Патфизо низкое атмосферное давление. реферат Патфизо new. Механизмы повреждающего действия пониженного атмосферного давления. Горная болезнь
 Скачать 34.38 Kb.
|
|
Реферат Тема: Механизмы повреждающего действия пониженного атмосферного давления. Горная болезнь. Введение Атмосферное давление — гидростатическое давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле. В 1643 Евангелиста Торричелли показал, что воздух имеет вес. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя трубку Торричелли (первый ртутный барометр), — стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм.[1] На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 684 — 809 мм рт. ст.. Нормальным атмосферным давлением называют давление в 760 мм рт. ст. (101 325 Па). Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается т. н. барометрической формулой. Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа, называется барической (барометрической) ступенью. У земной поверхности при давлении 1000 гПа и температуре 0 °С она равна 8 м/гПа. С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает, т. е. она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, — вертикальный барический градиент, т. е. изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °С и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа. Влияние измененного атмосферного давления на организм Атмосферное давление на уровне моря равно 760 мм рт. ст. При изменении погодных условий, высоты пребывания человека, а также определенных производственных условий атмосферное давление из-меняется, и это сказывается на функции органов и систем организма. Причем эти изменения могут быть как в сторону увеличения, так и уменьшения. Особенно чувствительны к небольшому изменению атмосферного давления и магнитным бурям больные с нарушениями сердечно-сосудистой системы (гипер-, гипотензия, ишемическая болезнь сердца, инфаркт), недостаточностью антиноцицептивной системы. У них отмечена повышенная активность симпатоадреналовой системы, системы свертывания крови, угнетения фибринолиза. Поэтому в условиях изменения атмосферного давления могут наблюдаться головные боли, усиливаются боли в сердце, слабость, развиваются гипер- или гипотонические кризы. Более значительные сдвиги атмосферного давления определяют формирование специфических клинических проявлений, которые во многом зависят от направленности изменений атмосферного давления, скорости изменения и продолжительности его действия. Причем организм человека и животных более устойчив к повышенному, нежели к пониженному атмосферному давлению. Влияние пониженного атмосферного давления Как показал еще в прошлом веке французский ученый Бэр, формирование всех симптомов при понижении атмосферного давления связано с дефицитом кислорода в тканях, т.е. гипоксией. Например, при подъеме на высоту или имитации эффекта высокогорья в барокамере дефицит кислорода является первичным стрессовым фактором для организма, в результате чего происходит активация нервной и других адаптивных систем организма типа симпато-адреналовой, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой, щитовидной железы, с последующим нарушением обмена веществ в тканях. Поэтому будут наблюдаться тахикардия и тахипноэ, увеличение системного артериального давления и давления в малом круге кровообращения, бледность кожных покровов и слизистых, нарушения нервной системы первоначально с явлениями возбуждения (эйфория), а в последующем торможения, ограничения движения. Возможно развитие отека легких и мозга. В связи с тахипноэ формируется газовый алкалоз и гипокалиемия. При длительном действии пониженного давления возможны такие долговременные компенсаторные реакции, как увеличение количества митохондрий и их размеров, количества альвеол, активация ферментов тканевого дыхания, увеличение количества эритроцитов и гемоглобина, возможна гипертрофия сердца. Однако в связи с нарушением питания развиваются дистрофические процессы. В легких развивается пневмония или гиалиноз. При быстром подъеме на высоту (например, на самолете) объем воздуха в полостях, обычно сообщающихся с окружающим воздухом, увеличивается, и это может приводить к его механическому давлению на окружающие ткани, нарушению в них кровотока и проявляться болью (например, в области уха или гайморовой полости). При быстром подъеме на различную высоту резко изменяется величина атмосферного давления. Так, на высоте 16 000 м атмосферное давление снижается до 80 мм рт. ст. Сознание теряется через 20 с, а