Hogyan hat a szén-dioxid az emberre? Szén-dioxid-mérgezés, a szén-dioxid hatása az emberi szervezetre

Mindenki tudja, hogy a növények a fotoszintézis folyamatán keresztül képesek termelni. nagyszámú oxigént, és cserébe elnyeli a szén-dioxidot. Ez a földi összes élőlény levegőcseréjének terméke, beleértve a növényeket is. Ezenkívül széles körben használják az élet különböző területein, és szorosan zárt helyiségekben is felhalmozódik, ami az egészségre káros dózisok belélegzésének veszélyét okozza. Ennek az anyagnak a nagy koncentrációja szén-dioxid-mérgezést okoz.

A szén-dioxid és alkalmazásai

A szén-dioxid a szén-dioxid (CO2) kémiai vegyület, amely a szénsav anhidridje. A légkörben folyamatosan 0,03%-on belül van jelen, az ember által kilélegzett levegőben koncentrációja körülbelül 4%.

A szén-dioxid és a víz kölcsönhatása következtében instabil szénsav képződik. A gáz a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

• Szinte nincs szaga, színe, bizonyos nyomáson folyékony halmazállapotúvá alakulhat át, majd párolgáskor hófehér masszává alakul, amely préselve az úgynevezett „szárazjég” alapját képezi.
• Nem gyúlékony (amit tűzoltó berendezésekben használnak), és nyomás alatt vízben is képes feloldódni (így készülnek a szénsavas italok).

A CO2 sokrétű tulajdonságai a kohászatban és a vegyiparban, hűtőkamrákban, tüzek oltásánál és hegesztési munkáknál találtak alkalmazást.

Magas koncentrációban a vegyület mérgező és mérgezést okozhat.

Hogyan lehet szén-dioxidtól mérgezni?

Kis mennyiségű szén-dioxid mindig jelen van a környezeti levegőben. Az ember számára biztonságos koncentráció természetes környezetben 0,03-0,2%. Vannak azonban bizonyos feltételek, amelyek mellett a CO2-szint megemelkedhet:

1. Az ozokerit- és szénbányák helyiségeiben. Ott megengedett a CO2-tartalom 0,5%-os szintre emelése. Ha a szint emelkedik és az oxigénszint csökken, elkerülhetetlen a mérgezés.
2. Egyéb ipari helyiségekben - cukorgyárak telítési kazánjaiban, csatorna- és vízellátó hálózatok ellenőrző kútjaiban, sörfőzdék fermentációs osztályaiban. Az ilyen vállalkozások alkalmazottai másoknál nagyobb valószínűséggel vannak kitéve ittasságnak.
3. Szakmai tevékenységgel kapcsolatban gyakori érintkezéssel a „szárazjéggel”.
4. Technológia megsértése légcsererendszerek telepítése során tengeralattjárókban, metró helyiségeiben, víz alatti oceanográfiai állomásokon, búvárfelszerelésben.
5. Ritkán szellőző helyeken, ahol nagyszámú ember van (például iskolai tantermekben vagy fülledt irodákban, különösen, ha az ablakokon műanyag keretek vannak), enyhe mérgezés léphet fel.

A nagy dózisú CO2 károsítja a légutakat, de irritálhatja a nyálkahártyát és a bőrt is (például szárazjég érintése súlyos égési sérülést okozhat).

Az akut mérgezés jelei a mérgezés mértékétől és a szén-dioxid koncentrációjától függően változhatnak.

Akut szén-dioxid-mérgezés jelei

A szén-dioxid-mérgezés tüneteinek súlyossága a belélegzett levegőben lévő gáz szintjétől függ.

Enyhe fokozat

Ha a gázkoncentráció 2% felett van, a mérgezés megnyilvánul:

• általános gyengeség;
• fokozott álmosság;
• fejfájás.

Átlagos végzettség

5-8%-os beltartalmi szinten a légutak nyálkahártyája és a látószervek irritálódnak, a testhőmérséklet csökken, a vérnyomás emelkedik, a légzés gyakoribbá és mélyül. Mindehhez társul:

• hányinger;
• légszomj;
• szívverés;
• hőérzet;
• fejfájás;
• szédülés;
• túlzott ingerlékenység;
• fülzúgás.

Súlyos fokozat

A 3%-nál nagyobb CO2-koncentráció zárt, 13,6%-os oxigéntartalmú környezetben fulladást okozhat, a nagyobb dózisok pedig halálosnak minősülnek, és légzésleállás miatti halálhoz vezethetnek. Ha azonban azonnali segítséget nyújtanak az áldozatnak, még súlyos fokú ittasság esetén is, lehetséges a gyógyulás ebből az állapotból, bár súlyos következményekkel jár. Általában megjelennek:

• retrográd amnézia;
• szorító érzés a mellkasban;
• általános gyengeség;
• fejfájás és egyéb mellékhatások.

A súlyos mérgezés következményei gyakran tüdőgyulladás vagy bronchitis.

Hogyan lehet segíteni az áldozaton

Szén-dioxid-mérgezés esetén elsősegélyt kell nyújtani a halál megelőzése érdekében a következő módon:

1. Mindenekelőtt a nyilvánvaló mérgezési jelekkel rendelkező áldozatot ki kell vinni a friss levegőre, és meg kell szabadítania a légzést korlátozó ruházattól.
2. Súlyos esetekben tiszta oxigén belégzésére lehet szükség.
3. Ha a mérgezett személy tachycardiában és egyéb szívbetegségben szenved, szív- és érrendszeri gyógyszerekkel végzett tüneti terápia szükséges.
4. Ha gázmérgezés miatt a légzés leáll, mesterséges lélegeztetés válik szükségessé.

A CO2-mérgezés halálos esetei rendkívül ritkák, és általában a veszélyes munkavégzés során bekövetkező biztonsági megsértésekkel járnak.

Hogyan lehet megelőzni a szén-dioxid-mérgezést

A mérgezés megelőzésének legfontosabb feltétele az olyan potenciálisan veszélyes helyiségek rendszeres szellőztetése, ahol a szén-dioxid felhalmozódhat:

• pincék és pincék;
• Zöldségek vagy gyümölcsök tárolására szolgáló kádak és gödrök;
• bármilyen zárt tartály vagy kutak.

A veszélyes gázok felhalmozódásának elkerülése érdekében a pincéket, pincéket és egyéb földalatti helyiségeket szellőzőrendszerekkel (legalább egyszerű szellőzőkkel vagy kipufogócsövekkel) kell felszerelni.

A CO2-mérgezés megelőzése

Vízellátó vagy csatornakutakban végzett munka során be kell tartania a következő biztonsági szabályokat:

• A kutakba csak speciális felszerelésben (gázálarc) menjen le.
• A kútba való leereszkedéskor legalább egy alkalmazottnak vagy bármely második személynek a tetején kell maradnia, aki szükség esetén képes mentőt és sürgősségi orvosi ellátást hívni.
• A levegőhiány első jelére a földön maradó alkalmazottaknak tájékoztatniuk kell a búvárokat és búvárokat arról, hogy növelni kell a levegő befecskendezését felszerelésükbe, és ha fulladás tüneteit észlelik, hagyják abba a munkát, és emelést igényelnek.
• A nagy létszámú helyiségek légkondicionálásáért felelősöknek (pedagógusok, háztartásvezetők, egészségügyi dolgozók) gondoskodniuk kell a tantermek, irodák, előadótermek, kórházi osztályok rendszeres és megfelelő szellőztetéséről.

