Залежність парціального тиску кисню від висоти над рівнем моря

Якщо в умовах низькогір'я (до 1000 м над рівнем моря) AT істотно не впливає на фізичну працездатність, то в умовах середньогір'я (J-3 км) і високогір'я (3 км і вище) цей вплив досить значний. Він зумовлює суттєві додаткові навантаження на організм, особливо на киснезабезпечуючі системи — системи дихання і кровообігу.

Висоту повітряного середовища з урахуванням найбільш характерних реакцій організму у відповідь на зниження парціального вмісту кисню умовно поділяють на такі п'ять зон.

• Індиферентна зона - 0-2 км над рівнем моря. У цій зоні здорові люди не відчувають
дискомфорту.

• Зона повної компенсації ~ 2-4 км над рівнем моря. Парціальний тиск кисню в повітрі
цієї зони становить 95-100 мм рт. ст., в крові альвеолярних капілярів - 60-70 мм рт. ст.
Зберігається добре самопочуття і нормальна працездатність. Адентивні реакції можуть
проявлятись компенсаторним збільшенням ЧСС і частоти дихальних рухів.

• Зона неповної компенсації- 4-6 км над рівнем моря. Парціальний тиск кисню в повітрі
70-80 мм рт. ст., альвеолярній крові - 50-60 мм рт, ст. Унаслідок гіпоксії спостерігають­
ся неадекватні реакції з боку ЦНС (ейфорія) з наступним її пригніченням, порушенням
координації рухів, задишкою. Для попередження розвитку висотної хвороби необхідно
додаткове споживання кисню.

• Критична зона - 6-8 км над рівнем моря. Парціальний тиск О_л в повітрі зменшується
до 55 мм рт. ст. (в крові альвеолярних капілярів - 40 мм рт. ст.). В таких умовах перехід
О, до венозної крові припиняється. Швидко розвивається клінічна картина важкої
висотної хвороби, настає смерть.

• Смертельна зона - 8-Ю км над рівнем моря. Парціальний вміст кисню в повітрі
знижений до 40-45 мм рт. ст. Це повністю виключає його надходження з альвеол у
кров. Відбувається вихід розчинних газів у кров, емболізація різних органів і тканин,
миггєва смерть.

Дія гірського клімату на організм людини зумовлюється сумарним впливом багатьох чинників. Основними серед них є зниження AT, посилення дії сонячної радіації, підвищена іонізація повітря, різка зміна вологості і температури повітря, зниження парціального тиску кисню.

Процес акліматизації організму людини до недостачі кисню в умовах пониженого атмосферного тиску здійснюється шляхом вдосконалення механізмів доставки кисню до тканин і пристосування самих тканин до гіпоксії. Одним з механізмів такого пристосування є перехід організму на безкисневий (анаеробний) шлях енергозабезпечення. На більш пізніх етапах акліматизації вдосконалюються механізми тканинної адаптації, збільшується використання кисню з артеріальної крові, більша частина кисню крові використовується безпосередньо на м'язову діяльність.

В перші дні гірської акліматизації відбувається зниження рівня фізичної працездатності туристів, згодом працездатність зростає. Перехід спортсменів, які тренувались в умовах середньогір'я до умов низькогір'я сприяє підвищенню їхньої працездатності і спортивної майстерності.

Повна високогірна акліматизація характеризується:

• зниженням рівня вентиляції легенів щодо її початкових величин;

• збільшенням хвилинного обсягу кровообігу (ХОК), підвищенням рівня середнього
AT, зменшенням швидкості руху крові, гіпертрофією правого шлуночка серця;

• значним збільшенням концентрації еритроцитів і гемоглобіну в крові;

• збільшенням запасів глікогену в м'язах і печінці;

• збільшенням вмісту міоглобіну в м'язах;

• підвищеною стійкістю тканин до гіпоксії та підвищенням акгивності окисно-відповід­
них ферментів;

• зростанням реактивності імунної системи організму.

Успішній акліматизації сприяє проведення тренувань в умовах пониженого атмос­ферного тиску, поступове підняття на великі висоти з відповідними за величиною фізичними навантаженнями, повноцінне харчування.

В час тренувань в умовах середньогір'я необхідно зменшити споживання жирів, оскіль­ки на їх окислення витрачається більше кисню (на 10-15%), ніж на окислення вуглеводів.

Першими ознаками слабо вираженого кисневого голодування є піднесення настрою, сміх з малозначних причин, балакучість, метушливість, підвищена рухова активність (зона неповної компенсації - 2-4 км над рівнем моря). Виникнення описаних симптомів ейфорії обумовлено початковою збуджуючою дією недостатності кисню на нервові клітиникори головного мозку (висотна хвороба). Для попередження подальшого прогресування цієї хвороби необхідно припинити сходження вгору і забезпечити дихання з оптимальним вмістом кисню.

Ознаками вираженої форми кисневого голодування (друга фаза) є різка зміна стану підвищеної збудженості ЦНС депресією, порушення вищої нервової діяльності, погіршення самопочуття. Згодом настає в'ялість, сонливість, задуха, блідість шкіри і слизових оболонок, відчутність серцебиття, пульсації судин, запаморочення, нудота, втрата свідомості і навіть смерть внаслідок паралічу дихального центру. Досить часто втрата свідомості може виникати без перебігу інших ознак кисневого голодування.

Лікування людей з гострою формою гірського захворювання полягає в ліквідації або ослабленні кисневого голодування, Для відновлення діяльності судинно-рухового і дихального центрів необхідно забезпечити дихання з оптимальним парціальним тиском кисню. Хворому, який втратив свідомість і не дихає, слід негайно забезпечити штучне дихання з обов'язковим введенням в легені стимулятора дихального центру - карбогену (суміш 5% СО₂ і 95% О₂).

