Kako ugljični dioksid utječe na ljude? Trovanje ugljičnim dioksidom, djelovanje ugljičnog dioksida na ljudski organizam

Svi znaju da biljke imaju sposobnost proizvodnje kroz proces fotosinteze. veliki broj kiseonik, a zauzvrat apsorbuju ugljen-dioksid. To je proizvod razmjene zraka svih živih bića na zemlji, uključujući biljke. Osim toga, ima široku primjenu u različitim područjima života, a nakuplja se i u dobro zatvorenim prostorijama, što stvara opasnost od udisanja doza štetnih po zdravlje. Visoke koncentracije ove tvari uzrokuju trovanje ugljičnim dioksidom.

Ugljični dioksid i njegova primjena

Ugljični dioksid je kemijski spoj ugljični dioksid (CO2), koji je anhidrid ugljične kiseline. Konstantno je prisutan u atmosferi unutar 0,03%; u vazduhu koji osoba izdahne njegova koncentracija je oko 4%.

Kao rezultat interakcije ugljičnog dioksida s vodom nastaje nestabilna ugljična kiselina. Plin ima sljedeće karakteristike:

• Gotovo da nema mirisa i boje, pod određenim pritiskom može preći u tečno stanje, a isparavanjem se pretvoriti u snježnobijelu masu, koja, kada se pritisne, čini osnovu takozvanog „suvog leda“.
• Nije zapaljiv (koji se koristi u uređajima za gašenje požara) i može se otapati u vodi pod pritiskom (tako se prave gazirana pića).

Raznolika svojstva CO2 našla su primenu u metalurgiji i hemijskoj industriji, u rashladnim komorama, pri gašenju požara i tokom zavarivačkih radova.

U visokim koncentracijama, spoj je otrovan i može uzrokovati trovanje.

Kako se možete otrovati ugljičnim dioksidom?

Mala količina ugljičnog dioksida uvijek je prisutna u okolnom zraku. Koncentracija bezbedna za ljude u prirodnom okruženju je 0,03-0,2%. Međutim, postoje određeni uslovi pod kojima nivoi CO2 mogu biti povišeni:

1. U prostorijama rudnika ozokerita i uglja. Tamo je dozvoljeno povećati sadržaj CO2 na nivo od 0,5%. Ako se nivo poveća, a nivo kiseonika smanji, trovanje je neizbježno.
2. U ostalim industrijskim prostorijama - unutar kotlova za zasićenje u šećeranama, revizionim bunarima kanalizacijskih i vodovodnih mreža, odjelima za fermentaciju pivara. Zaposleni u takvim preduzećima imaju veću vjerovatnoću da budu izloženi intoksikaciji.
3. Uz česte kontakte sa "suhim ledom" u vezi sa profesionalnim aktivnostima.
4. U slučaju kršenja tehnologije prilikom ugradnje sistema za razmjenu zraka u podmornicama, prostorijama metroa, na podvodnim okeanografskim stanicama, u opremi ronilaca.
5. U rijetko ventiliranim prostorima s velikim brojem ljudi (na primjer, u školskim učionicama ili zagušljivim kancelarijama, posebno sa plastičnim okvirima na prozorima), može doći do blagog stupnja trovanja.

Visoka doza CO2 oštećuje respiratorni sistem, ali može iritirati sluzokožu i kožu (na primjer, dodir sa suvim ledom može izazvati ozbiljne opekotine).

Znakovi akutnog trovanja mogu varirati ovisno o stupnju intoksikacije i koncentraciji ugljičnog dioksida.

Znakovi akutnog trovanja ugljičnim dioksidom

Ozbiljnost simptoma intoksikacije ugljičnim dioksidom ovisi o razini plina u udahnutom zraku.

Blagi stepen

Kada je koncentracija gasa iznad 2%, manifestuje se trovanje:

• opšta slabost;
• povećana pospanost;
• glavobolja.

Prosječan stepen

U nivou sadržaja od 5 do 8% sluzokože respiratornog trakta i organa vida su iritirane, tjelesna temperatura opada, krvni tlak raste, disanje se učestalo i produbljuje. Sve ovo prati:

• mučnina;
• kratak dah;
• otkucaji srca;
• osjećaj vrućine;
• glavobolja;
• vrtoglavica;
• pretjerana razdražljivost;
• tinitus.

Teški stepen

Koncentracije CO2 veće od 3% u zatvorenom okruženju sa 13,6% kisika mogu uzrokovati gušenje, a veće doze se smatraju smrtonosnim i mogu dovesti do smrti od zastoja disanja. Međutim, ako se žrtvi pruže hitne mjere pomoći, čak i kod teškog stupnja intoksikacije, izlazak iz ovog stanja je moguć, ali sa ozbiljnim posljedicama. Obično se pojavljuju:

• retrogradna amnezija;
• osjećaj stezanja u grudima;
• opšta slabost;
• glavobolju i druge rezidualne efekte.

Posljedice teškog trovanja često uključuju upalu pluća ili bronhitis.

Kako pomoći žrtvi

Prva pomoć kod trovanja ugljičnim dioksidom mora se pružiti kako bi se spriječila smrt na sledeći način:

1. Prije svega, potrebno je iznijeti žrtvu s očiglednim znakovima intoksikacije na svježi zrak i osloboditi je odjeće koja ograničava disanje.
2. U teškim slučajevima može biti potrebna inhalacija čistog kiseonika.
3. Ako otrovana osoba ima tahikardiju i druge srčane smetnje, neophodna je simptomatska terapija kardiovaskularnim lijekovima.
4. Kada disanje prestane zbog trovanja plinovima, potrebno je umjetno disanje.

Smrtonosni slučajevi trovanja CO2 su izuzetno rijetki i obično su povezani s kršenjem sigurnosti tokom opasnih poslova.

Kako spriječiti trovanje ugljičnim dioksidom

Najvažniji uvjet za sprječavanje intoksikacije je redovno provjetravanje takvih potencijalno opasnih prostorija u kojima se može akumulirati ugljični dioksid:

• podrumi i podrumi;
• bačve i jame za skladištenje povrća ili voća;
• bilo koje zatvorene posude ili bunare.

Kako bi se izbjeglo nakupljanje opasnog plina, podrume, podrume i druge podzemne prostorije treba opremiti ventilacijskim sistemima (barem jednostavnim ventilacijskim otvorima ili izduvnim cijevima).

Prevencija trovanja CO2

Prilikom rada u vodoopskrbnim ili kanalizacijskim bunarima treba se pridržavati sljedećih sigurnosnih pravila:

• Spuštajte se u bunare samo u specijalnoj opremi (gas maske).
• Prilikom spuštanja u bunar, najmanje jedan zaposlenik ili bilo koja druga osoba mora ostati na vrhu, u stanju pozvati spasioce i hitnu medicinsku pomoć ako je potrebno.
• Na prvi znak nedostatka zraka zaposleni koji ostaju na tlu trebaju obavijestiti ronioce i ronioce o potrebi povećanja ubrizgavanja zraka u njihovu opremu, a ako jave simptome gušenja, prekinuti rad i zahtijevati podizanje.
• Odgovorni za klimatizaciju u prostorijama sa velikim brojem ljudi (nastavnici, voditelji domaćinstva, medicinsko osoblje) moraju obezbijediti redovnu i adekvatnu ventilaciju učionica, kancelarija, auditorija i bolničkih odjeljenja.

