yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share

Основи системної фізиології

Адаптація до гіпоксії.

 При акліматизації людини до умов високогір’я наступає адаптація фізіологічних механізмів регуляції функцій внутрішніх органів та систем організму до гіпоксії. У зв’язку з збільшенням висоти над рівнем моря падає барометричний тиск і парціальний тиск О2, однак насичення альвеолярного повітря водяними парами при нормальній температурі тіла не змінюється. На висоті 20 000 м вміст О2 у вдихуваному повітрі падає до нуля. Якщо жителі рівнин піднімаються у  гори, гіпоксія збільшує у них вентиляцію легень, стимулюючи артеріальні хеморецептори. Зміна дихання при висотній гіпоксії у різних людей різна. Виникаючі у всіх випадках реакції зовнішнього дихання визначаються рядом факторів: 1) швидкість, з якою розвивається гіпоксія; 2) ступінь споживання О2 (спокій чи фізичне навантаження); 3) тривалість гіпоксичного впливу. Початкова гіпоксична стимуляція дихання, яка виникає при підйомі на висоту, призводить до вимивання із крові СО2 і розвитку дихального алкалозу. Це в свою чергу викликає збільшення рН позаклітинної рідини мозку. Центральні хеморецептори реагують на подібний зсув рН в цереброспінальній рідині мозку різким зниженням своєї активності, що гальмує нейрони дихального центру настільки, що він стає нечутливим до стимулів, які надходять від периферичних хеморецепторів. Доволі швидко гіперпное змінюється недовільною гіповентиляцією, не зважаючи на існуючу гіпоксемію. Подібне зниження функції дихального центру збільшує ступінь гіпоксичного стану організму, що надзвичайно небезпечно, перш за все для нейронів кори великих півкуль. До основних факторів довготривалої адаптації належать: збільшення вмісту СО2 і зменшення вмісту О2 в крові на фоні зниження чутливості периферичних хеморецепторів до гіпоксії, а також ріст концентрації гемоглобіну. Окрім цього, зниження парціального тиску О2 в альвеолярному повітрі здійснює негативний вплив на серцево-судинну систему. Зменшується ефективний ріст частоти серцевих скорочень та систолічного об’єму крові. Окрім цього, гіпоксія, зменшуючи роботу серця, збільшує кисневу коштовність роботи міокарда. Виникає синдром гіподинамії. Виникає гіпертензія в судинах малого кола кровообігу, зростає в’язкість крові (із-за викиду формених елементів із депо), зростає опір кровотоку. Все це на початку адаптації призводить до сповільнення об’ємної швидкості кровотоку в капілярах, що в сукупності з іншими факторами викликає недостатнє кисневе забезпеченя міокарда і обмежує функціональні можливості серцево-судинної системи. Поряд з основними механізмами, які знижують на початку адаптації фізіологічний резерв серцево-судинної системи, існують і фактори, які лімітують у цей період можливості системи дихання у зв’язку з особливою її роллю в забезпеченні працездатності людини в горах. Так, в умовах високогір’я важливим фактором, який визначає рівень працездатності, є легенева вентиляція, але справа в тому, що ефективний ріст гіпервентиляції за рахунок збільшення частоти дихання обмежений необхідністю посиленого забезпечення киснем дихальних м’язів. Слід зазначити, що вимивання СО2 призводить до гіпокапнії, яка також лімітує частоту дихання. Разом з тим, надмірна гіпервентиляція дорого обходиться організму і виграш за її рахунок у забезпеченні киснем практично невеликий. Наприклад, для підтримки вентиляції в 150 л/хв на м’язи, що приймають участь в акті дихання, витрачається 1,3 л/хв, що складає 25% від усього спожитого кисню. При подальшому збільшенні гіпервентиляції кількість кисню, яка необхідна для дихальних м’язів, зростає з експоненційною залежностю, що, природньо, не може бути отримано в умовах високогір’я. Це і обмежує підвищення ефективної частоти дихання значенями 40-45 вдихів за 1 хв.   

Суттєвими компонентами комплексу по попередженню дезадаптаційних явищ у горах можна вважати шляхи та строки переміщення в екстремальні умови середовища. Думка про те, що багатоступенева адаптація до високогір’я більш ефективна, ніж неступенева, вперше висловлена Н.Н.Сиротиніним (1939р.). Під багатоступеневою високогірною адаптацією автор вважав підйом у гори із зупинками (площадками) на висотах 2000, 3000, 3700 і 4300 м із перебуванням на кожній із них приблизно тиждень і більше. Це суттєво підвищує резистентність організму до екстремальних факторів середовища і зменшує стресову реакцію, яка спостерігається при переміщенні в умовах високогір’я. Важливу роль відіграє пора року, тобто, врахування сезонних ритмів, коли відбувається міграція. Бажано здійснювати переміщення в літню пору року, щоб організм акліматизувався до зимового періоду, коли кліматичні фактори у горах вкрай суворі і можуть викликати зрив адаптації.      

При здійсненні підводних робіт водолаз дихає під тиском вище атмосферного на 1 атм на кожні 10 м занурення. Якщо людини вдихає повітря звичайного складу, то відбувається розчинення азоту в жировій тканині. Дифузія азоту з тканин відбувається повільно, тому підйом водолаза на поверхню повинен здійснюватися дуже повільно. В протилежному випадку можливе внутрішньосудинне утворення пухирців азоту (кров «закипає»). Газова емболія судин викликає важкі пошкодження функції ЦНС, органів зору, слуху, супроводжується сильними болями в області суглобів. Виникає так звана кесонна хвороба. Для лікування постраждалого необхідно знову помістити в середовище з високим тиском. Поступова декомпресія може тривати декілька годин або діб. Ймовірність виникнення кесонної хвороби може бути значно знижена при диханні спеціальними газовими сумішами, наприклад, киснево-гелієвою сумішшю. Це пов’язано з тим, що розчинність гелію менша, ніж азоту, тому він швидше дифундує із тканин, так як його молекулярна маса в 7 разів менша, ніж в азоту. Окрім того, ця суміш володіє меншою щільністю, тому зменшується робота, яка витрачається на зовнішнє дихання.

Слід зазначити, що в клінічній практиці іноді виникає потреба у підвищенні рО2 в артеріальні крові. При цьому підвищення парціального тиску О2 у вдихуваному повітрі спричиняє лікувальний ефект. Однак тривале дихання чистим О2 може мати негативні наслідки. У здорових людей виникають після цього болі за грудиною, особливо при глибоких вдихах, зменшується життєва ємкість легень. Можливе перезбудження ЦНС та поява судом. Вважають, що кисневе отруєння пов’язано з інактивацією деяких ферментів, зокрема дегідрогеназ. У недоношених новонароджених при тривалому впливі надлишку О2 утворюється фіброзна тканина за кришталиком і розвивається сліпота.

Фактор часу є вирішальним у розвитку тих чи інших дезадаптаційних порушень, особливо коли існує необхідність збільшувати фізичні навантаження і інтенсифікацію робочої діяльності на фоні ще несформованих адаптаційних перебудов. 

 

17