Вопрос 1. Физиология дыхания.

Введение.

Известно, что жизнь организма возможна только при условии по­полнения энергии, которая непрерывно расходуется. Свои энергетические расходы организм покрывает за счет той энергии, которая освобождается при окислении питательных веществ, а для обеспечения окислительных процессов необходимо постоянное поступление кислорода. Однако при окислительных процессах образуются продукты распада, в первую очередь углекислый газ, который должен быть удален из организма. Эти функции осуществляют органы дыхания и кровообращения.

Вопрос 1. Физиология дыхания.

Дыхание — сложный, непрерывно совершающийся процесс, сос­тоящий как бы из трех фаз:

- внешнего дыхания, обеспечивающего газообмен между внешней
средой и кровью;

- транспортировки газов кровью;

- внутреннего или тканевого дыхания, заключающегося в исполь­
зовании доставленного кислорода на окислительные нужды.

Внешнее дыхание у человека осуществляется легкими.

Дыхательные пути начинаются от входных отверстий носа и рта и продолжаются через дыхательное горло (гортань) и трахею. Последняя делится на бронхи, каждый из которых, последовательно раздваиваясь, образует так называемое бронхиальное дерево. Бронхи самого малого диа­метра — бронхиолы — заканчиваются расширеньями — легочными пузырь­ками (альвеолами). В легких человека находится около 700 млн. альвеол, диаметром 0, 2 мм каждая, и составляют общую площадь легких примерно 90 м². Через альвеолы кислород поступает в кровь, которая расходится по кровеносной системе, отдавая для питания тканям кислород и принимая углекислый газ.

Так как газообмен происходит только в альвеолах, то все дыхательное пространство, начиная от входных сечений носа и рта, названо " мертвым" или " вредным" пространством.

Дыхательный центр находится в заднем головном мозгу, а дыхате­льные движения регулируются рефлекторно. В стенках легких находятся окончания центростремительных волокон блуждающего нерва. При нервном импульсе на дыхательные (межреберные) мышцы они сокращаются и грудная клетка увеличивается в объеме. Благодаря эластичности стенок и отрицательному давлению между легкими и серозной поверхностью груд­ной клетки, легкие растягиваются — происходит вдох.

Растяжение стенок легких раздражает окончания центростремите­льных волокон блуждающего нерва, это возбуждение поступает к дыхате­льному центру и тормозит его деятельность. Дыхательные мышцы перестают получать возбуждение и расслабляются, грудная клетка опускается, объем ее уменьшается и происходит выдох. Таким образом, происходит как бы саморегуляция: вдох вызывает выдох, а выдох — вдох. В спокойном состоя­нии человек делает 12-20 вдохов и выдохов в минуту, весной частота дыха­ния в среднем на 1/3 выше, чем осенью.

Жизненная емкость легких определяется спирометром — прибором для измерения количества воздуха, выделенного при максимальном выдохе после глубокого вдоха. Объем воздуха в легких измеряется с точностью до 100 см³. У мужчин на 1 кг веса должно быть в среднем 60 м³ воздуха. Напри­мер, при весе 70 кг нормальная жизненная емкость легких 4200 см³.

При тяжелой и очень тяжелой работе в кислородных изолирующих противогазах (КИП), когда на организм действует физическая нагрузка, в органах дыхания происходят некоторые изменения:

- увеличивается " мертвое" пространство. Это происходит в результате
расслабления поперечно-гладких мышечных волокон;

- учащаются дыхательные движения в результате нервных влияний
и накоплений в крови угольной кислоты;

- повышается легочная вентиляция.
Температурно-влажностный режим дыхательной системы КИП —

теплопроводный, дыхательная смесь в дыхательном мешке имеет почти такую же температуру, как и окружающая среда. Поэтому при работе в подвалах или трюмах корабля с высокой температурой, дыхательная смесь сильно нагревается и отрицательно действует на психику газодымозащит-ника. Относительная влажность дыхательной смеси в противогазе под­держивается до 100% за счет паров воды при выдыхании, 18, 5% влажности химпоглотителя и пота с лицевой части тела.

Дыхание в средствах индивидуальной защиты органов дыхания и зрения (СИЗОД) должно быть не частым, а глубоким и равномерным. Вдыхать следует через рот, а выдыхать — через нос. Выдох должен быть несколько длиннее вдоха. Одним из способов отработки правильного дыхания является упражнение в кратковременном беге с подсчетом для контроля числа шагов. При этом на три шага производится вдох, на пять — выдох.

Выполняя работу в СИЗОД, необходимо приспосабливать свое дыха­ние к характеру рабочих движений.

Например, при перелопачивании песка, переноске дров, во время наклона туловища следует делать медленный выдох, а при разгибании — глубокий вдох. При таком вдыхании кровь хорошо обогащается кислородом, правильно работает КИП, выдыхаемый воздух легче очищается в регене­ративном патроне от углекислого газа, периодически срабатывает избыточ­ный клапан и своевременно обнаруживаются неисправности.