Moderni načini rješavanja viška CO2 u svakodnevnom životu

Moderne tehnologije za uštedu energije koje ne dozvoljavaju često provjetravanje prostorija (na primjer, korištenje klima-uređaja zima-ljeto) primorale su zapadnjačke izumitelje da pronađu nove načine uklanjanja viška ugljičnog dioksida iz zagušljivih prostorija. Zahvaljujući studijama koje su potvrdile štetnost ovog plina na radnu sposobnost i opće stanje osobe, utvrđene su maksimalno dozvoljene koncentracije CO2 za unutrašnje prostore.

Kasnije su izumljeni i sada se aktivno koriste CO2 apsorberi (ili apsorberi), koji su u stanju da značajno smanje njegov nivo. Takav upijajući upijač, postavljen u zagušljivoj prostoriji, zahtijeva minimalno održavanje, troši malo električne energije, ali zajamčeno će opskrbljivati ​​prostor sa zdravim, pročišćenim zrakom 15 godina.

Kao što je već napomenuto, slučajevi smrti od trovanja ugljičnim dioksidom su izuzetno rijetki, ali to ne znači da je siguran. Stoga se moraju poduzeti mjere opreza pri radu s ovom supstancom ili u područjima gdje se može akumulirati.

Soda, vulkan, Venera, frižider - šta im je zajedničko? Ugljen-dioksid. Za vas smo prikupili najzanimljivije informacije o jednom od najvažnijih hemijskih jedinjenja na Zemlji.

Šta je ugljični dioksid

Ugljični dioksid je poznat uglavnom u svom plinovitom stanju, tj. kao ugljen dioksid sa jednostavnom hemijskom formulom CO2. U ovom obliku postoji u normalnim uslovima - na atmosferskom pritisku i "običnim" temperaturama. Ali pri povećanom pritisku, iznad 5.850 kPa (kao što je, na primjer, pritisak na morskoj dubini od oko 600 m), ovaj plin se pretvara u tekućinu. A kada se jako ohladi (minus 78,5°C), kristalizuje se i postaje takozvani suvi led, koji se naširoko koristi u trgovini za čuvanje smrznutih namirnica u frižiderima.

Tečni ugljični dioksid i suhi led se proizvode i koriste u ljudskim aktivnostima, ali su ti oblici nestabilni i lako se raspadaju.

Ali plin ugljični dioksid je sveprisutan: oslobađa se tijekom disanja životinja i biljaka i važan je dio kemijskog sastava atmosfere i oceana.

Svojstva ugljičnog dioksida

Ugljični dioksid CO2 je bezbojan i bez mirisa. U normalnim uslovima nema ukus. Međutim, ako udišete visoke koncentracije ugljičnog dioksida, možete osjetiti kiselkast okus u ustima, uzrokovan otapanjem ugljičnog dioksida na sluznicama i u pljuvački, stvarajući slabu otopinu ugljične kiseline.

Inače, za proizvodnju gazirane vode koristi se sposobnost ugljičnog dioksida da se otopi u vodi. Mjehurići limunade su isti ugljični dioksid. Prvi aparat za zasićenje vode CO2 izumljen je davne 1770. godine, a već 1783. poduzetni Švicarac Jacob Schweppes započeo je industrijsku proizvodnju sode (marka Schweppes još uvijek postoji).

Ugljični dioksid je 1,5 puta teži od zraka, pa ima tendenciju da se "taloži" u svojim donjim slojevima ako je prostorija slabo ventilirana. Poznat je efekat „pećine za pse“, gde se CO2 oslobađa direktno iz zemlje i akumulira se na visini od oko pola metra. Odrasla osoba, koja ulazi u takvu pećinu, na vrhuncu svog rasta ne osjeća višak ugljičnog dioksida, ali psi se nađu direktno u debelom sloju ugljičnog dioksida i truju se.

CO2 ne podržava sagorevanje, zbog čega se koristi u aparatima za gašenje požara i sistemima za gašenje požara. Trik gašenja zapaljene svijeće sa sadržajem navodno prazne čaše (a zapravo ugljičnog dioksida) temelji se upravo na ovom svojstvu ugljičnog dioksida.

Ugljični dioksid u prirodi: prirodni izvori

Ugljični dioksid nastaje u prirodi iz različitih izvora:

• Disanje životinja i biljaka.
  Svaki školarac zna da biljke upijaju ugljični dioksid CO2 iz zraka i koriste ga u procesima fotosinteze. Neke domaćice pokušavaju nadoknaditi nedostatke obiljem sobnih biljaka. Međutim, biljke ne samo da apsorbiraju, već i oslobađaju ugljični dioksid u nedostatku svjetlosti - to je dio procesa disanja. Stoga, džungla u spavaćoj sobi sa lošom ventilacijom nije dobra ideja: nivoi CO2 će se još više povećati noću.
• Vulkanska aktivnost.
  Ugljični dioksid je dio vulkanskih plinova. U područjima sa visokom vulkanskom aktivnošću, CO2 se može osloboditi direktno iz zemlje - iz pukotina i pukotina koje se nazivaju mofeti. Koncentracija ugljičnog dioksida u dolinama s mofetima je toliko visoka da mnoge male životinje uginu kada tamo dođu.
• Razgradnja organske materije.
  Ugljični dioksid nastaje tokom sagorijevanja i raspadanja organske tvari. Velike prirodne emisije ugljičnog dioksida prate šumske požare.

Ugljični dioksid se u prirodi „pohranjuje“ u obliku ugljičnih spojeva u mineralima: uglju, nafti, tresetu, krečnjaku. Ogromne rezerve CO2 nalaze se u otopljenom obliku u svjetskim okeanima.

Ispuštanje ugljičnog dioksida iz otvorenog rezervoara može dovesti do limnološke katastrofe, kao što se dogodilo, na primjer, 1984. i 1986. godine. u jezerima Manoun i Nyos u Kamerunu. Oba jezera su nastala na mjestu vulkanskih kratera - sada su izumrli, ali u dubinama vulkanska magma i dalje oslobađa ugljični dioksid, koji se diže u vode jezera i otapa se u njima. Kao rezultat niza klimatskih i geoloških procesa, koncentracija ugljičnog dioksida u vodama premašila je kritičnu vrijednost. U atmosferu je ispuštena ogromna količina ugljičnog dioksida koji se poput lavine spuštao niz planinske padine. Oko 1.800 ljudi postalo je žrtve limnoloških katastrofa na kamerunskim jezerima.

Umjetni izvori ugljičnog dioksida

Glavni antropogeni izvori ugljičnog dioksida su:

• industrijske emisije povezane s procesima sagorijevanja;
• automobilski transport.

