Кислородное голодание (гипоксия)
Кислородное голодание - состояние организма, при котором снижается напряжение кислорода в тканях и клетках организма. Классифицируются четыре основных причины кислородного голодания указанные в табл. 2.2-1.
Таблица 2.2-1. Причины кислородного голодания
| гипоксическая гипоксия возникает вследствие малого содержания кислорода во вдыхаемом воздухе или газовой смеси; |
| гемическая гипоксия возникает вследствие связывания гемоглобина, в основном угарным газом; |
| циркуляторная гипоксия возникает вследствие нарушения сердечнососудистой системы и снижения транспорта кислорода к тканям и клеткам организма; |
| тканевая или гистотоксическая гипоксия возникает вследствие блокады ферментов дыхательного цикла и нарушения тканевого дыхания. |
При нахождении под водой пловцу требуется от 0,8 до 2 л/мин кислорода, в зависимости от физической нагрузки и температуры воды.
В водолазной практике в основном встречается гипоксическая гипоксия.
Кислородное голодание может возникнуть в результате длительной задержки дыхания во время ныряние в комплекте № 1 в длину, и в особенности, в глубину, а также вследствие часто повторяющихся, кратковременных ныряний.
Понижение напряжения кислорода в крови (гипоксия) вызывает изменение кислотно-щелочного состояния в дыхательной функции крови, что приводит к нарушениям в деятельности центральной нервной системы. Наиболее чувствительным к недостатку кислорода является головной мозг.
Кислородное голодание головного мозга при нырянии составляет 70% всех смертельных случаев.
Перед нырянием проводится гипервентиляция легких и задержка дыхания на вдохе, что сопровождается повышением внутрилёгочного давления, это приводит к затруднению притока крови к сердцу и ухудшению внутрилёгочного кровообращения.
Во время нырка потребность в дыхании некоторое время не ощущается, так как напряжение углекислого газа в крови не достигает величины, необходимой для возбуждения дыхательного центра. Затем наступает период нарастания содержания углекислого газа в крови, с настоятельной потребностью сделать вдох. Как правило, усилием воли ныряльщик заставляет себя находиться под водой. При продолжительном воздействии углекислоты на дыхательный центр, его чувствительность к ней понижается, потребность в дыхании уменьшается. Всё это происходит на фоне активного расходования кислорода организмом и развития острой кислородной недостаточности. Затем наступает нарушение чувствительности и способности реально оценивать окружающие события, и в заключении внезапная потеря сознания.
Основная опасность кислородного голодания головного мозга при нырянии состоит в том, что потеря сознания наступает внезапно, без наличия предвестников или явных признаков опасного состояния организма. Как правило, у ныряльщиков кислородное голодание сопровождается утоплением. При нырянии на глубину возникновение кислородного голодания особенно опасно. Парциальное давление (частичное давление одного газа в смеси, согласно закону Дальтона) кислорода на глубине выше, а это позволяет дольше находиться под водой без явлений кислородной недостаточности, хотя % содержания кислорода в лёгких может упасть до катастрофически низкой величины. Во время всплытия снижается общее давление, и вследствие этого быстро падает парциальное давление кислорода, что приводит к резкой потере сознания у ныряльщика, еще не достигшего поверхности воды.
Наиболее губительным недостаток кислорода является для центральной нервной системы. В первую очередь страдает кора головного мозга и мозжечок, затем стволовой отдел мозга и спинной мозг. При полном прекращении поступления кислорода, через 2,5-3 мин. в коре головного мозга и мозжечке возникают фокусы некроза (омертвление групп клеток или целого органа).
К наиболее характерным признакам развития молниеносной формы кислородного голодания следует отнести: учащённое сердцебиение, стук в висках, повышение кровяного давления, бледность кожных покровов, синюшность видимых слизистых, нарушения координации движений. Затем утрачивается способность реально оценивать события, появляется мышечная слабость и нарушения координации движений, сознание остается ясным, но развивается упорство цели, появляется чувство эйфории. В конце развивается глубокое расстройство сознания и коматозное состояние. После потери сознания дыхание у пострадавшего может продолжаться в течение 2-3 мин., а работа сердца продолжается 5-8 мин. Об этом надо помнить при оказании первой помощи. При кислородном голодании смерть наступает от паралича центров дыхания и сердечной деятельности.
