания вследствие наркотического (токсического) действия азота в условиях гипербарии. Проявления азотного наркоза могут развиваться при проведении тренировочных "спусков" в барокамере водолазов и медицинского персонала, во время лечебной рекомпрессии по II-III режимам, у личного состава аварийных подводных лодок при пребывании в отсеках с повышенным давлением и других ситуациях.
Симптоматика наркотического действия азота характеризуется изменениями субъективного состояния (повышение настроения, эйфория, галлюцинации, нарушение ориентировки во времени и пространстве), состояния центральной нервной системы (особенно условно - рефлекторной деятельности), умственной (ухудшение качеств внимания, мышления, памяти) и физической работоспособности (нарушение координации движений и уменьшение скорости двигательных реакций, снижение выносливости и силы мышц), а также вегетативными сдвигами.
Степень выраженности этих изменений определяется величиной парциального давления азота, быстротой нарастания и временем действия гипербарии. К факторам, способствующим развитию азотного наркоза, относятся повышенные парциальные давления кислорода и углекислого газа, пониженное парциальное давление кислорода, наличие в дыхательной смеси других индифферентных газов (аргон, криптон, ксенон), тяжелая физическая работа, повышенная температура окружающей среды и др.. Применительно к успешности профессиональной деятельности водолазов можно выделить три стадии наркотического действия азота: полной компенсации, частичного и полного наркоза.
Наркотическое действие аргона, криптона и ксенона при гипербарии весьма сходно с эффектами азота, что дало основание при рассмотрении их воздействия на организм объединять эти индифферентные газы в "группу азота".
Развитие азотного наркоза обусловлено вмешательством молекул азота в процессы метаболизма клеток центральной нервной системы и наступающим в результате этого нарушением их функций. Механизмы наркотического действия гипербарического азота, включающие гисто-токсическую гипоксию, угнетение метаболизма, стабилизацию клеточной мембраны, приводящую к блокаде ионной проницаемости, подавление функции натриевого насоса, увеличение продукции ингибиторов (гамма-аминомасляной кислоты), нарушение образования аденозинтрифосфата, указывают на возможные пути фармакологической профилактики этого специфического заболевания водолазов. Данные о значительной вариабельности индивидуальной устойчивости к наркотическому действию обусловливают необходимость проведения профессионального отбора водолазов, систематических тренировок при спусках под воду или в декомпрессионной камере, повышения неспецифической устойчивости и уровня физической работоспособности, а также разработки новых способов профилактики.
Использование гелия в качестве компонента искусственных дыхательных газовых смесей при проведении большинства глубоководных водолазных спусков актуализирует
проблему нервного синдрома высоких давлений (НСВД), который является следствием действия на организм человека собственно повышенного давления (гипербарический механонаркоз) и повышенных парциальных давлений гелия или других легких индифферентных газов (хемонаркоз).В настоящее время считается, что гелий обладает очень слабыми наркотическими свойствами. Это обусловлено отсутствием способности газа адсорбироваться липидами мембран клеток. Нейрофизиологическим субстратом начальных проявлений НСВД следует считать изменения, происходящие в стриарных структурах мозга с вовлечением таламо-ретикулярных систем, тогда как при наркотическом действии азота нейрофизиологические сдвиги связаны с избирательным действием на таламо-ретикуло-кортикальные системы мозга. В отличии от наркотических проявлений азотного наркоза при НСВД наиболее выраженные нарушения происходят со стороны двигательного анализатора и органов желудочно-кишечного тракта, а изменения умственной работоспособности и центральной нервной системы проявляются в меньшей степени.