Unatoč činjenici da udio ekološki prihvatljivog transporta u svijetu raste, velika većina svjetske populacije neće uskoro imati priliku (ili želju) da se prebaci na nove automobile.

Aktivna sječa šuma u industrijske svrhe također dovodi do povećanja koncentracije ugljičnog dioksida CO2 u zraku.

CO2 je jedan od krajnjih proizvoda metabolizma (razgradnja glukoze i masti). Izlučuje se u tkivima i hemoglobinom transportuje do pluća, kroz koja se izdiše. Vazduh koji osoba izdahne sadrži oko 4,5% ugljen-dioksida (45.000 ppm) - 60-110 puta više nego u vazduhu koji udiše.

Ugljični dioksid igra veliku ulogu u regulaciji protoka krvi i disanja. Povećanje razine CO2 u krvi uzrokuje širenje kapilara, omogućavajući prolazak veće količine krvi, koja isporučuje kisik u tkiva i uklanja ugljični dioksid.

Dišni sistem je također stimuliran povećanjem ugljičnog dioksida, a ne nedostatkom kisika, kako se čini. U stvarnosti, nedostatak kiseonika organizam ne oseća dugo i sasvim je moguće da će u razređenom vazduhu čovek izgubiti svest pre nego što oseti nedostatak vazduha. Stimulativno svojstvo CO2 koristi se u uređajima za umjetno disanje: gdje se ugljični dioksid miješa s kisikom kako bi „pokrenuo“ respiratorni sistem.

Ugljični dioksid i mi: zašto je CO2 opasan

Ugljični dioksid je neophodan ljudskom tijelu baš kao i kisik. Ali baš kao i kod kisika, višak ugljičnog dioksida šteti našoj dobrobiti.

Visoka koncentracija CO2 u zraku dovodi do intoksikacije organizma i izaziva stanje hiperkapnije. Sa hiperkapnijom, osoba doživljava otežano disanje, mučninu, glavobolju, pa čak može i izgubiti svijest. Ako se sadržaj ugljičnog dioksida ne smanji, dolazi do gladovanja kisikom. Činjenica je da se i ugljični dioksid i kisik kreću po tijelu na istom "transportu" - hemoglobinu. Normalno, oni "putuju" zajedno, vezujući se za različita mjesta na molekulu hemoglobina. Međutim, povećane koncentracije ugljičnog dioksida u krvi smanjuju sposobnost kisika da se veže za hemoglobin. Količina kisika u krvi se smanjuje i dolazi do hipoksije.

Ovakve nezdrave posljedice po organizam nastaju pri udisanju zraka sa sadržajem CO2 većim od 5.000 ppm (to može biti npr. zrak u rudnicima). Iskreno rečeno, u običnom životu praktički nikada ne nailazimo na takav zrak. Međutim, mnogo niža koncentracija ugljičnog dioksida ne utječe najbolje na zdravlje.

Prema nekim nalazima, čak 1.000 ppm CO2 uzrokuje umor i glavobolju kod polovine ispitanika. Mnogi ljudi počnu osjećati začepljenost i nelagodu još ranije. S daljnjim povećanjem koncentracije ugljičnog dioksida na 1.500 – 2.500 ppm kritično, mozak je “lijen” da preuzme inicijativu, obrađuje informacije i donosi odluke.

I ako je nivo od 5.000 ppm gotovo nemoguć u svakodnevnom životu, onda 1.000, pa čak i 2.500 ppm lako može biti dio stvarnosti modernog čovjeka. Naši su pokazali da u školskim učionicama sa retko ventilacijom nivoi CO2 ostaju iznad 1.500 ppm veći deo vremena, a ponekad i skaču iznad 2.000 ppm. Postoje svi razlozi za vjerovanje da je slična situacija u mnogim uredima, pa čak i stanovima.

Fiziolozi smatraju da je 800 ppm siguran nivo ugljičnog dioksida za dobrobit ljudi.

Druga studija je otkrila vezu između nivoa CO2 i oksidativnog stresa: što je viši nivo ugljičnog dioksida, to više patimo od oksidativnog stresa, koji oštećuje stanice našeg tijela.

Ugljični dioksid u Zemljinoj atmosferi

U atmosferi naše planete ima samo oko 0,04% CO2 (ovo je otprilike 400 ppm), a nedavno je bilo i manje: ugljični dioksid je tek u jesen 2016. prešao granicu od 400 ppm. Naučnici pripisuju porast nivoa CO2 u atmosferi industrijalizaciji: sredinom 18. veka, uoči industrijske revolucije, iznosio je samo oko 270 ppm.

Još u prošlom veku sprovedena su različita istraživanja o uticaju CO 2 na ljudski organizam. Šezdesetih godina, naučnica O.V. Eliseeva je u svojoj disertaciji pružila detaljnu studiju o tome kako ugljični dioksid u koncentracijama od 0,1% (1000 ppm) do 0,5% (5000 ppm) utječe na ljudsko tijelo i došla je do zaključka da kratkotrajno udisanje Ugljičnog dioksida u ovim koncentracijama kod zdravih ljudi izaziva izrazite promjene u funkciji vanjskog disanja, cirkulacije krvi i značajno pogoršanje električne aktivnosti mozga. Prema njegovim preporukama, sadržaj CO 2 u vazduhu stambenih i javnih zgrada ne bi trebalo da prelazi 0,1% (1000 ppm), a prosečan sadržaj CO 2 treba da bude oko 0,05% (500 ppm).

Stručnjaci znaju da postoji direktna veza između koncentracije CO 2 i osjećaja začepljenosti. Ova senzacija se javlja kod zdrave osobe već na nivou od 0,08% (tj. 800 ppm). Iako je u modernim uredima vrlo često 2000 ppm ili više. I osoba možda neće osjetiti opasne efekte CO 2. Kada je riječ o bolesnoj osobi, prag njegove osjetljivosti se još više povećava.

Ovisnost fizioloških manifestacija o sadržaju CO2 u zraku prikazana je u tabeli:

Nivo CO 2, ppm	Fiziološke manifestacije kod ljudi
Atmosferski vazduh 380-400	Idealno za zdravlje i dobrobit.
400-600	Normalna količina. Preporučuje se za dečije sobe, spavaće sobe, poslovne prostore, škole i vrtiće.
600-1000	Ima pritužbi na kvalitet zraka. Osobe sa astmom mogu imati češće napade.
Iznad 1000	Opća nelagoda, slabost, glavobolja, koncentracija opada za trećinu, a broj grešaka u radu se povećava. Može dovesti do negativnih promjena u krvi, a mogu se pojaviti i problemi s respiratornim i krvožilnim sustavom.
Iznad 2000	Broj grešaka na poslu se jako povećava, 70% zaposlenih ne može se koncentrirati na posao.

