Дыхание чистым кислородом

Дыхание чистым кислородом

Отравление кислородом – это патологический симптомакомплекс, развивающийся после вдыхания газов либо паров с высоким содержанием распространённого химически активного неметалла, преимущественно в виде соединений. Как вещество воздействует на организм? Насколько серьезно отравление кислородом? Какую помощь можно оказать потерпевшему? Об этом и многом другом вы прочитаете в нашей статье.

В каких случаях возможно отравление кислородом?

Токсикация кислородом – достаточно редкая форма отравления, которую невозможно получить в естественной среде обитания человека. Из-за данной особенности многие пренебрегают потенциальной опасностью этого события и относятся к ней легкомысленно. Потенциально возможные обстоятельства, которые могут привести к токсикации кислородом:

  • Нарушение правил работы с газовыми смесями и оборудованием на производствах;
  • Неисправность оборудования, подающего вещество к органам дыхания человека под повышенным давлением – например, кислородных масок в больницах или у пилотов самолетов;
  • Несоблюдение рекомендаций по необходимым мерам декомпрессии у аквалангистов и водолазов после работы на больших глубинах;
  • Слишком частые и продолжительные процедуры оксигенобаротерапии.

Как видно из вышеописанного перечня, подобные обстоятельства обычно не являются типичными и массовыми, более того, связаны с нештатной ситуацией – поломкой техники, зачастую наряду с несоблюдением элементарных правил безопасности. Следует уяснить, что в чистом виде кислород ядовит для человека.

Почему нельзя дышать чистым кислородом

Кислород – это ключевой атмосферный элемент, используемый практически всеми живыми организмами-аэробами. Следует понимать, что воздух содержит в себе не чистое вещество, а ряд соединений.

В рамках медицины, кислород применяется для улучшения обменных процессов ЖКТ, нормализации работы сердечно-сосудистой системы, обеззараживания и дезодорирования воздушных масс, терапии трофических язв, гангрен, обеспечения легочный вентиляции, исследования скорости кровотока и так далее.

Физиологическая основа транспорта вещества в организм – это его проникновение через альвеолярные легочные мембраны при вдыхании и параллельное связывание с эритроцитами, представляющими собой гемоглобин красных клеток крови. Последние, доставляют кислород к мягким тканям, восстанавливаются и присоединяют находящийся в структурах углекислый газ, позже выдыхаемый человеком.

Химическая интенсивность насыщения кислородом крови, в первую очередь зависит не от концентрации газа, а от его давления – чем оно выше, тем больше вещества попадёт в плазму, после чего перейдет в мягкие ткани.

При образовании гипероксии в тяжелых случаях могут формироваться множественные нарушения работы ЦНС, органов дыхания и кровообращения. Нанести потенциальный вред может не только чистый кислород, но и отдельные его реактивные формы в виде токсических производных, например, пероксид водорода, озон, гидроксильный радикал, синглетный кислород – в данном случае для формирования отравления потребуются в десятки раз меньшие дозы.

Симптомы кислородного отравления

Симптоматика отравления кислородом не является специфической и существенно зависит от индивидуальных особенностей организма человека. Более того, довольно часто патологию путают с иными острыми состояниями, сопровождающимися похожими с гипероксией проявлениями.

Типичные проблемы быстрого либо мгновенного действия (проявляются сразу):

  • Головокружение;
  • Замедление дыхания;
  • Уменьшение частоты пульса, сужение зрачков и сосудов.

Это
полезно
знать!

Патологический переизбыток кислорода в организме формирует предпосылки к острой нехватке гемоглобина, поскольку проникающее в кровоток через легкие вещество, активно с ним связывается.

Типичные проблемы среднего периода (от 10-15 минут до получаса):

  • Интенсивная нарастающая головная боль;
  • Тошнота и рвота;
  • Стремительное покраснение лица, конечностей и кожных покровов на теле;
  • Частичное либо полное онемение фаланг пальцев на руках и ногах, подергивание губ лицевых мышц;
  • Ослабление обонятельных и осязательных рефлексов;
  • Серьезные нарушения дыхания;
  • Тревожность, раздражительность, агрессивность, паника. Реже – ступор и заторможенность;
  • Обмороки, конвульсии и судороги.

