Кислорода (мм рт. ст.) с высотой над уровнем моря (м)

Атмосферное давление на земной поверхности испытывает колебания в широких пределах, доходящих до 100 мм рт. ст.

Местности с одинаковыми значениями атмосферного давления на карте соединяют линиями, которые называются изобарами.

Для измерения атмосферного давления обычно используют барометры-анероиды а для его записи в динамических наблюдениях – суточные или недельные барографы.

Оптимальным давлением для человека является атмосферное давление 760 20 мм рт. ст.

Суточные колебания барометрического давления (4-5 мм рт. ст.) и сезонные его колебания (20-30 мм рт. ст.) здоровыми людьми не ощущаются.

На всю поверхность тела человека, имеющего площадь 1,6-1,8 м² этот воздух, соответственно, оказывает давление порядка 16-18 тонн. Обычно мы этого не ощущаем, поскольку под таким же давлением газы растворены в жидкостях и тканях организма и изнутри уравновешивают внешнее давление на поверхность тела. Однако при изменении внешнего атмосферного давления в силу погодных условий для уравновешивания его изнутри требуется некоторое время, необходимое для увеличения или снижения количества газов, растворенных в организме. В течение этого времени человек может ощущать некоторое чувство дискомфорта, поскольку при изменении атмосферного давления всего на несколько мм. рт. столба общее давление на поверхность тела изменяется на десятки килограммов. Особенно отчетливо ощущают эти изменения люди, страдающие хроническими заболеваниями костно-мышечного аппарата, сердечно-сосудистой системы и др. Поэтому у лиц, имеющих различные отклонения в состоянии здоровья, ухудшается самочувствие, и могут обостряться заболевания.

Кроме того, с изменением барометрического давления человек может встретиться в процессе своей деятельности: при подъеме на высоту, при водолазных, кессонных работах и т.д. Поэтому врачам необходимо знать какое влияние оказывает на организм как понижение, так и повышение атмосферного давления.

Пониженное атмосферное давление. С подъемом на высоту атмосферное давление понижается. Снижение барометрического давления при подъеме на высоту приводит к нарушениям состояния организма. Прежде всего это декомпрессионные расстройства, выражающиеся в расширении газов, находящихся в естественных полостях организма (придаточные пазухи носа, среднее ухо, плохо запломбированные зубы, газы в кишечнике и т.д.). При этом могут возникнуть боли, иногда достигающие значительной силы. Особенно опасны эти явления при резком снижении давления (к примеру, разгерметизация кабин самолетов). В таких случаях могут произойти повреждения легких, кишечника, носовые кровотечения и т.д. Снижение давления до 47 мм рт. ст. и ниже (на высоте 19 км) приводит к тому, что жидкости в организме закипают при температуре тела, так как давление становится ниже давления водяных паров при этой температуре. Это выражается в возникновении так называемой подкожной эмфиземы.

Ниже становится и давление каждого из газов, входящих в состав воздуха, то есть их парциальные давления, в том числе парциальное давление кислорода (таблица 2.2). При этом процентный состав газов в атмосферном воздухе с высотой не изменяется.

В легочной ткани обмен между газами альвеолярного воздуха и газами, растворенными в крови (прежде всего речь идет о кислороде и углекислом газе) происходит в силу разницы их парциальных давлений.

Эта разница и называется диффузным давлением. При малом диффузном давлении артериализация крови в легких затрудняется, наступает гипоксемия, которая является основным фактором развития высотной и горной болезней.

В зависимости от парциального давления кислорода в воздухе на разных высотах различают следующие зоны (по степени влияния на организм человека):

1. Индифферентная зона до 2 км

2. Зона полной компенсации2-4 км

3. Зона неполной компенсации 4-6 км

4. Критическая зона 6-8 км

5. Смертельная зона выше 8 км

Парциальное давление при нормальных условиях равняется 159 мм рт. ст. Следует подчеркнуть, что снижение парциального давления кислорода до 125 мм рт. ст. заметно не нарушает функционального состояния здорового организма. Однако дальнейшее снижение его отражается на снабжении крови кислородом и вызывает развитие гипоксию. На высоте 2500-3000 м над уровнем моря парциальное давление кислорода около 109 мм рт. ст На этой высоте в легочной ткани затруднен обмен газов между альвеолярным воздухом и газами, растворенными в крови, ниже насыщение жидкостей и тканей организма, а также гемоглобина крови кислородом, в результате чего развивается кислородное голодание – гипоксия. С подъемом на высоту насыщенность гемоглобина крови кислородом уменьшается пропорционально снижению парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, выраженность гипоксии нарастает.

Действие пониженного давления про­является в виде симптомов так называемой горной болезни уже на высоте 2000 м над уровнем моря: боль в ушах (за счет выпячивания барабанной перепонки), в животе (из-за вздутия кишечника), затрудняется дыхание, возможно носовое кровотечение, отдышка, головная боль, головокружение, мышечная слабость.