Glavne promjene pri udisanju povišenih koncentracija ugljičnog dioksida (hiperkapnija) javljaju se u centralnom nervnom sistemu, a po prirodi su fazne: prvo povećanje, a zatim smanjenje ekscitabilnosti nervnih formacija. Pogoršanje aktivnosti uslovnih refleksa uočava se pri koncentracijama blizu 2% - smanjuje se ekscitabilnost respiratornog centra mozga, smanjuje se respiratorna funkcija pluća, poremećena je homeostaza (ravnoteža unutrašnje sredine) tela bilo kojim oštećenjem ćelije ili iritacijom receptora sa neadekvatnim nivoom određene supstance. A kada je sadržaj ugljičnog dioksida do 5%, dolazi do značajnog smanjenja amplitude evociranih potencijala mozga, desinhronizacije ritmova spontanog elektroencefalograma uz daljnju inhibiciju električne aktivnosti mozga.

Šta se tačno dešava kada se poveća koncentracija CO 2 u vazduhu koji ulazi u organizam? Povećava se parcijalni pritisak CO 2 u alveolama, povećava se njegova rastvorljivost u krvi i stvara se slaba ugljična kiselina (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3), koja se zauzvrat razlaže na H + i HCCO3- . Krv postaje kisela, što se naučno naziva gasna acidoza. Što je veća koncentracija CO 2 u zraku koji udišemo, to je niži pH krvi i ona je kiselija.

Kada acidoza počne, tijelo se prvo brani povećanjem koncentracije bikarbonata u krvnoj plazmi, o čemu svjedoče brojne biohemijske studije. Da bi kompenzirali acidozu, bubrezi intenzivno luče H+ i zadržavaju HCSO 3 -. Tada se uključuju drugi puferni sistemi i sekundarne biohemijske reakcije organizma. Kako slabe kiseline, uključujući i ugljičnu kiselinu (H 2 CO 3), mogu formirati slabo rastvorljiva jedinjenja (CaCO 3) sa ionima metala, one se talože u obliku kamena, prvenstveno u bubrezima.

Carl Schafer, član medicinskog istraživačkog laboratorija američke mornarice, proučavao je efekte različitih koncentracija ugljičnog dioksida na zamorce. Glodari su držani na 0,5% CO 2 osam sedmica (kiseonik je bio normalan na 21%), nakon čega su pokazali značajnu kalcifikacija bubrega. Uočeno je čak i nakon dužeg izlaganja zamoraca nižim koncentracijama - 0,3% CO 2 (3000 ppm). Ali to nije sve. Shafer i njegove kolege su otkrili demineralizaciju kostiju kod svinja nakon osam sedmica izlaganja 1% CO 2 , kao i strukturne promjene u plućima. Istraživači su ove bolesti smatrali adaptacijom tijela na kronično izlaganje povišenim razinama CO 2 .

Posebnost dugotrajne hiperkapnije (povećan CO 2 ) su njene dugoročne negativne posljedice. Unatoč normalizaciji atmosferskog disanja, u ljudskom tijelu se dugo vremena primjećuju promjene u biohemijskom sastavu krvi, smanjenje imunološkog statusa, otpornost na fizički stres i druge vanjske utjecaje.

Zaključak - kako bi se izbjegle negativne posljedice, potrebno je pratiti sadržaj ugljičnog dioksida u udahnutom zraku. Moderan i pouzdan uređaj je savršen za ovu svrhu.

Interes za disanje doveo je do pojave ogromnog broja struja i regulatora disanja: od "kontrole" acido-bazne ravnoteže, orijentalnih sistema disanja, mnogih plastičnih uređaja u koje ljudi dišu i u njima traže svoju sreću. Nažalost, većina ovih pokreta su šarlatanski, iako sadrže racionalna zrna. Ovaj članak je početak serije o ugljičnom dioksidu.

Navikli smo da je ugljični dioksid koji izdišemo tvar nepotrebna ljudskom i životinjskom tijelu, koja negativno djeluje i samo šteti tijelu. Zapravo to nije istina. Ugljični dioksid je moćan regulator. Ali i njegov višak i njegov nedostatak štetni su za naše zdravlje. Nažalost, to se gotovo nikada ne primjećuje, što dovodi do razvoja bolesti i patoloških stanja. U međuvremenu, razlozi leže na površini!

Postoje dva glavna problema s ugljičnim dioksidom kod relativno zdravih ljudi. Da vas podsjetim da o bolestima nećemo pričati!

1. Povišen nivo ugljene kiseline u krvi.

2. Smanjenje nivoa ugljene kiseline u krvi.

Ovo stanje se naziva hipokapnija i najčešće se javlja kod pretjerano ubrzanog disanja (hiperventilacija). To dovodi do razvoja plinske (respiratorne) alkaloze - kršenja regulacije acido-bazne ravnoteže. Nastaje kao rezultat hiperventilacije pluća, što dovodi do prekomjernog uklanjanja CO 2 iz tijela i pada parcijalne napetosti ugljičnog dioksida u arterijskoj krvi ispod 35 mm Hg. čl., odnosno hipokapniji.

Želeo bih da istaknem da je hiperventilacija deo odgovora na stres. Setite se koliko često atletičar diše pre trke! I zaista će pomoći njegovim mišićima! Hiperventilacija je u početku adaptivne prirode i predstavlja evolucijski razvijenu „početnu“ reakciju kao odgovor na stres, orijentiranu na fizičku akciju.

Tako je u primitivnoj populaciji osoba, u direktnom sukobu s prirodom, bila podvrgnuta snažnim fizičkim i biološkim utjecajima i nije bila zaštićena ničim drugim osim prirodnim silama tijela, osiguravajući spremnost za fizičku aktivnost različitog intenziteta (odbrana, agresija, bježanje od opasnosti). U tu svrhu razvijena je i konsolidirana hiperventilacija na evolucijski način, čiji su glavni mehanizmi usmjereni na osiguranje jake napetosti mišića!

Zaista, hipokapnija redistribuira protok krvi, usmjeravajući krv u mišiće smanjujući protok krvi u srcu, mozgu, gastrointestinalnom traktu, jetri i bubrezima. Alkaloza i simpatadrenergija (povećan nivo adrenalina!) dovode do povećanja intracelularnog jonizovanog Ca++ - glavnog prirodnog aktivatora kontraktilnih svojstava mišićnih ćelija. Dakle, hiperventilacija čini motorički odgovor na stres bržim, intenzivnijim i savršenijim.

Hiperventilacija izazvana situacionim stresom kod zdrave osobe prestaje sa prestankom stresa.

Ali kod dugotrajnog psiho-emocionalnog stresa, određeni broj ljudi doživljava poremećaj regulacije disanja, a hiperventilacijski obrazac disanja može se ukorijeniti, što dovodi do pojave kronične neurogene hiperventilacije. Prekomjerno disanje u ovakvim slučajevima postaje stabilna karakteristika pacijenta, perpetuirajući hiperventilacijske poremećaje homeostaze - hipokapniju i alkalozu, koji se prirodno mogu razviti u somatske bolesti. Pričaćemo o ovome kasnije.