При тяжелой продолжительной работе и частом дыхании периоди­чески срабатывает механизм легочного автомата и почти не работает избы точный клапан, в результате процентное содержание азота в дыхательном мешке увеличивается.

Из таблицы видно, что вдыхаемый воздух имеет в своем составе 78, 03% азота, а выдыхаемый — 78, 5%, разница после каждого дыхательного движения составляет 0, 47%. Этот азот поступает из организма при окисле­нии и видоизменении белков.

Кроме того, имеющийся в баллоне медицинский кислород в своем составе содержит около 99, 0% кислорода и 1% азота. При емкости баллона в 1 л (КИП-8) с давлением 200 атм имеется 198 л кислорода и 2 л азота.

Азот, как инертный газ, в реакцию с ХП-И не вступает, накапли­вается в дыхательном мешке и, если не работает периодически избыточ­ный клапан, количество его в воздухе дыхательного мешка увеличивается, а процентное содержание кислорода опасно сокращается, возможно азот­ное " опьянение". Поэтому необходимо через 30 мин работы в КИП нажать на кнопку аварийного клапана, продолжительностью 2-4 с и промыть кислородом дыхательный мешок до срабатывания избыточного клапана.

Кровь вместе с лимфой является внутренней средой организма и выполняет следующие основные функции:

разносит по организму питательные вещества: углеводы поступают в орга­низм в виде полисахаридов (крахмал, клетчатка), затем расщепляются до диса-харидов (сахар тростниковый, свекличный) и преобразовываются в моносахариды (глюкоза, фруктоза, лактоза и др.);

белки (мясо, рыба и др.) — распадаются до аминокислот;

жиры (растительные и животные) — распадаются на глицерин и жирные кислоты;

выносит из организма продукты распада — молочную кислоту, соли, мо­чевину и др.;

доставляет в клетки кислород и выносит из них углекислый газ;

осуществляет защиту организма от вредных веществ и инородных тел.

Составляющими крови являются:

плазма — куда входит 90-92% воды и 10-8% сухого остатка (белки, глю­коза, мочевина, аминокислоты и не органические соли К, Na, Ca и т. д.);

эритроциты, которые образуются в красном костном мозгу и селезенке, где и созревают. Продолжительность жизни эритроцита 90-125 дней (3-4 месяца). За сутки заменяется примерно 25 г крови (за 70 лет жизни костный мозг дает 650 кг эритроцитов). У мужчин в 1 мм³ крови находится 4, 5-5 млн. эритроцитов. Число их меняется при некоторых физиологических условиях (мышечная работа, работа на высотах). В эритроцитах находится вещество красного цвета — гемоглобин (Н_в), который является основным переносчиком газов в крови, имеет непрочное соединение с кислородом и углекислым газом и прочное соединение с окисью углерода. В каждом эритроците содержится около 270 млн. молекул гемоглобина. Гемоглобин, соединенный с кислородом, имеет формулу Н_ВО₃ и называется окси-гемоглобином, а соединенный с углекислым газом — имеет формулу Н_ВСО₃ и называется бикарбонатом;

лейкоциты — бесцветные клетки, образующиеся в красном костном моз­гу, в лимфатических сосудах и селезенке. Количество их в 1 мм³ крови 6-8 тысяч. Их количество не постоянно и особенно увеличивается при инфекционных забо­леваниях. (За 70 лет жизни костный мозг дает 1000 кг лейкоцитов). Важнейшей функцией лейкоцитов является защита организма от микроорганизмов, прони­кающих в кровь и ткани. После тяжелой и очень тяжелой работы количество лей­коцитов в крови увеличивается до 16 тыс. в 1 мм³;

кровяные пластинки, которые играют важную роль при свертывании крови.

В организме человека имеется два круга кровообращения (рис.2.1). Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка сердца, затем идет в аорту, артерии, артериолы, капилляры и заканчивается в правом предсердии; малый круг — начинается из правого желудочка сердца, идет в легочные артерии и капилляры и заканчивается в левом предсердии. При выслушивании сердца ясно различают два звука, которые называются тонами сердца. Первый тон называется систолическим, второй тон — ди-астолическим (захлопывание полулунных клапанов). При сокращении каж­дый желудочек выбрасывает 70-80 мл крови. У здорового человека сердце в минуту сокращается в среднем 70 раз. Однако следует учитывать, что на частоту сердцебиения влияет положение тела и выполняемая физическая нагрузка. Сердце подает кровь в сосуды не беспрерывно, а прерывистой струей, однако кровь по кровеносным сосудам течет беспрерывно. Это достигается благодаря эластичности стенок артерий. Давление крови не одинаково в разных сосудах; оно выше в артериальном конце — 130 мл рт. ст. и ниже в венозном — ниже атмосферного на 2-5 мм рт. ст. В мелких капиллярах кровь встречает очень большое сопротивление из-за большого разветвления и малого сечения.