Первые проявления НСВД выявляются с помощью чувствительных методик исследования при погружениях на глубины 100-120 м, а отчетливые объективные сдвиги - на глубинах 150-170 м, которые нарастают с увеличением глубины погружения. Наиболее характерными симптомами НСВД со стороны двигательной сферы человека являются нарушения точной координации движений, статический и кинетический тремор, мышечные подергивания и артралгии, грубые нарушения целенаправленных двигательных актов, миоклонии и миоклонические судороги. Субъективные изменения характеризуются жалобами на слабость, нервозность, чувство усталости, сонливость, ухудшение умственной работоспособности. На электроэнцефалограмме появляются медленные волны в тэта - диапазоне, угнетается активность альфа - ритма с последующим усилением по мере увеличения давления. Эксперименты на животных и исследования на людях показали, что аналогичные признаки могут возникать и при применении искусственных дыхательных смесей, в которых гелий заменяется на неон и водород.
Профилактика КСВД осуществляется за счет уменьшения скорости компрессии, добавления азота в кислородно-гелиевые смеси, выбора оптимальной скорости компрессии с экспоненциальным характером изменения давления и наличием компрессионных ступеней, предоставления времени на развитие адаптации организма в условиях изобарии, выполнения экскурсий из состояния насыщения на большие глубины. Весьма перспективными направлениями профилактики НСВД являются отбор наименее предрасположенных к развитию НСВД лиц и разработка средств фармакологической защиты организма.
Цель: закрепить знания о наркотическом действии индифферентных газов на функциональное состояние организма, освоить методику оценки наркотической устойчивости человека и некоторые способы ее коррекции.
Организация и содержание занятия:
Исследование изменений функционального состояния центральной нервной системы в условиях гипербарического азотного наркоза производится в декомпрессионной камере (ПДК-2У) при имитационном погружении на глубину 80 метров.
После проверки барофункции, медицинского осмотра и инструктажа по технике безопасности в декомпрессионной камере в условиях нормального и повышенного давления воздуха, равного 0,9 МПа или 9 кгс/см2 (которое создается за 6-8 минут), регистрируются показатели функционального состояния организма. Среди комплекса методик наибольшей информативностью для выявления признаков азотного наркоза обладают психофизиологические методики исследования внимания, мышления, памяти, зрительного восприятия и тонкой координации движений. Поэтому для оценки состояния ЦНС в условиях гипербарического наркоза применяются корректурная проба с кольцами Ландольта, арифметический тест на умножение, тест Беннета и методика "квадраты". Контрольные результаты и результаты, полученные в условиях повышенного давления, обрабатываются с расчетом индивидуальных показателей: скорости переработки информации в зрительном анализаторе, активности процессов мышления, тонкой мышечной координации и точности воспроизведения заданных фигур. Сравнительный анализ результатов исследования позволяет выявить особенности изменения функционального состояния человека при наркотическом действии азота.
Использование кислородно - закисноазотной смеси (КЗАС) в условиях нормобарии позволяет моделировать гипербарический азотный наркоз (р = 0,9 МПа, воздух). Это обстоятельство дает возможность определения прямых показателей наркотического действия и распределения испытуемых по степени их устойчивости. При дыхании КЗАС регистрируется показатель времени реакции на наркотик (ВРН), т.е.время от начала ингаляции наркотика до первых субъективных изменений в состоянии, а также другой показатель - время засыпания (ВЗ).
Практическое исследование изменений психофизиологических показателей (корректурная проба с кольцами Ландольта, арифметический тест, тест Беннета, тест "квадраты") и определение прямых показателей - ВРН и ВЗ при наркотическом действии КЗАС проводится на специальной установке, состоящей из О2 - баллона, N2O - баллона, аппарата скорой помощи для закисноазотного наркоза, дыхательного мешка и маски. Длительность проведения и объем методик обследования такие же, как и при проведении испытаний в ПДК- 2У. Скорость подачи смеси - 10 л/мин с учетом ее запаса (10 л) в дыхательном мешке. Обследование начинается через 70 секунд после включения на дыхание в установке. В результате обследования осуществляется интегральная оценка степени устойчивости к наркотическому воздействию с помощью комплексного показателя, что позволяет выделить лиц с высокой, средней и низкой устойчивостью. Анализируется взаимосвязь прямых и косвенных показателей устойчивости к азотному и закисноазотному наркозу, выявляются различия некоторых личностных характеристик (опросники Айзенка, Тейлора) и показателей функционального состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем (ЧСС, АД, УОС, МОД, ЖЕЛ, индекс 2-минутного степ-теста, проба Генча) в крайних группах наркотической устойчивости.