U međuvremenu, za početak, uloga ugljičnog dioksida u tijelu:

1. Ugljični dioksid je jedan od najvažnijih medijatora u regulaciji krvotoka. Snažan je vazodilatator (proširivanje krvnih sudova). Shodno tome, ako se nivo ugljičnog dioksida u tkivu ili krvi poveća (na primjer, zbog intenzivnog metabolizma - uzrokovanog npr. vježbanjem, upalom, oštećenjem tkiva ili zbog ometanja protoka krvi, ishemije tkiva), tada se kapilari šire , što dovodi do pojačanog protoka krvi i shodno tome, do povećanja isporuke kisika u tkiva i transporta nakupljenog ugljičnog dioksida iz tkiva. Kada se CO2 smanji za 1 mm Hg. u krvi dolazi do smanjenja cerebralnog krvotoka za 3-4%, a srčanog za 0,6-2,4%. Kada se CO2 smanji na 20 mm Hg. u krvi (pola službene norme), dotok krvi u mozak je smanjen za 40% u odnosu na normalna stanja.

2. Jača kontrakciju mišića (srce i mišiće). Ugljični dioksid u određenim koncentracijama (povećane, ali još ne dostižu toksične vrijednosti) ima pozitivan inotropni i kronotropni učinak na miokard i povećava njegovu osjetljivost na adrenalin, što dovodi do povećanja snage i učestalosti srčanih kontrakcija, veličine srčanih izlaz i, kao posljedica toga, moždani udar i minutni volumen krvi. Ovo također pomaže u korekciji hipoksije tkiva i hiperkapnije (povećane razine ugljičnog dioksida).

3. Utiče na kiseonik. Opskrba tkiva kisikom ovisi o sadržaju ugljičnog dioksida u krvi (Verigo-Bohr efekt). Hemoglobin prihvata i oslobađa kisik ovisno o sadržaju kisika i ugljičnog dioksida u krvnoj plazmi. Sa smanjenjem parcijalnog tlaka ugljičnog dioksida u alveolarnom zraku i krvi, povećava se afinitet kisika za hemoglobin, što otežava prijelaz kisika iz kapilara u tkiva.

4. Održava acidobaznu ravnotežu. Bikarbonatni joni su veoma važni za regulaciju pH krvi i održavanje normalne acido-bazne ravnoteže. Brzina disanja utječe na sadržaj ugljičnog dioksida u krvi. Slabo ili sporo disanje uzrokuje respiratornu acidozu, dok ubrzano i pretjerano duboko disanje dovodi do hiperventilacije i razvoja respiratorne alkaloze.

5. Učestvuje u regulaciji disanja. Iako je našem tijelu potreban kisik za metabolizam, nizak nivo kisika u krvi ili tkivima obično ne stimulira disanje (ili bolje rečeno, stimulativni učinak niskog kisika na disanje je preslab i „uključuje“ se kasno, pri vrlo niskim razinama kisika u krv, pri čemu osoba često već gubi svijest). Normalno, disanje se stimulira povećanjem razine ugljičnog dioksida u krvi. Respiratorni centar je mnogo osjetljiviji na povećane razine ugljičnog dioksida nego na nedostatak kisika.

Izvori:

0

Proučavanje uticaja toksičnih efekata CO 2 na ljudski organizam je od značajnog praktičnog interesa za biologiju i medicinu.

Izvor CO 2 u plinovitom okruženju hermetičke kabine je, prije svega, sam čovjek, budući da je CO 2 jedan od glavnih krajnjih proizvoda metabolizma koji nastaje tokom metabolizma u tijelu ljudi i životinja. U mirovanju, osoba emituje oko 400 litara CO 2 dnevno, a tokom fizičkog rada značajno se povećava stvaranje CO 2 i, shodno tome, njegovo oslobađanje iz organizma. Osim toga, mora se imati na umu da se CO 2 kontinuirano stvara tokom procesa truljenja i fermentacije. Ugljični dioksid je bezbojan, slabog mirisa i kiselog okusa. Uprkos ovim kvalitetama, kada se CO 2 akumulira u IHA i do nekoliko posto, njegovo prisustvo je nevidljivo za ljude, jer se gore navedena svojstva (miris i ukus) očito mogu otkriti samo pri vrlo visokim koncentracijama CO 2.

Breslavove studije, u kojima su ispitanici pravili „slobodan izbor“ gasne sredine, pokazale su da ljudi počinju da izbegavaju IGA samo u slučajevima kada PCO 2 u njemu prelazi 23 mm Hg. Art. Istovremeno, reakcija detekcije CO 2 nije povezana s mirisom i okusom, već s ispoljavanjem njegovog djelovanja na tijelo, prvenstveno s povećanjem plućne ventilacije i smanjenjem fizičkih performansi.

Zemljina atmosfera sadrži malu količinu CO 2 (0,03%), što je posljedica njegovog učešća u kruženju tvari. Desetostruko povećanje CO 2 u udahnutom vazduhu (do 0,3%) još uvek nema primetan uticaj na život i rad ljudi. Osoba može ostati u takvom plinskom okruženju jako dugo, održavajući normalno zdravlje i visok nivo performansi. To je vjerovatno zbog činjenice da je tokom života stvaranje CO 2 u tkivima podložno značajnim fluktuacijama koje premašuju desetostruke promjene sadržaja ove tvari u udahnutom zraku. Značajno povećanje PCO 2 u IGA uzrokuje prirodne promjene u fiziološkom stanju. Ove promjene uzrokovane su prvenstveno funkcionalnim promjenama koje se javljaju u centralnom nervnom sistemu, disanju, cirkulaciji krvi, kao i promjenama kiselinsko-bazne ravnoteže i poremećajima mineralnog metabolizma. Priroda funkcionalnih promjena tokom hiperkapnije određena je vrijednošću PCO 2 u udahnutoj mješavini plinova i vremenom izlaganja ovog faktora tijelu.

Čak je i Claude Bernard u prošlom stoljeću pokazao da je glavni razlog za razvoj teškog patološkog stanja kod životinja tokom dugog boravka u hermetički zatvorenim, neprozračenim prostorijama povezan s povećanjem sadržaja CO 2 u udahnutom zraku. U studijama na životinjama proučavan je mehanizam fizioloških i patoloških efekata CO 2.

Fiziološki mehanizam uticaja hiperkapnije može se generalno suditi na osnovu dijagrama prikazanog na Sl. 19.

Treba imati na umu da u slučajevima dugotrajnog boravka u IGA, kod kojih je PCO 2 povećan na 60-70 mm Hg. Art. i štaviše, priroda fizioloških reakcija i, pre svega, reakcija centralnog nervnog sistema značajno se menja. U potonjem slučaju, umjesto stimulativnog efekta, kao što je prikazano na sl. 19, hiperkapnija djeluje depresivno i već dovodi do razvoja narkotičnog stanja. Brzo se javlja u slučajevima kada se P CO 2 poveća na 100 mm Hg. Art. i više.