Modern módszerek a felesleges CO2 kezelésére a mindennapi életben

A modern energiatakarékos technológiák, amelyek nem teszik lehetővé a helyiségek gyakori szellőzését (például a „téli-nyári” klímaberendezések használata), arra kényszerítették a nyugati feltalálókat, hogy új módszereket találjanak a felesleges szén-dioxid eltávolítására a fülledt helyiségekből. Azoknak a vizsgálatoknak köszönhetően, amelyek megerősítették ennek a gáznak az egyén munkaképességére és általános közérzetére gyakorolt ​​káros hatásait, megállapították a beltéri helyiségekben megengedett legnagyobb CO2-koncentrációt.

Később feltalálták a CO2-elnyelőket (vagy abszorbereket), amelyeket jelenleg aktívan használnak, amelyek képesek jelentősen csökkenteni a szintjét. Egy ilyen fülledt helyiségbe szerelt nedvszívó minimális karbantartást igényel, kevés áramot fogyaszt, de garantáltan 15 évig egészséges, tisztított levegővel látja el a kiszolgált területet.

Amint már említettük, a szén-dioxid-mérgezés miatti halálesetek rendkívül ritkák, de ez nem jelenti azt, hogy biztonságos. Ezért óvintézkedéseket kell tenni, ha ezzel az anyaggal vagy olyan területeken dolgozik, ahol felhalmozódhat.

Szóda, vulkán, Vénusz, hűtőszekrény – mi a közös bennük? Szén-dioxid. Összegyűjtöttük Önnek a legérdekesebb információkat a Föld egyik legfontosabb kémiai vegyületéről.

Mi a szén-dioxid

A szén-dioxid főleg gáz halmazállapotban ismert, azaz. szén-dioxidként, egyszerű kémiai képlettel CO2. Ebben a formában normál körülmények között létezik - légköri nyomáson és „rendes” hőmérsékleten. De megnövekedett nyomáson, 5850 kPa felett (mint például a nyomás körülbelül 600 méteres tengermélységben), ez a gáz folyadékká alakul. Erősen lehűtve (mínusz 78,5°C) pedig kikristályosodik, és úgynevezett szárazjéggé válik, amelyet a kereskedelemben széles körben használnak fagyasztott élelmiszerek hűtőszekrényben való tárolására.

Folyékony szén-dioxidot és szárazjeget állítanak elő és használnak fel az emberi tevékenységekben, de ezek a formák instabilok és könnyen szétesnek.

A szén-dioxid azonban mindenütt jelen van: az állatok és növények légzése során szabadul fel, és fontos része a légkör és az óceán kémiai összetételének.

A szén-dioxid tulajdonságai

A szén-dioxid CO2 színtelen és szagtalan. Normál körülmények között nincs íze. Ha azonban nagy koncentrációban lélegez be szén-dioxidot, savanyú ízt érezhet a szájában, amit a nyálkahártyákon és a nyálban feloldódó szén-dioxid okoz, és gyenge szénsavoldatot képez.

Egyébként a szén-dioxid vízben való oldódási képességét használják szénsavas víz előállítására. A limonádé buborékok ugyanaz a szén-dioxid. Az első készüléket a víz szén-dioxiddal való telítésére 1770-ben találták fel, és már 1783-ban a vállalkozó szellemű svájci Jacob Schweppes megkezdte a szóda ipari gyártását (a Schweppes márka még mindig létezik).

A szén-dioxid másfélszer nehezebb a levegőnél, ezért hajlamos az alsó rétegeiben „leülepedni”, ha a helyiség rosszul szellőzik. Ismert a „kutyabarlang” effektus, ahol a CO2 közvetlenül a talajból szabadul fel, és körülbelül fél méteres magasságban halmozódik fel. Egy ilyen barlangba belépő felnőtt a növekedés csúcsán nem érzi a szén-dioxid feleslegét, de a kutyák közvetlenül egy vastag szén-dioxid rétegben találják magukat, és megmérgeződnek.

A CO2 nem támogatja az égést, ezért használják tűzoltó készülékekben és tűzoltó rendszerekben. Az égő gyertya állítólagos üres pohár tartalmával (de valójában szén-dioxiddal) történő eloltás trükkje éppen a szén-dioxid ezen tulajdonságán alapul.

Szén-dioxid a természetben: természetes források

A természetben a szén-dioxid különböző forrásokból képződik:

• Állatok és növények légzése.
  Minden iskolás tudja, hogy a növények a levegőből felszívják a szén-dioxidot, és felhasználják a fotoszintézis folyamataiban. Egyes háziasszonyok rengeteg szobanövény segítségével próbálják pótolni a hiányosságokat. A növények azonban nem csak felszívják, hanem fény hiányában szén-dioxidot is bocsátanak ki – ez a légzési folyamat része. Ezért nem jó ötlet egy dzsungel egy rosszul szellőző hálószobában: a CO2-szint még jobban meg fog emelkedni éjszaka.
• Vulkáni tevékenység.
  A szén-dioxid a vulkáni gázok része. A magas vulkáni aktivitású területeken a CO2 közvetlenül a talajból szabadulhat fel – a mofeteknek nevezett repedésekből és repedésekből. A mofettal rendelkező völgyekben a szén-dioxid koncentrációja olyan magas, hogy sok kis állat elpusztul, amikor odaér.
• Szerves anyagok bomlása.
  A szerves anyagok égése és bomlása során szén-dioxid keletkezik. Jelentős természetes szén-dioxid-kibocsátás kíséri az erdőtüzeket.

A szén-dioxid a természetben szénvegyületek formájában „tárolódik” ásványi anyagokban: szén, olaj, tőzeg, mészkő. Hatalmas CO2-tartalékok találhatók oldott formában a világ óceánjaiban.

A szén-dioxid felszabadulása egy nyitott tározóból limnológiai katasztrófához vezethet, mint például 1984-ben és 1986-ban. a kameruni Manoun és Nyos tavakban. Mindkét tó vulkáni kráterek helyén keletkezett - mára kihaltak, de a mélyben a vulkáni magma még szén-dioxidot bocsát ki, ami a tavak vizébe emelkedik és feloldódik bennük. Számos éghajlati és geológiai folyamat eredményeként a vizekben a szén-dioxid koncentrációja meghaladta a kritikus értéket. Hatalmas mennyiségű szén-dioxid került a légkörbe, amely lavinaként vonult le a hegyoldalakon. Körülbelül 1800 ember vált limnológiai katasztrófák áldozatává a kameruni tavakon.

Mesterséges szén-dioxid források

A szén-dioxid fő antropogén forrásai a következők:

• égési folyamatokhoz kapcsolódó ipari kibocsátások;
• autószállítás.

Hiába növekszik a környezetbarát közlekedés részaránya a világon, a világ lakosságának túlnyomó többségének nem lesz egyhamar lehetősége (vagy kedve) új autóra váltani.

Az ipari célú aktív erdőirtás a levegő szén-dioxid-CO2 koncentrációjának növekedéséhez is vezet.

A CO2 az anyagcsere (a glükóz és zsírok lebontása) egyik végterméke. A szövetekben kiválasztódik, és a hemoglobin segítségével a tüdőbe kerül, amelyen keresztül kilélegzik. Az ember által kilélegzett levegő körülbelül 4,5% szén-dioxidot (45 000 ppm) tartalmaz - 60-110-szer többet, mint a belélegzett levegőben.