гибель наступает через 4-5 минут. На высоте 19 200 м атмосферное давление снижается до 47 мм рт. ст. В крови и ткани образуется большое количество газовых пузырьков (закипание крови). Гибель практически мгновенна как вследствие гипоксии, так и эмболии сосудов жизненно-важных органов. При медленном снижении атмосферного давления (подъем в горы) или нахождении на высоте в течение 8-24 часов и более развивается «горная» болезнь, которая проявляется головной болью, бессонницей, раздражительностью, тошнотой, рвотой. Обнаруживается отечность мозга и легких. Эти симптомы проявляются на высоте 2 500 м и усиливаются при физической работе. В то же время при длительной адаптации к горным условиям в связи с формированием компенсаторных реакций жизнь человека возможна и на больших высо-тах. Так, в Гималаях и Андах имеются поселения людей на высоте до 5 500 м. Повреждающее действие атмосферного давления Действие пониженного атмосферного давления человек испытывает по мере подъема на высоту в самолете, в горах. В лабораторных условиях такое состояние моделируется в барокамере путем искусственного разрежения воздуха. Патологические изменения, возникающие при этом, обусловлены двумя основными факторами — уменьшением парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и понижением атмосферного давления (декомпрессией). Недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе вызывает состояние, рассматриваемое в разделе XVII ("Гипоксия"). Комплекс явлений, связанных со снижением атмосферного давления, называется синдромом декомпрессии. От величины атмосферного давления, как известно, зависят некоторые физические свойства газов и жидкостей (объем и растворимость газов в жидкостях, точка кипения жидкостей). При снижении атмосферного давления газы, находящиеся внутри организма, расширяются, понижается их растворимость в жидкой среде, точка кипения крови и других жидкостей понижается до такой степени, что они могут закипеть при температуре тела. Выраженность этих явлений зависит от скорости декомпрессии и ее степени. У летчиков, совершающих полет в негерметической кабине, может возникнуть ряд симптомов, связанных с декомпрессией, — расширение воздуха в кишках (высотный метеоризм), боль в ушах и лобных пазухах в результате расширения воздуха, заполняющего эти полости, кровотечение из носа из-за разрыва мелких сосудов. На высоту 19 000 м нельзя подниматься без надежно герметизированной кабины, так как именно на этой высоте жидкость закипает при температуре тела. При быстром перепаде атмосферного давления развивается синдром взрывной декомпрессии. В его развитии имеет значение баротравма легких, сердца и крупных сосудов вследствие резкого повышения внутрилегочного давления. Разрыв альвеол и сосудов легкого приводит к проникновению газовых пузырьков в кровеносную систему (газовая эмболия). В случае разгерметизации космического корабля или высотного самолета происходит мгновенная смерть вследствие закипания крови и других жидкостей организма, а также в результате молниеносной формы гипоксии. Действие повышенного атмосферного давления человек испытывает при погружении под воду во время водолазных и кессонных работ. В результате вдавления барабанных перепонок может появиться боль в ушах. При резком и очень быстром повышении атмосферного давления возможен разрыв легочных альвеол. Однако гораздо большее значение имеет то обстоятельство, что в условиях гипербарии человек дышит воздухом или другими газовыми смесями под повышенным давлением, в результате чего в крови и тканях организма растворяется дополнительное количество газов (сатурация). При дыхании сжатым воздухом наибольшее значение имеет азот. Долгое время считалось, что азот как инертный газ не вызывает биологического эффекта, и только опыт подводной медицины доказал обратное. Именно азот вызывает синдром специфических нарушений у лиц, работающих под повышенным давлением. Количество азота в организме может увеличиваться в несколько раз, причем более всего в органах, богатых жирами. А так как большое количество липидов содержится в нервной ткани, то более всего поражается нервная система. Сначала это проявляется легким возбуждением, напоминающим эйфорию ("глубинный восторг"). В дальнейшем наступают явления наркоза и интоксикации. Для того чтобы избежать этих явлений, в подводные устройства подают кислородно-гелиевые смеси (гелий менее растворим в нервной ткани). Ниже показано нарушение функции центральной нервной системы в зависимости от глубины погружения под воду.