Povećana plućna ventilacija sa povećanjem PCO 2 u IHA na 10-15 mm Hg. Art. i više određuju najmanje dva mehanizma: refleksna stimulacija respiratornog centra od hemoreceptora vaskularnih zona, i to prvenstveno sino-korotidnih, i stimulacija respiratornog centra iz centralnih hemoreceptora. Povećanje plućne ventilacije tijekom hiperkapnije glavna je adaptivna reakcija tijela koja ima za cilj održavanje Pa CO 2 na normalnom nivou. Efikasnost ove reakcije opada kako se P CO 2 u IHA povećava, jer uprkos sve većem povećanju plućne ventilacije, Pa CO 2 takođe se stalno povećava.

Povećanje Pa CO 2 ima antagonistički efekat na centralne i periferne mehanizme koji regulišu vaskularni tonus. Stimulativno dejstvo CO 2 na vazomotorni centar i simpatički nervni sistem određuje vazokonstriktorski efekat i dovodi do povećanja perifernog otpora, povećanja broja otkucaja srca i povećanja minutnog volumena srca. Istovremeno, CO 2 ima direktan učinak na mišićni zid krvnih žila, podstičući njihovo širenje.

Rice. 19. Mehanizmi fiziološkog i patofiziološkog dejstva CO 2 na organizam životinja i ljudi (prema Malkinu)

Interakcija ovih antagonističkih uticaja na kraju određuje reakcije kardiovaskularnog sistema tokom hiperkapnije. Iz navedenog možemo zaključiti da u slučaju naglog smanjenja centralnog vazokonstriktorskog efekta, hiperkapnija može dovesti do razvoja kolaptoidnih reakcija, koje su uočene u eksperimentu na životinjama u uslovima značajnog povećanja sadržaja CO2 u IGA.

Uz veliko povećanje P CO 2 u tkivima, što se neminovno javlja u uslovima značajnog povećanja P CO 2 u IGA, uočava se razvoj narkotičnog stanja, što je praćeno jasno izraženim smanjenjem nivoa metabolizma. . Ova reakcija se može oceniti kao adaptivna, jer dovodi do naglog smanjenja stvaranja CO 2 u tkivima tokom perioda kada transportni sistemi, uključujući i sistem pufera krvi, više nisu u stanju da održavaju Pa CO 2 – najvažniju konstantu unutrašnje okruženje na nivou bliskom normalnom.

Važno je da prag za reakcije različitih funkcionalnih sistema tokom razvoja akutne hiperkapnije nije isti.

Dakle, razvoj hiperventilacije se manifestira već povećanjem P CO 2 u IGA na 10-15 mm Hg. čl. i na 23 mm Hg. Art. ova reakcija postaje prilično izražena - ventilacija se povećava skoro 2 puta. Razvoj tahikardije i povišen krvni pritisak javlja se kada se PCO 2 poveća u IHA na 35-40 mm Hg. Art. Narkotično dejstvo je zabeleženo pri još većim vrednostima PCO 2 u IGA, oko 100-150 mm Hg. čl., dok je stimulativno djelovanje CO 2 na neurone moždane kore zabilježeno pri P CO 2 reda veličine 10-25 mm Hg. Art.

Sada ćemo ukratko razmotriti efekte različitih vrijednosti P CO 2 u IHA na organizam zdrave osobe.

Od velikog značaja za procenu otpornosti osobe na hiperkapniju i za normalizaciju CO 2 su studije u kojima su ispitanici, praktično zdravi ljudi, bili u uslovima IHA sa prekomernim vrednostima P CO 2. Ovim istraživanjima utvrđena je priroda i dinamika reakcija centralnog nervnog sistema, disanja i cirkulacije krvi, kao i promene performansi pri različitim vrednostima P CO 2 u IHA.

Tokom relativno kratkotrajnog boravka osobe u uslovima IHA sa PCO 2 do 15 mm Hg. čl., unatoč razvoju blage respiratorne acidoze, nisu otkrivene značajne promjene u fiziološkom stanju. Ljudi koji su bili u takvom okruženju nekoliko dana održavali su normalne intelektualne performanse i nisu imali nikakve pritužbe koje bi ukazivale na pogoršanje njihovog zdravlja; samo pri P CO 2 jednakom 15 mm Hg. čl., neki ispitanici su primijetili smanjenje fizičkih performansi, posebno pri obavljanju teškog posla.

Uz povećanje P CO 2 u IGA na 20-30 mm Hg. Art. Ispitanici su imali jasno izraženu respiratornu acidozu i povećanu plućnu ventilaciju. Nakon relativno kratkotrajnog povećanja brzine izvođenja psiholoških testova, uočen je pad nivoa intelektualnih performansi. Primjetno je smanjena i sposobnost obavljanja teškog fizičkog rada. Uočen je poremećaj noćnog sna. Mnogi ispitanici su se žalili na glavobolju, vrtoglavicu, otežano disanje i osjećaj nedostatka zraka pri obavljanju fizičkog posla.

Rice. 20. Klasifikacija različitih efekata toksičnog dejstva CO 2 u zavisnosti od vrednosti P CO 2 u IGA (sastavili Roth i Billings na osnovu podataka Schaeffer, King, Nevison)

I - indiferentna zona;

L - zona manjih fizioloških promjena;

III - zona teške nelagode;

IV - zona dubokih funkcionalnih poremećaja, gubitak

svijest A - indiferentna zona;

B - zona početnih funkcionalnih poremećaja;

U - eonu dubokih prekršaja

Uz povećanje P CO 2 u IGA na 35-40 mm Hg. Art. Kod ispitanika se plućna ventilacija povećala 3 puta ili više. Pojavile su se funkcionalne promjene u cirkulacijskom sistemu: ubrzan rad srca, povišen krvni tlak. Nakon kratkog boravka u takvoj IHA, ispitanici su se žalili na glavobolju, vrtoglavicu, oštećenje vida i gubitak prostorne orijentacije. Obavljanje čak i lagane fizičke aktivnosti bilo je povezano sa značajnim poteškoćama i dovelo do razvoja teške kratkoće daha. Otežano je bilo i izvođenje psiholoških testova, a intelektualni učinak je bio primjetno smanjen. Uz povećanje P CO 2 u IGA više od 45-50 mm Hg. Art. akutni hiperkapnički poremećaji nastali su vrlo brzo - u roku od 10-15 minuta.

Uopštavanje podataka objavljenih u literaturi o otpornosti ljudi na toksično dejstvo CO 2, kao i utvrđivanje maksimalnog dozvoljenog vremena boravka osobe u IGA sa visokim sadržajem CO 2, nailazi na određene poteškoće. Oni su prvenstveno posljedica činjenice da otpornost osobe na hiperkapniju uvelike ovisi o fiziološkom stanju, a prije svega o količini obavljenog fizičkog rada. U većini poznatih radova rađena su istraživanja sa ispitanicima koji su bili u uslovima relativnog odmora i samo povremeno obavljali različite psihološke testove.

Na osnovu generalizacije rezultata dobijenih u ovim radovima, predloženo je da se uslovno identifikuju četiri različite zone toksičnog dejstva hiperkapnije u zavisnosti od vrednosti P CO 2 u IHA (Sl. 20).

