Все о дыхании.


Самые читаемые:
Белокровие
Глисты
Почечные колики
Анализ мочи


Все о дыхании
Дыхательная среда
Управление дыханием
Дыхание, воля, здоровье

 

 

 

Воздух - дыхание - жизнь.
И.С. Берислав, В.И. Миняев.

ВОЗДУХ, КОТОРЫМ МЫ ДЫШИМ.

Движение дыхание здоровье Что такое дыхание? Жизнь представляет собой упорядоченный обмен веществ, построение и обновление организованных структур, а у животных и человека - и мотивированное движение. Эти жизненные процессы требуют постоянного обеспечения энергией в различных формах: химической (синтез сложных соединений), электрической (передача нервных импульсов), механической (сокращение мышц), тепловой (поддержание оптимальной температуры тела). Главным же источником энергии в живом организме является биологическое окисление органических веществ (жиров, белков и углеводов) с использованием атмосферного кислорода, то есть дыхание.

При биологическом окислении количество получаемой организмом энергии оказывается таким же, как если бы потребляемые питательные вещества были полностью сожжены. В организме человека, как и других высших позвоночных, молекула атмосферного кислорода, прежде чем попасть в клетку, проделывает большой путь. Такой же путь, но в обратном направлении проходит продукт биологического окисления - двуокись углерода, или углекислый газ. Иногда делят дыхание на внутреннее (тканевое) и внешнее (легочное). Мы не придерживаемся такого деления, а рассматриваем дыхание как единую функцию. Дыханием мы условимся называть все процессы в организме, связанные с потреблением кислорода и продукцией двуокиси углерода, включая сюда транспорт этих газов между живой клеткой и атмосферой.

Необходим как воздух.

Мы редко вдумываемся в эти слова. Ведь воздуха кругом - сколько угодно! Необходимый для жизни кислород составляет его пятую часть. Но в эпоху бурного развития индустрии человеку все чаще и чаще приходится заботиться о сохранении чистоты нашей дыхательной среды - атмосферы. Убедительное тому доказательство - действующий у нас в стране Закон об охране атмосферы. Он предусматривает строгие меры, обеспечивающие защиту воздушного бассейна от загрязнения. В будущем, возможно, придется всерьез думать и о том, хватит ли воздуха для грядущих поколений. Но уже сегодня человек зачастую оказывается в таких условиях, где пригодного для дыхания воздуха нет, и дыхательную среду приходится создавать искусственно.

Сколько можно прожить без кислорода? Общеизвестно, да мы об этом уже говорили, что для поддержания жизни необходим свободный кислород. Запасов же этого газа в нашем организме практически нет. Если попробовать дышать, скажем, только азотом, то уже через четверть минуты человек потеряет сознание, а спустя несколько минут погибнет. Нервные клетки, особенно нейроны коры головного мозга, могут прожить без кислорода не больше 4-5 минут. Если человеку, у которого по каким-либо причинам прекратилось дыхание или циркуляция крови (болезнь, несчастный случай), не оказать в течение этих коротких минут эффективной помощи (искусственная вентиляция, стимуляция сердечной деятельности) - безвозвратно погибнут структуры высших этажей центральной нервной системы. А вместе с ними погибнет человек как личность, даже если его дыхание и сердцебиение позже удастся восстановить.

На заре жизни

Вот парадокс: оказывается, первые живые организмы, появившиеся на Земле... не дышали. Другими словами, им не требовался кислород. Да его тогда в атмосфере еще и не было. Атмосфера нашей планеты на заре жизни не носила окислительного характера, как сейчас. В нее входили такие газы, как водород, метан, аммиак, гелий. Одно из подтверждений этого - результаты дало бурения сверхглубокой скважины у нас на Кольском полуострове: в породах, залегающих на глубине 7 километров, обнаружены именно эти газы.

