АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология
|
VII.1.1. Функция дыхания
В условиях покоя или при выполнении субмаксимальных нагрузок потребность организма в кислороде остается на высоте такой же, что и на равнине. Поэтому, чтобы адекватно обеспечить организм кислородом, уменьшение количества молекул 02 в единице объема разреженного воздуха на высоте должно быть компенсировано соответствующим увеличением легочной вентиляции. Это основной функциональный механизм быстрого приспособления организма к гипоксическим условиям высоты.
На высоте до 3000—3500 м легочная вентиляция в покое усиливается вначале крайне незначительно. Поэтому сразу часто наблюдается особенно большое снижение парциального давления 02 в альвеолярном воздухе. При выполнении мышечной работы на высоте легочная вентиляция с самого начала существенно больше, чем на равнине. У одного и того же человека при одинаковой абсолютной нагрузке (равном потреблении 02) легочная вентиляция тем сильнее, чем больше высота (рис. 68).
С одной стороны, сниженная плотность воздуха на большой высоте облегчает внешнее дыхание, с другой — при низком барометрическом давлении способность дыхательных мышц повышать внут- ригрудное давление уменьшается. В целом, однако, максимальные возможности дыхательного аппарата на высоте больше, чем на уровне моря. Во время максимальной работы на большой высоте легочная вентиляция может достигать 200 л/мин (табл. 21).
Снижение барометрического давления ведет к уменьшению парциального напряжения 02во всех звеньях кислородтранспортной системы организма (рис. 69), хотя усиленная легочная вентиляция и другие физиологические механизмы препятствуют снижению содержания 02 в крови и других тканях тела.
г.*
fBTPS) -. Легочная вентиляция
л/мин
• л <
щ
•» .о
/ 'У
А'/
/■У
I 2 3 4 0 25 50 75 ЮО
Уд/мин Частота сердечных сокращений 200
гЛ
/
X • 4000 м
х 2300 м о 0м
и I 2 3 4 0 25 50 75 100 игХ Молочная кислота
т f //
• х J
;/r
Л'
I 2 3 4 0 25 50 75 100
Реакция крови (рН)
KV \\\
-J—I I I I I
I 2 3 4 0 25 50 75 100 а/мни (STPD) По.ре6«ние02 У, МПК
Рис. 68. Легочная вентиляция, ЧСС, содержание молочной кислоты и рН крови при работе на велоэргометре с разной мощностью нагрузки:
н барокамере с давлением 462 мм рт. ст., соответствующим высоте 4000 м над уровнем моря (черные кружки), в барокамере с давлением 580 мм рг. ст., соответствук^щнм высоте 2300 м (крсстикн), на уровне моря (светлые кружил) (по Л. Хермаисену и Б. Салтину, 1971)
В результате вблизи митохондрий давление 02 может быть равно 10 мм рт. ст. на уровне моря и около 5 мм рт. ст даже на высоте.5600 м. Такое давление все еще достаточно, чтобы обеспечить оптимальные условия для протекания окислительных ферментативных реакций в клетках тела.
Парциальное давление 02 в альвеолярном воздухе определяется давлением этого газа во вдыхаемом воздухе и величиной легочной вентиляции. Чем выше последняя, т. е. чем больше обменивается воздух в легких, тем ближе состав альвеолярного воздуха к атмосферному. Однако в любом случае парциальное давление 02 в альвеолярном воздухе может лишь приближаться к таковому в атмосферном (вдыхаемом) воздухе, но не быть равным ему, а тем более не превышать его. Поэтому по мере увеличения высоты (снижения барометрического давления) падает парциальное давление 02 в атмосферном и соответственно в альвеолярном воздухе (см. табл. 20).
Пропорционально падению парциального давления 02 в атмосферном и альвеолярном воздухе снижается парциальное напряжение 02 в артериальной КрОВИ (г Иг поксемия). Это один из важнейших стимулов усиления легочной вентиляции в условиях покоя. Гипоксемия стимулирует хе- морецепторы каротидных и аортальных телец, что рефлекторно усиливает активность дыхательного центра.
Высотная гипервентиляция вызывает усиленное выведение С02 из крови с выдыхаемым воздухом. В результате по мере подъема на высоту н а пряже-
Альвеолярный воздух
Ом
140 120 |Ю0
5"
20 40 60 80 ЮО, Парц.напряжени* Од.мы рт.ст.
| Рис. 70. Кривая диссоциации оксигемоглобина у жителя равнины
Стрелки показывают процент насыщения гемоглобина кислородом на разных вы-
| з
Венозная кровь
Артериальная кровь
Венозная кровь
| СГ'
80-
I I
5600 м |
20"
Рис. 69. Парциальное давление кислорода в разных звеньях «кислородного каскада» на уровне моря (О м) и на высоте 5500 м
ние С02 в артериальной крови уменьшается, т.е. развивается гипокапния, которая может вызвать развитие мышечных спазмов И обширную вазоконстрикцию. Особенно неблагоприятны для организма последствия сужения сосудов головного мозга.
При усиленном удалении с выдыхаемым воздухом СОг из крови содержание в ней растворенного СОг снижается больше, чем бикарбоната. Поэтому вторичным эффектом высотной гипервентиляции является сдвиг реакции крови в щелочную сторону — повышение рН (дыхательный а л к а л о з). Снижение парциального напряжения С02 и повышение рН в артериальной крови оказывает тормозящее влияние на дыхательный центр.
