Дыхательный газообмен. Газообмен при физических нагрузках
Способность выполнять полезную физическую работу под водой и безопасность такой работы на разных глубинах зависят в большей части от показателей дыхательной функции водолазов. Настоящая глава посвящена проверке некоторых из этих показателей, изучению их взаимосвязи с условиями окружающей среды и их смысловой оценке.
Энергия, необходимая для жизненных процессов и выполнения организмом физической работы, почти полностью образуется вследствие химических реакций окислительных обменных процессов. Кислород для обменных реакций должен поступать в организм непрерывно, причем в зависимости от потребностей в нем. Подобным образом двуокись углерода должна удаляться из организма практически также быстро как и образуется в результате обменных реакций.
Когда поступление кислорода и удаление двуокиси углерода затрудняются вследствие различных причин или при использовании дыхательных аппаратов, то физическая активность водолаза соответственно снижается. Серьезные нарушения обмена кислорода и двуокиси углерода могут угрожать жизни.
Дыхательный газообмен включает множество стадий. Он начинается с вдыхания соответствующей газовой смеси, которая в легких отдает в кровь кислород. Затем в процесс включается транспорт газа кровью и диффузия, в результате которой кислород доставляется к конкретным участкам протекания реакций метаболического окисления. Таким образом, понятие дыхательного газообмена может включать энергопродуцирующие реакции, протекающие внутри клеток.
Далее начинается транспортировка двуокиси углерода из клеток в легкие, в результате которой соответственное количество С02 выводится наружу.
В данном разделе сайта основное внимание уделяется дыхательным реакциям организма, связанным с физической активностью. Действительно, влияние подводной среды и повышенного окружающего давления на процесс дыхания совершенно очевидно.
Вначале рассмотрим вопрос о метаболической значимости различных типов и уровней физической активности организма. В свою очередь конкретный уровень энергетических затрат организма определяет соответствующую скорость потребления кислорода и образования двуокиси углерода. Это требует определенной интенсивности альвеолярной вентиляции.
Дыхательное мертвое пространство и наличие С02 во вдыхаемом воздухе определяют необходимый уровень общей легочной вентиляции, обеспечивающий требуемый минутный объем эффективной альвеолярной вентиляции. Наиболее распространенным нарушением функции легких в гипербарических условиях подводной, среды является недостаточность альвеолярной вентиляции. Серьезное последствие этого нарушения заключается в повышении парциального давления С02 в альвеолярном газе и артериальной крови. Общей причиной недостаточности легочной и альвеолярной вентиляции считают повышение плотности газа.
Возрастание усилий, затрачиваемых на дыхание, или затруднение выдыхания газа, или то и другое вместе могут послужить причиной ограничения вентиляторной способности легких. Трудно определить, что важнее при повышенном давлении окружающей среды: нарушения внутрилегочного распределения газа или диффузии.
В настоящем разделе сайта авторы пытаются обобщить современную информацию о респираторных эффектах у человека, возникающих под водой и в условиях высокого давления газовой среды, а также уточнить сведения о их влиянии на работоспособность и безопасность водолазов.
Некоторые вопросы подробнее рассматриваются в других главах и здесь будут упомянуты в связи с необходимостью установить их связь с функцией дыхания.
