 |
цКЮБМЮЪ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ йНМРЮЙРШ | лШ ОНЛНФЕЛ Б МЮОХЯЮМХХ БЮЬЕИ ПЮАНРШ! | |
иЗМЕНЕНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
|
|
Система дыхания. Одной из ранних и постоянно действующих реакций организма на кислородное голодание является увеличение минутного объема дыхания (МОД). На высоте 5000-6000 м МОД увеличивается на 30-50 %. Возрастание МОД происходит за счет увеличения частоты и (или) глубины дыхания. Причиной увеличения МОД является снижение напряжения кислорода в артериальной крови, что является адекватным раздражителем синокаротидной и аортальной рефлексогенных зон. От рецепторов этих зон стимулирующие афферентные импульсы поступают к клеткам дыхательного центра. Степень увеличения МОД зависит от двух противоположно действующих факторов - гипоксической стимуляции дыхательного центра и его угнетения сниженным при гипервентиляции парциальным давлением углекислого газа.
Уменьшение рО2 о вдыхаемом воздухе при подъеме на высоту вызывает пропорциональное снижение такового в альвеолярном воздухе до высоты около 2500 м. На больших высотах снижение pAO2 замедляется. В первую очередь это связано с рефлекторным включением компенсаторной гипервентиляции. Увеличение вентиляции легких ведет к усиленному вымыванию из организма углекислого газа. На высотах до 8000 м парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе снижается примерно вдвое (до 20-25 мм рт. ст.). Такая реакция первоначально имеет приспособительное значение, так как ведет к соответствующему повышению альвеолярного парциального давления кислорода и лучшему насыщению кислородом артериальной крови. В последующем, при более выраженной гипокапнии происходит ухудшение кислородного снабжения мозга и сердца из-за спазма сосудов, развития алкалоза в крови и угнетения дыхательного центра.
На больших высотах резервные возможности внешнего дыхания становятся недостаточными. Парциальное давление кислорода падает до величин, несовместимых с сохранением функций жизненно важных систем организма. Такой уровень парциального давления кислорода называют критическим. В альвеолах он составляет величину около 25 мм рт. ст. и создается на высотах более 8000 м. Дальнейшее понижение рАО2 приводит к изменению направления диффузии кислорода из крови в альвеолярный воздух и внешнюю среду, то есть к процессу дезоксигенации, усугубляющему развитие острого кислородного голодания. Таким образом, рАО2 является показателем, по которому можно судить о состоянии кислородного снабжения организма на различных высотах.
Подъем на высоту сопровождается и другими изменениями функций дыхания. Увеличиваются дыхательные экскурсии грудной клетки. Из-за усиленной перфузии легких и поднятия диафрагмы снижается жизненная емкость легких. Одной из характерных особенностей для высотной гипоксии является нарушение ритма дыхания. В одних случаях появляются отдельные глубокие вдохи на фоне нормальных равномерных циклов - периодическое дыхание. В более тяжелых случаях развивается дыхание типа Чейн-Стокса, характеризующееся неравномерной частотой и глубиной. Возникновение периодического дыхания можно объяснить сочетанным влиянием на дыхательный центр гипоксии и гипокапнии. Нарушение ритма дыхания приводит к значительным колебаниям насыщения артериальной крови кислородом и является неблагоприятным для организма явлением.
Насыщение крови и тканей кислородом. Снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом и альвеолярном воздухе приводит к уменьшению оксигенации крови и тканей. Однако в результате действия компенсаторных механизмов уменьшение оксигенации крови и тканей на различных высотах происходит в меньшей степени, чем снижение р0; в атмосферном воздухе на тех же высотах. Понижение напряжения кислорода в крови вызывает выход зрелых эритроцитов из депо, и переход их в общий кровоток, чтона 10-15 % увеличивает кислородную емкость крови.
Особенность взаимодействия кислорода и гемоглобина позволяет поддерживать достаточно высокий уровень насыщения крови кислородом (до 80 %) на высотах 4000-4500 м. Выведение углекислого газа из организма при гипервентиляции приводит к сдвигу реакции крови в щелочную сторону. Это, в свою очередь, повышает сродство гемоглобина к кислороду, кривая диссоциации оксигемоглобина сдвигается влево. В результате улучшается насыщение крови кислородом в легких и сдерживается падение напряжение кислорода в артериальной крови на высотах. Более высокое, чем в легких, напряжение углекислого газа в тканях и более кислая реакция крови тканевых капилляров способствуют лучшей отдаче кислорода оксигемоглобином при прохождении крови по капиллярам тканей (кривая диссоциация оксигемоглобина сдвигается вправо).