Висотна хвороба частіше розвивається у фізично непідготовлених осіб, які мають малий обсяг резервів серцево-судинної і дихальної систем, а також у тих, хто не дотримується режиму підняття в гори і зловживає спиртними напоями. Для профілактики висотної хвороби всі особи, які вирішили підніматись в гори, повинні пройти медичний огляд та спеціальну підготовку (тренування в барокамерах, загальна фізична підготовка тощо).

1.3.3. Вплив підвищеного атмосферного тиску на організм людини

Актуальність питань, пов'язаних з впливом на організм підвищеного атмосферного тиску і дихання штучними сумішами під водою, зумовлене добуванням під водою корисних копалин, розг итком підводного спорту, туризму, мисливства, фотомистецтва і кіноіндустрії.

Для занурювання у воду водолази використовують спеціальні апарати (скафандри), які захищають тіло від тиску води і забезпечують дихання за рахунок подачі в шолом газової суміші під високим тиском. Занурювання під воду на глибину до 50 м здійснюються на стис­нутому повітрі, більш глибокі - на стиснутих гелієво-кисневих і повітряно-гелієвих сумішах.

При порушенні гігієнічних режимів дихання в умовах високих тисків можливе виник­нення декомпресійного (кесонного) захворювання, отруєння високими концентраціями кисню {бронхопневмонія), вуглекислого газу або азоту (азотний наркоз) тощо.

При знаходженні людини в умовах високого атмосферного тиску в крові і тканинах організму розчиняється значна кількість газів, зокрема азоту. При швидкому переході орга­нізмулюдини з зони високого атмосферного тиску в зону звичайного тиску (760 мм рт. ст.), розчинність газів, особливо азоту, в крові знижується. Не встигаючи виділятись з організму, азот утворює невеликі пухирці, які спроможні викликати закупорку судин (кесонна хвороба). Розчиняючись в жирах і ліпоїдах, азот нагромаджується в великій кількості в багатих жирами нервових клітинах.

Симптомами кесонного захворювання є болі в суглобах, запаморочення, задуха, втрата свідомості, блювання. Для попередження кесонного захворювання при занурюванні водо­лазів на велику глибину в дихальну суміш замість азоту вводять гелій, який майже не розчи­няється у крові. Крім того, при підніманні з морських глибин чи шахт обмежують швидкість піднімання. Найбільш ефективним методом лікування кесонної хвороби є повторне спус­кання хворого під воду або ж переведення його в спеціальні декомпресійні камери до того часу, поки повністю не нормалізується газовий склад крові. Щоб зменшити час декомпресії, для дихання використовують чистий кисень або суміш кисню з гелієм, аргоном або іншим індиферентним газом.

1.3.4. Вплив різних рівнів звуку на організм людини

Звук - це коливальний рух пружного середовища, одним із видів якого є повітря. Звук розповсюджується у вигляді поздовжніх хвиль тиску.Рівень звукового тиску виражається у децибелах (дБ). Децибел складає 0,1 бела. Бел - одиниця інтенсивності (голосності) зву­ку - десятковий логарифм відношення діючої інтенсивності звуку до його початкової ве­личини. Інтенсивність тихого шепоту на відстані 1,5 м- 10-20 дБ, звичайної розмови - 50-60 дБ, сигналу автомобіля - 80-100 дБ, звуку реактивного літака - 170 дБ, ракети - 210 дБ. Максимальний рівень голосності (коли звук викликає больове відчуття) - 140 дБ і більше.

Одне коливання (один період) звукових хвиль за 1 с. вважається одиницею частоти ко­ливань - І герц (Ги). Діапазон слухової чутливості людини за частотою коливань звукових хвиль лежить в межах від 16 Гц до 20000 Гц. Найбільша чутливість людини до частот 1000-4000 Гц. Б цьому діапазоні частоти звукових коливань хвиль знаходяться звуки мовлення. Звуки з частотами нижче16 Гц називаються інфразвукалш, а вище 20000 Гц-ультразвукалт.

Шум - це поєднання звуків різної частоти і інтенсивності. Вплив шуму на організм людини залежить від його характеру, голосності (інтенсивності), сили, розподілу шуму в часі, режиму дії на людину.

Одиницею виміру гучності є фон; 1 фон - це гучність звуку силою 1 дВ і частотою. 1000 Гц. При цій частоті гучність шуму інтенсивністю 10 дБ становитиме 10 фонів, силою 30 дБ - 30 фонів. Проте із зміною частоти (при одній і тій же силі звуку) гучність змінювати мсться: частоти, менші за 1000 Гц, сприйматимуться як менш гучні, більші за 1000 Гц - як більш гучні.

Інтенсивність шуму визначають шумоміром. Звукові хвилі генерують в мікрофоні електрострум, який підсилюється і подається на гальванометр. Шкала гальванометра програ­дуйована в децибелах (коливання сили струму у приладі вказують на коливання різня звуку).

Зміни шуму у часі впливають на ступінь його подразливої дії. Особливо шкідливі не­стабільні, різкі, раптові шуми. Психофізіологічне сприйняття шуму залежить від діяльності людини в час дії шуму. "Свій" шум не відчувається, для іншої людини він може бути непри­ємним. Досить часто шепіт, хропіння можуть заважати більше, ніж голосна розмова чи музика.

Вважається, що в житлових приміщеннях вночі рівень звуку не повинен перевищувати 30 дБ, вдень - 40 дБ, нормативна величина звуку в навчальних класах, і аудиторіях - 40 дБ (табл. 3.).

Таблиця З