Человек в экстремальной ситуации
Шрифт:
Поскольку плотность газовой среды в условиях высокого давления в 6 — 10 раз выше, чем при обычных условиях, функция внешнего дыхания человека значительно затруднена. Значительные сложности создают длительные сроки (до двух недель) выведения человека из условий пребывания под повышенным давлением. Это связано с медленным выделением из тканей и жидкостей организма растворенных в них газов. В большинстве глубоководных спусков периоды компрессии и декомпрессии занимают до 60–90 % всего времени.
Необходимо отметить, что высокое давление, измененные параметры микроклимата и необычная газовая среда могут вызвать неоднозначные и непредсказуемые реакции микроорганизмов, которыми буквально насыщен человеческий организм и которые могут находиться в воздушной
Из всего вышесказанного с полной очевидностью следует, что исследование гипербарических экологических систем представляется сложнейшей задачей технического, биологического и медицинского планов. Не менее очевидно также, что условия обитания в замкнутых гипербарических экосистемах для человека являются экстремальными.
Одно из современных направлений науки — экстремальная физиология и медицина — изучает реакции человеческого организма на воздействие различных, экстремальных факторов внешней среды, в том числе и связанных с условиями гипербарии.
Специфические и неспецифические экстремальные факторы, воздействующие на водолаза, можно разделить на три группы:
1. Факторы, связанные с физико-химическими свойствами газов под давлением.
2. Факторы, связанные с физико-химическими свойствами воды и гидросферой.
3. Факторы, связанные со свойствами замкнутого газового пространства, создаваемого гипербарической техникой.
Вполне очевидно, что в условиях повышенного давления действует весь комплекс вышеперечисленных факторов, но ведущими факторами являются, прежде всего, гидростатическое и атмосферное давление и измененное парциальное давление кислорода и индифферентных газов-разбавителей кислорода.
Анализ литературных данных и собственных исследований позволили автору (д.м.н. Б.Н. Павлов) сформировать картину действия на организм человека гидростатического давления и высокого парциального давления индифферентных газов (схема 42).
Схема 42
Взаимодействие главных факторов: гидростатического давления и высокого парциального давления индифферентных газов на организм
Таблица 6
Физиологические критерии, определяющие вклад гидростатического давления в формирование НСВД на разных уровнях организма
| Воздействие гидростатического давления | Физиологические показатели, характеризующие проявления НСВД |
|---|---|
| МОЛЕКУЛЯРНЫЙ УРОВЕНЬ | |
| Изменяет межмолекулярные взаимодействия, фазовые переходы, объемное сжатие тканей, приводящее к деформации мембран | Изменяет биофизические и биохимические процессы, тормозит реакции с увеличением объема конечного продукта, а с уменьшением объема катализирует. Изменяет трансмембранное распределение ионов, приводящее к деполяризации мембран и снижению порогов возбуждения |
| КЛЕТОЧНЫЙ, ТКАНЕВЫЙ УРОВЕНЬ | |
| Влияет на метаболизм клеток и тканей, основные функции органелл клеток и функции мембран | Продолжает изменять трансмембранное распределение ионов, включая повышенное вхождение анионов CI в клетки, богатые митохондриями, что приводит к гиперполяризации мембран возбудимых клеток и образованию эктопических очагов возбуждения в нервных центрах |
| ОРГАНИЗМЕННЫЙ УРОВЕНЬ | |
| Нарушает нейрофизиологические механизмы регуляции функции, приводит к появлению и развитию НСВД | Возникают постуральный и динамический тремор, отдельные миоклонии, судорожная активность ЭЭГ без внешних проявлений, приступы клонических судорог, клонико-тонические судороги, параличи жизненно важных нервных центров и гибель животного |
Исследования психофизиологических реакций организма человека при воздействии гипербарии были ориентированы на поиск воздействий и газового состава, которые формировали индукционно-анаболическую фазу адаптации.
Динамика электрофизиологических показателей и показателей умственной работоспособности служили основанием для определения перехода организма во вторую стадию адаптации — стадию снижения резистентности. При проявлении симптоматики такого перехода нагрузочные пробы отменялись и проводилась декомпрессия. Этот прием позволил во всех экспериментах с участием человека избежать перехода к третьей стадии адаптации к гипербарии — стадии истощения, которая чревата декомпенсацией жизненно важных функций и возникновением патологических состояний.
В экспериментах на животных исследовались три последних симптома НСВД (клонические судороги, клонико-тонические судороги, паралич и смерть). Исследовалось также токсическое действие кислорода, скрининг и доклинические испытания фармацевтических препаратов, используемых в условиях гипербарии, острое гипоксическое состояние и декомпрессионная болезнь.
Б.Н. Павловым, на основании исследований механизмов гипербарии, была сформулирована концепция «Целенаправленной, активной адаптации человека к условиям гипербарии», суть которой заключается в том, что адаптация человека к гипербарической среде целенаправленно реализуется им самим в плановом порядке по трем основным направлениям:
1. Целенаправленное повышение неспецифической и специфической гипербарической резистентности к экстремальным факторам гипербарической среды осуществляется путем совершенствования, тренировки механизмов приспособляемости.
2. Оптимизация, на основе научного подхода, состава гипербарической среды обитания, параметров микроклимата, режимов декомпрессии, компресс труда и отдыха для уменьшения агрессивности воздействия на организм неблагоприятных факторов и повышение безопасности труда и жизни в сочетании с конструированием (созданием) индивидуального снаряжения гермообъектов с высокоэффективными техническими средствами жизнеобеспечения, средств обеспечения безопасности водолазных спусков и подводных работ.
3. Фармакологическая профилактика и защита организма человека от неблагоприятного действия факторов гипербарии.
В результате проведенных скрининговых исследований было установлено, что при развитии НСВД наиболее эффективно повышают порог возникновения тремора и судорог препараты бенздеазепинового ряда, особенно гидазепам. Клинические испытания эффективности гидазепама по профилактике и купированию НСВД, возникающего у человека в условиях быстрой компрессии (0,2 МПа в мин) до 200 м вод. ст. при дыхании кислородно-гелиевой смесью, позволили разработать и утвердить инструкцию по использованию гидазепама в качестве средства профилактики НСВД при быстрой, аварийной компрессии до глубин 300 м.
Было установлено перспективное применение водорода для уменьшения неблагоприятного действия на организм высокого давления, проявляющегося в последовательном возникновении постурального и динамического тремора, отдельных миоклоний, клонических судорог, клонико-тонических судорог и гибели. Как уже указывалось выше, последние стадии НСВД изучаются только на животных.
Для оценки безопасности пребывания и изучения механизмов адаптации организма человека к среде, содержащей аргон, были проведены исследования с участием человека, целью которых было изучение дыхательной функции, сердечнососудистой системы, умственной к физической работоспособности, показателей крови и мочи в гипербарических условиях насыщенного погружения.