Внешнее дыхание

Наиболее выраженные сдвиги наблюдались в течение первых часов пребывания акванавтов в условиях ПЛ. В первые минуты погружения величина МОД значительно превышала исходный уровень, затем на протяжении часа она снижалась, но к исходному уровню приблизилась только через несколько часов. В дальнейшем, в среднем через 12 ч, уровень МОД не отличался от наземных величин. Так, например, у акванавта Н., у которого определяли показатели дыхания (в исследованиях принимал участие Ю. Н. Королев) и кровообращения на 5, 30, 60 и 90-й минутах через 12, 18, 48 ч после спуска в ПЛ на глубину 15 м (Р0₂ - 182 мм рт. ст.), уровень МОД сразу же после спуска превышал исходный в 2 раза, а затем уменьшался аналогично вышеописанному (рис. 5). Такое усиление легочной вентиляции происходило за счет увеличения дыхательного объема. При этом объем физиологического мертвого дыхательного пространства увеличивался от 105 мл в наземных условиях до 158 мл в ПЛ на глубине 15 м. Следует отметить, что хотя последний в течение первых 2 сут снижался с 323 (в первые минуты) до 158 мл (через 48 ч пребывания в ПЛ), он все же превышал исходный уровень в 1,5 раза. Это обусловило уменьшение альвеолярной вентиляции и снижение ее доли в легочной с 83 до 77%.

Рис. 5. Изменение минутного объема дыхания (Vebtps) У акванавта Н. в период адаптации к пребыванию в ПЛ на глубине 15 м: 1 - в покое на суше, 2 - в условиях основного обмена на суше, 3 - в условиях основного обмена в ПЛ

Отмечались следующие особенности динамики скорости поступления кислорода в организм. В первые минуты она возрастала до 3160 мл/мин и в течение 48 ч снижалась до 1300 мл/мин (рис. 6), что объясняется аналогичной динамикой МОД. Значительно увеличивалась и скорость поступления кислорода в альвеолы, которая составляла в начале экспозиции 2620 мл/мин, затем постепенно снижалась и достигла 885 мл/мин, что, однако, превышало наземный уровень. Снижение скорости поступления кислорода в альвеолы способствует уменьшению проникновения его в организм, что является результатом компенсаторных приспособлений к среде с повышенным парциальным давлением кислорода (182 мм рт. ст. в данном случае).

Рис. 6. Каскады скорости поступления кислорода (q02) в легких (I), альвеолы (А) и скорости транспорта кислорода артериальной (а) и смешанной венозной (v) кровью у акванавта Н. при адаптации к условиям ПЛ на глубине 15 м

На рис. 7 показана динамика парциального давления кислорода этого же акванавта. РО₂ в альвеолярном воздухе снижалось от 157 до 143 мм рт. ст., причем через 12 ч оно составляло 129 мм рт. ст. Это происходило вследствие уменьшения содержания кислорода в альвеолярном воздухе с 8,9 до 8,1%, которое обусловлено снижением альвеолярной вентиляции с 10,9 до 3,7 м/мин. В результате повышения РО₂ в альвеолярном воздухе было несколько более высоким и Р0₂ артериальной крови, которое в ходе адаптации снижалось с 125 до 115 мм рт. ст., хотя альвеоло-артериальный градиент Р0₂ по сравнению с исходным несколько увеличивался.

Рис. 7. Каскады парциального давления кислорода (Р02) у акванавта Н. при адаптации к условиям ПЛ на глубине 15 м. Обозначения см. рис. 6

Скорость транспорта кислорода артериальной кровью с первых минут пребывания в ПЛ стала ниже (690 мл/мин) по сравнению с исходной (720 мл/мин). Это, несмотря на повышение содержания кислорода в артериальной крови до 22,3%, обусловлено более низким минутным объемом крови (МОК), составляющим 3,1 л/мин (см. рис. 6). В дальнейшем скорость доставки кислорода артериальной кровью снижалась до 600 мл/мин.

Потребление кислорода, отражающее интенсивность энергетических затрат организма, в течение 1-го часа пребывания в ПЛ увеличивалось, однако через 12 ч оказывалось ниже, чем на 60-й минуте, а через 24 ч в условиях основного обмена становилось таким же, как на суше (рис. 8).

Рис. 8. Изменения потребления кислорода (qt О₂) у акванавта Н. при адаптации к условиям ПЛ на глубине 15 м. Обозначения см. рис. 5

Сравнительно низкая скорость транспорта кислорода артериальной кровью при неизменившейся скорости его потребления, более высокий градиент парциального давления кислорода обусловили повышение артерио-венозного различия до 10,4 - 14,8%, что привело к снижению скорости транспорта кислорода смешанной венозной кровью и содержания в ней кислорода с 11,2 до 7,5%. Уменьшение насыщения смешанной венозной крови кислородом привело к снижению его парциального давления. Описанные изменения были характерны для акванавтов, находившихся в ПЛ на глубинах 12 (сжатый воздух) и 15 м (9 - 10 % кислородно-азотная смесь).

В течение 2 - 3 дней большинство показателей внешнего дыхания стабилизировалось. Жизненная емкость легких, которая несколько повысилась в 1 - 2-е сутки (на 350 ± 70 мл, Р<0,001, в ПЛ на глубине 12 м), в последующее время практически не изменялась. Отношение мощности выдоха и вдоха оставалось практически неизмененным. Длительность задержки дыхания на вдохе и выдохе увеличивалась в среднем в 2 - 3 раза. Отмечено 2 типа реакций организма при проведении функциональных гипоксических проб: на фоне увеличения времени задержки дыхания на 55,54 ± ± 16,27 с (Р<0,01) при вдохе у одних лиц оксигемограмма выравнивалась, что указывало на почти полное отсутствие рассыщения крови от кислорода, у других - кривая насыщения кислородом мало отличалась от исходной. Насыщение крови кислородом составляло 98 - 99% (рис.9).

Рис. 9. Оксигемограммы акванавтов при задержке дыхания на высоте вдоха: 1 - на суше, 2 - 3-й сутки пребывания в ПЛ, 3 - 6-е сутки пребывания в ПЛ, 4 - после декомпрессии

В условиях контрольного опыта (содержание кислорода в атмосфере эквивалентно ПЛ на глубине 12 м) отмечены изменения дыхания, подобные вышеописанным. Однако резко выраженные сдвиги в первые минуты и часы пребывания испытуемых в камере отсутствовали.

Величина МОД, например, увеличивалась лишь на 2,61 ±0,65 л/мин (Р<0,05), несколько повышалось потребление кислорода, хотя длительность задержки дыхания на вдохе и выдохе также возрастала в 2 - 3 раза.

Перед декомпрессией у некоторых акванавтов, особенно у новичков, учащалось дыхание и возрастал МОД После декомпрессии и возвращения к обычным условиям дыхание было лабильным, учащалось при незначительных физических нагрузках. Газообмен при этом понижался Так, потребление кислорода снизилось на 111,85 ± 132,35 мл/мин (Р>0,5), а выделение углекислого газа - на 70,5 ± 87 мл/мин (Р>0,5). Особенно характерной для этого периода была неустойчивость физиологических показателей, большое колебание их величин, что зависело от длительности экспозиции под водой.

Рентгенографические исследования, проведенные у 8 акванавтов, находившихся в течение 7 сут на глубине 12 м, не выявили признаков воспалительных изменений в легких; на 2-е сутки после декомпрессии легочный рисунок у обследуемых соответствовал исходному. Однако у некоторых лиц через 2 сут пребывания в ПЛ отмечались определенные изменения, свидетельствовавшие о снижении жизненной емкости легких.