Определяется возможность повышения устойчивости организма человека к наркотическому действию гипербарического азота посредством повторных вдыханий КЗАС с помощью вышеописанной установки. Ингаляции смеси проводятся продолжительностью 10 минут ежедневно. В качестве "исходных" используются данные исследования в ПДК-2У в первый день занятий. Результаты тренировок определяются с помощью комплексного показателя наркотической устойчивости.
Исследование эффективности экстренной профилактики азотного наркоза с помощью фармакологических препаратов проводится при использовании модели закисноазотного наркоза. После снятия "фоновых" показателей принимают 400 мг пирацетама или 20 мг цитохрома С. Через 1 час проводится обследование с помощью арифметического теста и корректурной пробы при дыхании КЗАС. Сравнивая изменения комплексного показателя наркотической устойчивости, разбираются предполагаемые механизмы протекторного действия препаратов.
Контрольные вопросы:
1. Механизмы наркотического действия индифферентных газов группы "азота".
2. В чем заключаются отличия типичной клинической картины наркотического действия индифферентных газов "группы азота" и НСВД?
3 Какие психофизиологические показатели являются наиболее информативными при характеристике функционального состояния центральной нервной системы человека в 1-й стадии гипербарического азотного наркоза?
4. Прямые и косвенные показатели устойчивости организма к наркотическому действию индифферентных газов.
5. Каковы современные способы профилактики наркотического действия индифферентных газов при повышенном давлении?
6. Методика определения индивидуальной устойчивости к наркотическому действию азота.
7. Предполагаемые механизмы протекторного действия ноотропных препаратов, психоэнергизагоров и антигипоксантов при гипербарическом азотном наркозе.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БАРОТЕРАПИИ И ПРАВИЛА ЕЕ ПРОВЕДЕНИЯ
Баротерапия - совокупность методов лечения с использованием повышенного и пониженного давления газовой среды, а при нормальном барометрическом давлении - лечение дыхательными смесями с различным парциальным давлением газов (табл.21). Большинство из представленных методов баротерапии имеют общую физиологическую основу с применением измененного давления газовой среды практически здоровым человеком для сохранения, восстановления и повышения работоспособности.
Гипобаротерапия бывает непрерывная(средне- и высокогорная климатотерапия) и периодическая, с использованием камер пониженного давления. Если при непрерывной гипобаротерапии лечебным является комплекс природных факторов, пониженная плотность газовой среды и пониженное парциальное давление кислорода, то при периодической гипобаротерапии - только пониженная плотность и пониженное рО2.
Кроме того, при использовании барокамеры после каждого сеанса неизбежна реоксигенация, что в целом дает ряд благоприятных физиологических эффектов. Исходя из механизмов действия при периодической гипербарической терапии достижимы следующие клинико-физиологические эффекты: антигипоксический, гипертрофический, биоэнергетический, биосинтетический, ионообменный, антигипертензивный, иммунодепрессорный (антиаллергический, противоопухолевый), антиатерогенный, антитоксический, оксидантномодулирующий, фагоцитоактивирующий и антистрессовый. Перечисленные клинико-физиологические эффекты предопределяют показания при данном методе лечения.
