Биологическое действие газов на организм человека при повышенном давлении

Установлено,  что  биологическое  действие  газов  на  орга­низм  человека  зависит  от  величин  их  парциальных  давлений.  Изменения их  парциальных  давлений  имеют  существенное  значение  для  жизнедеятельности.  Рассмотрим  влияние  этих  газов  на  организм  человека. Азот  –  биологически индифферентный газ. В обычных условиях  азот  –  нейтральный  для  организма  газ.  Попадая  в  легкие  чело­века  при  дыхании,  он  не  вступает  в  химические  соединения  с  кровью  и  выделяется  из  организма  через  легкие. В  нормальных  условиях  в  организме  человека   растворен 1 л  азота.  При  повышении  давления  растет  парциальное  давле­ние  азота  и  в  организме  растворяется  его  дополнительное  ве­совое  количество. На  глубине  50…60 м  азот  вызывает  у  человека  нарушение  внимания  и  ослабление  памяти,  при  этом  нарушается  точная  ко­ординация  движений,  теряется  ориентировка  в  пространстве.  При  дальнейшем нарастании парциального давления, т.е. при погружении на большие глубины, появляется  веселость,  зрительные  и  слуховые  галлюцинации. При  погружении  на  еще  большие  глубины  от  азота  у  челове­ка  наступает  глубокий  сон  –  наркоз. Наибольшей  глубины  погружения  (123 м)  на  сжатом  воздухе,  в  котором  78 %  азота, удалось  достичь  в  1936 году  советскому  водолазу  Медведеву. Француз  Фредерик  Дюма  в  1948 г.  погружался  на  глубину  93 м,  а  его  соотечественник  Морис  Фарг  достиг  глубины  120 м,  где  он  сделал  отметку.  Продолжая  погружаться  дальше,  Фарг  погиб  от  азотного  наркоза. Погружаться  на  глубины  более  50…60 м,  пользуясь  для  ды­хания  сжатым  воздухом, опасно.  Правилами  водолазной  службы  спуск  под  воду  на  глубины  свыше  60 м  в  аппаратах,  в  которых  для  дыхания  применяется  сжатый  воздух,  запрещается.  Для  пог­ружения  на  большие  глубины  используются  искусственно  приготов­ленные  газовые  смеси.  В  этих  смесях  азот  частично  или  полно­стью  заменяется  гелием,  наркотическое  действие  которого  про­является  на  глубинах  свыше  300 м. Кислород  –  биологически активный  газ.  В  организме  человека  кислород  вступает  в  соединение  с  особым  веществом  гемоглобином,  находящимся  внутри  эритроцитов.  С  током  крови  кисло­род  переносится  эритроцитами  ко  всем  тканям  тела,  где  происходит  обмен  между  кровью  и  тканями:  кровь  отдает  тканям  кислород,  идущий на  окисление  питательных  веществ,  а  отнимает  от  тканей  образовавшийся  в  них  углекислый  газ.  В  атмосферном  воздухе  содержится  примерно  20,9 %  кислорода. Жизнь без кислорода невозможна. Внезапный  перерыв  в  сна­бжении организма человека кислородом или даже уменьшение пос­тупления кислорода к тканям могут привести к тяжелому  состоя­нию,  называемому  кислородным  голоданием. Уменьшение  процентного  содержания  кислорода  во  вдыхае­мом  атмосферном  воздухе  на  1…2 %  человек  практически  не  ощу­щает.  Если  содержание  кислорода  в  воздухе  уменьшается  до  18 %,  наступает  кислородное  голодание. Чистый  кислород  оказывает  на  организм  человека  отравляю-щее  действие.  Чем  больше  глубина,  тем  сильнее  оно  выражено. Кислород  –  сильный   окислитель.  При  дыхании  чистым  кисло­родом  дыхательные  пути  разрушаются.  Затем  присоединяется  ин­фекция  и  наступает  воспаление  легких.  Это  так  называемая  ле­гочная  форма  кислородного  отравления. Установлено,  что  при  дыхании  чистым  кислородом  при  нор­мальном  давлении  через  2…3 суток  у  человека  возникает  воспа­ление  легких.  При  повышении  давления  растет  парциальное  дав­ление  кислорода  и  соответственно  увеличивается  токсическое,  т. е.  отравляющее,  действие  кислорода,  а  время  наступления  отравления  сокращается. Если  человек  будет  дышать  кислородом, парциальное  дав­ление которого  превышает  3 ат,  возникает  судорожная  форма  кислородного  отравления.   Воспаление  легких  при  этом  не  успевает развиться,  т. к.  кислород,  быстро  растворяясь  в  мозго­вой  ткани,  вызывает  бурные  окислительно-восстановитель­ные  процессы,  что  влечет  за  собой  полное  нарушение  функции  коры  головного  мозга  и сопровождается общими судорогами. По своему внешнему проявлению  кислородные  судороги  напоминают  эпи­лептический  приступ.   При  продолжающемся  токсическом  действии кислорода дыхание прекращается, сердце  останавливается  и  наступает  смерть.  По  этой  причине  в  кисло­родных  аппаратах,  в  соответствии  с  правилами  водолазной  службы,  на  чистом  кис­лороде  можно  погружаться  лишь  на  глубины  до  20 м  и  находиться  под  водой  не  более  20 мин. В  аварийных  отсеках  пл  при  создании  противодавления  повышается  и  парциальное  давление  кислорода,  что  существен­но  влияет  на  работоспособность  и  продолжительность  жизни  лич­ного  состава. Углекислый  газ – также биологически активный газ. В  атмосферном  воздухе  углекислого  газа  находится  немного  –  всего  0,03 %.  В  отсеках  пл  количество  углекислого  газа  может  доходить  до  1 %,  1,5 %  и  даже  больше. Углекислый  газ  при  концентрации  его  во  вдыхаемом  возду­хе  до  1 %  существенного  влияния  на  организм  человека  не  ока­зывает. Повышение  концентрации  углекислого  газа  в  отсечном  воз­духе  до  3 %  и  более  приводит  к  острому  отравлению. Поэтому  на  подводной  лодке  необходимо  правильно  исполь­зовать  средства  восстановления  воздуха  в  отсеке,  не  допус­кать  опасных  концентраций  углекислого  газа. В  аварийных  отсеках  пл  при  поступлении  забортной  воды  и  сжатии  отсечного  воздуха  парциальное  давление  углекислого  газа  сильно  повышается  и,  следовательно,  усиливается  его  ток­сическое  действие. Чтобы  избежать  вредного  влияния  на  организм  высоких  парциальных  давлений  азота,  кислорода  и  углекислого  газа,  перед  повышением  давления  в  отсеке  пл  необходимо  включаться  в  изо­лирующие  дыхательные  аппараты. Газы,  в  отличие  от  жидкостей,  обладают  малой  теплопро­водностью.  Они  являются  хорошими  тепловыми  изоляторами.  Теп­лопроводность  газов  возрастает  с  увеличением  их  температуры,  но  она  не  зависит  ни  от  давления,  ни  от  плотности  газов. Теплопроводность  различных  газов  сильно  отличается  друг  от  друга.  Если  теплопроводность  воздуха  принять  за  еди­ницу,  то  теплопроводность  гелия  в  6,18  раза  больше,  т. е.  при  дыхании   газовыми  смесями,  содержащими  гелий,  организм  быстрее  будет  охлаждаться  окружающей  средой.