При повышенном давлении токсичен не только азот. Избыток кислорода (гипероксия) только в самом начале оказывает благоприятный эффект, улучшая процессы тканевого дыхания. В дальнейшем кислород начинает действовать токсически. Для каждой глубины погружения существует оптимальная концентрация кислорода во вдыхаемой смеси. Например, при погружении на глубину 100 м концентрация кислорода в газовой смеси должна составлять не более 2%. Механизм токсического действия кислорода под повышенным давлением заключается в следующем. Сначала развиваются реакции организма, направленные на поддержание оптимального кислородного режима в ткани головного мозга и ограничение чрезмерного повышения концентрации кислорода в нем. В формировании этих защитных реакций большое значение имеет снижение возбудимости хеморецепторов кровеносного русла, в результате чего урежаются дыхание и пульс, уменьшается объем циркулирующей крови, сужаются сосуды головного мозга. В дальнейшем может возникнуть своеобразное "удушение" тканей, связанное с тем, что молекула гемоглобина оказывается блокированной кислородом и теряет способность выводить углекислоту. Объясняется это тем, что ткани в первую очередь используют тот кислород, который физически растворен в плазме; это способствует диссоциации оксигемоглобина. Под повышенным давлением увеличивается содержание растворимого в крови кислорода. Так, например, при дыхании под давлением 506,5 кПа (5 атм) в крови растворяется дополнительно 3 об. % кислорода, что соответствует нормальному потреблению кислорода тканями в покое. При этом оксигемоглобин практически не диссоциирует и углекислота не выводится. Токсическое действие кислорода в высокой концентрации подобно таковому при радиоактивном облучении. В обоих случаях имеет место образование свободных радикалов и перекисных соединений с сильными окислительными свойствами и поражающим действием на ДНК и тканевые ферменты. Чувствительность организма к токсическому действию кислорода в значительной степени зависит от количества тканевых антиоксидантов (токоферолов, глутатиона, убихинона и др.), которые подавляют свободнорадикальное окисление. Они же могут быть использованы с лечебной и профилактической целью при действии на организм кислорода под повышенным давлением. При возвращении человека в условия нормального атмосферного давления (декомпрессия) наблюдается десатурация — выведение избыточного количества растворенных газов через кровь и легкие. Декомпрессию следует проводить медленно, чтобы скорость образования газов не превышала возможности легких по их выведению. В противном случае пузырьки воздуха, задерживаясь в крови и тканях, могут закупоривать кровеносные сосуды, оказывать давление на клетки, раздражать рецепторы (газовая эмболия). Клиническая картина такой болезни определяется локализацией газовых пузырьков. Наиболее часто отмечаются боль в суставах, зуд кожи, в тяжелых случаях — нарушение зрения, паралич, потеря сознания и другие признаки поражения головного и спинного мозга. Такой симптомокомплекс называется болезнью декомпрессии. Барометры (приборы для измерения атмосферного давления) Действие пониженного барометрического давления (гипобария) На высоте 6 км из-за расширения объем газов увеличивается 2,15 раз, на высоте 10 км – 3,85 раз – боли в полостях (барабанная, пазухи полостных костей, желудок, кишечник), даже потеря сознания. 9000 м – газовая эмболия, 19000 м. – газы не успевают разноситься по сосудам, наступает тканевая и кожная эмфизема. При этом снижается парциальное давление кислорода, и соответственно насыщение гемоглобина О2 (гипоксемия), что ведет к гипоксии, а в последующем одышке, цианозу, некоторой эйфории. Патогенез – недостаток кислорода раздражает хеморецепторы , дыхательный центр, далее гиперкапния заменяется гипокапнией, наступает алколоз, что ведет к снижению возбудимости дыхательного центра (периодическое дыхание типа Чейна- Стокса, Биота). Высотная болезнь (высотная гипоксия) – болезненное состояние, связанное с кислородным голоданием вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, которое возникает высоко в горах, а также при полётах на летательных аппаратах, не оснащённых герметичной кабиной (например, парапланах, дельтапланах, воздушных шарах с негерметичной гондолой), начиная примерно с 2000 метров и выше над уровнем океанов. Разновидностью высотной болезни является горная болезнь, в возникновении которой наряду с недостатком кислорода играют также роль такие усугубляющие факторы, как физическое утомление, охлаждение, обезвоживание организма, ультрафиолетовая радиация, тяжёлые погодные условия (например, ураганные ветры), резкие перепады температур в течение дня (от +30 °C днём до -20 °C ночью) и т. д. Но основным патологическим фактором горной болезни является гипоксия. Человек способен адаптироваться к высотной гипоксии, спортсмены специально тренируют свою способность к адаптации для того, чтобы повысить спортивные достижения. Предельно возможными для длительной адаптации (часы – десятки часов) к гипоксии считаются высоты на уровне около 8000 метров. Более длительное пребывание человека на таких высотах без дыхательных кислородных приборов невозможно. Длительнее – вызывает смерть. Приборы и единицы измерения атмосферного давления Барометр – это прибор для измерения значений атмосферного давления, которое, как известно, бывает различным в зависимости от высоты местности либо объекта над уровнем моря, а также имеет свойство понижаться либо повышаться перед изменениями погоды. Барометры метеостанции – это, как правило, высокоточные ртутные барометры, а также гипсотермометры, в основу принципа действия которых заложена зависимость точки кипения жидкости от атмосферного давления. Для бытовых нужд обычно используют хотя и менее точные, но более простые, надёжные и безопасные механические барометры-анероиды, центральным элементом которых является герметичная металлическая коробочка с гофрированными стенками, внешне чем-то напоминающая обычную консервную банку. При повышении атмосферного давления стенки прогибаются вовнутрь, при понижении – выгибаются наружу. Эти движения посредством пружины и рычага-стрелки передаются на циферблат с делениями, показывающими, насколько изменилось давление окружающего воздуха. В последнее время всё более широкое распространение получает такая разновидность анероида, как электронный цифровой барометр, циферблат которого выполнен в виде жидкокристаллического экрана. Барометры (приборы для измерения атмосферного давления) закажите по лучшей цене в Москве с доставкой или с самовывозом, Барометры (приборы для измерения атмосферного давления) большой выбор моделей и описание технических характеристик, купить Барометры (приборы для измерения атмосферного давления) по выгодной цене. Патологическое действие физических факторов Действие на организм пониженного атмосферного давления Находясь в среде обитания, животный мир наряду с другими природными факторами испытывает на себе изменения барометрического давления. Высотная болезнь (гипобарическая экзогенная гипоксия) - болезненное состояние, связанное с кислородным голоданием вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, которое возникает высоко в горах. Разновидностью высотной болезни является горная болезнь, в возникновении которой наряду с недостатком кислорода играют также роль такие добавочные факторы, как физическое утомление, охлаждение, обезвоживание организма, ультрафиолетовое излучение, тяжелые погодные условия и т.д. Но основным патологическим фактором горной болезни является гипоксия. Возникающие патологические изменения при горной болезни определяются двумя факторами: снижением парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и влиянием на организм пониженного барометрического давления, что сопровождается гипоксемией – уменьшением содержания кислорода в крови и последующей гипоксией – уменьшением содержания кислорода в тканях. Реакция организма будет зависеть от степени и продолжительности гипоксии. Чем продолжительнее гипоксия, тем лучше условия для развития адаптивных и компенсаторных механизмов организма. Гипоксия, как любой другой патологический процесс, развивается в две стадии – компенсации и декомпенсации. Сначала благодаря включению компенсаторно-приспособительных механизмов оказывается возможным поддержание нормального снабжения тканей кислородом вопреки нарушению доставки его. При истощении приспособительных механизмов развивается стадия декомпенсации или собственно кислородное голодание. Дефицит кислорода вызывает ряд приспособительных реакций, направленных, с одной стороны, на сохранение нормального кислородного снабжения органов и тканей, а с другой — на более экономное расходование энергии и жизнедеятельность в условиях кислородного голодания. Они развиваются в системах транспорта и утилизации кислорода. К таким компенсаторным реакциям относятся: -усиление лёгочной вентиляции в результате рефлекторного возбуждения дыхательного центра импульсами с хеморецепторов сосудистого русла, главным образом синокаротидной и аортальной зон, которые обычно реагируют на изменение химического состава крови и в первую очередь на накопление угле- кислоты (гиперкапния) и ионов водорода. Гипервентиляция является, несомненно, положительной реакцией организма на недостаток кислорода, но имеет и отрицательные последствия, поскольку осложняется выведением углекисло- ты, развитием гипокапнии и дыхательного алкалоза у животных. -рефлекторное стимулирование сердечной деятельности, повышение кислородной ёмкости крови за счёт выброса эритроцитов из кровяных де- по — селезёнки, печени. Важной характеристикой кровообращения в условиях гипоксии является перераспределение