Адаптация клеток

Изменение функции системы кровообращения.

 

Сразу после попадания в условия низкого рО₂ минутный объём кровообращения увеличивается более чем на 30% (механизм: уменьшение рО₂ в артериальной крови – стимуляция хеморецепторов каротидной и аортальной зон – активация сосудодвигательного центра – увеличение частоты сердечных сокращений и вазоконстрикция). Однако, затем МОК постепенно возвращается к норме, но так как увеличивается количество эритроцитов, то количество О₂, которое транспортируется к тканям остаётся нормальным.

 

 

Адаптация клеток.

Предполагается, что клетки организма начинают более эффективно использовать кислород. Увеличивается количество митохондрий и энзимов в них.

Необходимо заметить, что у людей, длительно находящихся на большой высоте, могут развиться выраженные патологические изменения:

1) количество эритроцитов и гематокрит увеличивается очень сильно;

2) правая половина сердца увеличивается;

3) развивается застойная сердечная недостаточность;

4) очень сильно увеличивается давление в легочной артерии;

5) падает АД.

 

Причинами перечисленных изменений могут быть:

1. Очень значительное увеличение количества эритроцитов в несколько раз увеличивает вязкость крови, что нарушает кровоток на уровне микроциркуляции и ведёт к уменьшению доставки О₂ к тканям.

2. Спазм артериол в лёгких из-за развития там гипоксии (механизм: когда рО₂ в альвеолах становится меньше нормального, то прилегающие кровеносные сосуды медленно суживаются, что приводит к увеличению сосудистого сопротивления в этой области. Необходимо отметить, что в системных сосудах наблюдается противоположный эффект, т.е. они расширяются в ответ на низкую концентрацию О₂. Предполагают, что альвеолярные эпителиальные клетки в условиях гипоксии освобождают вазоконстрикторное вещество. Кстати, описанный механизм имеет большое значение в физиологической регуляции кровотока в лёгких, т.к. с его помощью осуществляется перераспределение кровотока в области, где альвеолы вентилируются хорошо, с ограничением притока крови к плохо вентилируемым альвеолам.)

3. Спазм артериол лёгких приводит к шунтированию крови через неальвеолярные сосуды, а значит к отсутствию оксигенации крови в них.

У большого количества людей через 2 часа – 2 дня после быстрого подъёма на большую высоту возникают очень тяжёлые патологические изменения. Они включают:

1) острый отёк мозга(механизм: гипоксия мозговой ткани – локальная вазодилятация мозговых сосудов – увеличение притока крови в эти сосуды – увеличение гидростатического давления в капиллярах – отёк);

 

2) острый отёк лёгких(механизм: гипоксия лёгких вазоконстрикция разной степени выраженности в разных отделах лёгких – увеличение притока крови в те отделы лёгких, где вазоконстрикция слабая – увеличение гидростатического давления в капиллярах этих сосудов – локальный отёк. Затем прогрессирует в других отделах лёгких.).

 

Действие повышенного барометрического давления.

Действию повышенного атмосферного давления человек подвергается при проведении водолазных работ. При погружении под воду через каждые 10 м давление воды на поверхность тела увеличивается на 1 атм. Это значит, что на глубине 90 м на человека действует давление около 10 атм. Для предотвращения спадения лёгких, человек может дышать воздухом только под соответствующим погружению повышенным давлением. Это приводит к тому, что давление газов в альвеолах становится высоким.

Наиболее важным последствием гипербарии (действия повышенного атмосферного давления является увеличение растворимости газов в крови и тканях).

Напомним, что концентрация газа зависит от давления газа и коэффициента его растворимости:

[конц. газа] ≠ коэф. раст. х Р газа

 

1. Токсическое действие азота.

Во вдыхаемом воздухе содержится 79% азота. При нормальном атмосферном давлении азот не оказывает влияния на организм, но при действии повышенного атмосферного давления он действует токсически. Если водолаз находится на глубине 40 метров более 1 часа, то появляются первые признаки действия азота. Они состоят в том, что водолаз теряет осторожность. Если он находится более часа на глубине около 60 метров, то у него появляется сонливость, а при нахождении на глубине более 75 метров азот оказывает наркотический эффект.

Наркотический эффект азота очень сходен с алкогольной интоксикацией. По этой причине его часто называют «удовлетворение от погружения на глубину».

Механизм наркотического эффекта азота: азот хорошо растворим в жирах и поэтому в больших количествах накапливается в ЦНС. Он растворяется в мембранах нейронов, что нарушает их свойства, в частности, нарушает электрическую проводимость мембран.

 

2. Токсическое днйствие кислорода.

Заметим, чсто при нормальном значении рО₂ в альвеолах кислород в крови практически полностью связан с гемоглобином. Однако, при увеличении парциального давления О₂ в альвеолах будет расти количество растворённого в крови кислорода. Это будет приводить к увеличению парциального давления кислорода в тканях и их повреждению – (механизм: повреждения тканей при увеличении парциального давления О₂: в нормальных условиях в клетках образуется незначительное количество свободных радикалов, но они не оказывают токсического действия, так как быстро разрушаются с помощью антиоксидантной системы. При значительном увеличении содержания О₂ в тканях степень образования свободных радикалов кислорода повышается. Система антиоксидантов оказывается не способна обезвредить свободные радикалы и они повреждают клетки.

К токсическому действию кислорода особенно чувствительна нервная система. Вначале появляется раздражительность, тошнота, головокружение, затем мышечные подёргивания, судороги и кома.

Также характерно повреждение дыхательных путей (набухание слизистых оболочек дыхательных путей, боль за грудиной, кашель).