Диффузия газов

Внимание исследователей привлечено также к изучению вопросов, связанных с диффузией кислорода через альвеолярную мембрану, межуточную жидкость и капиллярную мембрану крови, где некоторая часть кислорода растворяется и попадает в красные кровяные тельца (через их мембрану): здесь кислород вступает в соединение с гемоглобином. В здоровых легких этот путь весьма короток, а сам процесс диффузии протекает очень быстро. В тканях, которые испытывают потребность в кислороде, эта диффузия носит точно такой же характер, только происходит она в обратном направлении. Движущей силой процесса диффузии в данном случае является разница между парциальным давлением кислорода в альвеолах и напряжением кислорода в крови и тканях. При нормальном атмосферном давлении эта прессорная разница имеет место при сравнительно постоянном внутрилегочном давлении, скорости поступления кислорода с вдыхаемым воздухом и темпом выведения углекислого газа с выдыхаемым воздухом. Все это приводит к нормальному осуществлению газообмена в тканях, который зачастую носит непостоянный характер.

В тех же случаях, когда давление дыхательных газов подвержено большим колебаниям или когда воздух заменяется самыми разнообразными дыхательными смесями (смесью кислорода с гелием или с азотом и даже водородом или аргоном, что имело место при осуществлении некоторых экспериментальных водолазных спусков), могут обнаруживаться такие нарушения процесса диффузии газов в легких и тканях, которые ведут ко все возрастающим нарушениям обменных процессов. Так, например, при растворении повышенных количеств кислорода в плазме крови может создаться такое положение, при котором потребности тканей в кислороде будут удовлетворяться лишь за счет кислорода, поглощаемого тканями из плазмы. В это же время кислород, находящийся в красных кровяных тельцах в связанном состоянии, использоваться не будет, что в свою очередь приведет к накоплению углекислоты в тканях, так как углекислота не может вступить в соединение с невосстановленным оксигемоглобином. Азот, о котором мы до настоящего времени не упоминали и который принято считать инертным газом, в данном случае приобретает новое значение. При повышении окружающего давления происходит увеличение растворения этого газа в крови. После избыточного насыщения этим газом крови азот начинает диффундировать в ткани - быстро через одни и медленнее через другие - до их полного насыщения. Вследствие того что растворимость азота в жирах превышает растворимость этого газа в воде примерно в 5 раз, наибольшие количества этого газа обнаруживаются в жировой ткани. В результате насыщения этим газом тканей под повышенным давлением азот попадает как бы в своеобразную ловушку, из которой он в случае резкого уменьшения окружающего давления свободно попасть в легкие и выйти наружу с выдыхаемым воздухом не может. При падении давления происходит образование пузырьков азота в органах, тканях и жидкостях организма. Эти пузырьки могут привести к газовой эмболии жизненно важных органов и к быстрому развитию декомпрессионной болезни. Более того, этот азот, инфильтрирующий ткани мозга, может оказывать на водолаза и наркотическое действие, вызывая у него глубинное опьянение.

Из других газов, которые используются в водолазной практике, наибольший интерес представляют легкий гелий и более тяжелый аргон, проникновение в ткани которых может породить ряд специфических проблем, хотя заранее скажем, что гелий по ряду соображений, за исключением, возможно, его стоимости, может быть назван другом водолаза.

Нет сомнения в том, что в преломлении к проблемам подводной медицины физиология дыхания приобретает особую важность, а потому любой специалист, собирающийся работать в этой области медицины, должен прежде всего получить фундаментальную подготовку в области физиологии дыхания.

Смотрите также

Механика дыхания

Скорость воздушного потока

Сопротивление дыханию

Мертвое пространство

Максимальная вентиляция легких

Гипервентиляция

Регуляция дыхания

Диффузия газов