Кстати, в тех же породах были найдены колонии примитивнейших живых существ - микрофассилий. Эта находка увеличила возраст жизни на Земле с общепринятых 400-600 миллионов сразу до 2 миллиардов лет! Жизнь в бескислородной среде в течение сотен миллионов лет оставалась на самых первых (низших) ступенях эволюции и была представлена лишь микроскопическими организмами. Они поддерживали свою жизнедеятельность за счет энергии, добываемой путем анаэробного ("безвоздушного") расщепления углеводов - при помощи ферментов. Однако такие анаэробные процессы могут дать по сравнению с окислительными лишь жалкие крохи энергии.

Откуда на Земле кислород? И вряд ли распустилась бы пышным цветом живая природа, если бы на Земле не появился могучий катализатор жизни - свободный кислород. Первоначально этот газ накапливался в атмосфере очень медленно, в основном за счет диссоциации (расщепления) молекул воды под воздействием солнечной радиации. Но прирост запасов кислорода пошел гораздо быстрее, когда появились зеленые растения.

Как известно, растения используют энергию солнечного света для процесса фотосинтеза и при этом выделяют кислород. Первыми растениями были обитатели океана - водоросли. Живые существа тогда укрывались в воде: солнечный свет, несущий жизни энергию, содержит и ультрафиолетовые лучи, способные эту жизнь погубить. Но как раз молекулы кислорода и озона (трехатомный кислород, его много в верхних слоях атмосферы) надежно защитили поверхность Земли от смертоносных излучений. Поэтому когда кислорода в воздухе стало достаточно много, живые организмы вышли на сушу и быстро заселили все континенты нашей планеты. Амосфера же постепенно приняла свой теперешний состав:
Кислород - 20,9%
Азот - 78,1%
Углекислый газ - 0,03%
Аргон и др. - 0,94%

Фотосинтез создал на Земле массу органического вещества - пищу, "солнечные консервы" для нарождающегося животного мира. Ведь в отличие от автотрофов ("самопитающихся") - растений гетеротрофы ("питающиеся чужим") - животные не умеют синтезировать органические вещества из неорганических и вынуждены питаться растениями или другими животными.

Кислородный "ключ". Но чтобы вскрыть запасенные другими организмами "солнечные консервы", необходим "ключ". Таким ключом и послужил кислород, поставляемый теми же растениями. С помощью окисления животные наиболее эффективно используют заложенную в органических веществах энергию. Достаточно сказать, что из одной грамм-молекулы глюкозы при анаэробном (бескислородном) расщеплении удается извлечь в 18 раз меньше энергии, чем при полном окислении с участием кислорода.

Таким образом, биологическое окисление, дыхание стало мощным ускорителем развития жизни. Конечно, оно не заменило собой анаэробных процессов утилизации органического топлива. Оно (окисление) стало как бы надстройкой над этими процессами и резко повысило коэффициент их полезного действия.

ТЭЦ внутри клетки. Итак, фотосинтез и биологическое окисление - фундаментальные энергетические реакции живой природы. Они гармонично дополняют друг друга. Фотосинтез состоит в том, что за счет энергии солнечного света из воды и двуокиси углерода образуется углевод и освобождается кислород. В ходе биологического окисления от углевода отбирается водород и от углеводной молекулы остается двуокись углерода. А водород захватывается кислородом, и снова образуется вода. Как при взрыве гремучего газа. Только здесь энергия не выделяется моментально, а расходуется бережно, по мере надобности: она в конечном счете запасается в виде своеобразной "разменной монеты" - адинозинтрифосфата (АТФ). Расщепляясь, АТФ и дает энергию для сокращения мышечного волокна, работы желез, синтеза сложных соединений, продукции тепла. Для восстановления же запаса АТФ снова расходуется энергия биологического окисления.

Все эти процессы идут в особых внутриклеточных образованиях - митохондриях. Митохондрия представляет собой удлиненное тельце размером от 0,2 до 5 микрометров. Она покрыта мембраной, внутренняя поверхность которой значительно увеличена за счет тонких перегородок - крист. На внутренней поверхности митохондриальной мембраны располагаются ферменты - катализаторы. Они и обеспечивают протекание упомянутых реакций, включая биологическое окисление.

