WYSOKIE I NISKIE CIŚNIENIE

Ciśnienie atmosferyczne - siła z jaką powietrze oddziaływuje na powierzchnię ziemi. Na poziomie morza, 45° szer.geograficznej - 1atmosfera = 1013.25 hPa.

Wzrost wysokości ↑ nad poziomem morza - spadek ciśnienia↓ atmosferycznego, na każde 10.5 m. w górę przypada spadek ciśnienia atmosferycznego ok. 1.3 hPa.

PODWYŻSZONE CIŚNIENIE

Nurkowanie zawodowe: poszukiwanie i eksploatacja złóż ropy naftowej i innych bogactw naturalnych znajdujących się pod dnem morskim, budowanie podwodnych tuneli, instalowanie podwodnych rurociągów, sieci telekomunikacyjnych i energetycznych, prace archeologiczne, filmy przyrodnicze, podnoszenie zatopionych statków i samolotów

płetwonurkowie-amatorzy.

Na organizm człowieka przebywającego pod wodą działają odmienne czynniki niż występujące na powierzni ziemi.

Najważniejsze z nich to:

• Podwyższone ciśnienie hydrostatyczne

• Zwiększone ciśnienie cząstkowe gazów wchodzących w skład powietrza lub innych mieszanin oddechowych (niebezpieczenństwo zatrucia tlenem, zaburzenia termoregulacyjne, na większych głębokościach możliwość wystąpienia narkozy azotowej)

• Przechłodzenie organizmu ( woda jest lepszym przewonikiem ciepła niż powietrze, aprzewodnictwo cieplne helu stosowanego w mieszaninach oddechowych jest przeszło 6-krotnie większe niż powietrza)

Przy nurkowaniu swobodnym obciążenie dla organizmu stanowi:

• wzrost stężenia CO₂ w organizmie

• narastanie długu tlenowego

• fizyczne oddziaływanie wysokiego ciśnienia na cały ustrój, a głównie na klatkę piersiową

• tworzenie się pęcherzyków gazowych (głównie azotu) w płynach ustrojowych i tkankach podczas wynurzania się z toni morskiej.

Reakcje organizmu przejawiają się:

• zwolnieniem akcji serca

• bardziej ekonomicznym wykorzystaniem zasobów tlenu

• zmniejszonym zapotrzebowaniem serca na tlen

Nurkowanie w specjalnych aparatach i praca w kesonach wiąże się z oddychaniem powietrzem pod wysokim ciśnieniem, podczas pracy w maskach występuje ponadto pogorszenie wymiany gazowej i wzrost oporów dla powietrza.

W tych warunkach obciążenie dla organizmu stanowi:

• większa praca mięśni wdechowych

• wzrost ciśnienia gazów w powietrzu pęcherzykowym: tlenu i azotu-działanie toksyczne).

• stosowanie aparatów ze sprężonym powietrzem ograniczone jest do głębokości 40-50 m, na tej głębokości występują już objawy narkozy azotowej i zatrucia tlenem.

Następuje zwolnienie myślenia, ograniczenie świadomości do jej utraty, destrukcja pęcherzyków płucnych, obrzęk , wysięk , drgawki i śmierć.

Przy nurkowaniu na głębości większej niż 50m stosuje się trimiks (mieszanina azotowo-helowo-tlenowa) lub helioks (mieszanina helowo-tlenowa)-azot zastępuje się helem, co eliminuje możliwość narkozy azotowej

Poważne niebezpieczeństwo zagraża wszystkim nurkującym na większych głębokościach w czasie szybkiego powrotu na powierzchnię.

Wg prawa Boyle'a - Mariotte'a

W stałej temperaturze iloczyn objętości danej masy gazu i jego ciśnienia jest wartością stałą.

Oznacza to, że sprężaniu gazu lub mieszaniny gazów (np. powietrza) pod wpływem wzrostu ciśnienia towarzyszy zmniejszanie jego objętości.

I odwrotnie podczas rozprężania gazu, spadkowi ciśnienia towarzyszy wzrost objętości.

Prawo to ma istotne znaczenie w fizjopatologii nurkowania. Tkanki stałe i płyny ustrojowe są praktycznie nieściśliwe.

Inaczej sprawa się przedstawia z przestrzeniami powietrznymi organizmu, takimi jak płuca, ucho wewnętrzne, czy zatoki oboczne nosa.

Jeżeli zmiany objętości gazów, podczas zmian ciśnienia nie są odpowiednio wyrównywane to powstaje tzw. uraz ciśnieniowy czyli barotrauma i uszkodzenie tkanek.