Таблица 21 Лечебные факторы и виды баротерапии
Действующие факторыВиды и методы баротерапии
Атмосферное давление
Баротерапия
Пониженное общее:
- дефицит кислорода
- дефицит кислорода-реоксигенация
Гипобарическая общая:
- непрерывная
- периодическая
Локальное:
- пониженное
- пониженное - нормальное
Локальная:
- периодическая вакуум-декомпрессия (медицинские банки, вакуум - аппликаторы)
- импульсная
Нормальное:
- повышенное рО2
- повышенное рО2, рСО2
- повышенное рО2, рНе
- многократно пониженное рО2 - реоксигенация
Нормобаричсская:
- оксигенотерапия
- карбогенотерапия
- оксигеногслиотерапия
- интервальная гипоксическая терапия
Повышенное:
- общее
-рО2,
-рО, pN2
-pN2
-рНе
Гипербарическая:
- лечебная компрессия
- лечебная рекомпрессия - аэробаротсрапия
- оксигенобаротерапия
- нормоксическая оксигено-итрогенобаротерапия
- нормоксическая оксигено - гелиобаротерапия
Одноразовая доза периодической гипобарической терапии включает "высоту подъема" в барокамере - до 3500 м над уровнем моря и экспозицию - от 30 мин. до 3 часов. "Высота" увеличивается постепенно: при первых двух сеансах максимальное разрежение воздуха в камере соответствует подъему на высоту 2000 м над уровнем моря (около 600 мм рт. ст.), с третьего по пятый сеанс - 2500 м (около 530 мм рт. ст.), с шестого до двенадцатого - 3000 м (около 510 мм рт. ст.), а с тринадцатого сеанса и до конца лечения - 3500 м (около 490 мм рт. ст.). Такая схема дает возможность выявить реакцию больных на влияние пониженного барометрического давления и адаптированность их к условиям барокамеры. Подъем (снижение давления в камере) должен проводиться со скоростью, не превышающей 6-10 м/с, т.е. он занимает обычно 8-10 минут. Спуск (постепенное повышение давления в камере до нормального) должен проводиться со скоростью не более 2-5 м/с, т.е. в течение 12-15 минут. Лечебные сеансы проводятся амбулаторно 5 раз в неделю. Курс лечения состоит, в среднем, из 22-25 и до 40 сеансов. Повторные курсы баротерапии проводятся по этой же схеме. При хорошем терапевтическом эффекте число сеансов может быть сокращено.
Уменьшенное парциальное давление кислорода как лечебный фактор используется при дыхании гипоксической смесью под нормальным общим давлением. Этот метод относится к нормобарической терапии. Суть его заключается в ежедневном дыхании в нормобарических условиях искусственной газовой смесью, содержащей в первые дни адаптации 15% кислорода, в последующие дни 12-10%% О2. Способ был модифицирован за счет прерывистости дыхания: 3-5-минутное дыхание газовой гипоксической смесью (ГГС) чередуется с дыханием в течение 3-5 минут атмосферным воздухом. Этот метод при лечении больных получил название интервальной гипоксической терапии (ИГТ). Основными факторами его действия на организм являются дефицит кислорода и последующая реоксигенация. Гипоксия ведет к увеличению легочной вентиляции, минутного объема кровообращения, усилению регионарного кровотока, в том числе за счет капилляризации тканей организма. Одновременно происходит усиление активности процессов окислительного фосфорилирования. Многократный переход от снижения уровня рО2 в тканях к его нормальным величинам при дыхании воздухом тренирует систему антиоксидантной защиты. Отмеченные изменения в отличие от периодической гипобарии неоднократно повторяются. В итоге от сеанса и курса интервального гипоксического воздействия в организме достигаются те же физиологические и клинико-физиологические эффекты, что и при периодической гипобарической терапии.
Противопоказаниями к проведению ИГТ являются де-компенсаторные состояния кислородоутилизационных систем организма, обусловленные острыми соматическими и инфекционными заболеваниями, а также индивидуальной непереносимостью кислородной недостаточности.
Доза ИГТ включает дыхание газовой смесью, содержащей 10-12%% кислорода и 88-90%% N2 в течение от 3 до 5 минут с переходом на дыхание атмосферным воздухом от 3 до 5 минут. Затем цикл многократно повторяется с общим временем сеанса от 60 до 120 минут. Доза подбирается индивидуально в зависимости от состояния больного. Полный курс лечения продолжается от 10 до 30 дней, что соответствует от 100 до 300 циклов гипоксического воздействия. В начале лечения проводится проба на индивидуальную устойчивость к гипоксии. Для проведения ИГТ используются аппараты - гипоксикаторы различных моделей, выпускаемые Российско-Швейцарской фирмой "Трейд - медикал", Москва.