Митохондрия - как бы теплоэлектроцентраль, снабжающая клетку энергией.

Каскады дыхательных газов. На длинном пути из окружающего воздуха внутрь митохондрии молекулу кислорода движет одна главная сила - разность парциальных давлений (напряжений). Представим себе каскад водоемов, расположенных на разной высоте и соединенных между собой водоводами. Вода постепенно переливается из верхних водоемов в нижние. Так и кислород переходит из атмосферы в легкие, из легких в кровь, из крови в ткани и наконец проникает в митохондрии, где его напряжение близко к нулю, поскольку здесь кислород потребляется - непрерывно идут окислительные процессы с его участием. Так и говорят: кислородный каскад.

Молекулы двуокиси углерода, движимые той же силой - разностью парциальных напряжений, перемещаются в обратном направлении - от митохондрий в атмосферу. Перемещение кислорода и двуокиси углерода в организме осуществляется путем диффузии - проникновения молекул из области их большей концентрации в меньшую, что для газов и соответствует разности их парциальных давлений. Существенную, но вспомогательную роль играют другие факторы - вентиляция легких (процессы конвекции), циркуляция крови (перенос газов гемоглобином).

Кислород через верхние дыхательные пути, трахею, бронхи с их многочисленными ветвлениями достигает альвеол - мельчайших легочных пузырьков (их в легких насчитывается примерно 725 миллионов, с общей поверхностью до 140 м2). Через тонкую мембрану - стенку альвеолы и происходит диффузия газов между альвеолярным воздухом и кровью. Этот процесс происходит довольно быстро. У здорового человека порция крови за доли секунды пробегает легочный капилляр и успевает почти полностью насытиться кислородом и освободиться от избытка двуокиси углерода.

В начале нашего века один из основателей современной физиологии дыхания Кристиан Бор (знаменитый физиолог - отец еще более знаменитого физика Нильса Бора), объясняя процессы газообмена в легких, впал в ошибку. Он полагал, что транспорт кислорода через альвеолярно-капиллярную мембрану может осуществляться активно - путем секреции. В качестве примера он приводил наблюдения за некоторыми рыбами, плавательный пузырь которых наполнен чистым кислородом. Причем кислород проникает туда действительно путем секреции из сети кровеносных сосудов в стенке пузыря ("газовой железы"). Однако знаменитый современник К. Бора Август Крог точными расчетами и остроумными опытами сумел опровергнуть гипотезу секреции кислорода в легких и доказать, что диффузия и только диффузия обеспечивает этот процесс. Гипотезы, провозглашающие активный транспорт дыхательных газов в организме человека и высших животных, выдвигаются время от времени и в наши дни (велик соблазн!), но споры неизменно кончаются в пользу диффузии.

Польза "вредного пространства". Некоторые люди говорят: мы вдыхаем кислород, а выдыхаем углекислый газ. Такое упрощение в корне неправильно. И вдыхаем, и выдыхаем мы смесь газов, состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха правда, разного состава. Более того: вдохнутый ("свежий") воздух обычно не достигает альвеол, а содержимое последних при выдохе не выводится полностью наружу: между наружным и альвеолярным воздухом остается так называемый воздух "мертвого пространства", заполняющий дыхательные пути, в которых газообмен не происходит. Его объем при спокойном дыхании составляет около 150 миллилитров. Это - "буфер", сквозь который диффундируют навстречу друг другу кислород и двуокись углерода. И уж вовсе зря его раньше называли "вредным пространством" (оно становится действительно вредным, затрудняющим обмен газов, в том случае, если его искусственно увеличить, например, при дыхании в противогазе). Хотя и "мертвое пространство" - термин явно неудачный. "Мертвое пространство" полезно и даже необходимо. Оно охраняет постоянство состава альвеолярного газа. Да, да - постоянство. Быть может, для читателя окажется неожиданным: воздух в альвеолах не обновляется полностью при каждом вдохе, а сохраняет довольно постоянный состав, отражающий равновесие двух процессов - вентиляции легких и диффузии газов в дыхательных путях, а также диффузии их между альвеолами и кровью.