На высотах более 8000 м компенсаторные механизмы крови становятся неэффективными. Оксигенация крови снижается до критического уровня, то есть до уровня, когда человек не может длительно сохранять сознание. При этом насыщение крови кислородом составляет 50-60 %, напряжение кислорода в артериальной крови падает до 20-25 мм рт. ст. Критический уровень напряжения кислорода в тканях мозга и сердца составляет около 18-20 мм рт. ст., а в органах с менее интенсивным потреблением кислорода (в коже) этот уровень к моменту нарушения сознания может снизиться до 8-10 мм рт. ст.
Сердечно-сосудистая система. Понижение парциального давления кислорода в артериальной крови при подъеме на высоту через стимуляцию хеморецепторов синокаротидной и аортальной рефлексогенных зон приводит к увеличению частоты сердечных сокращений. Начальные изменения пульса отмечаются у отдельных здоровых людей уже на высоте 1500 м. На высоте 2000 м даже в состоянии покоя частота пульса может увеличиваться на 5-7 % по отношению к исходной, а на высоте 5000 м - на 15-30 %. Увеличение частоты сердечных сокращений ведет к повышению минутного объема крови. На высоте 5000 м он возрастает в среднем на 30-40 %. Увеличение объема крови, доставляемой в легкие и ткани, в определенной степени компенсирует уменьшение парциального давления кислорода в альвеолах и артериальной крови на высотах до 7000-8000 м. На больших высотах частота сердечных сокращений, а следовательно, и минутный объем сердца могут возрастать в 2.5-3.0 раза. Однако значительное повышение скорости кровотока ухудшает условия насыщения крови кислородом и усиливает процесс дезоксигенации организма. Следовательно, выраженная тахикардия на высоте может расцениваться не только как приспособительная реакция, но и как патологическая реакция сердечно-сосудистой системы в условиях острой гипоксии.
Увеличение систолического давления на 10-20 мм рт. ст. отмечается на высоте около 5000 м. Диастолическое давление чаще не изменяется или незначительно снижается. При ухудшении общего состояния на высоте может возникать существенное снижение системного артериального давления и развитие высокого коллапса. Важной приспособительной реакцией сердечно-сосудистой системы на высоте является перераспределение и увеличение массы циркулирующей крови.
Проводимые в высотных условиях электрофизиологические исследования свидетельствуют о нарушении биоэлектрической деятельности сердца. Снижение вольтажа зубца Р, смещение интервала S-Т ниже изолинии, атриовентрикулярная блокада, экстрасистолии свидетельствуют о развитии острой гипоксии миокарда. Перечисленные изменения наблюдаются только при крайних степенях кислородного голодания на больших высотах.
Центральная нервная система. Мозг человека в среднем за одну минуту потребляет около 50 мл кислорода. Это примерно шестая часть всего кислорода, утилизируемого организмом. Масса же головного мозга составляет немногим более 2 % от массы тела. Учитывая, что нервные клетки не имеют своих энергетических запасов, становится понятным, что в картине гипоксического состояния на высоте ведущая роль принадлежит центральной нервной системе. Различные отделы ЦНС неодинаково устойчивы к дефициту кислорода. Наибольшей устойчивостью к гипоксии обладают филогенетически древние, а наименьшей - молодые отделы ЦНС. Неодинакова устойчивость к гипоксии и нервных центров. При гипоксии крайних степеней дыхательный центр прекращает свою работу раньше, чем, например, сосудодвигательный. Недостаток кислорода воздействует на ЦНС как непосредственно, так и рефлекторно, через хеморецепторы. В общей закономерности изменений функций центральной нервной системы на высоте наиболее характерным является их фазность.
На первой стадии гипоксических изменений повышается возбудимость структур головного мозга. Уменьшаются пороги возбуждения. Возбудительные процессы преобладают над тормозными. У человека развивается состояние эйфории, снижается способность к сосредоточению, появляется двигательное беспокойство, нарушается координация тонких движений. Наиболее опасным в этот период является то, что у человека в значительной мере снижается способность к критической оценке своего состояния и окружающей обстановки.