A szén-dioxid nagy szerepet játszik a véráramlás és a légzés szabályozásában. A vér CO2-szintjének emelkedése a hajszálerek kitágulását okozza, így több vér jut át, ami oxigént juttat a szövetekbe, és eltávolítja a szén-dioxidot.

A légzőrendszert a szén-dioxid emelkedése is serkenti, nem pedig az oxigénhiány, mint amilyennek látszik. Valójában az oxigénhiányt a szervezet hosszú ideig nem érzi, és nagyon valószínű, hogy a ritka levegőben az ember elveszíti eszméletét, mielőtt levegőhiányt érezne. A CO2 stimuláló tulajdonságát a mesterséges lélegeztető készülékekben használják: ahol a szén-dioxidot oxigénnel keverik, hogy „beindítsák” a légzőrendszert.

A szén-dioxid és mi: miért veszélyes a CO2?

A szén-dioxid ugyanúgy szükséges az emberi szervezet számára, mint az oxigén. De akárcsak az oxigénnél, a szén-dioxid-többlet is károsítja a közérzetünket.

A levegőben lévő magas CO2 koncentráció a szervezet mérgezéséhez vezet, és hypercapnia állapotot okoz. Hypercapnia esetén az ember légzési nehézséget, hányingert, fejfájást tapasztal, és akár eszméletét is elveszítheti. Ha a szén-dioxid-tartalom nem csökken, akkor oxigén éhezés következik be. A helyzet az, hogy mind a szén-dioxid, mind az oxigén ugyanazon a „szállításon” - a hemoglobinon - mozog a szervezetben. Normális esetben együtt „utaznak”, a hemoglobinmolekula különböző helyeihez tapadva. Azonban a szén-dioxid megnövekedett koncentrációja a vérben csökkenti az oxigén hemoglobinhoz való kötődési képességét. Csökken az oxigén mennyisége a vérben, és hipoxia lép fel.

Ilyen egészségtelen következmények a szervezetre nézve akkor jelentkeznek, ha 5000 ppm-nél nagyobb CO2-tartalmú levegőt lélegzünk be (ez lehet például a bányák levegője). Az igazat megvallva, a hétköznapi életben gyakorlatilag soha nem találkozunk ilyen levegővel. A szén-dioxid jóval alacsonyabb koncentrációja azonban nem a legjobb hatással van az egészségre.

Egyes megállapítások szerint már 1000 ppm CO2 is fáradtságot és fejfájást okoz az alanyok felénél. Sokan még korábban kezdik érezni a fülledtséget és a kényelmetlenséget. A szén-dioxid-koncentráció további 1500-2500 ppm-re történő kritikus növekedésével az agy „lusta” kezdeményezni, feldolgozni az információkat és döntéseket hozni.

És ha az 5000 ppm-es szint szinte lehetetlen a mindennapi életben, akkor az 1000, sőt a 2500 ppm is könnyen része lehet a modern ember valóságának. A mi vizsgálataink azt mutatták, hogy a ritkán szellőztetett iskolai osztálytermekben a CO2-szint az idő nagy részében 1500 ppm felett marad, és néha 2000 ppm fölé is ugorhat. Minden okunk megvan azt hinni, hogy sok irodában, sőt lakásban is hasonló a helyzet.

A fiziológusok a 800 ppm-et az emberi jólét szempontjából biztonságos szén-dioxid-szintnek tartják.

Egy másik tanulmány összefüggést talált a CO2-szint és az oxidatív stressz között: minél magasabb a szén-dioxid szint, annál jobban szenvedünk az oxidatív stressztől, ami károsítja szervezetünk sejtjeit.

Szén-dioxid a Föld légkörében

Bolygónk légkörében mindössze 0,04% CO2 van (ez körülbelül 400 ppm), újabban pedig még kevesebb: a szén-dioxid csak 2016 őszén lépte át a 400 ppm-es határt. A tudósok az iparosodásnak tulajdonítják a légkör CO2-szintjének emelkedését: a 18. század közepén, az ipari forradalom előestéjén ez még csak körülbelül 270 ppm volt.

A múlt században különféle tanulmányokat végeztek a CO 2 emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásáról. A 60-as években O. V. Eliseeva tudós disszertációjában részletes tanulmányt készített arról, hogy a 0,1% (1000 ppm) és 0,5% (5000 ppm) közötti koncentrációjú szén-dioxid hogyan hat az emberi szervezetre, és arra a következtetésre jutott, hogy a rövid távú belélegzés A szén-dioxid ilyen koncentrációja egészséges embereknél a külső légzés, a vérkeringés és az agy elektromos aktivitásának jelentős romlását okozza. Javaslatai szerint a lakó- és középületek levegőjének CO 2 -tartalma nem haladhatja meg a 0,1%-ot (1000 ppm), az átlagos CO 2 -tartalom pedig körülbelül 0,05% (500 ppm).

A szakemberek tudják, hogy közvetlen kapcsolat van a CO 2 koncentráció és a fülledtség érzése között. Ez az érzés egészséges emberben már 0,08% (azaz 800 ppm) szinten jelentkezik. Bár a modern irodákban ez nagyon gyakran 2000 ppm vagy több. És előfordulhat, hogy az ember nem érzi a CO 2 veszélyes hatásait. Ha beteg emberről beszélünk, az érzékenységének küszöbe még jobban megnő.

A fiziológiai megnyilvánulások függését a levegő CO2-tartalmától a táblázat mutatja:

CO 2 szint, ppm	Fiziológiai megnyilvánulások az emberben
Légköri levegő 380-400	Ideális az egészséghez és a jó közérzethez.
400-600	Normál mennyiség. Gyerekszobákba, hálószobákba, irodákba, iskolákba és óvodákba ajánljuk.
600-1000	Vannak panaszok a levegő minőségével kapcsolatban. Az asztmás betegeknél gyakoribbak lehetnek a rohamok.
1000 felett	Általános kényelmetlenség, gyengeség, fejfájás, a koncentráció harmadára csökken, és nő a munkahibák száma. Negatív elváltozásokhoz vezethet a vérben, és megjelenhetnek a légzőrendszeri és keringési problémák is.
2000 felett	Nagyon megnő a munkahelyi hibák száma, a munkavállalók 70%-a nem tud a munkára koncentrálni.

A megemelkedett szén-dioxid-koncentrációjú belélegzés (hiperkapnia) főbb változásai a központi idegrendszerben jelentkeznek, és ezek fázisos jellegűek: először az idegképződmények ingerlékenységének növekedése, majd csökkenése. A kondicionált reflexaktivitás romlása 2%-hoz közeli koncentrációban figyelhető meg - csökken az agy légzőközpontjának ingerlékenysége, csökken a tüdő szellőző funkciója, a szervezet homeosztázisát (a belső környezet egyensúlyát) megzavarják akár károsítók is. sejtek vagy a receptorok irritációja egy bizonyos anyag nem megfelelő szintjével. Ha pedig a szén-dioxid-tartalom eléri az 5%-ot, akkor az agy kiváltott potenciáljainak amplitúdója jelentősen csökken, a spontán elektroencefalogram ritmusa deszinkronizálódik az agy elektromos aktivitásának további gátlásával.