Первая помощь пострадавшему

При длительном неоказании помощи пострадавшему может достаточно быстро наступить летальный исход. В случае подозрения на наличие гипероксии, необходимо сразу вызвать скорую помощь. Каких-либо эффективных механизмов доврачебной помощи в этой ситуации не существует. Возможные действия могут включать в себя:

  • Немедленное прекращение контакта с высококонцентрированным кислородом и переход на обычный воздух. При наличии необходимого оборудования, человеку дают дышать обедненной кислородом смесью;
  • Приведение пострадавшего в чувство любыми возможными методами;
  • При наличии конвульсий, судорог и неврологических проявлений – контроль состояния человека и минимизация рисков повреждения частей тела пострадавшего (оберегать от повреждений, но не фиксировать тело ремнями и иным инструментарием);
  • Искусственное дыхание и непрямой массаж сердца при отсутствии двух этих базовых жизненных показателей.

Стационарное лечение пациентов с гипероксией – симптоматическое. Применяется аппаратная поддержка (ИВЛ, отсасывание пены из легких и т.д.), и консервативная терапия (от аминазина для снятия судорог до мочегонных средств).

Последствия для организма

Гипероксия имеет самые серьезные последствия для организма человека, зависящие от концентрации кислорода, давления, при котором он поступал в организм, а также иных факторов.

Потенциальные проблемы в следствии передозировки кислородом:

  • Со стороны бронхолегочной системы: отек легких с развитием вторичных бактериальных инфекций, кровоизлияния в бронхолегочную систему, ателектаз, нарушения работы спинного мозга;
  • Со стороны ЦНС. Стойкие нарушение слуха и зрения, судорожно-эпилептические припадки, патологии головного и спинного мозга;
  • Со стороны сердечно-сосудистой системы: резкое замедление пульса с параллельны падением артериального давления, кровоизлияния в кожные покровы и различные внутренние органы, развитие инфарктов и инсультов, полная остановку сердца.
Читайте также:  Где можно сделать гистероскопию

Если перенасыщение высокой концентрацией кислорода происходило при давлении свыше 5 бар на протяжении хотя бы нескольких минут, то человек практически моментально теряет сознания, стремительно развивается сверхтяжелая гипероксия и наступает летальный исход.

Виктор Системов — эксперт сайта 1Travmpunkt

Кислородное отравление
МКБ-10 T 59.8 59.8
МКБ-9 987.8 987.8
MeSH D018496

Кислоро́дное отравле́ние, гиперокси́я (лат. hyperoxia ) — отравление, которое в острой форме возникает вследствие дыхания кислородосодержащими газовыми смесями (воздухом, нитроксом) при повышенном давлении. Отравление может возникнуть и при обычном давлении в случае длительного (несколько суток) вдыхания смеси, содержащей более 60% кислорода. [1] Отравление кислородом возможно при использовании кислородных аппаратов, регенеративных аппаратов, при использовании для дыхания искусственных газовых смесей, во время проведения кислородной рекомпрессии, а также вследствие превышения лечебных доз в процессе оксигенобаротерапии. При отравлении кислородом развиваются нарушения функций центральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения.

Содержание

Некоторые физиологические и физические основы дыхания [ править | править код ]

Упрощённая схема транспорта кислорода и углекислого газа в организме при нормальных условиях выглядит следующим образом: во время вдоха кислород проникает через альвеолярную лёгочную мембрану и связывается с гемоглобином красных клеток крови — эритроцитов. Эритроциты доставляют кислород к тканям. Там гемоглобин, восстанавливаясь, отдаёт кислород и присоединяет углекислый газ. Возвращаясь в лёгкие, гемоглобин вновь окисляется и отдаёт углекислый газ, который удаляется из организма с выдохом.

Интенсивность насыщения кислородом плазмы крови определяется законами Дальтона и Генри. Закон Дальтона гласит, что общее давление смеси газов равно сумме давлений каждого газа, входящего в её состав. Давление каждого газа в смеси пропорционально процентному содержанию этого газа в смеси, и называется парциальным.