Szczególnie groźne są sytuacje gwałtownego wynurzania

Np. podczas wynurzania na wdechu (w płucach znajduje się znaczna ilośc powietrza) z głębości 10m (2 atm) do powierzchni wody (1atm) następuje dwukrotne zwiększenie objętości powietrza w płucach, co może spowodować ich nadmierne rozdęcie , a nawet rozerwanie (uraz ciśnieniowy płuc).

Ze wzrostem głębokości, a więc i ciśnienia zwiększa się dyfuzja gazów z pęcherzyków płucnych do krwi, gazy te w formie rozpuszczonej są przenoszone z krwią do tkanek.

Jest to proces nasycania czyli saturacji tkanek gazem.

Obniżenie ciśnienia jakie ma miejsce podczas wynurzania powoduje gwałtowne się uwalnianie tych gazów w postaci pęcherzyków.

Może to powodować:

• Zatory gazowe w małych naczyniach krwionośnych ze wszystkimi następstwami niedokrwiennymi

• Wywierać ucisk na włókna nerwowe powodując zaburzenia i uporczywe bóle.

• Pęcherzyki powietrzne wykazują szczególne powinowadztwo do tkanek zawierających tłuszcze, w związku z czym mogą powodować uszkodzenie różnych obszarów mózgu i porażenie nerwów obwodowych.

Choroba dekompresyjna (kesonowa) -

objawy :

• duszność

• porażenia kończyn

• bóle mięśni, stawów

• obrzęki, wybroczyny na skórze

• ból, możliwe pęknięcie rozruszenie zębów związane ze zwiększaniem objętości przestrzeni gazowych pod wypełnieniami lub w korzeniach zainfekowanych zębów podczas schodzenia lub wychodzenia - barotrauma zębów.

• Porażenie nerwów twarzowych związane z uciskiem nerwu twarzowego postałym nadciśnieniem w obrębie ucha wewnętrznego

• Pęknięcie żołądka związane z nadmiernym rozszerzeniem gazu podczas nie kontrolowanego wychodzenia.

• utrata przytomności

• w ciężkich przypadkach - zejście śmiertelne

zapobieganie - przestrzeganie bezpiecznego czasu wynurzania się,

przy wystąpieniu choroby - poszkodowanego umieszcza się w komorze dekompresyjnej (w celu ponownej kompresji, a następnie powolnym obniżaniu ciśnienia zgodnie ze schematem dekompresji leczniczej).

W medycynie wykorzystywana jest terapia hiperbaryczna - Tlen we krwi znajduje się nie tylko w hemoglobinie, ale również rozpuszczony jest w surowicy.

Podwyższenie ciśnienia powietrza do 3atm powoduje , że zwiększona ilość tlenu rozpuszczonego w osoczu wystarcza do utlenowania tkanek np. przy hemoglobinie zablokowanej przez CO.

Ponadto zwiększenie ciśnienia parcjalnego tlenu przyspiesza gojenie ran przez pobudzający wpływ na fibriblasty i neutrofile.

OBNIŻONE CIŚNIENIE

Oddziaływanie obniżonego ciśnienia na organizm człowieka zależy od:

• wysokości wzniesienia ponad poziom morza

• szybkości z jaką następuje spadek ciśnienia

• czasu pobytu w obniżonym ciśnieniu

Główną przyczyną zaburzeń czynnościowych, a także poważniejszych powikłań związanych z przebywaniem w niskim ciśnieniu jest obniżone ciśnienie parcialne tlenu w powietrzu atmosferycznym i wtórnie w pęcherzykach płucnych

Niedotlenienie wysokościowe:

U osób przebywających w górach (niezaaklimatyzowanych) już na wysokości 2000-3000 m. npm występują objawy związane z niedotlenieniem układu nerwowego.tj. zmienność nastroju, bezsenność, pogorszenie ostrości widzenia i upośledzenie widzenia w ciemności, zaburzenia pamięci , smaku, zwiększenie wrażliwości na bodźce bólowe.

Choroba górska:

Związana najczęściej ze zbyt szybkim wspinaniem się w górach, dużym obciążeniem wysiłkiem w warunkach obniżonego ciśnienia bez właściwej adaptacji.

Objawy: duszność, nieregularne oddychanie, zaburzenia pracy serca, bezsenność, wymioty.

Mogą wystąpić powikłania w postaci obrzęku płuc ( przesiąkanie krwi do przestrzeni pozanaczyniowej i światła pęcherzyków płucnych), obrzęku mózgu i zespołu nadciśnienia płucnego.