Mi történik pontosan, ha megnő a szervezetbe kerülő levegő CO 2 koncentrációja? Növekszik a CO 2 parciális nyomása az alveolusokban, nő a vérben való oldhatósága, és gyenge szénsav képződik (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3), amely viszont H +-ra és HCCO3-ra bomlik. . A vér savassá válik, amit tudományosan gázacidózisnak neveznek. Minél magasabb a CO 2 koncentrációja a belélegzett levegőben, annál alacsonyabb a vér pH-ja és annál savasabb.

Amikor az acidózis elkezdődik, a szervezet először úgy védekezik, hogy növeli a bikarbonát koncentrációját a vérplazmában, amint azt számos biokémiai vizsgálat bizonyítja. Az acidózis kompenzálására a vesék intenzíven választanak ki H+-t és megtartják a HCSO 3 -ot. Ezután más pufferrendszerek és a test másodlagos biokémiai reakciói bekapcsolódnak. Mivel a gyenge savak, köztük a szénsav (H 2 CO 3 ) enyhén oldódó vegyületeket (CaCO 3) képezhetnek fémionokkal, ezért kövek formájában rakódnak le, elsősorban a vesékben.

Carl Schafer, az amerikai haditengerészet orvosi kutatólaboratóriumának tagja a különböző koncentrációjú szén-dioxid tengerimalacokra gyakorolt ​​hatásait vizsgálta. A rágcsálókat nyolc hétig 0,5%-os CO 2 -on tartottuk (az oxigén 21%-nál volt normális), ezt követően jelentős vese meszesedést mutattak. Még azután is megfigyelték, hogy a tengerimalacokat hosszabb ideig alacsonyabb – 0,3% CO 2 (3000 ppm) – koncentrációnak tették ki. De ez még nem minden. Shafer és munkatársai csontok demineralizációját tapasztalták sertéseknél nyolc hét 1%-os CO 2 expozíció után, valamint szerkezeti változásokat a tüdőben. A kutatók úgy tekintették ezeket a betegségeket, mint a szervezet alkalmazkodását a megemelkedett CO 2 -szintnek való krónikus expozícióhoz.

A hosszú távú hypercapnia (fokozott CO 2 ) sajátossága a hosszú távú negatív következményei. A légköri légzés normalizálódása ellenére az emberi szervezetben már régóta megfigyelhető a vér biokémiai összetételének megváltozása, az immunológiai állapot csökkenése, a fizikai stresszel és egyéb külső hatásokkal szembeni ellenállás.

Következtetés - a negatív következmények elkerülése érdekében ellenőrizni kell a belélegzett levegő szén-dioxid-tartalmát. Egy modern és megbízható készülék tökéletes erre a célra.

A légzés iránti érdeklődés hatalmas számú áramlat és légzésszabályozó megjelenéséhez vezetett: a sav-bázis egyensúly „szabályozásából” a keleti légzőrendszerek, számos műanyag eszköz, amelyekbe az emberek lélegzik, és bennük keresik boldogságukat. Sajnos a legtöbb ilyen mozgás sarlatán, bár racionális szemcséket tartalmaznak. Ez a cikk a szén-dioxidról szóló sorozat kezdete.

Megszoktuk, hogy az általunk kilélegzett szén-dioxid az emberi és állati szervezet számára szükségtelen anyag, amely negatívan hat és csak károsítja a szervezetet. Valójában ez nem igaz. A szén-dioxid erős szabályozó. De feleslege és hiánya is káros az egészségünkre. Sajnos ezt szinte soha nem veszik észre, ami betegségek és kóros állapotok kialakulásához vezet. Mindeközben az okok a felszínen rejlenek!

A viszonylag egészséges embereknél két fő szén-dioxid-probléma van. Hadd emlékeztesselek arra, hogy betegségekről nem fogunk beszélni!

1. Megnövekedett szénsavszint a vérben.

2. A szénsav szintjének csökkenése a vérben.

Ezt az állapotot hipokapniának nevezik, és leggyakrabban túl gyors légzés (hiperventiláció) esetén fordul elő. Ez gáz (légúti) alkalózis kialakulásához vezet - a sav-bázis egyensúly szabályozásának megsértéséhez. A tüdő hiperventilációja következtében alakul ki, ami a CO 2 túlzott eltávolításához vezet a szervezetből, és az artériás vérben a szén-dioxid részleges feszültségének 35 Hgmm alá csökkenéséhez vezet. Art., azaz hipokapniára.

Szeretnék rámutatni, hogy a hiperventiláció a stresszválasz része. Ne feledje, milyen gyakran vesz levegőt egy sportoló verseny előtt! És ez tényleg segíteni fog az izmain! A hiperventiláció kezdetben adaptív természetű, evolúciósan kialakult „induló” reakciót jelent a stresszre válaszul, és a fizikai cselekvésre irányul.

Így egy primitív populációban az ember a természettel közvetlen konfrontációban erős fizikai és biológiai hatásoknak volt kitéve, és nem védte semmi más, mint a test természetes erői, biztosítva a felkészültséget a különböző intenzitású fizikai aktivitásra (védelem, agresszió, menekülés a veszély elől). Erre a célra fejlesztették ki és evolúciós módon konszolidálták a hiperventilációt, melynek fő mechanizmusai az erős izomfeszülés biztosítását célozzák!

Valójában a hipokapnia újraelosztja a véráramlást, és a vért az izmokhoz irányítja azáltal, hogy csökkenti a véráramlást a szívben, az agyban, a gyomor-bélrendszerben, a májban és a vesékben. Az alkalózis és a sympathadrenerg (emelkedett adrenalinszint!) az intracelluláris ionizált Ca++ - az izomsejtek kontraktilis tulajdonságainak fő természetes aktivátora - növekedéséhez vezet. Így a hiperventiláció gyorsabbá, intenzívebbé és tökéletesebbé teszi a stresszre adott motoros választ.

Szituációs stressz által kiváltott hiperventilláció egészséges emberben a stressz végével leáll.

De hosszan tartó pszicho-érzelmi stressz esetén számos ember légzési szabályozási zavart tapasztal, és a hiperventillációs légzési mintázat megszilárdulhat, ami a krónikus neurogén hiperventiláció jelenségét idézi elő. A túlzott légzés ilyen esetekben a beteg stabil jellemzőjévé válik, állandósítja a homeosztázis hiperventilációs zavarait - hipokapniát és alkalózist, amelyek természetesen szomatikus betegségekké fejlődhetnek. Erről később beszélünk.

Addig is, először a szén-dioxid szerepe a szervezetben:

1. A szén-dioxid az egyik legfontosabb közvetítő a véráramlás szabályozásában. Erős értágító (ereket tágító). Ennek megfelelően, ha a szövetben vagy a vérben megemelkedik a szén-dioxid szintje (például intenzív anyagcsere miatt - mondjuk edzés, gyulladás, szövetkárosodás, vagy a véráramlás akadályozása, szöveti ischaemia miatt), akkor a hajszálerek kitágulnak. , ami fokozott véráramláshoz és ennek megfelelően fokozza a szövetek oxigénszállítását és a felhalmozódott szén-dioxid szövetekből történő szállítását. Amikor a CO2 1 Hgmm-rel csökken. a vérben az agyi véráramlás 3-4%-kal, a szív véráramlása 0,6-2,4%-kal csökken. Amikor a CO2 20 Hgmm-re csökken. a vérben (a hivatalos norma fele), az agy vérellátása a normál állapotokhoz képest 40%-kal csökken.