С законом Дальтона непосредственно связан закон Генри — количество газа, растворённого в жидкости, прямо пропорционально его парциальному давлению. Следовательно, растворимость кислорода в крови пропорциональна его парциальному давлению в дыхательной смеси. При повышении абсолютного давления дыхательной смеси и увеличении содержания в ней кислорода транспорт кислорода будет осуществляться не только гемоглобином, но и за счёт растворения кислорода в плазме крови.

Механизм нарушения транспорта газов в организме при гипероксии [ править | править код ]

Избыток кислорода вызывает увеличение количества окисленного гемоглобина и снижение количества восстановленного гемоглобина. Именно восстановленный гемоглобин осуществляет транспорт углекислого газа, а снижение его содержания в крови приведёт к задержке углекислого газа в тканях — гиперкапнии. Проявляется гиперкапния в виде одышки, покраснения лица, головной боли, судорог и, наконец, — потере сознания.

Механизм повреждения клеточной мембраны при гипероксии [ править | править код ]

При избытке кислорода изменяется и его метаболизм в тканях. Основной путь утилизации O2 в клетках различных тканей — четырёхэлектронное восстановление его с образованием воды при участии клеточного фермента — цитохромоксидазы. В то же время небольшая часть молекул кислорода (1—2 %) претерпевает одно-, дву- и трёхэлектронное восстановление, когда образуются промежуточные продукты и свободнорадикальные формы кислорода.

Свободнорадикальные метаболиты обладают высокой активностью, действуя в качестве окислителей, повреждающих биологические мембраны. Липиды — основной компонент биологических мембран — представляют собой чрезвычайно легко окисляющиеся соединения. Свободнорадикальное окисление липидов часто становится разветвлённой цепной реакцией, склонной к самостоятельному поддержанию даже после нормализации содержания кислорода в организме. Многие продукты этой реакции сами являются высокотоксичными соединениями и способны повреждать биологические мембраны.

При избытке кислорода в тканях его восстановление до воды возрастает с 1—2 % в норме до высоких значений, пропорциональных степени этого избытка.

Из вышесказанного следует, что избыток кислорода в организме приводит к значительным нарушениям в транспорте газов и повреждению мембран клеток различных органов и тканей. Известно, что не существует скрытого периода при отравлении кислородом, так как биохимические нарушения начинаются сразу же с увеличением его парциального давления в дыхательной смеси. Кислородную интоксикацию усиливает тяжёлая физическая работа, переохлаждение, перегревание, содержание вредных газообразных примесей в дыхательной смеси, накопление углекислоты в организме, повышенная индивидуальная чувствительность. Отравление кислородом может быть более выражено в присутствии нейтрального газа.

Клинические формы кислородного отравления [ править | править код ]

Кислородное отравление на 27 м (90 фт.) в барокамере у 36 испытуемых, сгруппировано по симптомам — K W Donald [2] .
Парциальное давление кислорода — 3,7 атм.

Экспозиция (мин.) Количество испытуемых Симптомы
96 1 Продолжительная слепота; тяжёлая рвота со спазмами
60-69 3 Сильное дрожание губ; эйфория; Тошнота и головокружение; тремор рук
50-55 4 Сильное дрожание губ; слепота; выпячивание губ; засыпание; ошеломление
31-35 4 Тошнота, головокружение, дрожание губ; конвульсии
21-30 6 Конвульсии; сонливость; сильное дрожание губ; эпигастральная аура (неприятные ощущения в области желудка); дрожание левой руки; амнезия
16-20 8 Конвульсии; головокружение и сильное дрожание губ; эпигастральная аура; дыхательные спазмы;
11-15 4 Нарушение дыхания: преобладание вдоха; дрожание губ и обмороки; тошнота и путаница
6-10 6 Ошеломление и дрожание губ; парестезия; головокружение; «диафрагменный спазм»; сильная тошнота

Отравление кислородом разделяют по преобладанию проявлений на три формы: лёгочную, судорожную и сосудистую.