Наша "внутренняя атмосфера". Постоянство состава альвеолярного газа в свое время поразило одного из великих физиологов дыхания Дж. Холдена: собирая у себя и своих сотрудников последнюю порцию воздуха в конце глубокого выдоха, он заметил, что содержание СО 2 в ней у каждого человека практически постоянно - колеблется не более чем на 0,2-0,3%. Еще раньше на этот факт обратил внимание великий русский физиолог И. М. Сеченов. "Для человека,- писал он,- и всех вообще животных с углубленной дыхательной поверхностью дыхательной средой служит непосредственно не окружающая атмосфера, а воздух, наполняющий полость легких..." Действительно, альвеолярный газ можно с тем же правом назвать "внутренней атмосферой", как кровь - "внутренним океаном". Его состав - 14-15% О2, 5-6% СО2, 100%-ное насыщение влагой, температура около 37 °С,- возможно, соответствует составу атмосферы, в которой жили далекие предки теперешних животных.

Любопытное тому подтверждение дают некоторые термиты: они обитают в герметически замкнутых ходах, где сохраняется высокое содержание двуокиси углерода, влажность и температура. При малейшем нарушении целостности стенок своих подземных ходов и галерей термиты их поспешно заделывают.

Высшие животные в своем развитии пошли по другому пути. Они создали себе не внешнюю, а свою внутреннюю постоянную атмосферу, как и "внутреннее море", сходное с первичным океаном - "бульоном", где зародилась жизнь.

Опасность гипоксии и гиперкапнии. Перенос газов между легкими и тканями осуществляется, как известно, кровью. В ней большая часть кислорода вступает в непрочную химическую связь со специальным красным пигментом - гемоглобином. Обменная часть двуокиси углерода переносится частично в виде раствора в плазме крови, а частично - в связи с тем же гемоглобином. В тканях гемоглобин артериальной крови отдает не весь связанный им кислород, а примерно одну его треть. Так что в венозной крови остается еще некоторый кислородный запас. Он может использоваться тогда, когда ткани по какой-либо причине испытывают недостаток кислорода - гипоксию.

Если в атмосфере парциальное давление кислорода (Ро2) оказывается несколько ниже обычного (скажем, высоко в горах), "ступени" кислородного каскада опускаются ниже, но доставка кислорода тканям сохраняется в нормальном объеме. И лишь когда Ро2 снижается настолько, что на поверхности клеточной мембраны оно становится менее 1 мм рт. ст. (ниже так называемого критического уровня), нарушается работа дыхательных ферментов, и клетка может погибнуть от гипоксии.

Организм может страдать не только от гипоксии, но и от гиперкапнии - избытка, накопления в крови двуокиси углерода в случаях недостаточного ее выведения легкими или появления ее примеси во вдыхаемом воздухе. Каждый знает, как трудно дышать в закрытом помещении, где долго находится много людей. Она из причин - накопление в воздухе двуокиси углерода. Поэтому такие помещения должны оборудоваться надежной вентиляцией. Неблагоприятные реакции организма проявляются уже тогда, когда СО2 в воздухе накапливается 0,5%, а гигиенической нормой для обитаемых помещений считается содержание этого газа не более 0,1%.

В больших концентрациях двуокись углерода - наркотик и даже яд (вместе с тем СО2 играет важнейшую роль в регуляции дыхания, но об этом пойдет речь позднее). Несколько лет тому назад на одной из норвежских верфей в разгар работы началась утечка двуокиси углерода из контейнера, расположенного в машинном отделении судна. Этим газом (не имеющим цвета и запаха) было отравлено много рабочих, 12 из них умерло. Кстати, цвета и запаха лишен и кислород. Поэтому человек с помощью своих органов чувств неспособен опредилить, достаточно ли, например, кислорода в воздухе.

