Водолазные спуски и их медицинское обеспечение
Насыщение и рассыщение организма азотом
При существовании человека в земных условиях жидкости и ткани его организма насыщены азотом, кислородом, углекислым газом и в меньшей степени другими газами. При нормальном атмосферном давлении во всех тканях организма человека со средней массой тела (70 кг) содержится около 1000 см3 (1 л) растворенного азота. При повышении окружающего давления, сопровождающемся ростом парциального давления того или иного индифферентного газа (в частности, азота), этот газ начинает растворяться в жидких средах и тканях организма. Растворение газа, иначе называемое процессом насыщения, будет происходить до тех пор, пока не установится динамическое равновесие между парциальным давлением данного индифферентного газа в альвеолярном воздухе и напряжением этого газа в растворенном состоянии в тканях организма. Основу процесса насыщения составляют физические законы растворимости газа в жидкости, т.е. коэффициент растворимости газа в жидкости, скорость диффузии, разность (или отношение) между величиной парциального давления данного газа над жидкостью и напряжением его в растворе, а также условия контакта газа с жидкостью. Переход молекул газа в раствор происходит путем обычной диффузии, дополненной активным физиологическим переносом газа с током крови. Каждый указанный параметр накладывает отпечаток на интенсивность процесса насыщения во времени и на количественную сторону этого сложного процесса.
Процесс насыщения организма индифферентным газом, как и обратный процесс рассыщения, весьма продолжителен. Считается, что сроки полного насыщения организма могут достигать 2—3 сут. Это было показано в опытах с определением кривой рассыщения организма от индифферентного газа при переключении на дыхание кислородом, в опытах с применением радиоактивных изотопов для определения динамики насыщения тканей организма, а также при определении сроков насыщения организма по декомпрессионной заболеваемости.
Путь, который проделывают молекулы индифферентного газа из внешней среды в организм при компрессии, может быть разделен на следующие этапы: альвеолярный воздух —> кровь (капилляры малого круга) —> кровь (капилляры большого круга) —> межтканевая жидкость -> клеточные элементы. При декомпрессии этот процесс идет в обратном направлении.
Схематично процесс насыщения организма протекает в определенной последовательности. Вдыхаемый индифферентный газ, парциальное давление которого превышает его напряжение в тканях, поступает в легкие, диффундирует через стенки альвеол, растворяется в артериальной крови, транспортируется кровью к тканям и через капиллярную стенку диффундирует в ткань. Освобожденная от избыточно растворенного индифферентного газа кровь по венозной системе возвращается в легкие, где вновь насыщается индифферентным газом. Весь процесс насыщения идет путем диффузии индифферентного газа из зоны более высокого парциального давления в легких в зону более низкого напряжения в тканях. С каждым новым кругооборотом крови ткани сильнее насыщаются индифферентным газом и постепенно их насыщение становится равным парциальному давлению индифферентного газа во вдыхаемой газовой смеси.
В целях предупреждения декомпрессионной болезни подъем водолазов с глубины на поверхность производится по специальным режимам декомпрессии. Режимы составлены таким образом, что скорость снижения давления во времени обеспечивает в каждый отдельный момент декомпрессии удержание избыточно растворенного в крови и тканях индифферентного газа в состоянии пересыщенного раствора без образования газовых пузырьков. При спусках водолазов с использованием для дыхания сжатого воздуха применяются режимы декомпрессии, представленные в приложении 22.
Продолжительность декомпрессии по указанным режимам зависит от глубины спуска, времени пребывания водолаза на грунте и тяжести работы. Чем выше эти показатели, тем продолжительнее время декомпрессии. В случае кратковременного пребывания водолаза на грунте может производиться безостановочный подъем на поверхность (табл. 4).
При неадекватно быстрой декомпрессии в организме может возникнуть декомпрессионная болезнь — комплекс патологических процессов в результате образования свободного газа в тканях из-за их пересыщения индифферентными газами. Это патологическое состояние рассмотрено в разделе, посвященном описанию специфических и неспецифических заболеваний водолазов (см. п. 8.2).
Таблица 4. Глубина погружения и допустимое время пребывания на грунте при дыхании сжатым воздухом, позволяющие осуществлять безостановочный подъем со скоростью 6 м/мин