2. Erősíti az izomösszehúzódást (szív és izmok). A szén-dioxid bizonyos koncentrációkban (megnövekedett, de még nem éri el a toxikus értékeket) pozitív inotróp és kronotróp hatást fejt ki a szívizomra, és növeli annak adrenalinérzékenységét, ami a szívösszehúzódások erősségének és gyakoriságának, valamint a szívműködés mértékének növekedéséhez vezet. kibocsátás, és ennek következtében a stroke és a perc vérmennyiség. Ez segít a szöveti hipoxia és hypercapnia (megnövekedett szén-dioxid szint) korrigáltatásában is.

3. Befolyásolja az oxigént. A szövetek oxigénellátása a vér szén-dioxid-tartalmától függ (Verigo-Bohr hatás). A hemoglobin a vérplazma oxigén- és szén-dioxid-tartalmától függően vesz fel és bocsát ki oxigént. A szén-dioxid parciális nyomásának csökkenésével az alveoláris levegőben és a vérben az oxigén affinitása a hemoglobinhoz nő, ami megnehezíti az oxigén átmenetét a kapillárisokból a szövetekbe.

4. Fenntartja a sav-bázis egyensúlyt. A bikarbonát ionok nagyon fontosak a vér pH-jának szabályozásában és a normál sav-bázis egyensúly fenntartásában. A légzésszám befolyásolja a vér szén-dioxid-tartalmát. A gyenge vagy lassú légzés légúti acidózist okoz, míg a gyors és túlzottan mély légzés hiperventillációhoz és légúti alkalózis kialakulásához vezet.

5. Részt vesz a légzés szabályozásában. Bár szervezetünknek oxigénre van szüksége az anyagcseréhez, az alacsony oxigénszint a vérben vagy a szövetekben általában nem serkenti a légzést (vagy inkább az alacsony oxigénszint légzésre gyakorolt ​​serkentő hatása túl gyenge, és későn, nagyon alacsony oxigénszint mellett „kapcsol be” a vér, amelynél az ember gyakran már elveszti az eszméletét). Normális esetben a légzést a vér szén-dioxid szintjének emelkedése serkenti. A légzőközpont sokkal érzékenyebb a megnövekedett szén-dioxid-szintre, mint az oxigénhiányra.

Források:

0

A CO 2 toxikus hatásainak emberi szervezetre gyakorolt ​​hatásának tanulmányozása a biológia és az orvostudomány számára jelentős gyakorlati érdeklődésre tart számot.

A hermetikus kabin gáznemű környezetében a CO 2 forrása mindenekelőtt maga az ember, mivel a CO 2 az anyagcsere egyik fő végterméke, amely az ember és az állat szervezetében az anyagcsere során képződik. Nyugalomban az ember körülbelül 400 liter CO 2 -t bocsát ki naponta, fizikai munka során jelentősen megnő a CO 2 képződése és ennek megfelelően a szervezetből való felszabadulása. Ezenkívül figyelembe kell venni, hogy a rothadás és az erjedés során folyamatosan CO 2 képződik. A szén-dioxid színtelen, gyenge szagú és savanyú ízű. Ezen tulajdonságok ellenére, amikor az IHA-ban több százalékig felhalmozódik a CO 2, jelenléte az ember számára láthatatlan, mivel a fent említett tulajdonságok (szaglás és íz) láthatóan csak nagyon magas CO 2 koncentrációknál mutathatók ki.

Breslav tanulmányai, amelyekben az alanyok „szabadon választották” a gázkörnyezetet, kimutatták, hogy az emberek csak akkor kezdik elkerülni az IGA-t, ha a benne lévő P CO 2 meghaladja a 23 Hgmm-t. Művészet. Ugyanakkor a CO 2 kimutatási reakciója nem a szaghoz és az ízhez kapcsolódik, hanem a testre gyakorolt ​​​​hatásának megnyilvánulásához, elsősorban a tüdő szellőzésének növekedéséhez és a fizikai teljesítmény csökkenéséhez.

A Föld légköre kis mennyiségű CO 2 -t (0,03%) tartalmaz, ami az anyagok keringésében való részvételének köszönhető. A belélegzett levegő CO 2 -tartalmának tízszeres növekedése (akár 0,3%-kal) még nincs észrevehető hatással az emberi életre és teljesítményre. Egy személy nagyon hosszú ideig maradhat ilyen gázkörnyezetben, megőrizve normális egészségét és magas szintű teljesítményét. Ez valószínűleg annak tudható be, hogy az élet során a szövetekben a CO 2 képződése jelentős ingadozásoknak van kitéve, amelyek több mint tízszeres változást mutatnak a belélegzett levegő ezen anyag tartalmában. A P CO 2 jelentős növekedése az IGA-ban természetes változásokat okoz az élettani állapotban. Ezeket a változásokat elsősorban a központi idegrendszerben, a légzésben, a vérkeringésben fellépő funkcionális változások, valamint a sav-bázis egyensúly megváltozása és az ásványi anyagcsere zavarai okozzák. A hypercapnia során bekövetkező funkcionális változások természetét a belélegzett gázkeverékben lévő PCO 2 értéke és ennek a tényezőnek a szervezetnek való expozíciós ideje határozza meg.

Még Claude Bernard is kimutatta a múlt században, hogy a hermetikusan zárt, nem szellőztetett helyiségekben való hosszú tartózkodás során a súlyos patológiás állapot kialakulását okozó fő ok az állatoknál a belélegzett levegő CO 2 -tartalmának növekedésével függ össze. Állatkísérletekben a CO 2 fiziológiai és kóros hatásainak mechanizmusát vizsgálták.

A hypercapnia hatásának fiziológiai mechanizmusa általánosságban megítélhető az 1. ábrán látható diagram alapján. 19.

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy az IGA-ban való hosszú távú tartózkodás esetén, amikor a P CO 2 60-70 Hgmm-re emelkedik. Művészet. sőt a fiziológiai reakciók természete és mindenekelőtt a központi idegrendszer reakciói jelentősen megváltoznak. Ez utóbbi esetben a stimuláló hatás helyett, amint azt az 1. ábra mutatja. 19, a hypercapnia nyomasztó hatású, és már kábítószeres állapot kialakulásához vezet. Gyorsan előfordul olyan esetekben, amikor a P CO 2 100 Hgmm-re emelkedik. Művészet. és magasabb.

Megnövekedett pulmonalis lélegeztetés a P CO 2 emelkedésével az IHA-ban 10-15 Hgmm-re. Művészet. és magasabbat legalább két mechanizmus határozza meg: a légzőközpont reflex stimulációja az érzónák kemoreceptoraiból, és elsősorban a sino-corotis, valamint a légzőközpont stimulálása a központi kemoreceptorokból. A pulmonalis szellőzés növekedése a hiperkapnia során a szervezet fő adaptív reakciója, amelynek célja a Pa CO 2 normál szinten tartása. Ennek a reakciónak a hatékonysága az IHA-ban lévő P CO 2 növekedésével csökken, mivel a pulmonalis lélegeztetés fokozódó növekedése ellenére a Pa CO 2 is folyamatosan növekszik.

A Pa CO 2 növekedése antagonista hatással van az értónust szabályozó központi és perifériás mechanizmusokra. A CO 2 vazomotoros centrumra és a szimpatikus idegrendszerre kifejtett stimuláló hatása meghatározza az érösszehúzó hatást, és a perifériás ellenállás növekedéséhez, a pulzusszám növekedéséhez és a perctérfogat növekedéséhez vezet. Ugyanakkor a CO 2 közvetlen hatással van az erek izomfalára, elősegítve azok tágulását.

