Диурез во время иммерсии. Физическая работоспособность во время иммерсии
Программа пилотируемых космических полетов вызвала интерес к использованию иммерсии для имитации некоторых аспектов невесомости. Это в свою очередь сконцентрировало внимание ученых на влиянии иммерсии в отношении респираторного давления. Данная проблема была рассмотрена в 1969 г. McCally. Яркий эффект иммерсии заключался в заметном повышении диуреза, приводящем к существенной потере воды и натрия, что могло бы привести к серьезному истощению организма.
Иммерсионный диурез возникает в результате увеличения ЦОК, связанного в свою очередь с антигравитационным эффектом и отрицательным давлением на вдохе. Последний, по-видимому, обусловлен работой кардиопульмональных рецепторов растяжения. В этой связи метод иммерсии широко использовали для изучения физиологии почек и регуляции жидкости в организме. Подробно изучение этих вопросов описано в обзоре, сделанном Epstein (1978). По некоторым причинам Epstein считал минимальным значение отрицательного дыхательного давления для объяснения различий между вертикальной и горизонтальной (лицом вверх) иммерсией. Последний вид иммерсии, вероятно, оказывает на диурез не большее воздействие, чем горизонтальное положение тела в «сухих» наземных условиях.
Диуретический эффект иммерсии может быть компенсирован респираторным давлением, превышающим эупноический уровень. Однако избыточное положительное давление на вдохе способно обусловить обратное осложнение — накопление в организме воды.
Обеспечение диуретического баланса, возможно, является главным вопросом при разработке дыхательных аппаратов, предназначенных для длительного использования. Связь диуретического баланса с другими аспектами дыхания не ясна, но он мог бы стать самым серьезным критерием гидростатического -соответствия давлений. Респираторное давление, которое устраняет повышение диуреза, не вызывая при этом накопления жидкости в организме, вероятно, сглаживает антигравитационное влияние иммерсии, так же как и эффект, обусловленный дыханием под давлением, на ЦОК и показатели дыхания.
Физическая работоспособность во время иммерсии
Исходя из условий безопасности и разумного комфорта, обычным критерием адекватности дыхательной функции должен быть объем работы, которую водолаз способен совершить. Важность этого критерия доказана наблюдениями Dwyer и соавт. (1977), Spaur и соавт. (1977) при иммерсии испытуемых в глубоководной барокамере. Показано, что в 2 случаях необъяснимая одышка ограничивала Vо2макс до относительно низких уровней. При этом, по-видимому, имел место неадекватный гидростатический баланс респираторных давлений. До относительно недавнего времени создание различного респираторного давления при исследовании с помощью соответствующих методов измерения максимально развиваемого испытуемыми физического усилия во время погружения в воду на различные глубины не проводилось.
В 1971 г. при проектировании барокамеры, рассчитанной на давление 170 кгс/см2 (г. Буффало), Lanphier нашел необычное применение принципу Торричели, что позволило проводить исследования при общем погружении испытуемого без необходимости применения для этих целей отдельного «мокрого» отсека. На рис. 30 показаны технические возможности данного устройства. Аппаратура, например спирометр, может находиться в «сухой» части камеры. Гидростатическое соответствие давлений (гидростатическая нагрузка на легкие) можно менять в широком диапазоне путем регулирования уровня положения испытуемого под водой.
Thalmann и соавт. (1978) усовершенствовали данное устройство, предложив дыхательную систему с низким сопротивлением, состоящую из мешка, расположенного в боксе, и позволяющую измерять необходимые показатели. Фиксированное плавание в ластах или работа на подводном велоэргометре обеспечивали различную степень физического напряжения.
Исследования проводились на 3 испытуемых при полном погружении в воду в горизонтальном положении, дышащих воздухом при гидростатической нагрузке на легкие от —20 до + 20 см вод. ст. и окружающем давлении, соответствующем таковому на глубине 58 м. Гидростатическая нагрузка на легкие определялась как разница между давлением в загубнике и давлением на уровне линии, проходящей на 10 см выше глубины расположения надгрудинной вырезки. Испытуемые в течение 5-минутных периодов вращали велоэргометр со скоростью 60 об/мин. В экспериментах использовали одновременно, маску, закрывающую все лицо, и ротоносовую маску.
В работе, посвященной этому исследованию, Thalmann и соавт. (1979) привели краткий, но содержательный обзор эффектов, обусловленных как возросшей плотностью газа, так и иммерсией. Обнаружено, что увеличенная плотность газа оказывает больший эффект на максимальные и субмаксимальные величины Vo2 , VCO2, Ve, ЧСС и Рсо2 к концу выдоха, чем нагрузка на легкие, обусловленная иммерсией. Однако при данном Vo2 иммерсия вызывает уменьшение Ve. Вызванная физической работой одышка была выраженной в более экстремальных условиях, но до величины потребления кислорода (Vo2), равной 2,5 л/мин, она не ограничивала степень развиваемого испытуемыми физического усилия. Одышка становилась лимитирующим фактором при физической работе только в момент максимального физического напряжения на глубине 58 м и в нескольких случаях при гидростатической нагрузке на легкие —10 см вод. ст. Нагрузка, равная +10 см вод. ст., вызывала наименее выраженную одышку, что позволяло всем испытуемым закончить 5-минутный период максимального физического напряжения при самом высоком давлении окружающей среды.