Если основной эффект гипоксической терапии - тренирующий, то эффект оксигенотерапии (метода лечения нормобарическим кислородом), в основном, заместительный. Медицинский кислород применяют при гипоксической и циркуляторной гипоксиях различного происхождения. Необходимо помнить о токсичности кислорода. При дыхании 100% кислородом в течение 6 часов развивается токсическое поражение легких. Поэтому при проведении оксигенотерапии необходимы воздушные паузы. При наличии аппаратуры для дозирования предпочтительнее использование 36-процентной кислородно-азотной дыхательной смеси.
Оксигенотерапия проводите? с использованием дыхательной системы, включающей баллон, редуктор, дыхательный мешок, трубку вдоха и, в различных вариантах, маску или загубник с клапанной коробкой. Вместо мешка может быть использован дыхательный автомат. Применяются также кислородные палатки и лечебные барокамеры в режиме вентиляции кислородом при нормальном давлении.
Карбогенотерапия - лечение дыхательной смесью, содержащей 3-5% СО2 в кислороде. Карбоген стимулирует дыхание, улучшает оксигенацию организма. Эффект от его использования выше, чем оксигенотерапии, особенно, в случаях отравления угарным газом и метгемоглобинообразователями. Карбоген обладает не только заместительным антигипоксическим, но и более существенным деблокирующим эффектом. Для дыхания карбогеном используются те же системы, что и при оксигенотерапии. Дыхание гиперкапнической смесью осуществляется в течение 5 минут, далее 5 минут воздушная пауза, 5 минуг - карбоген и т.д. с общей экспозицией до 0,5 часа.
Перспективно применение 40-% кислородно-гелиевой смеси, улучшающей биомеханику дыхания, при обструктивных заболеваниях легких, для купирования приступа бронхиальной астмы, во всех случаях легочно-сердечной недостаточности. При наличии 1% примеси С03 эффективность дыхательной смеси должна быть выше.
Гипербаротерапия - лечение с использованием повышенного атмосферного давления включает лечебную компрессию, лечебную рекомпрессию и оксигенобаротерапию. Лечебную компрессию применяют при травматической, в том числе при хирургической аэроэмболии. Лечебная декомпрессия проводится по жизненным показаниям при газовой эмболии вследствие декомпрессионной болезни или баротравмы легких. В основе перечисленных методов лечения лежит уменьшение объема и растворение газовых пузырьков в тканях организма при повышении давления в барокамере. Лечение осуществляется в водолазных барокамерах в соответствии с режимами лечебной рекомпрессии Правил водолазной службы (ПВС ВМФ-85). При травматической воздушной эмболии лечение начинается с 1-а режима. Если симптомы не исчезают, последовательно используются 1-6, 1-в, 1-г, 2, 3 или 4 режимы.
При баротравме легких применяется 2-а, 2-6 или 2-в режимы рекомпрессии. В тяжелых случаях заболевания, а также если в процессе компрессии до 0,8 МПа (70 м вод. ст.) не отмечается выраженного улучшения состояния больного, лечение проводится с использованием максимального давления 1,1 МПа (100 м вод. ст.) по 4-а, 4-6, 4-в, а при отсутствии газовых смесей и полузамкнутой системы вентиляции в барокамере - по 3-а, 3-6 или 3-в режимам. Режим лечебной рекомпрессии при декомпрессионной болезни определяется тяжестью заболевания: при легкой степени используется 1 режим, при болезни средней степени тяжести - 2 режим, при тяжелой - 3 или 4 режим.
