Острая гипоксия.

Гипоксия в переводе с греческого означает понижение содержания кислорода в тканях организма. Синоним этого термина в русском языке – кислородное голодание, или кислородная недостаточность.

У практически здоровых людей гипоксическая гипоксия возникает при подъемах на высоту без дополнительного дыхания кислородом. Эту форму гипоксического состояния принято называть высотной гипоксией. Она имеет большое значение для авиакосмической медицины, так как в условиях полета могут возникать различные ситуации, определяющие снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. Воздействие гипоксической гипоксии умеренной степени традиционно используется как функциональная проба при врачебной экспертизе летного состава (Малкин В.Б., 1986).

П. Бэр (1876) на основании экспериментального изучения влияния пониженного барометрического давления впервые установил, что кислородное голодание — является основной причиной возникновения болезненного состояния и гибели, животных на больших высотах.

Интерес к высотной гипоксии постоянно возрастал. Причиной этого было, развитие техники, которое определило возможность как плавания на подводных лодках, так и полетов на самолетах, а позже и на космических летательных аппаратах. В первые годы развития авиации, когда летчики летали в открытых кабинах и в полетах еще не пользовались для дыхания кислородом, кислородное голодание было центральной проблемой авиационной медицины. Именно в эти годы острое кислородное голодание стали использовать в качестве функциональной пробы для отбора лиц, поступающих на службу в авиацию, и при медицинском освидетельствовании летчиков.

Установлено, что уменьшение РО₂ во вдыхаемом воздухе является причиной возникновения высотной гипоксии – кислородного голодания. Механизм этого явления обусловлен тем, что в процессе дыхания газообмен в легких — поступление в кровь кислорода и выведение углекислого газа — происходит в основном в результате разницы парциальных давлений этих газов в крови легочных сосудов и альвеолярном воздухе. Следовательно, с понижением РО₂ во вдыхаемом воздухе уменьшается поступление кислорода в организм.

Организм человека не располагает существенными запасами кислорода. Прекращение поступления О₂ в организм приводит через несколько минут к развитию тяжелого патологического состояния, а смерть наступает уже через 5-6 мин, в то время как без воды человек может находиться много дней (до 10-12), а без пищи более месяца.

В зависимости от функционального состояния организма потребность его в О₂ изменяется. При работе потребление О₂ в испытывающих функциональную нагрузку тканях возрастает. Кислородное голодание возникает в случае, когда потребность тканей в кислороде превышает его поступление к ним.

Минимальный уровень энергии окислительных процессов и потребления О_2, необходимый для поддержания структуры и функции, неодинаков для различных тканей организма. У высокоразвитых животных и человека наиболее чувствительной к недостатку кислорода является ЦНС — филогенетически самое молодое образование. По данным Ламбертсена, мозг человека в среднем потребляет в покое 3, 5 мл О₂ на 100 г ткани в 1 мин. Это приблизительно 50 мл в 1 мин для всего мозга.

При остром кислородном голодании в первую очередь возникают нарушения деятельности ЦНС.

В зависимости от степени снижения РО₂, от высоты подъема, высотную гипоксию принято делить на острую и хроническую. Вследствие острой гипоксии возникает высотная болезнь, хронической – горная болезнь.

К острой гипоксии относят все случаи значительного и быстрого снижения РО_2, в окружающей газовой среде, в результате которого через относительно небольшой срок у здоровых, но ранее не адаптированных к гипоксии людей возникают различной тяжести патологические состояния. Реально такие ситуации бывают после быстрых подъемов на высоты 4000-5000 м и выше или после внезапного прекращения подачи кислорода во время высотных полетов.

Практический интерес представляют данные, характеризующие время сохранения сознания и работоспособности у человека при пребывании его на различных высотах без кислорода. Этот вопрос изучался еще до второй мировой войны, преимущественно в СССР и Германии. Советские исследователи в основном определяли «высотный потолок», т.е. время, через которое у обследуемых появлялись расстройства деятельности ЦНС, нарушения сознания снижение работоспособности в процессе непрерывного подъема в условиях барокамеры. Немецкие исследователи ввели понятие о «резервном времени», которое характеризует тот отрезок времени, в течение которого у обследуемого на высоте после прекращения подачи О₂ сохранялся еще минимальный уровень работоспособности, достаточный для принятия мер по спасению. В американской и английской литературе используется с этой же целью термин «время активного сознания».