Помните, как выяснил Кэвер из "Первых людей на Луне" Г. Уэллса пригодность лунной атмосферы для дыхания? Он просто-напросто выбросил за борт своего космического снаряда горящую спичку. Спичка продолжала гореть... Еще бы! Иначе писатель не смог бы "поселить" на нашем спутнике своих подобных огромным муравьям селенитов.

Можно ли дышать на других планетах? Конечно, теперь уже никто не думает, что будто на Луне есть воздух (хотя бы и замерзающий по ночам, как писал Г. Уэллс): наше ночное светило, ввиду небольшой массы, давно растеряло свою газовую оболочку. Но можно ли дышать на ближайших к Земле планетах? Еще совсем недавно уповали на возможность жизни на Венере и Марсе... Атмосферу Венеры обнаружил еще М. В. Ломоносов. Поскольку сквозь эту оболочку поверхность планеты было невозможно разглядеть, а сама "утренняя звезда" обращается довольно близко к солнцу, думали, что там постоянно льют тропические ливни, орошающие пышную растительность. Для экскурсии на Венеру, дескать, достаточно захватить с собой плащи да зонтики.

Увы, советские и американские летающие лаборатории, обследовавшие нашу прекрасную соседку, вместо обещанных влажных джунглей нашли там горячий котел: страшный жар (плюс 500° по Цельсию - плавится олово и цинк) и колоссальное давление (100 атмосфер - как в баллоне со сжатым газом) должны были бы как в гигантском автоклаве для стерилизации хирургических материалов уничтожить все живое, если бы оно каким-то образом туда попало. К тому же состав венерианской атмосферы вряд ли подходит для дыхания: это чуть ли не чистая двуокись углерода.

А где окаймленные сочной зеленью каналы, увиденные на поверхности Марса в телескоп мечтательным итальянцем Скиапарелли? Их тоже не оказалось, как почти не оказалось и атмосферы: красная планета, как и Луна, не смогла удержать свое газовое покрывало. Так что марсианам, по крайней мере, в наше время дышать было бы нечем. Правда, остатки кислорода и воды советские и американские исследователи на Марсе нашли. Нельзя полностью исключить, что хотя бы примитивные организмы там могут жить. Ученые США поставили опыты для выявления такой возможности. Пробу марсианского грунта соединяли с "пищей" - органическим веществом, меченным радиоактивным углеродом. Лишь в одном из многих таких опытов "пищу" стал кто-то быстро расщеплять, но длилось это недолго. Быть может, в биологическом отсеке "Викинга" оказалось слишком жарко, и ферменты, привыкшие к марсианскому морозу, быстро гибли?.. Одним словом, вопрос о жизни на Марсе пока не решен.

Сколько стоит воздух? Спустимся, однако, на родную планету и зададимся вопросом: а надолго ли хватит кислорода у нас дома? Не постигнет ли земную жизнь участь той, что, возможно, населяла Марс в пору его далекой молодости? Есть у известного советского фантаста Александра Беляева роман "Продавец воздуха". Фабула романа несложна. Предприимчивый коммерсант мистер Бейли тайком построил в пустынной местности необычный завод. Мощные вентиляторы втягивали через гигантскую трубу атмосферный воздух. Этот воздух замораживали, извлекали из него кислород, азот, гелий. Хранили его запасы в виде подземных озер или твердых шариков. Все это, естественно, на продажу, ради наживы. Мистер преуспел в своем деле настолько, что повсюду стало падать барометрическое давление. Люди принялись оборудовать себе герметичные жилища. И вот "жидкий воздух выступил на рынок, заставил пасть пред собой ниц все другие ценности". А мистер Бейли злорадствовал: "Люди станут задыхаться, растения погибнут... Жизнь прекратится, и земной шар станет таким же мертвым телом, как оледенелая Луна".

