Безопасность жизнедеятельности (медико-биологические основы)

гическими 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