Величина резервного времени зависит, прежде всего, от высоты, а также от индивидуальной устойчивости к гипоксии. С увеличением высоты индивидуальные колебания величины резервного времени суживаются, так что на высотах более 9000 м они практически стираются. На высотах 15 000 м и выше резервное время практически отсутствует (8-10 с). После быстрых подъемов (1-2 с) на такие высоты потеря сознания, без всяких предвестников отмечалась уже через 15 с. В случаях, когда пребывание на этих высотах ограничивалось 8-10 с, после чего осуществлялся быстрый спуск с высоты, потеря сознания возникала через 5-7 с в период спуска. Это обусловлено тем, что кровь, обедненная О₂ , поступает в сосуды мозга через 5-7 с после начала спуска с высоты. Практически почти полное отсутствие резервного времени, равно как исчезновение защитного эффекта от дыхания О₂ обусловлено тем, что при снижении барометрического давления до 87 мм рт. Ст. (высота 15 200 м) в легких РО₂ становится равным нулю, даже если человек дышит чистым О₂, так как парциальное давление паров воды (Рн₂о) при температуре тела 37° С в альвеолярном воздухе составляет 47 мм рт.ст. Следовательно, суммарное давление (Рсо₂ + Рн₂о) равно 87 мм рт.ст. В связи с этим высоту 15 200 м, на которой барометрическое давление равно 87 мм рт. Ст. по РО₂ считают «эквивалентной» космическому пространству.

При прогнозировании течения и исхода острой гипоксической гипоксии важно знать не только резервное время человека, но и тот предельный срок, в течение которого при резком дефиците О₂ еще сохраняются основные физиологические функции и возможно самостоятельное и полное восстановление жизни после устранения гипоксии. Этот период от начала воздействия гипоксии до истечения срока возможного самопроизвольного (без реанимационных процедур) восстановления подавленных функций называют «временем выживания» или «общим временем спасения». В этот период у животных обычно наблюдается не только потеря позы, но и остановка дыхания при сохранении сердечной деятельности.

В процессе развития острой гипоксии возникают закономерные изменения физиологического состояния, о которых судят по результатам ЭЭГ, ЭКГ, регистрации дыхания, насыщения артериальной крови кислородом.

Потерю сознания при острой гипоксии относят к гомеостатическим обморокам, так как причиной ее является гипоксемия — значительное снижение насыщения кислородом крови. Мозговое кровообращение некоторое время после потери сознания сохраняется на достаточно высоком уровне, поэтому восстановление нормального снабжения организма кислородом (спуск с высоты, дыхание кислородом) приводит к быстрому, в течение 5-10 с, восстановлению сознания и исчезновению всех симптомов.

После восстановления сознания у человека отмечается ретроградная амнезия – они не помнят обстоятельств; непосредственно предшествовавших потере сознания. Более того, утверждают, что все время чувствовали себя на высоте хорошо и выполняли все задания правильно.

У человека, стpадaющeгo от острого недостатка О₂, нарушен почерк, появляются грубые грамматические ошибки — пропуски букв; характер тестового рисунка свидетельствует о появлении эйфории. Это определяет потерю адекватного отношения к окружающей обстановке и к собственному состоянию.

Действие различных степеней высотной гипоксии на организм нетренированного к недостатку О₂ человека показал, что до высот 5000 м ещё возможна стойкая адаптация организма к гипоксии. Об этом свидетельствует то, что на высотах 3000-5000 м постоянно живут до 25 млн. человек, из них 4 млн. – на высотах, превышающих 4000 м. При этом относительно умеренный дефицит кислорода на высотах до 3000 — 3500 м приводит к функциональной перестройке дыхания, кровообращения, аппарата, регулирующего деятельность этих систем, в результате которой адаптационный резерв организма оказывается в конечном итоге повышенным.

Целесообразно использовать острую гипоксию (подъемы в барокамере) в качестве теста для медицинского отбора лиц, поступающих на службу в авиацию и претендующих на участие в космических полетах. Эта традиционная для авиакосмической медицины функциональная проба себя вполне оправдала, так как во многих случаях позволяет выявлять людей как с недостаточным адаптационным резервом сердечно-сосудистой системы, прежде всего имеющих сниженную функциональную способность нейрогуморального аппарата, регулирующего кровообращение, так и лиц с повышенной чувствительностью ЦНС к гипоксии.

Так же важно использование гипоксической гипоксии в качестве тренирующего фактора, повышающего адаптационный резерв организма человека. Было установлено, что активный отдых в горах на высотах 2000-3000 м с эпизодическими подъемами на большие высоты приводит к увеличению адаптационного резерва организма. При этом отмечено повышение устойчивости тренированных людей не только к острой гипоксии, но и к некоторым другим экстремальным воздействиям.