Факторами, способствующими более быстрому развитию кислородного голодания, являются:
неблагоприятные внешние условия, приводящие к увеличению потребления кислорода организмом: холодная вода, сильное течение, неправильно подобранный гидрокостюм, отсутствие или недостаток грузов, тяжелая физическая нагрузка;
состояние организма: бессонная ночь, алкоголь, переутомление, накопление углекислоты и дефицит кислорода в тканях вследствие предыдущего ныряния.
Часто кислородное голодание связывают с использованием комплекта для ныряния. Применение ластов ведёт к работе мощных групп мышц и, как следствие, к увеличенному расходу кислорода. Применение дыхательной трубки (шнорхеля) при маятниковом процессе дыхания ведёт к увеличению «вредного» пространства дыхательной системы и нарушению нормальной динамики дыхательного акта, что в какой-то мере создаёт уменьшение поступления кислорода в лёгкие и дополнительную физическую нагрузку.
Главными факторами возникновения кислородного голодания головного мозга являются:
усилием воли подавляется желание всплыть и сделать вдох;
слабо развитая способность к оценке своих возможностей.
Отсутствие явных признаков наступления молниеносной формы острого кислородного голодания делает его особенно опасным, так как сам пострадавший уже не в состоянии что-либо предпринять для собственного спасения.
Первая помощь сводится к извлечению пострадавшего из воды и освобождению его от снаряжения. Затем, если самостоятельное дыхание сохранилось, бывает достаточно переключения на дыхание атмосферным воздухом или предпочтительнее, если есть возможность, дать чистый кислород. В случае отсутствия самостоятельного дыхания и сердечной деятельности, проводятся реанимационные мероприятия: искусственное дыхание «изо рта в рот» и непрямой массаж сердца. При проведении реанимационных мероприятий следует помнить о сжатых временных рамках. Чем быстрее приступают к искусственному дыханию и непрямому массажу сердца, тем выше вероятность благоприятного исхода.
Довольно часто кислородное голодание осложняется сопутствующим утоплением, в основном белой асфиксией, пострадавший крепко сжимает в зубах загубник, вода в дыхательных путях и желудке отсутствует.
В качестве профилактических мероприятий используют ограничение в нырянии:
| в длину | в глубину | |
| мужчины | 50м | 15м |
| женщины | 25м | 10м |
Тщательное соблюдение мер безопасности: наличие страхующего, желательно плавсредство. Если проводятся соревнования на открытой воде, то ныряние осуществляется в сторону берега. Врачебный контроль при проведении соревнований. Не превышать установленного времени пребывания в воде без гидро- и теплозащитной одежды. Соблюдать режим отдыха. Необходим перерыв между спусками. Регулярно перед нырянием осуществлять самоконтроль состояния и самочувствия.
Между нырками необходимо делать перерыв, достаточный для восстановления системы дыхания и кровообращения. Перед нырком необходимо произвести короткую гипервентиляцию лёгких. Не нырять на выдохе. Всегда помнить, что первая же потребность сделать вдох, служит настоятельным сигналом о всплытии. Никогда не переоценивать своих возможностей. При нырянии желательно наличие буйрепа с сигнальным буём. Если вы страхующий, то обязаны прийти на помощь не только в случае получения сигнала бедствия, но и при задержке ныряющего под водой более полутора минут.
Профилактика заключается в расчёте времени пребывания под водой в зависимости от условий спуска. Также необходима должная организация подводных погружений. Не последнее место в профилактике играет личная тренированность и физическая подготовка пловцов-спасателей.
2.2.2.Гипервентиляция лёгких. Апноэ.
Гипервентиляция - усиленная вентиляция легких за счет частого и глубокого дыхания с целью дополнительного насыщения организма кислородом и удаления из него возможно большего количества углекислого газа.
Апноэ - непроизвольная задержка дыхания после активной и длительной гипервентиляции легких, вызванная снижением парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе, часто сопровождающаяся потерей сознания.
Причины
С проблемой возникновения апноэ чаще всего сталкиваются ныряльщики.
Произвольная задержка дыхания у взрослого здорового человека невелика, и в состоянии покоя обычно составляет: на вдохе ~ 55сек.; на выдохе ~ 40сек. Регулярные тренировки и предварительная гипервентиляция лёгких значительно увеличивают произвольную задержку дыхания. Если используется чистый кислород, то задержка в дыхании составляет от 3 до 8 минут. Если увеличить время гипервентиляции и давление кислорода до 2 атм., произвольная задержка дыхания может составить от 14 до 30 минут.