Od značajnog značaja za formiranje fizioloških reakcija i otpornosti čoveka na hiperkapniju je brzina rasta vrednosti P CO 2 u mešavini gasa koji se udiše. Kada je osoba smještena u IGA sa visokim PCO 2 , kao i kada se prebacuje na udisanje mješavine plinova obogaćene CO 2 , nagli porast RA CO 2 prati akutniji tok hiperkapničkih poremećaja nego kod sporo povećanje P CO 2 u IHA. Srećom, ovo drugo je tipičnije za toksične efekte CO 2 u uslovima svemirskog leta, budući da sve veći volumen kabina svemirskih letjelica determiniše relativno sporo povećanje P CO 2 u IGA u slučajevima kvara sistema za regeneraciju vazduha. Akutniji tok hiperkapnije može nastati kada sistem za regeneraciju svemirskog odijela zakaže. U akutnoj hiperkapniji, teškoća preciznog ocrtavanja zona koje određuju kvalitativno različite manifestacije toksičnog efekta CO 2, ovisno o vrijednosti P CO 2, povezana je s prisustvom faze „primarne adaptacije“ čije trajanje je duže, veća je koncentracija CO 2 . Stvar je u tome da nakon što osoba brzo uđe u IHA koji sadrži visoku koncentraciju CO 2, u organizmu se javljaju izražene promjene koje su, po pravilu, praćene tegobama na glavobolju, vrtoglavicu, gubitak prostorne orijentacije, smetnje vida, mučninu. , nedostatak vazduha , bol u grudima. Sve je to dovelo do činjenice da je studija često prestajala nakon 5-10 minuta. nakon što subjekt pređe na hiperkapničnu IHA.

Objavljene studije pokazuju da s povećanjem PCO 2 u IGA na 76 mm Hg. Art. takvo nestabilno stanje postepeno prolazi i javlja se delimična adaptacija na promenjenu gasnu sredinu. Ispitanici pokazuju izvesnu normalizaciju intelektualnih performansi, a istovremeno se umerenije javljaju pritužbe na glavobolju, vrtoglavicu, smetnje vida itd. Trajanje nestabilnog stanja određeno je vremenom u kome se RA CO 2 povećava i kontinuiranim povećanjem u plućnoj ventilaciji. Ubrzo nakon stabilizacije na novom nivou RA CO 2 i plućne ventilacije, uočava se razvoj parcijalne adaptacije, praćen poboljšanjem dobrobiti i općeg stanja ispitanika. Takva dinamika razvoja akutne hiperkapnije pri velikim vrijednostima PCO 2 u IGA bila je razlog značajnih odstupanja u procjeni različitih istraživača mogućeg vremena boravka osobe u ovim stanjima.

Na sl. 20, pri procjeni uticaja različitih vrijednosti PCO 2, iako se uzima u obzir „primarna adaptacija“ u vremenu, nije naznačeno da je fiziološko stanje osobe različito tokom različitih perioda boravka u IGA sa visok sadržaj CO 2 . Još jednom, preporučljivo je napomenuti da su rezultati prikazani na Sl. 20 je dobijeno u studijama tokom kojih su ispitanici mirovali. S tim u vezi, podaci dobijeni bez odgovarajuće korelacije ne mogu se koristiti za predviđanje promjena u fiziološkom stanju astronauta u slučajevima akumulacije CO 2 u IGA, budući da se tokom leta može javiti potreba za obavljanjem fizičkog rada različitog intenziteta.

Utvrđeno je da otpornost osobe na toksično djelovanje CO 2 opada kako se povećava fizička aktivnost koju obavlja. U tom smislu od velike su praktične važnosti studije u kojima bi se proučavao toksični efekat CO 2 kod praktično zdravih ljudi koji obavljaju fizičke poslove različite težine. Nažalost, ovakvi podaci su oskudni u literaturi, pa je ovo pitanje potrebno dalje proučavati. Ipak, na osnovu raspoloživih podataka, smatrali smo primjerenim, uz određenu aproksimaciju, ukazati na mogućnost boravka i obavljanja različitih fizičkih aktivnosti u IGA, ovisno o vrijednosti P CO 2 u njoj.

Kao što se vidi iz podataka datih u tabeli. 6, sa povećanjem PCO 2 do 15 mm Hg. Art. dugotrajno izvođenje teškog fizičkog rada je teško; kada se P CO 2 poveća na 25 mm Hg. Art. Sposobnost obavljanja umjereno teških poslova je već ograničena i primjetno je teško obavljati teške poslove. Sa povećanjem PCO 2 na 35-40 mm Hg. Art. mogućnost obavljanja čak i laganog rada je ograničena. Kada se P CO 2 poveća na 60 mm Hg. Art. i više, uprkos činjenici da osoba u stanju mirovanja može još neko vrijeme biti u takvoj IHA, već se ispostavlja da je praktično nesposobna da obavlja bilo kakav posao. Da bi se ublažio negativan utjecaj akutne hiperkapnije, najbolji lijek je prebacivanje žrtava u „normalnu“ atmosferu.

Rezultati istraživanja mnogih autora pokazuju da brzo prebacivanje osoba koje su duže vrijeme bile u IHA s povišenim PCO 2 na udisanje čistog kisika ili zraka često uzrokuje pogoršanje njihovog dobrobiti i općeg stanja. Ovaj fenomen, izražen u oštrom obliku, prvi je put otkriven u eksperimentima na životinjama, a opisao ga je P. M. Albitsky, koji mu je dao ime obrnutog efekta CO 2. U vezi sa navedenim, u slučajevima kada se kod ljudi razvije hiperkapnički sindrom, potrebno ih je postupno uklanjati iz IGA obogaćenog CO 2, relativno polako smanjujući P CO 2 u njemu. Pokušaji zaustavljanja hiperkapničnog sindroma uvođenjem alkalija - Tris pufera, sode itd. - nisu dali trajne pozitivne rezultate, uprkos djelomičnom normalizaciji pH krvi.

Od određene praktične važnosti je proučavanje fiziološkog stanja i performansi osobe u slučajevima kada će se, kao rezultat kvara jedinice za regeneraciju u IGA, istovremeno smanjiti P O 2 i povećati P CO 2.

Sa značajnom stopom povećanja CO 2 i odgovarajućom stopom smanjenja O 2, koja se javlja pri disanju u zatvorenom, malom volumenu, kao što su studije Holdena i Smitha pokazale, naglo pogoršanje fiziološkog stanja i dobrobiti ispitanika bilježi se povećanje CO 2 u udahnutoj mješavini plinova do 5-6% (P CO 2 -38-45 mm Hg), uprkos činjenici da je smanjenje sadržaja O 2 tokom ovog vremenskog perioda bilo još uvek relativno mali. Uz sporiji razvoj hiperkapnije i hipoksije, kako mnogi autori ukazuju, primjećuju se uočljivi poremećaji u performansama i pogoršanje fiziološkog stanja kada se PCO 2 poveća na 25-30 mm Hg. Art. i odgovarajuće smanjenje P O 2 na 110-120 mm Hg. Art. Prema Karlinu i saradnicima, uz trodnevno izlaganje IGA koji sadrži 3% CO 2 (22,8 mm Hg) i 17% O 2, performanse ispitanika su značajno smanjene. Ovi podaci su u određenoj suprotnosti sa rezultatima studija koje su zabilježile relativno male promjene u performansama čak i uz značajnije (do 12%) smanjenje O 2 u IGA i povećanje CO 2 u njemu na 3%.