Конечно, один маньяк, даже технически вооруженный, вряд ли смог бы нанести сколько-нибудь заметный ущерб атмосфере, масса которой составляет внушительную цифру 1.16-10**15 тонн. Однако вопрос о том, не грозит ли нам кислородный голод, не такой уж надуманный, как это может показаться. Давайте посчитаем. Весь кислород, содержащийся в атмосфере, имеет массу примерно 1.5- 10**15 тонн. За день один человек расходует около килограмма, за год - примерно 350 килограммов кислорода, а все человечество - порядка 2 миллиардов (2- 10**9) тонн - то есть небольшую часть кислородного запаса, даже если учесть переживаемый нами "демографический взрыв". Гораздо больше потребляют кислорода животные.

Но, с другой стороны, растения выделяют в атмосферу до 400 миллиардов тонн кислорода ежегодно. Так что количество кислорода в воздухе, в общем, стабилизировано, и кислородный голод человечеству как будто не угрожает. В основном же съедает кислород быстро растущая промышленность. На сжигание всех видов топлива человек уже истратил 2.75-10м тонн этого газа - приблизительно 0,02% его запаса. Если аппетиты энергетики будут возрастать, убыль свободного кислорода может стать заметной.

Впрочем, значительно раньше, чем это произойдет, кончится топливо, которое атмосферный кислород мог бы окислить (нефть, уголь, газ). И человечеству волей-неволей придется перейти к использованию других источников энергии. Тем самым, можно надеяться,- нет худа без добра - будет положен конец и загрязнению атмосферы продуктами сгорания, в частности двуокисью углерода. К слову, не убыль кислорода, а как раз накопление СО2 в воздухе всерьез тревожит ученых. За последнее время содержание углекислого газа в атмосфере за счет бурного роста индустрии возросло на одну пятую.

Это еще далеко от предельной нормы, установленной гигиенистами для закрытых помещений (0,1%), но уже заметная прибавка. Одни специалисты предсказывают, что увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, отличающегося малой теплопроводностью, создаст "парниковый эффект": климат потеплеет, полярные льды растают, целые страны затопит. Напротив, возражают другие, углекислый газ помешает Солнцу прогревать Землю, наступит новое оледенение... То и другое плохо. Поэтому судьба нашей атмосферы - часть глобальной проблемы сохранения окружающей среды. И будущему человечеству наверняка придется эту проблему решать.

Когда нужна искусственная атмосфера. Но уже сегодня вопрос "сколько стоит воздух?" встает во весь рост, когда снаряжаются экспедиции в стратосферу, космос или в глубины океана. Совершая путешествие в комфортабельном салоне реактивного самолета, мы и не подозреваем, что находимся не в естественной, а в искусственной атмосфере. Воздух на высоте 8-10 километров, где пролетает лайнер, значительно разрежен. Поэтому кабины современных самолетов делают герметичными, а необходимое для пассажиров парциальное давление кислорода поддерживают, нагнетая забортный воздух. Это, пожалуй, самый простой способ создания искусственной атмосферы. Если бы этого не сделали, люди на такой высоте смогли бы дышать лишь в течение 1-2 минут, а затем погибли бы от кислородного голода.

Эта опасная высотная болезнь. Первыми действие высотной гипоксии испытали на себе альпинисты. С подъемом на высоту барометрическое давление снижается. Соответственно падает и парциальное давление кислорода (хотя процентное содержание его в воздухе практически не меняется). Поэтому при восхождении в горы выше 3-4 километров над уровнем моря люди, особенно не тренированные к высоте, могут испытывать кислородное голодание. При этом прежде всего страдает мозг. У человека нарушается сон, болит голова, падает работоспособность, появляется пелена в глазах, головокружение и другие явления - вплоть до потери сознания. Многие знают такие ощущения как симптомы "горной" или "высотной" болезни.