Оксигенобаротерапия (ОБТ) - один из видов баротерапии, в основе которого лежит лечение в барокамере медицинским кислородом под повышенным давлением. В процессе дыхания сжатым кислородом основным его поставщиком тканям становится плазма крови, системы организма переходят па более низкий и экономичный уровень функционирования: урежается дыхание, уменьшается минутный объем кровообращения, начинают действовал, плазматические капилляры, восстанавливается микроциркуляция. В клетке активизируется окислительное фосфорилированис и микросомалыюе окисление, интенсифицируется утилизация глюкозы, иедоокисленных продуктов, синтез белка. Усиливается свободнорадикальное окисление и адекватно увеличивается емкость антирадикальной защиты. Проницаемость мембран увеличивается. В целом, при ОБТ достигаются следующие клинико-физиологические эффекты: антигипоксический, биоэнергетический, дезинтоксикационный, регулирования метаболической активности, биосинтетический, морфорепарационный, иммунокорригирующий, антибактериальный, фармакологический, деблокирующий, радиомодифицирующиий, вазопрессорный, компрессионный, экономизируюший, улучшающий микроциркуляцию.
По жизненным показаниям ОБТ проводится при анаэробной инфекции, а также отравлениях окисью углерода и метгемоглобинообразователями. Исходя из уникального комплекса клинико-физиологических эффектов, ОБТ является высоконадежным патогенетическим методом лечения при множестве соматических заболеваний. Абсолютных противопоказаний ОБТ не имеет.
Сеансы ОБТ проводятся в одноместных лечебных или водолазных барокамерах. Доза ОБТ включает используемые рО2 и экспозицию, скорость компрессии и декомпрессии (одноразовая доза), число сеансов и периодичность их проведения (курсовая доза), повторяемость курсов ОБТ на протяжении года. Как правило, применяется рО2, равное 0,2 МПа, с экспозицией 45-60 минут, 7-10 ежедневных сеансов. При отравлении окисью углерода и окислами азота, а также при анаэробной инфекции - рО2 равное 0,3 МПа, 30-60 минут, до 3 сеансов в сутки.
Применение дыхания сжатым кислородом у здоровых людей называется гипербарической оксигенацией.
В целом, механизмы физиологического баровоздействия на практически здорового человека близки лечебному и применяются с целью коррекции функционального состояния, сохранения и повышения работоспособности, в комплексе физиологических мероприятий реабилитации военнослужащих.
Цель: изучить физиологическое обоснование, показания, противопоказания применения различных видов баротерапии, методики проведения сеансов и правила выбора режимов баротерапии.
Организация и содержание занятия:
Занятие посвящается, в основном, гипобаротерапии и гипербарической оксигенации. Лечебная компрессия и лечебная рекомпрессия, проводимые при специфических профессиональных заболеваниях водолазов, рассматриваются при изучении соответствующих тем.
В качестве испытуемых участвуют 4-5 слушателей. По 1-2 человека они распределяются по постам контроля за функцией внешнего дыхания, деятельности сердечно-сосудистой системы, центральной нервной системы, насыщением гемоглобина кислородом. Строго в определенной последовательности слушатели регистрируют показатели функционального состояния организма до и во время сеанса через каждые 15 минут, а также по завершении исследования. Сеанс длится в течение 1 часа. При этом через каждые 5-10 минут осуществляется контроль за самочувствием испытуемого.
Моделируются следующие виды баротсрапсвтичсского воздействия:
1) сеанс гипобарической гипоксии (ГБГ-1) в барокамере низкого давления на высоте 3500 м в Течение 45-60 минут;
2) сеанс нормобарической гипоксии (НБГ-2) при дыхании газовой смесью, содержащей 10% кислорода и 90% азота под нормальным атмосферным давлением в течение 10 минут;
3) сеанс нормобарической оксигенации (НБО-3) при дыхании кислородом под нормальным давлением с использованием регенеративного аппарата ИДЛ-72-Д-2 в течение 60 минут;
Таблица 22
Функциональное состояние испытуемого (фамилия, возраст) после моделирования различных
видов баротерапии
Контроль-Нормо-ГипоНормо-Гипер-Гипер-Гипер-Регистриру-ноебари-бари-бари-бари-бари-бари-емыеобсле-ческаяческаяческаяческаяческаяческаяпоказателидованиегипо-гипо-окси-окси-окси-окси-(воздух)ксия,ксия, НБГ-2генация,генация,генация,генация,
ГБГ-1
НБО-3ГБО-4ГБО-5^ГБО-6Частота сердечных сокращений за
