Чтобы воздух попал в легкие, когда грудная клетка погружена в воду всего на несколько фу­тов, давление газов должно быть равным давле­нию воды. Наиболее популярный аппарат, позво­ляющий осуществить это — акваланг (рис. 12.7). Он был создан в 1943 г. Жаком Кусто. Аппарат состоит из четырех основных компонентов:

1) одного или нескольких баллонов с возду­хом под давлением до 5,74 — 8,61 М-м~² (2 000 — 3 000 фунтов на квадратный дюйм);

2) первого регулирующего клапана, обеспечи-

258

Рис. 12.7. Акваланг с незамкнутой цепью:

1 — гибкий шланг, по которому подается воздух; 2 — выпускной клапан; 3 — дополнительный выпускной кла­пан; 4 — второй регулирующий клапан; 5 — мундштук;

6— первый регулирующий клапан; 7— баллон с возду­хом под давлением 3 000 фунтов на квадратный дюйм

вающего понижение давления воздуха, поступа­ющего из баллона, до нормального для дыхания (около 0,40 М-м~², или 140 фунтов на квадратный дюйм);

3) второго регулирующего клапана, обеспечи­вающего выпускание воздуха (по потребности), давление которого равно давлению воды;

4) одностороннего дыхательного клапана, по­зволяющего вдыхать сжатый воздух в легкие и выдыхать в воду.

Поскольку выдыхаемый воздух не возвраща­ется в баллон, этот тип аппарата называется ак­валангом незамкнутого потребления. Продолжи­тельность пребывания под водой зависит от глу­бины погружения: чем глубже находится человек под водой, тем больший необходим поток возду­ха, чтобы компенсировать давление воды. По­скольку объем воздуха, необходимого человеку, изменяется в зависимости от глубины погруже­ния, его поступление из баллона ограничивается глубиной погружения. Содержание одного бал­лона, например, можно израсходовать всего за несколько минут при погружении на глубину 60 — 70 м (197 — 230 футов), тогда как на глубине 6 — 7 м (20 —23 фута) его хватит на 30 — 40 мин.

В ОБЗОРЕ...

1. Вода снижает нагрузку на сердечно-сосудис­тую систему. При погружении тела в воду увеличи­вается также объем плазмы. Вследствие этих фак­торов ЧСС в покое уменьшается даже при частич­ном погружении тела в воду. Еще больше уменьшается ЧСС при погружении в холодную воду.

2. Для увеличения продолжительности задер­жки дыхания при погружении в воду без дыха­тельных аппаратов часто практикуют гипервен­тиляцию. Однако это может привести к опасному понижению уровней кислорода в организме, след­ствием которого может быть потеря сознания при нахождении под водой.

3. При погружении в воду с задержкой дыха­ния на глубину всего 1 — 2 м (3 — 6 футов) давле­ние газов в организме может повыситься. На боль­шой глубине объем воздуха в легких может умень­шиться до величины остаточного объема, но не меньше.

4. Глубина погружения с задержкой дыхания определяется отношением общего объема легких к остаточному объему. Люди, имеющие большое отношение ООЛ к 00, могут опускаться на боль­шую глубину.

5. Многие из проблем, возникающих при по­гружении с задержкой дыхания, решает специ­альный дыхательный аппарат — акваланг, дающий возможность дышать находящимся под давлени­ем воздухом.

ФАКТОРЫ РИСКА, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ УСЛОВИЯМИ ПОВЫШЕННОГО АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

Совершенствование подводных дыхательных аппаратов позволяет человеку опускаться все глуб­же и на более продолжительное время. Однако это также повышает степень риска для здоровья. При погружении человека в воду давление возду­ха в дыхательном аппарате должно соответство­вать давлению воды. Это повышает парциальное давление всех газов дыхательной смеси и увели­чивает градиент давления, обеспечивающий по­ступление кислорода и азота в ткани тела, а по­вышенное парциальное давление диоксида угле­рода в альвеолах приводит к снижению градиента давления, способствующего его выведению лег­кими. Таким образом, вдыхание находящихся под давлением кислорода, СО^ и азота может привес­ти к аккумуляции токсичных уровней этих газов.