Rizs. 19. A CO 2 fiziológiai és patofiziológiai hatásának mechanizmusai az állatok és az emberek testére (Malkin szerint)

Ezen antagonista hatások kölcsönhatása végső soron meghatározza a kardiovaszkuláris rendszer reakcióit a hypercapnia során. A fentiekből arra a következtetésre juthatunk, hogy a centrális érösszehúzó hatás éles csökkenése esetén a hypercapnia collaptoid reakciók kialakulásához vezethet, amelyeket egy állatkísérletben észleltek, a szén-dioxid-tartalom jelentős növekedése mellett. IGA.

A szövetekben a P CO 2 nagymértékű növekedésével, amely elkerülhetetlenül előfordul az IGA-ban a P CO 2 jelentős növekedése mellett, a kábítószer-állapot kialakulása figyelhető meg, amelyet az anyagcsere szintjének egyértelműen kifejezett csökkenése kísér. . Ez a reakció adaptívnak értékelhető, mivel a szövetekben a CO 2 képződés meredek csökkenéséhez vezet egy olyan időszakban, amikor a transzportrendszerek, beleértve a vérpufferrendszereket is, már nem képesek fenntartani a Pa CO 2 -t - a szövetek legfontosabb állandóját. a belső környezet a normálishoz közeli szinten.

Fontos, hogy az akut hypercapnia kialakulása során a különböző funkcionális rendszerek reakcióinak küszöbe nem azonos.

Így a hiperventiláció kialakulása már az IGA-ban a P CO 2 10-15 Hgmm-re történő növekedésével nyilvánul meg. Art., és 23 Hgmm-nél. Művészet. ez a reakció meglehetősen hangsúlyossá válik - a szellőzés majdnem kétszeresére nő. A tachycardia kialakulása és a vérnyomás emelkedése akkor jelentkezik, amikor a P CO 2 az IHA-ban 35-40 Hgmm-re emelkedik. Művészet. A kábító hatást még magasabb P CO 2 értékeknél észlelték az IGA-ban, körülbelül 100-150 Hgmm. Art., míg a CO 2 serkentő hatását az agykéreg neuronjaira 10-25 Hgmm nagyságrendű P CO 2 -nál észlelték. Művészet.

Most röviden megvizsgáljuk az IHA-ban található P CO 2 különböző értékeinek hatásait az egészséges ember testére.

A hiperkapniával szembeni rezisztencia megítélésében és a CO 2 normalizálásában nagy jelentőséggel bírnak azok a vizsgálatok, amelyekben az alanyok, gyakorlatilag egészséges emberek IHA állapotában voltak túlzott P CO 2 értékek mellett. Ezek a vizsgálatok megállapították a központi idegrendszer, a légzés és a vérkeringés reakcióinak természetét és dinamikáját, valamint a teljesítmény változásait az IHA P CO 2 különböző értékeinél.

Egy személy viszonylag rövid ideig tartó IHA-körülmények között történő tartózkodása során P CO 2 -vel, legfeljebb 15 Hgmm-ig. Art., az enyhe légúti acidózis kialakulása ellenére a fiziológiás állapotban jelentős változást nem észleltek. Azok a személyek, akik több napig ilyen környezetben tartózkodtak, megőrizték a normális szellemi teljesítményt, és nem jelentkeztek egészségi állapotuk megromlására utaló panaszok; csak 15 Hgmm P CO 2 -nál. Art., egyes alanyok a fizikai teljesítmény csökkenését észlelték, különösen nehéz munkavégzés során.

A P CO 2 növekedésével az IGA-ban 20-30 Hgmm-re. Művészet. Az alanyok egyértelműen kifejezett légúti acidózist és fokozott pulmonalis lélegeztetést mutattak. A pszichológiai tesztek végrehajtásának sebességének viszonylag rövid távú növekedése után az intellektuális teljesítmény szintjének csökkenése volt megfigyelhető. A nehéz fizikai munka végzésének képessége is érezhetően csökkent. Éjszakai alvászavart észleltek. Sok alany panaszkodott fejfájásra, szédülésre, légszomjra és levegőhiány érzésére fizikai munkavégzés közben.

Rizs. 20. A CO 2 toxikus hatásának különböző hatásainak osztályozása a P CO 2 IGA-ban mért értékétől függően (Schaeffer, King, Nevison adatai alapján Roth és Billings állította össze)

I - közömbös zóna;

L - kisebb fiziológiai változások zónája;

III - súlyos kényelmetlenség zóna;

IV - mély funkcionális zavarok zónája, veszteség

A tudat – közömbös zóna;

B - kezdeti funkcionális rendellenességek zónája;

A mély jogsértések korszakában

A P CO 2 növekedésével az IGA-ban 35-40 Hgmm-re. Művészet. Az alanyoknál a pulmonalis lélegeztetés 3-szorosára vagy többre nőtt. Funkcionális változások jelentek meg a keringési rendszerben: megemelkedett a pulzusszám, emelkedett a vérnyomás. Az ilyen IHA-ban való rövid tartózkodás után az alanyok fejfájásra, szédülésre, látásromlásra és térbeli tájékozódásuk elvesztésére panaszkodtak. Még enyhe fizikai tevékenység végzése is jelentős nehézségekkel járt, és súlyos légszomj kialakulásához vezetett. A pszichológiai tesztek elvégzése is nehézkes volt, az intellektuális teljesítmény pedig érezhetően csökkent. A P CO 2 növekedésével az IGA-ban több mint 45-50 Hgmm. Művészet. az akut hiperkapniás rendellenességek nagyon gyorsan - 10-15 percen belül - jelentkeztek.

A szakirodalomban a CO 2 toxikus hatásaival szembeni emberi ellenállásra vonatkozó adatok általánosítása, valamint a magas CO 2 tartalmú IGA-ban való tartózkodás maximális időtartamának meghatározása nehézségekbe ütközik. Elsősorban annak a ténynek köszönhető, hogy az ember hiperkapniával szembeni ellenállása nagymértékben függ a fiziológiai állapottól, és mindenekelőtt az elvégzett fizikai munka mennyiségétől. A legtöbb ismert munkában olyan alanyokkal végeztek vizsgálatokat, akik viszonylagos nyugalomban voltak, és csak időszakonként végeztek különféle pszichológiai teszteket.

Az ezekben a munkákban kapott eredmények általánosítása alapján a hypercapnia toxikus hatásának négy különböző zónájának feltételes azonosítását javasolták az IHA P CO 2 értékétől függően (20. ábra).