U osób, które nagle są zmuszone oddychać powietrzem o znacznie obniżonym ciśnieniu parcialnym tlenu np. w przypadku awarii samolotów lub urządzeń klimatycznych już na wysokości 5500-6000m. npm występuje zespół ostrego niedotlenienia z takimi objawami jak: utrata świadomości, zatrzymanie krążenia i oddychania.

Opisane są przypadki śmierci pilotów , którzy ulegli ostrej hipoksji na wskutek awarii urządzeń zabezpieczających na wysokości 5500-6000m. npm.

Aklimatyzacja do warunków wysokogórskich ( niskie ciśnienie)

Człowiek musi przystosować się do oddychania powietrzem o niższym ciśnieniu parcjalnym tlenu i specyficznych warunków środowiska.

Spadek prężności tlenu we krwi tętniczej odpływającej z płuc i hipoksja wykrywane są przez chemoreceptory kłębków aortalnych i zatokowych wyzwalając reakcje ze strony układu oddechowego i krążenia.

Następuje przyspieszenie i pogłębienie oddechów, zwiększenie częstości akcji serca i objętości minutowej, zwiększa to dopływ tlenu do tkanek (neutralizuje spadek prężności tlenu w powietrzu pęcherzykowym)

Po przekroczeniu 3500-4000m npm zwiększa się głębokość oddechów i wyraźnie wzrasta wentylacja płuc. Ubocznym efektem hiperwentylacji jest wypłukiwanie CO₂ prowadzące do zasadowicy oddechowej.

Prawidłowe stężenie jonów wodorowych jest przywracane przez eliminację zasad przez nerki.

Następuje pobudzenie erytropoezy -wzrasta liczba erytrocytów i objętość krwi, następują również zmiany enzymatyczne ułatwiające wykorzystanie tlenu przez tkanki.

W procesie przystosowania człowieka do niedostatku tlenu następuje zwiększenie wentylacji płuc i usprawnienie transportu tlenu z płuc do tkanek poprzez wzrost objętości minutowej serca, a głównie dzięki przyspieszeniu częstości skurczów serca.

Po 7-10 dniach pobytu w górach częstość skurczów normalizuje się.

U ludzi dłużej przebywających w górach stopniowo zwiększa się: wskaźnik hematokrytowy (stosunek masy krwinkowej do całej objętości krwi) i w konsekwencji rośnie pojemność tlenowa krwi, a także poziom mioglobiny w mięśniach.

To ostatnie zjawisko może być wskaźnikiem aklimatyzacji ustroju do obniżonego ciśnienia parcjalnego tlenu.

Mimo ,że zmiany adaptacyjne ustroju nie są trwałe i po powrocie do warunków nizinnych z czasem ustępują, pozostaje jednak większa sprawność adaptacyjna ustroju przy powrocie do środowiska wysokogórskiego.

Podobnie jak to ma miejsce u nurków (podczas wynurzania) przy gwałtownym obniżeniu się ciśnienia parcialnego tlenu we wdychanym powietrzu ( np. uszkodzeniu kabiny samolotu, czy statku kosmicznego) człowiekowi grozi choroba dekompresyjna.

Przy ciśnieniu powietrza ok. 47mmHg (19000m npm) dochodzi do wrzenia płynów ustrojowych.

Każde gwałtowne obniżenie ciśnienia atmosferycznego powoduje, że gazy uwalniają się z przesyconych nimi tkanek i krwi i mogą powodować objawy choroby dekompresyjnej i uszkodzenia narządów (płuc, ucha środkowego) doznania bólowe od strony źle leczonych zębów czy nadmiernie wzdętych jelit.

• W ciężkich przypadkach mogą wystąpić: zawroty głowy, podwójne widzenie, niedowłady, drgawki, utrata przytomności, a nawet zejście śmiertelne.

• Powikłania: ubytki w polu widzenia, zaburzenia czucia, nieprawidłowe odruchów, ogniska martwicze w trzonach kręgów, zmiany zwyrodnieniowe w stawach z martwicą nasad kostnych.

• Leczenie: umieszczenie chorego w komorze dekompresyjnej, oddychanie czystym tlenem.

poziom morza

0m, 760mmHg (1013.25 hPa) 1atm

Na każde 10m głębokości ciśnienie zwiększa się o 1 atmosferę

1500m, 630 mmHg

2500m, 564 mmHg

Wysycenie tlenem krwi tętniczej

5500m, 379 mmHg

4600m, 412 mmHg

50%

71%

75%

89%

92%

97%

7300m,

280 mmHg

---