Читайте также:  Анализы для печени и желчного

Легочная форма [ править | править код ]

Возникает при относительно длительном дыхании смесью, с парциальным давлением кислорода 1,3−1,6 бар и более. Она характеризуется преимущественным поражением дыхательных путей и лёгких. Сначала проявляется раздражающее действие кислорода на верхние дыхательные пути — сухость в горле, отёк слизистой оболочки носа с появлением чувства «заложенности». Затем появляется усиливающийся кашель, сопровождающийся чувством жжения за грудиной. Все это происходит на фоне повышения температуры тела. При нарастании степени отравления могут развиться кровоизлияния в сердце, печень, лёгкие, кишечник, головной и спинной мозг. После прекращения вдыхания избыточно обогащенной кислородом смеси интенсивность симптомов снижается в течение 2−4 ч, и окончательно они исчезают в течение 2−4 суток.

Судорожная форма [ править | править код ]

Возникает при парциальном давлении кислорода в дыхательной смеси 2,5−3 бар и характеризуется преимущественным поражением центральной нервной системы. На фоне нарастающей бледности и потливости возникает сонливость, нарушение зрения, безучастность или эйфорическое возбуждение. При нарастании степени отравления возникает оглушение, сильная рвота, тик мимических мышц и наконец потеря сознания и судороги. Во время повторных приступов судорог может наступить смерть от остановки дыхания. Если приступ разовьётся под водой — велик риск утопления. Если дыхание избыточным потоком кислорода прекращено, судороги прекращаются в течение нескольких минут и сознание возвращается. После восстановления сознания пострадавший может проспать несколько часов, как после приступа эпилепсии. Судорожный приступ не оставляет остаточных явлений.

Необходимо отметить, что потребление кислорода у человека находится в пределах 0,33 ≤ y ≤ 3 л/мин. При этом максимальное потребление 3 л/мин могут выдержать в течение 10 минут только хорошо тренированные пловцы, далее развивается отравление. При нахождении под водой в состоянии покоя (например — при декомпрессии) потребление составляет в среднем 0,66 л/мин. Если декомпрессия проходит в холодной воде, то потребление составляет 1 л/мин. При тяжёлой физической работе кислород может потребляться в количестве 2 л/мин.

Сосудистая форма [ править | править код ]

Наблюдается при парциальном давлении кислорода выше 3 бар. При этой форме отравления происходит внезапное расширение кровеносных сосудов, резкое падение артериального давления и сердечной деятельности. Часто появляются многочисленные кровоизлияния в кожу и слизистые оболочки. Подобные кровоизлияния могут быть и во внутренних органах. Во время резкого падения артериального давления может наступить смерть от остановки сердечной деятельности.

Первая помощь при появлении признаков кислородного отравления заключается в скорейшем прекращении вдыхания обогащенной кислородом смеси и переключении на воздух. В течение суток пострадавший должен находиться в теплом, затемнённом, хорошо вентилируемом помещении с соблюдением охранительного режима. При тяжёлых случаях отравления необходима специализированная медицинская помощь.

Признаки [ править | править код ]

Первыми признаками кислородного отравления является онемение пальцев рук и ног, подёргивание мышц лица (особенно губ) и век, чувство беспокойства. Затем довольно быстро наступают общие судороги и потеря сознания. Если пострадавший не будет поднят на поверхность, приступы судорог становятся все чаще и длительнее, а промежутки между ними уменьшаются. При быстром повышении парциального давления кислорода приступы общих судорог с быстрой потерей сознания могут наступить внезапно, без появления начальных признаков отравления.