Уровень легочной вентиляции на высоте следует рассматривать как физиологический компромисс между требованием адекватного снабжения организма кислородом в гипоксических условиях и необходимостью поддерживать кислотно-щелочное равновесие в норме.
Падение парциального напряжения 02 в артериальной крови в условиях высотной гипоксии ведет к снижению процентного насыщения гемоглобина кислородом и, следовательно, к уменьшению содержания 02в кро- в и. На высоте 2000—3000 м парциальное давление 02 в альвеолярном воздухе равно примерно 80—60 мм рт. ст., т. е. находится еще в пределах «плоской», верхней, части кривой диссоциации оксигемоглобина (рис. 70). Это гарантирует относительно высокое насыщение кислородом крови в легочных капиллярах — более 90% гемоглобина в форме оксигемоглобина. На большей высоте альвео-.
Таблица 21
Показатели кислородтранспортной системы при максимальной аэробной работе у тренированных мужчин на уровне моря и через 2 недели пребывания на высоте
Показатели
| Уровень моря (до 500 м)
| Высота
| 2300 м
| 4000 м
| Барометрическое давление (мм. рт. ст.)
|
|
|
| Парциальное давление 02 (мм. рт.ст.):
|
|
|
| во вдыхаемом воздухе
|
|
|
| в альвеолярном воздухе
|
|
|
| в артериальной крови
|
|
|
| разность между альвеолярным воз
|
|
|
| духом и артериальной кровью
|
|
| Внешнее дыхание:
|
|
|
| легочная вентиляция (л/мин, BTPS)
|
|
|
| вентиляционный эквивалент
|
|
|
| 02(V,JVQl)
|
|
|
| диффузионная способность легких для
|
|
|
| 02 (л/мин/мм рт. ст., STPD)
|
|
|
| индекс дыхательного обмена
|
|
|
| (Vco,/ Vo,)
| 1,20
| 1,22
| 1,30
| Кровь:
|
|
|
| объем циркулирующей крови (л)
| 6,42
| 6,19
| 5,77
| объем циркулирующей плазмы (л)
| 3,16
| 2,95
| 2,55
| объем циркулирующих эритроци
|
|
|
| тов (л)
| 3,26
| 3,24
| 3,22
| содержание (Э2 в артериальной крови
|
|
|
| (об.%)
| 18,5
| 16,8
| 13,5 ^
| содержание 02 в смешанной венозной
|
|
|
| крови (об.%)
| * 1,8
| 1,8
| 1,8
| артериовенозная разность 02 (об.%)
|
|
|
| рН артериальной крови
| 7,30
| 7,25
| 7,20
| напряжение С02 в артериальной кро
|
|
|
| ви (мм рт. ст.)
|
|
|
| бикарбонат плазмы (мМ/л)
| 9,7
| 7,2
| 5,8 -
| лактат (мМ/л)
| 11,0
| 11,0
| 11,0
| Кровообращение:
|
|
|
| макс, сердечный выброс (л/мин)
| 30,0
| 30,0
| 30,0
| макс. ЧСС (уд/мин)
|
|
|
| макс, систолический объем (мл)
|
|
|
| макс, кислородный пульс (мл02/уд)
|
|
|
| МПК (л/мин)
| 4,81
| 3,60
| 1,51
| |
лярное давление 02 попадает уже на «крутую», среднюю, часть кривой диссоциации оксигемоглобина. Поэтому способность связы- Еать и транспортировать с кровью 02 на большой высоте резко снижается.
Падение насыщения артериальной крови кислородом до 80% от нормальной величины вызывает комплекс симптомов тяжелой гипоксии, известный под названием «горная болезнь»: головную боль, состояние усталости, нарушение сна, пищеварения и др.
Во время мышечной работы в условиях высотной гипоксии парциальное напряжение и содержание 02 в артериальной крови снижены, а в венозной крови примерно такие же, что и в обычных условиях. Поэтому системная артерио-веноЗНая разность по кислороду при выполнении одинаковой работы в горных условиях меньше, чем в равнинных (см. табл. 21).
Чем больше высота (сильнее степень гипоксии) и чем интенсивнее нагрузка, тем значительнее падение напряжения и насыщения 02 в артериальной крови.
При выполнении мышечной работы на высоте увеличение к о н ц ентрации молочной кислоты в мышцах и крови происходит при более низких нагрузках, чем на уровне моря (снижение анаэробного порога). При одной и той же нагрузке концентрация молочной кислоты в мышцах и крови при работе на высоте больше, а рН крови ниже, чем на уровне моря (см. рис. 68). Повышенная на высоте лактацидемия при выполнении субмаксимальных аэробных нагрузок служит дополнительным стимулом для усиления легочной вентиляции.
Максимальная концентрация лактата в крови при работе в первые дни на высоте такая же, что и на уровне моря. Следовательно, максимальная анаэробная мощность, по крайней мере та ее часть, которая определяется лактацидной (гликолити- ческой) системой, на высоте не снижается. Об этом также свидетельствует тот факт, что максимальный кислородный долг в первые дни на высоте такой же, что и на уровне моря.
Дата добавления: 2015-11-02 | Просмотры: 709 | Нарушение авторских прав
|