A fiziológiás reakciók kialakulásában és a hiperkapniával szembeni emberi rezisztencia szempontjából jelentős jelentőséggel bír a belélegzett gázelegy P CO 2 értékének növekedési üteme. Ha egy személyt magas PCO 2 -tartalmú IGA-ba helyeznek, valamint amikor átállítják CO 2 -vel dúsított gázkeverék légzésére, az RA CO 2 gyors növekedése a hiperkapniás rendellenességek akutabb lefolyásával jár, mint egy a P CO 2 lassú növekedése az IHA-ban. Szerencsére ez utóbbi jellemzőbb a CO 2 toxikus hatásaira űrrepülési körülmények között, hiszen az űrrepülőgép-kabinok egyre növekvő térfogata határozza meg a levegőregeneráló rendszer meghibásodása esetén a P CO 2 viszonylag lassú növekedését az IGA-ban. A hypercapnia akutabb lefolyása akkor fordulhat elő, ha az űrruha regeneráló rendszer meghibásodik. Akut hypercapnia esetén a CO 2 toxikus hatásának minőségileg eltérő megnyilvánulásait meghatározó zónák pontos körülhatárolásának nehézsége a P CO 2 értékétől függően az „elsődleges adaptációs” fázis jelenlétével jár, amelynek időtartama kb. hosszabb, annál magasabb a CO 2 koncentráció. A lényeg az, hogy miután az ember gyorsan belép egy magas CO 2 -koncentrációt tartalmazó IHA-ba, a szervezetben kifejezett változások következnek be, amelyeket általában fejfájás, szédülés, térbeli tájékozódási zavarok, látászavarok, hányinger kísérnek. , levegőhiány , mellkasi fájdalom. Mindez oda vezetett, hogy a vizsgálat gyakran 5-10 perc után leállt. miután az alany hiperkapniás IHA-ra vált át.

Közzétett tanulmányok azt mutatják, hogy a P CO 2 növekedésével az IGA-ban 76 Hgmm-re. Művészet. az ilyen instabil állapot fokozatosan elmúlik, és megjelenik a megváltozott gázkörnyezethez való részleges alkalmazkodás. Az alanyok intellektuális teljesítőképessége némileg normalizálódik, ezzel párhuzamosan mérséklődnek a fejfájás, szédülés, látászavarok stb. panaszai Az instabil állapot időtartamát az határozza meg, hogy az RA CO 2 mennyi idő alatt növekszik és folyamatosan növekszik pulmonalis lélegeztetésben figyelhető meg. Nem sokkal az RA CO 2 és a pulmonalis lélegeztetés új szintjén történő stabilizálása után a részleges adaptáció fejlődése figyelhető meg, amelyet az alanyok jólétének és általános állapotának javulása kísér. Az akut hypercapnia kialakulásának ilyen dinamikája az IGA-ban nagy P CO 2 értékek mellett volt az oka annak, hogy a különböző kutatók jelentős eltéréseket tapasztaltak a személy ilyen körülmények között való tartózkodásának lehetséges idejére vonatkozóan.

ábrán. 20, a P CO 2 különböző értékeinek hatásának értékelése során, bár az „elsődleges adaptációt” időben figyelembe veszik, nem utal arra, hogy egy személy fiziológiai állapota eltérő lenne az IGA-ban való tartózkodás különböző időszakaiban. magas CO 2 tartalommal. Még egyszer tanácsos megjegyezni, hogy az ábrán bemutatott eredmények. 20-at olyan vizsgálatok során szereztek, amelyek során az alanyok nyugalomban voltak. E tekintetben a megfelelő korreláció nélkül kapott adatok nem használhatók fel az űrhajósok élettani állapotában bekövetkező változások előrejelzésére az IGA-ban bekövetkező CO 2 felhalmozódás esetén, mivel a repülés során szükség lehet változó intenzitású fizikai munka végzésére.

Megállapítást nyert, hogy a CO 2 mérgező hatásaival szembeni ellenállása az általa végzett fizikai aktivitás növekedésével csökken. Ebből a szempontból nagy gyakorlati jelentőséggel bírnak azok a vizsgálatok, amelyekben a CO 2 toxikus hatását gyakorlatilag egészséges, változó súlyosságú fizikai munkát végző embereken vizsgálnák. Sajnos az irodalomban kevés ilyen információ található, ezért ez a kérdés további tanulmányozást igényel. Ennek ellenére a rendelkezésre álló adatok alapján célszerűnek tartottuk bizonyos közelítéssel jelezni az IGA-ban való tartózkodás és különféle fizikai tevékenységek végzésének lehetőségét, a benne lévő P CO 2 értékétől függően.

Amint az a táblázatban megadott adatokból látható. 6, a P CO 2 15 Hgmm-re emelkedésével. Művészet. nehéz fizikai munka hosszú távú elvégzése nehéz; amikor a P CO 2 25 Hgmm-re emelkedik. Művészet. A közepesen nehéz munka elvégzésének képessége már korlátozott, és érezhetően nehézkes a nehéz munka elvégzése. A P CO 2 35-40 Hgmm-re való növekedésével. Művészet. a könnyű munka elvégzésének képessége korlátozott. Amikor a P CO 2 60 Hgmm-re emelkedik. Művészet. és még több, annak ellenére, hogy egy nyugalmi állapotban lévő személy még egy ideig ilyen IHA-ban lehet, már most kiderül, hogy gyakorlatilag nem tud semmilyen munkát végezni. Az akut hypercapnia negatív hatásainak enyhítésére a legjobb megoldás az, ha az áldozatokat „normál” légkörbe helyezzük.

Számos szerző tanulmányának eredményei azt mutatják, hogy a hosszú ideig megnövekedett PCO 2-szintű IHA-ban szenvedők gyors átállása tiszta oxigén vagy levegő légzésére gyakran közérzetük és általános állapotuk romlását okozza. Ezt az éles formában kifejezett jelenséget először állatkísérletek során fedezték fel, és P. M. Albitsky írta le, aki a CO 2 fordított hatásának nevezte el. A fentiekkel kapcsolatban azokban az esetekben, amikor az embereknél hiperkapnikus szindróma alakul ki, fokozatosan ki kell venni a CO 2 -vel dúsított IGA-ból, viszonylag lassan csökkentve benne a P CO 2 -t. A hiperkapnikus szindróma megállítására tett kísérletek lúgok – Tris puffer, szóda stb. – bevezetésével nem jártak tartósan pozitív eredménnyel, annak ellenére, hogy a vér pH-ja részlegesen normalizálódott.

Bizonyos gyakorlati jelentőséggel bír az ember fiziológiai állapotának és teljesítményének tanulmányozása olyan esetekben, amikor az IGA regenerációs egységének meghibásodása következtében a P O 2 egyszerre csökken, és a P CO 2 növekszik.

A CO 2 jelentős mértékű növekedésével és az O 2 megfelelő csökkenésével, ami zárt, kis térfogatú légzés esetén következik be, amint azt Holden és Smith tanulmányai kimutatták, a fiziológiai állapot és a jólét meredek romlása. Az alanyok esetében a belélegzett gázelegy CO 2 -tartalmának 5-6%-os növekedését figyelték meg (P CO 2 -38-45 Hgmm), annak ellenére, hogy az O 2 -tartalom csökkenése ebben az időszakban még viszonylag kicsi. A hypercapnia és a hypoxia lassabb kialakulásával, amint azt sok szerző jelzi, észrevehető teljesítmény- és fiziológiai állapotromlás figyelhető meg, amikor a P CO 2 25-30 Hgmm-re emelkedik. Művészet. és a P O 2 ennek megfelelő csökkenése 110-120 Hgmm-re. Művészet. Karlin és munkatársai szerint 3% CO 2 (22,8 Hgmm) és 17% O 2 tartalmú IGA 3 napos expozíciójával az alanyok teljesítménye észrevehetően csökkent. Ezek az adatok némileg ellentmondanak azoknak a tanulmányoknak az eredményeivel, amelyek viszonylag kis teljesítménybeli változásokat észleltek még az O 2 jelentősebb (akár 12%-os) csökkenése mellett is az IGA-ban, és a CO 2 3%-os növekedése mellett is.