Кислородное отравление

Кислород при парциальном давлении от 318 до 1 500 мм рт.ст. оказывает серьезное действие, особенно на легкие и центральную нервную сис-

17*                                                                                     259

тему [5, 33]. Высокое /⁾, во вдыхаемом воздухе может направить достаточное количество кисло­рода в раствор плазмы, и растворенный кислород удовлетворит метаболические потребности чело­века. В результате этого из гемоглобина может диссоциировать меньше кислорода, и гемоглобин венозной крови останется значительно насыщен­ным кислородом.

В свою очередь, диоксид углерода хуже связы­вается с гемоглобином, полностью насыщенным кислородом, поэтому процесс выведения диок­сида углерода через гемоглобин нарушается. Бо­лее того, когда человек вдыхает кислород, 7⁵, ко­торого превышает 318 мм рт.ст. (в 2 раза выше обычного атмосферного р(, ), может произойти сужение мозговых кровеносных сосудов, что зна­чительно ограничивает кровоток в центральной нервной системе. Это может привести к появле­нию таких симптомов, как искажение зрения, быстрое и поверхностное дыхание, судороги. В некоторых случаях такое высокое /⁾, может выз­вать раздражение дыхательных путей, постепен­но приводя к пневмонии. Состояние, обусловлен­ное вдыханием чрезмерного количества кислоро­да, называется кислородным отравлением.

Декомпрессионная болезнь

Высокое парциальное давление азота во время погружения способствует попаданию в кровь и ткани большего количества азота. Если находя­щийся на глубине человек пытается подняться на поверхность слишком быстро, азот не может быть перераспределен или выведен из легких достаточ­но быстро и поэтому остается в системе кровооб­ращения и тканях в виде пузырьков, приводя к значительному дискомфорту и боли. Это состоя­ние называется декомпрессионной болезнью или высотными болями. Как правило, боль ощущает­ся в области локтевых, плечевых и коленных сус­тавов, где скапливаются пузырьки азота. При эм­болии сосуда пузырьками азота нарушается про­цесс кровообращения, что может привести к смерти.

Рис. 12.8. Рекомпрессионная камера

Лечение заключается в помещении пострадав­шего в рекомпрессионную камеру (рис. 12.8). Дав­ление воздуха в камере повышено и соответству­ет тому, которое человек испытывал во время по­гружения. Давление постепенно снижают до обычного уровня. Вследствие рекомпрессии азот возвращается в раствор, затем постепенное сни­жение давления позволяет азоту "убежать" через дыхательную систему.

Для предотвращения декомпрессионной болез­ни разработаны таблицы, содержащие информацию о скорости подъема на поверхность с разной глуби­ны (рис. 12.9). Если, например, человеку предстоит погрузиться на глубину около 50 футов (около 15 м) на 1 ч, декомпрессия не нужна. Однако если человек провел 1 ч на глубине около 100 футов (око­ло 30 м), необходимо проведение медленной де­компрессии. Строго следуя указаниям таких таб­лиц, человек осуществит подъем на поверхность без возникновения декомпрессионной болезни.

"Глубинное опьянение"

Хотя азот не принимает участия в биологичес­ких процессах организма, при высоком давлении,

Рис. 12.9

Потребность в декомпрессии при различной продолжительности погружения на разную глубину

260

например, таком, как при погружении на боль­шую глубину, он может действовать подобно га­зонаркотической смеси. Последующее состояние называют глубинным опьянением, или азотным наркозом. Действие усиливается при увеличении глубины и, следовательно, давления. У постра­давшего появляются симптомы, подобные наблю­даемым при алкогольном опьянении. По мнению специалистов, каждое увеличение глубины погру­жения на 15 м соответствует действию одного "мартини", выпитого на пустой желудок.