Особенно чувствительна к недостатку кислорода ЦНС. При подъемах до 4,0 км сначала наблюдается повышенная усталость, сонливость, общее недомогание, одышка (нарушение частоты, ритма и глубины дыхания или повышение работы дыхательных мышц) звон в ушах, тяжесть в голове, головокружение, головные боли, тошнота. В дальнейшем могут развиваться, повышенная возбудимость нервной системы: человек становится очень оживленным, подвижным, учащается пульс, повышается АД. При подъемах до 4,0-4,5 км (без кислородного прибора) это эйфория сменяется беспокойством, возбуждение сменяется угнетением, появляется общая слабость, снижается АД, наблюдается нарушение координации движений, слабость в ногах, затрудняющая передвижение, снижение внимания и памяти, возможно обморчное состояние.

На небольших высотах (1,5-3,5 км) кислородная недостаточность компенсируется усилением легочной вентиляции, сердечной деятельности, повышением продукции эритроцитов и др. На высоте более 4 км эта компенсация становится недостаточ­ной и развивается гипоксия. В процессе постепенной адаптации к пониженному атмосфер­ному давлению в организме формируется комплекс компенсаторно-приспособительных реакций (рост числа эритроцитов, повы­шение уровня гемоглобина, изменение окислительных процессов в организме). Эти реакции обеспечивают сохранение нормальной жизнедеятельности человека в таких условиях. Основное средство профилактики горной болезни — предварительная тренировка в горных условиях или в барокамере.

Несколько повышенное атмосферное давление в обычных жизненных условиях гигиенического значения практически не имеет. В условиях небольшого повышения давления воздуха здоровый человек может работать несколько часов.

В то же время при значительном превышении нормального атмосферного давления, в частности, при погружении на большую водную глубину (различные водолазные работы при строительстве глубоководных сооружений, труд моряков-подводников, искателей жемчуга, аквалангистов) здоровый человек может испытывать вдавление барабанных перепонок, сдавление и тяжесть в воздухоносных полостях, болевые ощущения в ушах и во лбу, которые постепенно проходят после нескольких глотательных актов, открывающих проходимость Евстахиевых труб. Отмечается бледность кожи лица и губ, изменение тембра голоса, головокружение, сухость слизистых оболочек, несколько реже становятся частота сердечных сокращений и дыхания, при этом работоспособность обычно сохраняется. При давлении выше 4 ати (избыточная атмосфера) работоспособность человека снижается, а выше 10 ати наступает потеря сознания

С увеличением глубины водного пространства на каждые 10 м давление возрастает приблизительно на 1 избыточную атмосферу (ати), то есть на глубине 10 м оно будет составлять 2 ати или 1520 мм рт. ст., на глубине 100 м - 11 ати или около 8360 мм рт. ст., на глубине Марианской впадины (около 11000 м) - 1101 ати или 8,3 млн. мм рт. ст., но и под таким давлением существует жизнь.

Важным, ответственным и опасным для здоровья является этап декомпрессии. При быстром снижении внешнего давления уменьшаются парциальное давление и растворимость азота в крови и тканях. При этом азот, растворившийся в крови и тканевых жидкостях организма, стремится выделиться во внешнюю атмосферу. Если декомпрессия происходит медленно, то азот постепенно диффундирует через легкие и десатурация происходит нормально. Однако в случае ускорения декомпрессии азот не успевает диффундировать через легочные альвеолы и выделяется в тканевых жидкостях и в крови в газообразном виде (в виде пузырьков), При этом возникают болезненные явления, носящие название кессонной болезни. Выделение азота происходит сначала из тканевых жидкостей, поскольку они имеют наименьший коэффициент перенасыщения азота, а затем может произойти и в кровяном русле (из крови). Кессонная болезнь прежде всего проявляется в возникновении резких ломящих болей в мышцах, костях и суставах. В народе это заболевание весьма метко назвали "заломай". В дальнейшем симптоматика развивается в зависимости от локализации сосудистых эмболов (мраморность кожи, парестезии, парезы, параличи, и т.д.).

Наиболее опасным осложнением при быстрой декомпрессии является воздушная эмболия(закупорка пузырьками воздуха) сосудов сердца и головного мозга.

Чтобы предупредить развитие кессонной болезни, давление воздуха следует понижать медленно, по специально разработанному режиму декомпрессии. После завершения работ под повышенным давлением исполнитель должен вернуться в шлюз, где поддерживается уровень давления такой же, как и в рабочей зоне. Шлюз герметизируют, затем давление в нем медленно понижают до уровня нормального атмосферного давления. Режим декомпрессии (скорость понижения давления в шлюзе) зависит от уровня повышенного давления в зоне производства работ и длительности работы в условиях компрессии: чем дольше человек находился под повышенным давления, тем больше должно быть время декомпрессии.