Uz istovremeni razvoj hiperkapnije i hipoksije, glavni simptom toksičnosti je kratak dah. Količina ventilacije pluća u ovom slučaju se pokazuje značajnijom nego kod hiperkapnije iste veličine. Prema mnogim istraživačima, tako značajno povećanje plućne ventilacije determinirano je činjenicom da hipoksija povećava osjetljivost respiratornog centra na CO 2, što rezultira kombiniranim efektom viška CO 2 i nedostatka O 2

u IHA ne dovodi do aditivnog uticaja ovih faktora, već do njihovog potenciranja. O tome se može suditi jer se ispostavlja da je količina ventilacije pluća veća od količine ventilacije koja bi trebala biti da se jednostavno zbroji efekat smanjenja RA O 2 i povećanja RA CO 2.

Na osnovu ovih podataka i prirode uočenih poremećaja fiziološkog stanja, može se zaključiti da vodeću ulogu u početnom periodu razvoja patoloških stanja u situacijama kada je došlo do potpunog zatajenja sistema regeneracije ima hiperkapnija.

HRONIČNI EFEKTI HIPERKAPNIJE

Proučavanje dugoročnih efekata povišenih nivoa na ljudski organizam i životinje; Vrijednosti P CO 2 u IGA omogućile su da se ustanovi da pojavi kliničkih simptoma kroničnog toksičnog djelovanja CO 2 prethode prirodne promjene kiselinsko-bazne ravnoteže - razvoj respiratorne acidoze, što dovodi do metaboličkih poremećaja. U ovom slučaju dolazi do pomaka u mineralnom metabolizmu, koji su, po svemu sudeći, adaptivne prirode, jer doprinose očuvanju kiselinsko-bazne ravnoteže. Ove promene se mogu proceniti po periodičnim porastima nivoa kalcijuma u krvi i promenama nivoa kalcijuma i fosfora u koštanom tkivu. Zbog činjenice da kalcijum ulazi u spojeve sa CO 2, s povećanjem Pa CO 2 povećava se količina CO 2 povezanog s kalcijem u kostima. Kao rezultat pomaka u mineralnom metabolizmu, nastaje situacija koja pospješuje stvaranje kalcijevih soli u ekskretornom sistemu, što može rezultirati nastankom bubrežnih kamenaca. Na valjanost ovog zaključka ukazuju i rezultati studije na glodarima, u kojoj su nakon dugotrajnog održavanja u IGA sa P CO 2 jednakim 21 mm Hg. Art. i iznad, pronađeni su kamenci u bubregu.

U studijama koje su uključivale ljude, također je utvrđeno da u slučajevima dugotrajnog boravka u IHA PCO 2 prelazi 7,5-10 mm Hg. čl., uprkos prividnom očuvanju normalnog fiziološkog stanja i performansi, ispitanici su iskusili metaboličke promjene uzrokovane razvojem umjerene gasne acidoze.

Dakle, tokom Operacije Hideout, subjekti su proveli 42 dana u podmornici pod IGA uslovima sa 1,5% CO 2 (P CO 2 - 11,4 mm Hg). Osnovni fiziološki parametri, kao što su tjelesna težina i temperatura, krvni tlak i puls, ostali su bez značajnijih promjena. Međutim, prilikom proučavanja disanja, acidobazne ravnoteže i metabolizma kalcijum-fosfora, otkriveni su pomaci adaptivne prirode. Na osnovu promjena pH vrijednosti urina i krvi, ustanovljeno je da su ispitanici od otprilike 24. dana boravka u IGA koji sadrži 1,5% CO 2 razvili nekompenziranu gasnu acidozu. Kada su mladi zdravi muškarci proveli mjesec dana u IHA koji je sadržavao 1% CO 2, prema S. G. Zharov i dr., nisu nađene promjene u pH krvi kod ispitanika, uprkos blagom povećanju RA CO 2 i povećanju od 8-12%. u plućnoj ventilaciji, što ukazuje na blagu kompenziranu gasnu acidozu.

Dugi boravak (30 dana) ispitanika u IHA sa povećanjem sadržaja CO 2 na 2% doveo je do smanjenja pH krvi, povećanja PA CO 2 i povećanja plućne ventilacije za 20-25%. U uslovima mirovanja ispitanici su se osjećali dobro, ali su se prilikom obavljanja intenzivne fizičke aktivnosti neki od njih žalili na glavobolju i brzi zamor.

Prilikom boravka u IGA sa 3% CO 2 (P CO 2 - 22,8 mm Hg), većina ispitanika je primijetila pogoršanje zdravlja. U ovom slučaju, promjene pH krvi ukazuju na brzi razvoj nekompenzirane gasne acidoze. Boravak u takvom okruženju, iako moguć više dana, uvijek je povezan s razvojem nelagode i progresivnim smanjenjem performansi.

Kao rezultat ovih studija, zaključeno je da je dugotrajan (više mjeseci) boravak osobe u IGA sa PCO 2 iznad 7,5 mm Hg. čl., je nepoželjna, jer može dovesti do ispoljavanja hroničnih toksičnih efekata CO 2. Neki istraživači ukazuju da kada osoba ostane 3-4 mjeseca u IGA, vrijednost P CO 2 ne bi trebala prelaziti 3-6 mm Hg. Art..

Dakle, pri procjeni ukupnog efekta kroničnog utjecaja hiperkapnije, može se složiti sa mišljenjem K. Schaefera o preporučljivosti identifikacije tri glavna nivoa povećanja P CO 2 u IGA, koji određuju različitu toleranciju hiperkapnije na osoba. Prvi nivo odgovara povećanju P CO 2 u IGA na 4-6 mm Hg. Art.; karakteriše ga odsustvo bilo kakvog značajnog uticaja na organizam. Drugi nivo odgovara povećanju P CO 2 u IGA na 11 mm Hg. Art. U ovom slučaju osnovne fiziološke funkcije i performanse ne prolaze značajnije promjene, međutim, dolazi do sporog razvoja promjena u disanju, regulaciji

acidobaznu ravnotežu i metabolizam elektrolita, što može rezultirati patološkim promjenama.

Treći nivo je povećanje PCO 2 na 22 mm Hg. Art. i više - dovodi do smanjenja performansi, izraženih promjena u fiziološkim funkcijama i razvoja patoloških stanja u različitim vremenskim periodima.

Preuzmi sažetak: Nemate pristup preuzimanju datoteka sa našeg servera.