Состав атмосферного воздуха постоянен и содержит: 78,08% азота, 20,95% кислорода, 0,03% углекислого газа, около 1% водяных паров и инертных газов (гелий, аргон, неон, ксенон, криптон). Но атмосферный воздух не участвует непосредственно в газообмене организма. Венозная кровь вступает в газообмен с альвеолярным воздухом лёгких, состав которого существенно отличается от атмосферного. Альвеолярный воздух содержится в ячеистых альвеолах лёгких, которые пронизаны сетью капилляров лёгочной артерии. Внутренняя поверхность альвеол (лёгочных пузырьков) составляет около 100м2. Состав альвеолярного воздуха строго постоянен, и даже малейшие изменения приводят к возникновению опасных патологических состояний. В состав альвеолярного воздуха входят: 73,5-76% азота, 13-14,4% кислорода, 4,9-5,9% углекислого газа, 6,2% водяных паров. В процессе дыхания атмосферный воздух служит лишь для вентиляции альвеолярного воздуха, т.е. для внешнего дыхания. При изменении давления воздуха (как применяемого для дыхания, так и альвеолярного) существенным для организма будет являться уже не процентное содержание того или иного газа в альвеолах, а его парциальное давление (частичное давление одного газа в общей смеси), определяющее биологическое воздействие этого газа на организм.
Реакцией на изменение состава альвеолярного воздуха при нырянии с задержкой дыхания, будет возбуждение дыхательного центра. У различных людей, не смотря на разницу в величине задержки дыхания, состав альвеолярного воздуха после неё практически одинаков.
Гипервентиляция лёгких перед нырянием производится не столько для насыщения организма кислородом, сколько для удаления возможно большего количества углекислого газа. Явление снижения содержания углекислого газа в крови в результате длительной и глубокой гипервентиляции лёгких, называется гипокапнией. В процессе гипервентиляции в альвеолярном воздухе содержание кислорода повышается всего на 0,1-0,2 литра, а самое большее, что может содержать кровь –0,05-0,1 литра, в связи с тем, что при нормальном дыхании почти весь гемоглобин насыщен. Такое малое количество дополнительного кислорода в организме не может обеспечить существенного увеличения произвольной задержки дыхания.
В результате гипервентиляции содержание углекислого газа в альвеолярном воздухе резко уменьшается, и углекислота из крови начинает усиленно выделяться в лёгкие, а поступление её из тканей остаётся прежним, в результате возникает резкая гипокапния, приводящая к апноэ. Прекращается потребность организма в дыхании, ведь раздражителя дыхательного центра – углекислого газа недостаточно для возбуждения и подачи сигнала о необходимости вдоха. Дыхание может восстановиться, когда содержание кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе придёт к норме. В большинстве случаев быстрое снижение парциального давления кислорода ведёт к развитию кислородного голодания головного мозга раньше, чем включится в работу дыхательный центр, т.е. содержание углекислоты не успевает нарасти до необходимой величины, и, как следствие этого происходит потеря сознания. Дыхательный центр в большей степени чувствителен к повышению содержания углекислого газа, нежели к падению содержания кислорода. Именно в этом заключается главная опасность чрезмерной гипервентиляции легких, ведущая к гипокапнии, и вследствие этого к возникновению апноэ, которое влечет за собой, в подавляющем большинстве случаев, потерю сознания в результате гипоксии (кислородного голодания головного мозга).
Признаки
Усиленная вентиляция лёгких (гипервентиляция) в течение длительного времени приводит к появлению следующих признаков гипокапнии: головокружение, звон в ушах, спутанность сознания, нарушение координации. В дальнейшем наступают судороги и потеря сознания, возможно апноэ.
Первая помощь
Первая помощь заключается в извлечении пострадавшего из воды, освобождении от снаряжения и осуществлении искусственного дыхания. Обычно этих мер достаточно, если нет других сопутствующих осложнений.
Профилактика
Профилактика гипокапнии и апноэ заключается в ограничении времени гипервентиляции лёгких перед нырянием 1-2 мин., или прекращением её при появлении первых вышеперечисленных опасных признаков, тем более что длительная гипервентиляция не ведет к заметному увеличению времени произвольной задержки дыхания.
В случае проведения гипервентиляции на суше, необходимо наблюдать за тем, чтобы при потере сознания и неожиданном падении не произошла травма.