Симптомы кислородного отравления ЦНС можно запомнить по акрониму VENTIDC (или более лёгкий вариант — ConVENTID):

  • Con: (Convulsions) Первым и единственным признаком кислородного отравления ЦНС могут быть конвульсии. Конвульсии могут возникнуть внезапно без предварительных симптомов, либо предварительные симптомы могут быть чрезвычайно слабо выражены.
  • V: (Visual symptoms) Зрительные симптомы: туннельное зрение, ухудшение периферического зрения, возможно возникновение других симптомов, таких как «затуманенное» зрение (пелена перед глазами).
  • Е: (Ear symptoms) Слуховые симптомы. Присутствие любых звуков, которые не вызваны внешними источниками. Такие звуки могут напоминать звук колокола, гул или механический пульсирующий шум.
  • N: (Nausea) Тошнота или спазматическая рвота. Эти симптомы могут возникать периодически.
  • T: (Twitching and tingling symptoms) Ощущения подёргивания или покалывания. Эти симптомы могут ощущаться в мышцах лица, губах или мышцах конечностей. Это наиболее явные и часто встречающиеся симптомы.
  • I: (Irritability) Раздражительность: любые изменения в ментальном статусе водолаза, включая замешательство, волнение, состояние тревоги.
  • D: (Dizziness) Головокружение. Симптомы включают в себя неточные движения, нарушение координации, необычную усталость.

Первая помощь [ править | править код ]

Первая помощь при кислородном отравлении у водолазов заключается в том, чтобы уменьшить глубину спуска, перейти на безопасную по режиму остановку, а в камере сразу же, как только будет возможно, переключить пострадавшего на дыхание воздухом или обеднённой кислородом газовой смесью. При судорожной форме отравления необходимо, насколько позволяют условия подъёма, удерживать пострадавшего, предохраняя его от ударов о твёрдые предметы.

Профилактика [ править | править код ]

Предупреждение отравлений кислородом достигается строгим соблюдением правил по его применению:

  • При погружении на смесях с повышенным содержанием кислорода (Nitrox) не следует превышать допустимую глубину погружения.
  • При глубоководных погружениях с использованием смесей нескольких видов (в том числе с пониженным содержанием кислорода) необходимо тщательно маркировать регуляторы и баллоны и строго следить за порядком их использования.
  • При спусках на глубину 50—60 м с аппаратом с подачей воздуха по шлангу (и при использовании автономных аппаратов) не следует превышать допустимого (безопасного) времени пребывания на глубине.
  • Не превышать допустимого (безопасного) времени дыхания кислородом при пребывании при повышенном давлении в декомпрессионной камере (барокамере).
  • В регенеративных аппаратах необходим тщательный контроль за их технической исправностью.
Читайте также:  Если болит в области паха у мужчин

Когда вместо воздуха человек дышит чистым кислородом, основную часть альвеолярного пространства, прежде занятую азотом, заполняет кислород. В этом случае альвеолярное РО2 на высоте 9144 м у летчика достигло бы достаточно высокого уровня, равного 139 мм рт. ст., вместо 18 мм рт. ст. при дыхании воздухом.

Красная кривая на рисунке демонстрирует насыщение кислородом гемоглобина артериальной крови при дыхании чистым кислородом на различных высотах. Обратите внимание, что насыщение остается выше 90% при подъеме до высоты около 11887 м и затем быстро падает, достигая примерно 50% на высоте около 14326 м.

Сравнение двух кривых насыщения артериальной крови кислородом на рисунке наглядно демонстрирует, что при дыхании чистым кислородом в негерметизированном самолете летчик может подняться значительно выше, чем при дыхании воздухом. Например, в условиях дыхания кислородом насыщение артериальной крови кислородом на высоте 14326 м составляет примерно 50%, что эквивалентно насыщению артериальной крови кислородом на высоте 7010 м при дыхании воздухом.

Известно, что без акклиматизации у человека обычно сохраняется сознание до тех пор, пока насыщение артериальной крови кислородом не снизится до 50%. Следовательно, если летчик дышит воздухом, предельной высотой для его кратковременного пребывания в негерметизированном самолете является 7010 м, а если он дышит чистым кислородом, предельная высота — 14326 м при условии, что аппаратура для снабжения кислородом функционирует идеально.

Острые проявления гипоксии

У неакклиматизированного человека при дыхании воздухом некоторые основные признаки острой гипоксии (сонливость, умственная и мышечная утомляемость, иногда головная боль, тошнота и эйфория) начинают проявляться примерно на высоте 3657,6 м. Эти симптомы прогрессируют до стадии мышечных подергиваний и судорожных приступов на высоте, превышающей 5486,4 м, и, наконец, при подъеме выше 7010,4 м неакклиматизированный человек впадает в коматозное состояние с наступающим вскоре вслед за этим смертельным исходом.

Одним из самых существенных эффектов гипоксии является уменьшение умственной работоспособности, что приводит к ухудшению памяти и способности к критической оценке ситуаций, появляются трудности при выполнении точных движений. Например, если летчик без акклиматизации находится на высоте 4500 м в течение 1 ч, его умственная работоспособность обычно падает приблизительно на 50% нормы, а после 18 ч пребывания на такой высоте этот показатель снижается примерно до 20% нормальных значений.

Человек, находящийся на больших высотах в течение дней, недель или лет, все больше адаптируется к низкому РО2 и его отрицательное воздействие на организм уменьшается. Это позволяет человеку выполнять более тяжелую работу, не испытывая симптомов гипоксии, или подниматься еще выше.

Основными средствами адаптации к гипоксии являются: (1) значительное увеличение легочной вентиляции; (2) увеличение количества эритроцитов; (3) увеличение диффузионной способности легких; (4) увеличение васкуляризации периферических тканей; (5) увеличение способности тканевых клеток использовать кислород, несмотря на низкий РО2.

Увеличение легочной вентиляции — роль артериальных хеморецепторов. Непосредственное воздействие сниженного РО2 стимулирует артериальные хеморецепторы, что максимально увеличивает альвеолярную вентиляцию примерно в 1,65 раза по сравнению с нормой. При этом компенсация на высоте происходит в течение нескольких секунд, что позволяет человеку подняться на несколько сотен метров выше, чем было бы возможно без увеличения вентиляции.

В дальнейшем если человек остается на очень большой высоте несколько дней, хеморецепторы опосредуют еще большее увеличение вентиляции (приблизительно в 5 раз выше нормальных значений).

Немедленное увеличение вентиляции при подъеме на большую высоту вымывает значительное количество углекислого газа, уменьшая Рсо2 и увеличивая рН жидкостей организма. Эти изменения тормозят дыхательный центр ствола мозга, таким образом противодействуя стимуляции дыхания через влияние сниженного РО2 на периферические хеморецепторы каротидных и аортальных телец.

Но в последующие 2-5 сут это торможение угасает, позволяя дыхательному центру реагировать в полную силу на гипоксическую стимуляцию периферических хеморецепторов, и вентиляция возрастает примерно в 5 раз.

Полагают, что причиной угасания торможения является снижение концентрации ионов бикарбоната в спинномозговой жидкости и мозговой ткани. Это, в свою очередь, уменьшает рН жидкости, окружающей хемочувствительные нейроны дыхательного центра, что усиливает его активность, стимулирующую дыхание.

Важным механизмом постепенного уменьшения концентрации бикарбонатов является почечная компенсация дыхательного алкалоза. Почки реагируют на снижение Рсо2 уменьшением секреции ионов водорода и увеличением выведения бикарбонатов. Эта метаболическая компенсация дыхательного алкалоза постепенно снижает концентрацию бикарбонатов плазмы и спинномозговой жидкости, возвращая рН к нормальному значению, и частично снимает тормозное влияние на дыхание низкой концентрации ионов водорода.

Таким образом, после осуществления почечной компенсации алкалоза дыхательный центр становится значительно более чувствительным к связанному с гипоксией раздражению периферических хеморецепторов.

Ссылка на основную публикацию
Дискомфорт во влагалище во время секса
Боль при половом акте у женщин (диспареуния) — это следствие разнообразных причин физиологического, психологического или патологического характера. Даже при единожды...
Давит в правом боку под ребрами спереди
Боль в правом боку под ребрами спереди испытывал каждый хотя бы раз. Обычно это связано с погрешностями в питании и...
Давление 140 на 90 у женщины
НОРМАТЕН ® — инновация в лечении гипертонии у человека • Устраняет причины нарушения давления • Нормализует давления в течении 10...
Дискомфорт в правом боку ниже ребер
Такое явление как боль в правом боку знакомо не только взрослым, но и детям. Оно может возникнуть по причине физических...
Adblock detector