Пришлось познакомиться с кислородным голоданием и воздухоплавателям. Дж. Холден и Дж. Пристли в своей знаменитой книге "Дыхание" приводят яркие строки из записей Тиссандье - одного из трех участников высотного подъема на аэростате "Зенит" в 1875 году. Исследователи уже знали об опасности недостатка кислорода и взяли с собой шары с этим газом, но... не смогли им воспользоваться. Ибо еще не было известно коварное свойство гипоксии, которая подкрадывается незаметно и, более того, может сопровождаться эйфорией - повышенным настроением, наподобие опьянения алкоголем. "На высоте 7500 метров Зивель спросил товарищей, согласны ли они подниматься дальше, и, получив их согласие, перерезал веревки трех мешков с песком, которые служили балластом... Тиссандье говорил, что он пытался взять в рот мундштук кислородной трубки, но его руки не двигались. Несмотря на это, он не сознавал опасности, чувствовал себя счастливым, что полет продолжается..." Вскоре он потерял сознание. Как известно, двое воздухоплавателей в этом полете погибли. А ведь максимальная высота подъема шара составила 8600 метров над уровнем моря - даже меньше высоты Эвереста (8848 метров)...

Сегодня альпинистам, начиная с высоты 5 километров, рекомендуется пользоваться добавочным кислородным подкреплением - вдыхать чистый кислород либо обогащенную им смесь. Однако практика показывает, что устойчивость к высоте, к недостатку кислорода в определенных пределах поддается тренировке. Так, один из самых знаменитых альпинистов мира - итальянец Р. Месснер дважды поднимался на Эверест без кислородного аппарата. Владимир Балыбердин, первым из одиннадцати советских альпинистов ступивший на высочайшую вершину мира, также не пользовался при этом кислородной маской. А один из членов сборной команды СССР по альпинизму Юрий Голодов в процессе подготовки к восхождению на Эверест в условиях барокамеры оказался способным работать без кислородного подкрепления даже на 11-километровой высоте.

Но вернемся к авиации. Как обеспечить кислородом летчика. Пилотам, совершающим высотные полеты в негерметичных кабинах, а также парашютистам при нахождении на высоте более 5 километров через специальную маску подается смесь, обогащенная кислородом с таким расчетом, чтобы его парциальное давление, невзирая на высоту, оставалось близким к нормальному или даже было немного выше нормального (см. табл. 2). Из таблицы видно, что для обеспечения нормального кислородного режима человеку на высоте 10 километров приходится дышать почти чистым кислородом. А если надо подняться еще выше? Тогда необходимо давать кислород через дыхательную маску под избыточным, по сравнению с окружающим, давлением. Для этого изобретена специальная аппаратура. Однако в таких условиях трудно дышать, точнее - выдыхать. (Попробуйте туго надуть через рот волейбольный мяч или резиновый матрац.) При этом, если разница между внутрилегочным и наружным давлением достаточно велика (30 мм рт. ст. и более), отмечаются нарушения в системе кровообращения - застой крови в крупных венах, затруднение возврата крови к сердцу. Особые компенсирующие устройства, создающие противодавление на различные участки тела, приносят лишь частичное облегчение.

Поэтому дыханием под избыточным внутрилегочным давлением пользуются только в аварийных ситуациях - при нарушении герметичности кабины самолета на больших высотах и в течение короткого времени, чтобы пилот успел снизиться до такой высоты, где бы ему уже не грозила гипоксия. Например, если разгерметизация случилась на высоте 7,5 километра, летчик может примерно через 7 минут ("резервное время") потерять сознание из-за кислородного голодания мозга (вспомним трагедию с аэростатом "Зенит"). На высоте 15 километров "резервное время", в течение которого летчик должен успеть принять необходимые меры к снижению, ограничено всего 30 секундами.

Читать далее

загрузка...
загрузка...