Вторая фаза нарушений ЦНС при гипоксии более выражена и на высоте более 5000 м характеризуется глубокими расстройствами работы головного мозга. В нервных клетках развивается торможение, которое иррадиирует по коре мозга, переходит в подкорковые структуры. Нервные процессы становятся инертными. У человека снижается умственная работоспособность, ухудшается память, снижается острота зрения, появляется сонливость. В тяжелых случаях могут возникнуть судороги и нарушение сознания. По мере углубления гипоксии происходит угасание биоэлектрической активности мозга, свидетельствующее о структурных повреждениях нейронов. Следует особо подчеркнуть, что при воздействии острой гипоксии человек часто не замечает развития у него серьезных нарушений функции ЦНС и кажущееся благополучие может сохраняться до момента потери сознания. Подача для дыхания кислорода быстро восстанавливает сознание и функциональное состояние организма. Однако, как правило, у человека происходит потеря памяти о событиях, предшествующих потере сознания (ретроградная амнезия).
При кислородном голодании мозга угнетение ЦНС идет в направлении от филогенетически более молодых к более древним образованиям. Самые ранние изменения наблюдаются в условно-рефлекторной и аналитико-синтетической деятельности ЦНС, являющейся функцией коры головного мозга. В более поздние сроки происходят нарушения грубой координации движений, установочных рефлексов, некоторых вегетативных функций.
Это указывает на угнетение подкорки и промежуточного мозга. Гипоксия, развивающаяся при подъеме на высоту, приводит к нарушению высшей нервной деятельности. Раньше всего нарушаются недостаточно упроченные нервные связи, поэтому вновь приобретенные рабочие навыки страдают раньше и легче, чем старые, упроченные в течение долгой практики.
Развитие высотной гипоксии приводит к нарушению функций анализаторов. Страдает тактильная, температурная, проприоцептивная чувствительность, снижается обоняние, вкус, нарушается функция вестибулярного аппарата. Слух у человека, даже при выраженном гипоксическом состоянии, сохраняется дольше, чем функции других анализаторов. Наиболее значительно изменяется функция зрительного анализатора. У некоторых людей на высоте 1500-2000 м обнаруживается нарушение сумеречного зрения. Начиная с высоты 3000 м нарушается пространственное зрение. На высотах 5000 м и более страдает глубинный глазомер, острота зрения, контрастная чувствительность, снижается цветовосприятие, особенно зеленого и синего цвета. В основе изменений функций анализаторов лежит нарушение баланса между возбуждением и внутренним торможением, развитие охранительного торможения в коре и подкорке.
Нарушение функций ЦНС и других физиологических систем организма приводит к снижению физической, интеллектуальной и операторской работоспособности человека. Характер и выраженность изменений работоспособности зависят от степени гипоксии, времени ее воздействия, индивидуальной устойчивости человека к дефициту кислорода. В соответствии с фазами реакции ЦНС на кислородное голодание в начальном периоде может наблюдаться кратковременное повышение активности деятельности, хотя со снижением ее качества. При увеличении высоты и развитии в ЦНС тормозных процессов затрудняется мышление, снижается темп умственной работы, нарушается память, внимание, увеличивается время сенсомоторных реакций, страдают интеллектуальные и психомоторные качества. На высотах до 3000 м психические качества и хорошо усвоенные операторские навыки практически остаются на исходном уровне. Однако начиная уже с высоты 1500 м наблюдается увеличение времени решения новых сложных тестовых задач. На высотах 4000- 4500 м значительно снижается физическая работоспособность, увеличивается время сенсомоторных реакций. На высотах до 6000 м значительно снижается умственная и операторская работоспособность. Затрудняются мыслительные процессы, нарушается внимание, изменяется эмоциональный статус, ухудшается координация движений, страдает качество пилотирования. У некоторых лиц может возникать нарушение сознания.
дЮРЮ ОСАКХЙНБЮМХЪ: 2014-10-30; оПНВХРЮМН: 363 | мЮПСЬЕМХЕ ЮБРНПЯЙНЦН ОПЮБЮ ЯРПЮМХЖШ | лШ ОНЛНФЕЛ Б МЮОХЯЮМХХ БЮЬЕИ ПЮАНРШ!