A hypercapnia és a hypoxia egyidejű kialakulásával a toxicitás fő tünete a légszomj. A tüdő szellőzésének mértéke ebben az esetben jelentősebbnek bizonyul, mint azonos nagyságrendű hypercapnia esetén. Sok kutató szerint a pulmonalis lélegeztetés ilyen jelentős növekedését az határozza meg, hogy a hipoxia megnöveli a légzőközpont CO 2 érzékenységét, ami a CO 2 többlet és az O 2 hiányának együttes hatását eredményezi.

az IHA-ban nem ezeknek a tényezőknek az additív hatásához, hanem azok erősítéséhez vezet. Ez azért ítélhető meg, mert a pulmonalis lélegeztetés mértéke nagyobbnak bizonyul, mint amennyinek lennie kellett volna, ha az RA O 2 csökkenésének és az RA CO 2 növekedésének hatását egyszerűen összeadjuk.

Ezen adatok és a megfigyelt fiziológiás állapot zavarainak jellege alapján arra a következtetésre juthatunk, hogy a kóros állapotok kialakulásának kezdeti periódusában a hiperkapniához tartozik a vezető szerep olyan helyzetekben, amikor a regenerációs rendszer teljes meghibásodása következik be.

A HYPERCAPNIA KRÓNIKUS HATÁSAI

Az emelkedett szintek emberi szervezetre és állatokra gyakorolt ​​hosszú távú hatásainak tanulmányozása; Az IGA-ban mért P CO 2 értékek lehetővé tették annak megállapítását, hogy a CO 2 krónikus toxikus hatásának klinikai tüneteinek megjelenését a sav-bázis egyensúly természetes változásai előzik meg - légúti acidózis kialakulása, ami anyagcserezavarokhoz vezet. Ebben az esetben eltolódások következnek be az ásványi anyagcserében, amelyek nyilvánvalóan adaptív jellegűek, mivel hozzájárulnak a sav-bázis egyensúly megőrzéséhez. Ezeket a változásokat a vér kalciumszintjének időszakos növekedése, valamint a csontszövet kalcium- és foszforszintjének változása alapján lehet megítélni. Tekintettel arra, hogy a kalcium a CO 2 -vel alkotott vegyületekbe kerül, a Pa CO 2 növekedésével megnő a csontokban a kalciummal kapcsolatos CO 2 mennyisége. Az ásványi anyagcsere eltolódásai következtében olyan helyzet áll elő, amely elősegíti a kiválasztó rendszerben a kalcium-sók képződését, ami vesekő kialakulását eredményezheti. Ennek a következtetésnek az érvényességét jelzik egy rágcsálókon végzett vizsgálat eredményei, amelyekben hosszú távú, 21 Hgmm P CO 2 -tartalmú IGA-ban történő karbantartás után. Művészet. felette pedig veseköveket találtak.

Az emberek bevonásával végzett vizsgálatok során azt is megállapították, hogy hosszú távú IHA-ban való tartózkodás esetén a P CO 2 meghaladja a 7,5-10 Hgmm-t. Art. szerint a normál fiziológiai állapot és teljesítőképesség látszólagos megőrzése ellenére az alanyok anyagcsere-elváltozásokat tapasztaltak a mérsékelt gázacidózis kialakulása miatt.

Így a Hideout hadművelet során az alanyok 42 napot töltöttek egy tengeralattjáróban IGA körülmények között, amelyek 1,5% CO 2-t (P CO 2 - 11,4 Hgmm) tartalmaztak. Az alapvető élettani paraméterek, mint a testsúly és hőmérséklet, a vérnyomás és a pulzusszám jelentős változás nélkül maradtak. A légzés, a sav-bázis egyensúly és a kalcium-foszfor anyagcsere tanulmányozása során azonban olyan eltolódásokat fedeztek fel, amelyek adaptív jellegűek. A vizelet és a vér pH-értékének változásai alapján azt találták, hogy körülbelül a 24. naptól kezdve az 1,5% CO 2 -tartalmú IGA-ban való tartózkodástól kezdve az alanyoknál kompenzálatlan gázacidózis alakult ki. Amikor fiatal, egészséges férfiak egy hónapot töltöttek 1% CO 2 -tartalmú IHA-ban, S. G. Zharov és munkatársai szerint az alanyoknál nem észleltek változást a vér pH-jában, annak ellenére, hogy az RA CO 2 enyhe és 8-12%-kal nőtt. pulmonalis lélegeztetésben, ami enyhe kompenzált gázacidózisra utal.

Az alanyok hosszú távú (30 napos) tartózkodása 2%-ra emelt CO 2 -tartalmú IHA-ban a vér pH-jának csökkenéséhez, a PA CO 2 növekedéséhez és a pulmonalis lélegeztetés 20-25%-os növekedéséhez vezetett. Nyugalmi körülmények között az alanyok jól érezték magukat, de intenzív fizikai tevékenység végzése során néhányan fejfájásra és gyors fáradtságra panaszkodtak.

Amikor 3% CO 2 (P CO 2 - 22,8 Hgmm) IGA-ban tartózkodtak, az alanyok többsége egészségi állapotának romlását észlelte. Ebben az esetben a vér pH-jának változása a kompenzálatlan gázacidózis gyors kialakulását jelzi. Az ilyen környezetben való tartózkodás, bár sok napig lehetséges, mindig kellemetlen érzés kialakulásával és a teljesítmény fokozatos csökkenésével jár.

E vizsgálatok eredményeként arra a következtetésre jutottak, hogy egy személy hosszú távú (sok hónapos) IGA-ban való tartózkodása 7,5 Hgmm-t meghaladó P CO 2 -vel. Art., nem kívánatos, mivel a CO 2 krónikus toxikus hatásainak megnyilvánulásához vezethet. Egyes kutatók azt mutatják, hogy ha egy személy 3-4 hónapig IGA-ban tartózkodik, a P CO 2 -érték nem haladhatja meg a 3-6 Hgmm-t. Művészet..

Így a hypercapnia krónikus befolyásának átfogó hatásának értékelése során egyetérthetünk K. Schaefer véleményével arról, hogy tanácsos a P CO 2 növekedésének három fő szintjét azonosítani az IGA-ban, amelyek meghatározzák a hypercapnia eltérő toleranciáját az IGA-ban. egy személy. Az első szint az IGA-ban a P CO 2 4-6 Hgmm-re történő növekedésének felel meg. Művészet.; a szervezetre gyakorolt ​​jelentős hatás hiánya jellemzi. A második szint az IGA-ban a P CO 2 11 Hgmm-re történő növekedésének felel meg. Művészet. Ebben az esetben az alapvető élettani funkciók és teljesítmény nem mennek át jelentős változásokon, azonban a légzési, szabályozási változások lassan fejlődnek.

sav-bázis egyensúly és elektrolit anyagcsere, ami kóros elváltozásokat eredményezhet.

A harmadik szint a P CO 2 emelkedése 22 Hgmm-re. Művészet. és magasabb - a teljesítmény csökkenéséhez, a fiziológiai funkciók kifejezett megváltozásához és a kóros állapotok kialakulásához vezet különböző időszakokban.

Kivonat letöltése: Nincs hozzáférése a fájlok letöltéséhez a szerverünkről.