крови в сторону преимущественного кровоснабжения жизненно важных органов. Наличие в организме своеобразной окисгенотопографии и ее динамических колебаний – важный приспособительный механизм при гипоксии. Изменения кровообращения регулируются рефлекторными и гуморальными механизмами, а также тканевыми продуктами измененного обмена, которые обладают сосудорасширяющим действием. Увеличение кислородной емкости крови за счет выброса из депо может обеспечить экстренное, но не продолжительное приспособление к гипоксии. Стимулятора- ми гемопоэза являются эритропоэтины почек, а также продукты распада эритроцитов, которые имеют место при гипоксии. -увеличение минутного объёма циркулирующей крови, ускорением кровотока. За счет чего происходит более интенсивное снабжение жизненно важные органы. Признаками горной болезни являются учащение пульса и дыхательных движений, покраснение непигментированных участков кожи и слизистых оболочек, появление на коже и слизистых оболочках кровоизлияний, резкая слабость, обильное потоотделение, непроизвольное движение с нарушением координации, позывы ко сну, потеря сознания. Возможен летальный исход. Гипоксическая гипоксия (нормобарическая экзогенная гипоксия) – недостаточное содержание в тканях кислорода, вызванное уменьшением его поступления через аэрогематический барьер из альвеол в кровь. Профилактика Основным профилактическим мероприятием является строгое соблюдение правил безопасности. Согласно этим правилам строго нормируется продолжительность рабочего времени в кессоне. Чем больше давление, тем короче должно быть рабочее время и продолжительнее период декомпрессии. Для профилактики кессонной болезни большое значение имеют качество и количество подаваемого в рабочую камеру воздуха. Необходимо также проводить мероприятия по предупреждению охлаждения тел рабочих, обеспечению их теплой влагонепроницаемой одеждой и обувью. Все поступающие на работу в условиях повышенного давления проходят тщательный медицинский осмотр. Медицинскими противопоказаниями к приему на работу являются следующие: 1) выраженные пороки развития опорно-двигательного аппарата и последствия травм, мешающих работе в данной профессии; 2) хронический отит, атрофические рубцы барабанных перепонок, кохлеарный неврит; 3) хронические заболевания верхних дыхательных путей, бронхолегочного аппарата; 4) нарушение функции вестибулярного аппарата (в том числе болезнь Меньера); 5) любое заболевание глаз, ведущее к стойкому нарушению функции зрения; 6) выраженная вегетативная дисфункция, хронические заболевания периферической нервной системы; 7) гипер - и гипотоническая болезнь, заболевания сердца независимо от степени их компенсации; 8) выраженные хронические заболевания желудочно-кишечного тракта, почек и мочевыводящих путей; 9) грыжи всех видов, распространенное варикозное расширение вен, геморрой, облитерирующий эндартериит; 10) хронические заболевания костей, суставов, мышц. Периодические медицинские осмотры проводятся 1 раз в 12 месяцев терапевтом, невропатологом, отоларингологом, офтальмологом. Заключение Наиболее неопределенное влияние на самочувствие человека оказывает атмосферное давление, которое характеризуется значительными непериодическими колебаниями. При понижении атмосферного давления газы, находящиеся в желудочно-кишечном тракте, расширяются, вызывая растяжение органов. Кроме того, связанное с пониженным давлением высокое стояние диафрагмы может привести к затруднению дыхания и нарушению функций сердечно-сосудистой системы. Было установлено, что при резком понижении давления или при очень низком давлении воздуха электрическое сопротивление кожи человека значительно выше обычного. При высоком атмосферном давлении оно, напротив, бывает значительно пониженным. При повышении атмосферного давления уменьшается число лейкоцитов в крови, в основном за счет нейтрофилов; понижение атмосферного давления. Список литературы Ушакова, Т.М. Патологическая физиология: учебное пособие для студентов факультета ветеринарной меди- цины по специальности 36.05.01 – «Ветеринария» и аспирантов направления подготовки 36.05.01 – «Ветеринария и Зоотехния», часть 1/ Т.М.Ушакова, Т.Н.Дерезина, О.Н.Полозюк.- пос. Персиановский: издательство Дон ГАУ, 2017 – 116 с. Овсянников В.Г. Общая патология (патологическая физиология). Часть I (общая патофизиология), издание 4-е: Учебник. - Ростов-н/Д.: ФГБОУ ВО РостГМУ. Минздрава России, 2017г. Научная статья Повреждающее действие атмосферного давления Автор Мади Хавронин https://pandia.ru/text/81/436/1987.php Фаршатова, Л. В. Нагаева, В. П. Головин – Уфа: Изд-во ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, 2016 – 162 с Болезнетворные факторы внешней среды [Электронный ресурс] : учебное пособие для студентов вузов / С. Н. Игнатьева, Е. Н. Башилова, Н. В. Давидович. - Архангельск : СГМУ, 2015. - 106 с. |