При погружении на глубину 30 м и более мо­жет нарушаться способность оценивать ситуацию, представляющая угрозу для жизни. Поэтому боль­шинство погружающихся на такую глубину ды­шат специальной смесью газов, содержащей глав­ным образом гелий.

Спонтанный пневмоторакс

При дыхании находящимся под давлением га­зом на глубине более 1 — 2 м под водой может возникнуть достаточно серьезная проблема, если этот газ не выдыхают во время подъема на повер­хность. Если человек, находясь на глубине 2 м, делает полный вдох и не делает выдох во время подъема на поверхность, объем воздуха увеличи­вается, перерастягивая легкие. Это может вызвать разрыв альвеол, вследствие чего газ попадает в плевральную полость, вызывая, в свою очередь, коллапс легких. Это — спонтанный пневмоторакс

(рис. 12.10). Одновременно маленькие пузырьки воздуха могут попасть в малый круг кровообра­щения, образуя воздушный эмбол, который "зас­тревает" в сосудах других тканей, блокируя по­ступление туда крови. Значительная блокада со­судов, по которым кровь поступает в легкие, миокард и центральную нервную систему, может вызвать смерть. К счастью, устранить это состоя­ние можно, открыв рот и выдыхая сжатый воздух из дыхательных путей во время подъема на по­верхность.

Разрыв барабанных перепонок

Помимо риска возникновения спонтанного

пневмоторакса и воздушной эмболии, несоответ­ствие давления воздуха в пазухах и среднем ухе при подъеме на поверхность и погружении на глу­бину, может привести к разрыву мелких кровенос­ных сосудов и мембран, разделяющих эти полос­ти. Давление в среднем ухе обычно уравновеши­вается благодаря евстахиевой трубе (соединяющей среднее ухо с горлом). Неспособность уравнове­сить давление в среднем ухе создает силу, которая действует на барабанную перепонку, вызывая зна­чительную боль. При погружении на глубину или подъеме на поверхность неспособность уравнове­сить это давление может привести к разрыву бара­банной перепонки.

При погружении на глубину давление в среднем ухе и пазухах обычно уравновешивается выдувани-

261

ем воздуха (с умеренной силой) через ноздри. Если человек страдает респираторными инфекциями и синуситом, при которых образуются припухлости на перегородках пазух евстахиевой трубы, ему не следует заниматься этим видом деятельности.

Ниже мы приводим некоторые факторы риска, обусловленные условиями повышенного атмосфер­ного давления.

а При подъеме на поверхность может произой­ти сжатие маски, если давление воздуха в ней слишком низкое. Это может привести к повреждению кровеносных сосудов глаз и лица; глаза могут "выйти" из глазниц

о Блокада евстахиевой трубы предотвращает выравнивание давления воздуха в барабан­ной перепонке и может привести к ее раз­рыву

о Медиастинальная, или подкожная, эмфизе­ма может возникнуть во время подъема на поверхность, если воздух, покидая кровенос­ные сосуды, накапливается в верхней части груди или под кожей шеи, вызывая болез­ненные ощущения

а При разрыве альвеол может возникнуть воз­душная эмболия. Пузырьки воздуха могут по­пасть в систему кровообращения и, дойдя до сосудов мозга, блокировать кровоснаб­жение мозговой ткани, что может привести к некрозу мозга

а Блокада синусового отверстия препятствует

уравниванию давления воздуха в синусах и вызывает значительный дискомфорт и кро­вотечения

а Во время подъема на поверхность может воз­никнуть пневмоторакс, если повреждена ткань легких и воздух попал в плевральную полость

а При расширении объема воздуха во время подъема на поверхность может произойти разрыв альвеол

Мы не ставили перед собой цель рассмотреть все факторы риска. Опасность при погружении на глубину может подстерегать как неопытного, так и наиболее опытного водолаза, если они не со­блюдают основные меры предосторожности или не учитывают факторы риска, обусловленные этим видом деятельности.

УСЛОВИЯ НЕВЕСОМОСТИ: