Text
                    Stanley Miles
UNDERWATER
MEDICINE '
J. B. Lippincott Company
Phyladelphia, 1966

Майлс Стенли sass UkAAd gr§ И ЙЯ I?1MI ПОДВОДНАЯ ===-"',мл» МЕДИЦИНА Перевод с английского Ю. Б. Елисеенкова 'Л Издательство «Медицина» Москва —1971
УДК 613.6 .-626.02 Ж ’• й?' АННОТАЦИЯ ' л ? ! \ В. книге систематизиррваны современные знания по вопросам, имеющим отношение к подводной медицине. Автор, обобщив значительный литера- турный материал и результаты собственных ис- следований, изучил влияние ряда факторов вод- ной среды на функцию различных органов и си- стем организма человека и экспериментальных животных. В книге также рассмотрены вопросы, связанные с пребыванием человека в водной сре- де, тарие, как оказание помощи утопающим, без- опасность на воде, отбор и подготовка водола- зов и пловцов-подводников и др. Книга предназначена для исследователей, за- нимающихся вопросами подводной медицины, физиологов, патофизиологов, биологов, водолазов и других специалистов. Книга может быть также использована ши- роким кругом практических врачей. 5—1 453—71
ГЛАВА ПЕРВАЯ ------------------------------' : :------—1 , Человек и водная среда Адаптация человека к условиям водной среды зависит в первую очередь от самого человека. Для этого он должен обладать определенными физическими данными, особенности которых будут освещены в последующих главах книги. До в последнее время подводная медицина все чаще и чаще стал- кивается и с рядом серьезнейших психологических проблем; Многие из них встают перед учеными впервые, ибо острай потребность в полном освоении глубин мирового Океана по- явилась сравнительно недавно. Кажется весьма удивительным, что жажда человека к по- знанию всего нового не заставила его до сих пор приступить к более детальному изучению глубин мирового океана. Здесь можно говорить и о физических барьерах, стоявших на пути исследователей, и о невозможности подачи воздуха на боль- шие глубины, и о больших давлениях в глубоких слоях водь/, однако все это ни в коей мере не сравнимо с теми опасностя- ми, с которыми приходится сталкиваться при освоении космо- са. Никто не может точно сказать, какой ценой придется за- платить человечеству на выход людей в открытый космос1. Наряду с этим можно с уверенностью утверждать, что море и морское дно не таят в себе большей угрозы по сравнению с космосом. . Для того чтобы донять причины более медленного освое- ния морских глубин по сравнению с космосом, необходимо рас- смотреть некоторые физические особенности водной среды. Интересно отметить, что человек инстинктивно испытывает к морю чувство недоверия. За все время истории человечест- ва, начиная с древних времен и до наших дней, море почти всегда выступало в роли врага, от которого человеку зача- стую приходилось спасаться. ' Человек уже привык к мысли о том, что море является источником зарождения всех видов жизни на нашей плане- те, однако он не испытывает никакого желания туда возврат щаться. Многие совершенно наивно полагают, что покорение пустынь, джунглей и ледников — это прогресс в развитей че- ловечества, а возвращение человека в глубийы океанов и мо- рей с целью их освоения — своеобразный регресс. Человек боится штормов и гнетущей темноты морских пучин.. -: . Однако, коль скоро человек решил, наконец, бросить., вы- зов морю, он должен еще до начала штурма физических барь- еров, стоящих на его пути к морским глубинам, изучить дерм- 0
бенности этой непривычной для него окружающей среды и всегда помнить о том, что достижения в этой области зави- сят не только от храбрости человека, но и от его знаний. Здесь во многом могут помочь достижения мировой науки, одним из разделов которой является подводная медицина, с дости- жениями которой знакомы пока немногие. Рост интереса к освоению мирового океана Трудно сказать, что явилось первопричиной все растуще- го интереса к проблеме освоения глубин мирового океана. По всей вероятности, важнейшей движущей силой в этом на- правлении явилась разработка в последние годы портатив- ных дыхательных аппаратов для подводного плавания типа широко известных аквалангов, что сделало этот вид спорта общедоступным. Этот интерес еще более усилился благодаря деятельности таких энтузиастов освоения моря, как Jacques Cousteau и Haws Haas, книги и рассказы для телевизионных передач которых вызвали большой интерес со стороны обще- ственности и привлекли к этой проблеме пристальное внима- ние многих специалистов. Обычные водолазы, сообщающиеся с поверхностью воды с помощью водолазного шланга и сигнального конца, внесли очень небольшой вклад в разрешение этой проблемы, несмот- ря на огромные успехи в деле подъема затонувшйх судов. Последнее делает честь специалистам водолазного дела, мно- гие из которых посвятили ему всю жизнь. Когда в 1956 г. в одном из норвежских фиордов водолаз английского военно-морского флота лейтенант Wookey устано- вил мировой рекорд погружения, равный 180 м, пресса на это почти не среагировала. Однако .опыт, полученный при проведении этого погружения, был заложен в основу всех со- временных глубоководных спусков. Обращаясь к собранию участников Британского подводно- го клуба в Брайтоне, знаменитый зоолог сэр Alistair Hardy подчеркнул важность изучения подводной среды. Он выска- зал интересную гипотезу о том, что далекие предки человека прн истощении запасов пищи на суше питались за счет оби- тателей моря, которых они добывали в прибрежных водах, благодаря чему научились плавать и потеряли густой волося- ной покров, покрывавший их тело. Наиболее важной частью его гипотезы является предположение о том, что человек, стол- кнувшись с фактом более быстрого роста населения Земли по сравнению с ростом производимых на суше запасов продо- вольствия, будет вынужден снова обратиться к морю как ис- точнику существенного пополнения этих запасов не путем улучшения существующих методов добычи рыбы, а скорее 6
научившим» работать под водой и приручать морских живот- ных. Конетаой целью этой работы будет организация подвод- ного «сельского хозяйства». Примерно в это же время Cousteau (1960) в одной из своих лекций, прочитанных в Соединенных Штатах, рассказал об успешном опыте выращивания некоторых растений на его подводной ферме в Средиземном море. Он заявил, что наме- ревается создать на этой ферме стада из морских животных, которые будут загоняться в специальные помещения типа «подводных свинарников». Многие исследователи высказывают подобные идеи, и в этом отношении отдать кому-либо из них пальму первенства довольно трудно. Так, например, капитан медицинской служ- бы американского военно-морского флота Ceorge Boud зани- мается этими вопросами 5 лет. Будем надеяться, что резуль- таты его работ будут скоро опубликованы. В ноябре 1960 г. «The Navy», официальный печатный орган Морской лиги, опубликовал серию статей под названиями: «Глубины Мирового океана и их значение для ВМС», «Освое- ние морских глубин», «Получение нефти с прибрежного шель- фа на Среднем Востоке» и «Возможности добычи каменного угля с морского дна». Эти статьи не оставляют никакого сомг нения в важности обсуждаемой проблемы (см. также работу Gaskell, 1963). Считают, что 1960 г. был для подводной медицины наибо- лее плодотворным. В этом году вышло в свет много статей, посвященных этой молодой отрасли медицины (включая пе- речисленные выше); проведены две международные конферен- ции— в Барселоне и Каннах, посвященные проблемам работы человека под водой. Кроме этого, в Сиднее (Австралия) в том же году была проведена первая международная конференция, посвященная средствам спасения: рассматривались причины гибели людей на воде, методы оказания медицинской помощи утопающим, а также изучался ряд смежных проблем. В последнее время люди все более начинают осознавать тот факт, что освоение морей и океанов может привести к значительному увеличению сырьевых и продовольственных ресурсов человечества. Пути освоения мирового океана Коль скоро мы решили бросить вызов морю, мы должны обладать и средствами для его покорения. Совершенно оче- видно, что при отсутствии таких средств многого нам до- биться не удастся. , ' Не вооруженный вспомогательными средствами человек способен удерживаться на поверхности моря ограниченное вре- 7
тля; проплывая лишь незначительное расстояние. Только очень хорошие пловцы могут* плавать со скорость!©, превышающей 3,5 км)час. Интенсивная тренировка пловцов на длинные ди- станции позволяет им находиться в воде до 12 часов и более. 'Своеобразными пионерами в освоении подводного царства являются ловцы жемчуга, которые могут находиться под во- дой без дыхания по нескольку минут. Однако физиологиче- ские барьеры ограничивают глубину их погружения до 30 м. Из истории известны случаи, когда во время боевых дейст- вий люди спасались от преследования или выполняли боевую •Задачу, полностью погрузившись в воду. При этом они дыша- ли через стебли камыша или короткие трубки, современным представителем которых является дыхательная трубка .Шнор- келя. Применение этой трубки дает возможность человеку, находящемуся в воде почти погруженным, отдыхать или мед- ленно передвигаться без затраты больших физических усилий, ведя при этом непрерывное наблюдение над водной поверхно- стью. Что касается глубины погружения и времени нахожде- ния под водой при нырянии с такой трубкой, то они находятся в таких же пределах, как и у ловцов жемчуга. При обычных водолазных работах человеку, работающему под водой, воздух подается под соответствующим давлением, причем водолазы чаще всего одеты в мягкий скафандр, снаб- женный жестким шлемом. Именно в таком снаряжении осуще- ствляется большая часть водолазных работ, включая и ава- рийно-спасательные, связанные с подъемом затонувших судов. Подвижность таких водолазов при пребывании под водой крайне ограничена. При осуществлении водолазных работ предусматривается наличие необходимого оборудования и средств для оказания водолазу медицинской помощи. Чаще всего водолазные работы ведутся на глубинах, не превыша- ющих 60 м, хотя известны случаи, когда водолазам приходи- лось погружаться на глубины, приближающиеся к 180 м. Во- долаз, находящийся на дне моря, передвигаться на значитель- ные расстояния не может. Более того, он постоянно должен помнить о необходимости непрерывного поддержания связи с поверхностью моря и следить за состоянием водолазного шланга. За водолазом, работающим под водой, ведут неослаб- ное наблюдение специалисты, находящиеся на борту водолаз- ного судна. Однако они не испытывают на себе воздействий среды, которые приходится переносить водолазу: Водолаз, использующий автономную систему дыхания и несущий на себе баллоны со сжатым воздухом или другими дыхательными смесями, может передвигаться в воде или по Морскому дну в любом направлении. Он не связан при этом с водолазным шлангом, и его безопасность в конечном счете находится в его собственных руках. При этом он должен быть достаточно дисциплинированным, уметь трезво оценивать ок- 8
ружающукмюбстановку и избегать опасностей, которые могут встретитьс™под водой. Эта форма работы является весьма перспективной и дает нам основания надеяться на то, что со временем глубина погружения и длительность пребывания че- ловека под водой значительно возрастут. Мобильность водола- за с таким снаряжением может быть увеличена с помощью ласт или специальных механических приспособлений, облег- чающих передвижение человека в воде., Все эти вопросы будут подробно рассмотрены в последую- щих главах., Необходимо отметить, что уже сейчас'специалис- ты пришли к единому мнению о том, что такие водолазы мо- гут осуществлять свои операции, выходя из герметизирован- ной подводной базы и проживая на этой базе, лежащей на морском дне, многие дни и даже целые недели. Водолаз с автономной системой дыхания находится в тесном контакте с окружающей средой, что является очень важным моментом для более полного изучения подврдиого мира. Большая часть знаний в отношении особенностей водной /среды была получена путем прямого наблюдения при погру- жении людей на большие глубины в специальных подводных устройствах—батискафах. Весьма интересен в этом отноше- нии опыт глубоководных морских спусков Piccard на батиска- фе «Триест», Эта работа будет продолжена и явится значительным вкладом в дело освоения человеком глубин Ми- рового океана. Следует сказать, что при работе в батискафе исследователь дышит обычным воздухом при нормальном атмосферном давлении и не подвергается воздействию много- численных стрессовых факторов, рассмотрению которых эта книга 'и посвящена. То же можно сказать и в отношении подводных лодок. Так, например, подводные лодки, на которых человек искус- ственно поддерживает необходимые ему условия обитания, при оснащении их ядерными энергетическими установками могут находиться под водой в течение многих недель или да- же месяцев. Здесь также решена проблема защиты личного состава от опасностей, связанных с длительным нахождением под высоким давлением. Подводники в отношении покорения морских глубин оставили водолазов далеко позади. Однако недалеко то вре- мя, когда тем и другим придется совершать совместные вы- ходы из подводных лодок, которые будут играть роль под- водных баз. Как будет налаживаться такое сотрудничество — покажет будущее. Богатства, заложенные в морских глубинах, поистине ко- лоссальны, поскольку почти две трети земной поверхности покрыты водами морей и океанов и объем воды, покрыва- ющей землю, превышает 1370 млн. юиЗ. 9
Награда за труд по освоению моря Самой большой наградой.за труд по освоению моря явля- ется установление полного господства человека как над самим морем, так и над его дном. В настоящее время полное овладе- ние морем как с физической, так и физиологической точки зрения считается невозможным. Существуют, однако, обшир- ные морские районы, глубины которых не превышают 300 м. Сюда относятся большие участки морского дна, обширные континентальные шельфы, пики подводных океанских хребтов, многие из которых не доходят до поверхности воды всего лишь на 150 м. Все это представляет собой для человека обширное поле деятельности. Эти участки морского дна перспективны с точки зрения их освоения, и кое-что в этом отношении уже делается. Огромные запасы рыбы и других морских животных, яв- ляющихся ценными источниками пищи для человека, необ- ходимо разумно использовать и защищать от естественных врагов. Морские водоросли могут служить дополнительным источником питания человека и служить сырьем для промыш- ленности. Известно, что под морским дном находятся огром- ные запасы угля, нефти и ряда других полезных ископаемых. Много еще нужно поднять затонувших кораблей. Что касает- ся биологов и археологов, то поле их деятельности в данном случае поистине безгранично. О том, что мечты по освоению морских богатств не зиж- дутся на песке, свидетельствуют данные, представленные ни- же. Эти данные характеризуют деятельность человека как на воде, так и под водой. а) Плавание. Плавание и ныряние играют важную роль в поддержании здоровья человека. Из числа тех, кто чувству- ет себя на воде, как дома, получаются обычно прекрасные ны- ряльщики, пользующиеся при этом простым устройством — дыхательной трубкой Шноркеля. Изучение физиологических реакций пловцов как на корот- кие, так и на длинные дистанции может дать много интерес- ных сведений, которые окажутся весьма полезными при оцен- ке приспособляемости человека к водной среде в целом. • б) Водолазное дело. Будучи основой получения всех на- ших знаний по вопросам, связанным с освоением человеком морских глубин, водолазное дело продолжает оставаться важ- ной частью человеческой деятельности. Водолазы участвуют в строительстве портов, гаваней, мостов, подъеме затонувших судов, прокладке подводных кабелей и выполнении ряда дру- гих важных работ. в) Ныряние. Ныряние с простой трубкой Шноркеля достав- ляет многим массу удовольствий и дает возможность позна- 10
комиться с красотами подводного царства. А кто не слышал о прелестях подводной охоты? г) Подводное плавание с автономными дыхательными ап- паратами. При погружении под воду с дыхательным аппара- том перед человеком открывается совершенно новый мир. Фо- тографы при этом могут делать замечательные цветные сним- ки, производя съемку в самых необычных ракурсах, археоло- ги — открывать поглощенные морем города, биологи — изучать интересующие их объекты в естественных условиях, спортсме- ны— покорять считавшиеся ранее недоступными подводные пещеры, охотники за жемчугом — увеличивать запасы этих ценностей. д) Кессонные работы. При воплощении в жизнь инженер- ных проектов (особенно тех, которые связаны со строительст- вом тоннелей ниже уровня мощных водных пластов) человеку' приходится работать в течение длительного времени в атмос- фере сжатого воздуха. В этих условиях его поджидают многие опасности, с которыми человек зачастую сталкивается и при пребывании под водой. При осуществлении врачебного конт- роля за работающими в кессонах большую помощь оказывает опыт, приобретенный врачами при работе с водолазами. Под- водная медицина, в свою очередь, может почерпнуть много полезного из наблюдений за состоянием здоровья лиц, рабо- тающих в кессонах. е) Подводные лодки. Военным специалистам, проходящим службу на подводных лодках, постоянно приходится сталки- ваться с решением проблем, имеющих самое прямое отноше- ние к водной среде. Знание особенностей этой среды зачастую носит для них жизненно важный характер. Разработка методов покидания подводных лодок стала возможной только благодаря пониманию физиологии дыхания под повышенным давлением и изучению поведения человека в водной среде. Приспособление подводных лодок для мирных целей (в том числе и для проведения глубоководных иссле- дований) потребует участия в этой работе как подводников, так и водолазов. ж) Гипербарическая медицина. Опыт физиологов, зани- мающихся проблемами глубоководных спусков, используется врачами при лечении многих заболеваний, сопровождающихся ухудшением снабжения кислородом органов и тканей. При этом больных помещают в атмосферу кислорода с повышен- ным давлением. Уже сейчас во многих лечебных учреждениях строятся для этих целей специальные кислородные камеры. Для человека, занимающегося подводной медициной, на первый план выдвигается проблема адаптации к водной среде. Совершенно очевидно, что без совершенных дыхательных ап- паратов и тщательной оценки неблагоприятных факторов, воздействующих на человека при пребывании его в водной 11
среде, необходимой адаптации к этой среде достичь не удает- ся. Пожалуй, на Земле нет другого места, где бы человека ожидало так много опасностей, как в море. Особенно опасно пребывание в море людей, недостаточно подготовленных к встрече с ним. Литература Carson R. L. The Sea Around Us. Staples Press. London, 1956. Cousteau J. Y. The Silent World. Hamish Hamilton Ltd. London, 1953. Cousteau J. Y. The Sun Herald Sydney, Australia, 13 March 1960 Dietz R. S. The New Scientist, 1958, 3, 74. Dugan J. Man Explores the Sea. Penguin Books Ltd. London, 1960. Gaskell T. F. J. Roy. Soc. Arts, 1963, 111, 784. Hardy A. Report by Peter Collins in the Sundy Times. London, 6 March 1960. Piccard A. In Balloon and Bathyscaphe. Gassel and Co. Ltd. London, 1956. Tailliez P. To Hudden Dephtht. Wm. Kimber. London, 1954. Various authors. The Navy, November, 1960.
ГЛАВА ВТОРАЯ Физические свойства водной среды До того как приступить к изучению особенностей взаимо- действия человека с водной средой, мы должны рассмотреть наиболее важные физические свойства этой среды. Сюда относятся давление, удельный вес, плотность и темпера- тура воды, а также особенности проведения в воде свето- вых и звуковых волн. Наиболее важной характеристикой водной среды из числа перечисленных выше' является дав- ление. Рассматриваемая проблема еще более усложняемся тем, что человек, будучи существом, живущим на суше, при погру- жении выводу продолжает потреблять кислород и выделять углекислый газ, осуществляя газообмен через альвеолы лег- ких.-^ - • Человек не может использовать кислород, растворенный в воде так, как это делают рыбы, причем попадание воды в дыхательные пути человека может привести к его гибели. Следовательно, для поддержания существования челове- ка под водой необходимо обеспечить подачу ему кисло- рода и отведение углекислого газа искусственными средст- вами. Другими словами, система дыхания человека должна быть отделена от водной среды, находясь при этом в постоянном контакте с определенной газовой смесью. Давление Человек, находясь на суше, адаптирован к существованию при нормальном атмосферном давлении. На уровне моря ат- мосферное (барометрическое) давление лишь ненамного пре- вышает 760 мм рт. ст. Незначительные колебания этого давле- ния связаны с изменениями метеорологических условий, одна- ко этими колебаниями при рассмотрении давления в воде можно пренебречь. Если быть более точным, то следует говорить о стандарт- ном атмосферном давлении, которое представляет собой высо- ту столбика ртути в барометре, равную 760 мм, при темпера- туре 0°. Это «стандартное атмосферное давление», т._ е. 13
760 мм рт. ст., представляет собой единицу давления, называе- мую «одной атмосферой»1. В противоположность этому давление может быть выра- жено в единицах веса на единицу площади, т. е. в килограм- мах или граммах на квадратный сантиметр. Так как наиболее заметные изменения давления, связан- ные с пребыванием человека в воде, имеют место в условиях моря, обычно за 1 атм давления принято считать давление столба морской воды высотой 10 м. Человек на поверхности воды находится под воздействием давления воздуха, равного 760 мм рт. ст., которое при погружении человека в воду про- должает оказывать на него свое действие. Если человек нахо- дится на глубине 10 м, на него действует давление столба жид- кости, находящегося над ним (давление столба морской воды высотой 10 м равно 1 атм) плюс атмосферное давление. При этом общее давление, действующее на человека, равно 2 атм. При погружении на каждые последующие 10 м давление уве- личивается на 1 атм. Так, например, при нахождении челове- ка в море на глубине 30 м общее давление, воздействующее на него, будет равно 4 атм (3 атм за счет давления столба во- ды плюс 1 атм давления воздуха). Однако следует помнить, что стрелки манометра, регистрирующие давление под водой, на поверхности воды находятся на нулевой отметке. Поэтому для избежания путаницы мы должны твердо усвоить, что, ког- да речь идет о подводном давлении, оно всегда на 1 атм мень- ше абсолютного давлений. В этой книге давление чаще всего будет выражаться в единицах абсолютного давления. Когда речь будет идти о дав- лении одной лишь толщи воды, это будет оговариваться особо. Изменения, происходящие при переходе человека из воздушной среды в водную Подводная медицина не в состоянии защитить человека от дополнительного давления воздуха или газа при одновре- менном воздействии на него давления столба воды, так как под водой ему необходимо подавать воздух или другие дыха- 1 В технике и водолазной практике давление чаще всего измеряют в тех- нических атмосферах (кгс/см2) и обозначают ат (1 ат = 1 кгс/см2, что со- ответствует 10 м вод. ст. или 735,6 мм рт. ст.). Давление сверх атмосферного называется избыточным. Сумма атмос- ферного .и избыточного давления называется абсолютным давлением. Если избыточное или абсолютное давление измеряется в технических атмосфе- рах, то оно обозначается аги или ата соответственно. Иногда давление измеряют в физических атмосферах и обозначают атм (1 атм = 760 мм рт. ст., что соответствует 10,33 м вод. ст. или 1,033 кгс/см2). (Прим, перев.). 14
тельные смеси. Следует также рассмотреть изменения, проис- ходящие при этом в полостях организма человека, содержа- щих воздух, к которым относятся легкие и дыхательные пути, среднее ухо и синусы, а также желудочно-кишечный тракт, в котором, кроме воздуха, имеются еще и кишечные газы. Для понимания процессов, происходящих в организме че- ловека при погружении в воду, необходимо знать основные законы, регулирующие поведение жидкостей и газов. Вода является практически несжимаемой, в то время как воздух и другие газы могут быть подвергнуты сжатию. Земная атмосфера на уровне моря более компактна или плотна, чем, например, на вершине горы Эверест, где давле- ние составляет примерно 0,3 атм. На суше колебания атмо- сферного давления почти не ощущаются. Это наблюдается только при восхождениях на высокие горы или полетах на больших высотах. В то же время при погружении в воду рез- кое изменение давления наступает довольно быстро. Приведем следующие примеры. Высота, м Давление, абс. атм 10000 0,3 6000 0,5 3000 0,7 1500 0,8 Уровень моря 1,0 Глубина, м Давление, абс. атм 30 4 75 8 • 150 16 300 31 Из представленных выше данных видно, что изменения в давлении при увеличении глубины погружения выражены зна- чительно резче по сравнению с изменениями давления при подъеме на высоту. Ьыше уже говорилось о том, что вода практически несжи- маема, а воздух может быть подвергнут сжатию. Какое это имеет значение для человека? Мягкие ткани человека ведут себя в этом отношении как жидкости, поэтому они (в том числе жидкости организма и костный скелет) являются прак- тически несжимаемыми. Законы, регулирующие поведение жидкостей, могут быть, следовательно, применены и к тканям тела человека, погруженного в воду. Эти законы гласят сле- дующее. Если давление прикладывается к поверхности жидкости, то ohq действует во все стороны. Если жидкость находится в состоянии покоя, давление во всех ее точках одинаково. В гомогенной жидкости давление во всех точках одной и той же горизонтальной плоскости является одинаковым. 15
Зачастую бывает трудно понять, почему ткани организма человека, подвергаемые огромному давлению при погружении в воду, не разрушаются. К этому проявлял интерес еще Архи- мед, который в 250 г. до н. э. всерьез занимался разгадкой этой тайны. Действительно, трудно Даже представить, что во- долаз, например, при нахождении в мягком скафандре на глу- бине 200 м, несмотря на то что каждый квадратный Санти- метр его тела испытывает давление 21 кг, сам по себе этого давления совершенно не ощущает. Сердце его при этом сокра- щается нормально, кровяное давление — почти такое же, как и на поверхности, пульсация периферических сосудов не нару- шается. Все органы и ткани при этом функционируют без ка- ких-либо заметных изменений. Пониманию этого вопроса может помочь рис. 1, на котором изображены контуры тела человека. На рис. 1, а изображено тело человека, погруженного в воду. Давление на него -оказы- вается со всех сторон так, как это показано стрелками. Если это тело извлечь из воды, то пространство, занимаемое им ранее, сразу же будет заполнено водой (рис. 1, б). Этот объем воды имеет такую же степень сжатия, как и вся окружающая вода. То же самое происходит и в тканях тела человека, на- ходящегося в таком же положении. Пульсация сосудов и ак- тивность мышечных органов при этом будут такими же, как 16
и до погружения в воду, за исключением того, что местное давление в мышцах, совершенно не зависящее от общего дав- ления окружающей среды, будет несколько изменено. Полости тела человека, содержащие воздух, и газовые законы Влияние давления на организм человека нельзя рассмат- ривать отдельно от воздействия этого давления на воздух, со- держащийся в легких, дыхательных путях, полостях среднего уха, синусах и .внутренних органах^ При пребывании человека под водой воздух как бы изолируется. По мере увеличения глубины погружения и повышения- окружающего давления практически несжимаемые ткани тела принимают все давле- ние на себя, не подвергаясь при этом разрушению. Однако такое положение может существовать только тогда, когда дав- ление воздуха в замкнутых полостях тела выравнивается с давлением в окружающих тканях. Такое состояние может быть создано искусственно путем подачи человеку, находяще- муся на глубине сжатого воздуха под давлением, равным давлению воды на глубине погружения. Если этого не сделать, может произойти одно из двух. При достаточной эластичности окружающих тканей воздух, находящийся в замкнутом пространстве, в результате повышения окружающего давле- ния будет подвергнут сжатию. Если же этого не происходит и объем врздуха_в замкнутом пространстве при повышении окружающего давления не уменьшается, то разница в давле- нии между этим воздухом и окружающими тканями может привести к гибельным последствиям. Воздух и другие газы подчиняются так называемым газо- вым законам. Что касается подводной физиологий, то для нее Особое значение имеет поведение газов в соответствии с зако- ном Бойля — Мариотта. Закон Бойля—Мариотта / При постоянной температуре объем данной массы газа / обратно пропорционален давлению, под которым он находит- • ся, или иначе, произведение давления Р газа на его объем V, есть величина постоянная: PV = К, где Р — давление; V — объем; Л’ — константа. Это означает, что при увеличении давления данной массы газа в 2 раза объем ее должен уменьшиться ровно наполови- 17
Погружаемый колокол Воздух Вода~ 1 объем 760 мм рт.ст. -1 ата 10 м 1/2 объема 1570 мм рт. ст. * 7 ата 20 м /3 объема 2280 мм рт. ст. - 3 ата 30 м /ь объема 3040 ммрт. ст. -4 ата 40 м /5 объема 3800 ммрт. ст. -5 ата 60 м /с объема 4560ммрт.ст -6ата Рис. 2. Закон Бойля—Мариотта и погружение в воду. ну. Замкнутые объемы газа не могут быть подвергнуты сжа- тию до тех пор, пока не удастся создать таких условий, при которых их объем будет уменьшаться. Значение этого положения для подводной медицины хоро- шо проиллюстрировано на рис. 2, где показано, что происхо- дит с объемом воздуха при погружении в воду перевернутого колокола, содержащего воздух. Важность для подводной медицины описанных здесь изме- нений объема воздуха трудно переоценить, а понимание этого процесса играет первостепенную роль. В данном случае воз- дух, находящийся под колоколом, можно сравнить с воздухом, содержащимся в легких человека, погружающегося в воду. На поверхности воды колокол заполнен определенной мас- сой воздуха, которая занимает весь его объем И оказывает на него давление, равное 1 атм. При погружении открытого сни- зу колокола на глубину 10 м он будет испытывать повышен- ное давление окружающей воды. Это давление будет склады- 18
ваться из атмосферного давления и.давления столба воды вы- сотой 10 м. В сумме это давление составит 2 атм. Давление на воздух, находящийся под колоколом, также будет удвоено, в результате чего объем его уменьшится наполовину. Это до- стигается благодаря тому, что уровень воды, находящейся под колоколом, займет ровно половину его объема. Следова- тельно, на глубине 10 м объем воздуха под колоколом умень- шается наполовину при увеличении его давления вдвое, хотя масса воздуха (число молекул газов, ее составляющих) при этом не изменится. (Следует отметить, что незначительные отклонения от этого правила за счет, например, некоторого растворения воздуха в воде во внимание не принимаются.) Если колокол опустить еще глубже, до отметки 20 м, дав- ление воздуха под ним возрастает до 3 атм, а его объем уменьшится до 7з первоначального. Вода при этом займет 2/3 объема колокола. При опускании колокола еще глубже, до отметки 30 м, воздух, находящийся под ним, будет сжат до '/< первоначаль- ного объема, а на глубине 40 м — до 7s первоначального объе- ма и т. д. Так, например, на глубине 190 м объем воздуха под ко- локолом будет составлять всего лишь '/го первоначального объема. Давление на такой глубине будет равно 20 атм. На практике могут создаться такие условия, когда объем воздуха под водой должен быть постоянным, занимающим первоначальный объем. Как же можно этого достичь? В данном случае могут быть использованы два метода. Первый и наиболее простой (рис. 3) состоит в том, что оп- ределенный объем воздуха заключается в жесткую оболочку. Возьмем, например, знакомый нам колокол и закроем наглухо его дно. При погружении такого колокола в воду давление и объем заключенного в'нем воздуха останутся неизмененными. По мере увеличения глубины погружения колокола будет воз- растать лишь давление, действующее на него снаружи. Так, например, на глубине 190 м при наличии внутреннего давле- ния в колоколе в 1 атм он будет испытывать внешнее давле- ление, равное 19 атм. . При этом колокол должен быть достаточно прочным, чтобы выдержать такое давление. При строительстве глубоководных герметичных камер следует ис- пользовать такие конструктивные материалы, которые бы вы- держали такую разницу" в давлении на заданных глубинах. На практике этот принцип используется при строительстве подводных лодок, корпус которых должен иметь не только оп- тимальную форму, но и обладать достаточной прочностью, чтобы противостоять давлению воды на больших глубинах. Глу- бина погружения подводной лодки зависит от прочности ее кор- пуса. Воздух, находящийся внутри нее, сохраняет первоначаль- 19
Воздушный ' Поверхность Юта Воздух Юто компрессор (/) // Давление —1^-—у на манаметре’П __ От лампы . _ .с поверхности __ / на манометре 1 ата —О. 10 м_ Юто ________ Вода S3. 2 ат а 2 ото 190 м _ п ЮтО 20 ата . Q 20ата / На манометре 19ота Рис. 3. Поддержание постоянного объема газа под водой. ный объем: и давление . при одновременном увеличении давления на обшивку подводной лодки па мере увеличения глубины ее погружения. Вторым методом поддержания постоянного объема возду- ха при повышенном, давлении при погружении какого-либо объекта на глубину является подкачка в него воздуха до вы- равнивания в нем давления до окружающего (рис. 3). Ес- ли мы будем погружать в воду колокол с открытым дном^ то для сохранения объема содержащегося в нем воздуха мы должны подсоединить к нему трубку, соединенную с компрес- сором, подающим под колокол воздух под необходимым давле- нием. Для того чтобы воздух на глубине 10 м заполнял весь объем колокола, давление внутри него должно быть равным 2 На'Глубине 30 м это давление должно быть равным 4 атм, а на глубине 190 м —'20 атм.. На практике такая подкачка воздуха под колокол ведется до тех пор, пока из-под его нижне- го края не начнут появляться пузырьки воздуха, что служит показателем заполнения воздухом всего объема колокола. Этот метод используется при подаче воздуха водолазам, рабо- тающим на глубине в мягких скафандрах, для поддержания внутри скафандра давления окружающей среды. 20
Такая подача воздуха может осуществляться компрессо- рами, находящимися на поверхности, или же из специальных баллонов со сжатым. воздухом, переносимых водолазом на себе. Изменения объема газов Если мы снова вернемся к уже известному нам колоколу (см. рис. 2), при погружении которого объем находящегося под ним воздуха прогрессивно уменьшается по мере увеличе- ния глубины погружения, мы можем сделать еще один вывод. По мере увеличения глубины погружения колокола с каж- дой дополнительной атмосферой давления сравнительные из- менения объема заключенного под ним воздуха становятся выраженными все менее. При погружении колокола в воду на - первые 10 м объем находящегося под ним воздуха уменьшает- ся ровно наполовину. При погружении же колокола в проме- жутке глубин от 20 до 30 м объем воздуха под колоколом изменяется только на ’/з—’А первоначального объема. На больших глубинах уменьшение объема .воздуха на каждую до- полнительную атмосферу давления становится еще меньшим. Так, например, при погружении колокола между отметками . 190 и 200 м объем заключенного под ним воздуха уменьшится от ’/го до ’/21 первоначального объема. Уменьшение объема воздуха в данном случае на одну дополнительную атмосферу давления составляет всего лишь 4,8%. Насколько важно все это учитывать при проведении водо- лазных спусков и в ряде других случаев пребывания челове- ка под водой, мы увидим несколько позже. Изменения глуби- ны погружения у поверхности воды приводят к более резкому изменению объемов воздуха в замкнутых пространствах по сравнению с такими же изменениями на больших глубинах. Если водолаз в начале спуска будет погружаться неоправдан- но быстро, то это может привести к непоправимым последст- виям под влиянием резкого изменения объема воздуха в воз- духоносных полостях организма. На больших глубинах такой спуск менее опасен. Изменение плотности воздуха Если мы еще раз проследим за погружением уже зна- комого 'нам колокола в воду, мы сможем констатировать, что плотность воздуха, находящего под ним, также изменяет- ся. На поверхности объем заключенного под колоколом возду- ха обладал определенной массой. При погружении колокола на глубину 10 м эта масса будет сконцентрирована в половин- 21
ном объеме вследствие того, что объем воздуха под колоколом уменьшится ровно наполовину. На глубине 30 м Плотность воздуха под колоколом будет в 4 раза, а на глубине 190 м — в 20 раз больше по сравнению с его плотностью на поверхно- сти. Другими словами, воздух становится как бы «гуще». Та- кое повышение плотности воздуха является одной из проблем, с которой приходится сталкиваться специалистам подводной медицины в их практической деятельности. При изучении ды- хания под водой и при конструировании дыхательных аппара- тов плотность воздуха приходится учитывать в качестве фак- тора, от которого зависит скорость прохождения воздуха по дыхательным путям и трубкам дыхательных аппаратов. Повы- шение плотности воздуха существенно ограничивает работо- способность человека под водой. Растворимость и парциальные давления газов При изучении физиологии дыхания под повышенным дав- лением следует учитывать не только изменения, связанные с увеличением давления и уменьшением объема воздуха или дыхательных смесей, но и влияние этих изменений на их ра- створение и выделение из растворов. В легких кровь вступает на большой площади в тесное соприкосновение с газами, в результате чего происходит по- глощение кровью кислорода и высвобождение из нее углекис- лого газа, который выводится из легких при дыхании. Измене- ние давления дыхательных газов в легких может привести к нарушению этого равновесия. Вследствие того что воздух представляет собой смесь газов, состоящую главным образом из азота и кислорода, следует рассмотреть воздействие этих газов на организм человека в зависимости от их парциальных давлений. В данном случае нам на помощь приходят два других га- зовых закона—закон Дальтона и закон Генри. Закон Дальтона гласит: «В смеси газов давление одного из них равно такому давлению, каким оно было бы в том слу- чае, если бы этот газ занимал весь объем». Суть закона Генри заключается в том, что при постоянной температуре количество газа, растворенного в жидкости, при соприкосновении жидкости и газа пропорционально парциаль- ному давлению этого газа. i Необходимо четко представлять себе смысл понятия «пар- циальное давление». Воздух при атмосферном давлении мо- жет послужить в этом отношении хорошим примером. Воздух представляет собой смесь газов, состоящую из 79% азота и приблизительно 21% кислорода. Небольшими количествами углекислого газа (0,04%) и других газов, содержащихся в 22
воздухе, в данном случае можно пренебречь. При давлении 1 атм эта газовая смесь создает напряжение 760 мм рт. ст. Это напряжение создается азотом и кислородом пропорцио- нально их содержанию в (воздухе. При этом давление азота будет составлять 600 мм рт- ст., или 79% от 760 мм рт. ст., а давление кислорода—160, или 21% от 760 мм рт. ст., что в сумме составит давление, равное 760 мм рт. ст. Приведенные выше значения и представляют собой пар- циальные давления этих двух газов в воздухе. Если из дан- ного объема воздуха с давлением 760 мм рт. ст. удалить весь кислород без изменения первоначального объема, то давление оставшегося азота будет составлять 600 мм рт. ст., что будет соответствовать его парциальному давлению. Приведенные данные отражают основной смысл закона Дальтона. При соприкосновении газов с жидкостью, в которой они могут растворяться, между количествами растворенных газов и парциальными давлениями этих газов над раствором посте- пенно устанавливается состояние равновесия. Растворимость газа в жидкости зависит от температуры последней и от коэф- фициента растворимости данного газа. Если чистый азот всту- пает в соприкосновение с водой при температуре 0°, это рав- новесие наступает тогда, когда каждые 100 мл воды будут содержать 2,35 мл растворенного азота. Если мы имеем дело с чистым кислородом, то количество этого газа, растворенно- го в 100 мл воды, при аналогичных условиях равно 4,89 мл. Исходя из этих величин, а также учитывая известные нам парциальные давления азота и кислорода, мы можем рассчи- тывать количества этих газов, растворенных в воде при тем- пературе 0° при соприкосновении воздуха с ее поверхностью. Если исходить из того, что при парциальном давлении азота 760 мм рт. ст. в каждых 100 мл воды при 0° растворя- ется 2,35 мл азота, то при парциальном давлении азота 600 мм рт. ст. количество растворенного в 100 мл воды азота можно рассчитать следующим образом: 160 • 2,35 760 1,85 мл. Подобно этому количество растворенного в 100 мл воды кислорода при парциальном давлении его 160 мм рт. ст. при аналогичных температурных условиях будет равно: 160 • 4,89 760 1,03 мл. Таким образом, когда воздух при давлении 760 мм. рт. ст. (1 атм} вступает при температуре 0° в соприкосновение с во- дой, то" каждые 100 мл воды будут содержать в растворенном состоянии 1,85 мл азота и 1,ОЗ.Л1Л кислорода. Данный расчет находится в соответствии с законом Генри. 23
Если парциальные давления газов, находящихся в сопри- косновении с жидкостями или с живыми тканями, известны, а также известны температурные условия и коэффициенты рас- творимости этих газов в данной жидкости или тканях, тогда количества этих газов, растворенных в жидкостях и тканях организма, рассчитать сравнительно легко. Однако до наступ- ления этого равновесия должно пройти некоторое время. Рассмотрим парциальные давления газов в воздухе пере- вернутого колокола (см. рис. 3) при погружении его в воду. Эти величины могут быть представлены в виде таблицы сле- дующим образом (табл. 1). Т аблица 1 Изменение парциальных давлений. N2 и О2 при“погружении“колокола Глубина погружения колокола (ж) Общее давление Парциальное давление атм мм pt. ст. азот кислород 0 (поверхность) 1 760 600 160 10 2 1 520 1 200 320 20 3 2 280 1 800 . 480 30 4 3040 2400 640 40 5 3 800 3000 800 При анализе данных табл. 1, характеризующей резко уве- личивающиеся парциальные давления азота и кислорода при увеличении глубины погружения колокола, становится очевид- ным, что количества газов, растворяющихся при этом в воде, также будут пропорционально возрастать. Наиболее важный вывод, который может быть сделан из. данных, представленных в этой таблице, заключается в том, что где-то на глубине между 30 и 40 м парциальное давление кислорода должно быть равным 760 мм рт. ст. Если говорить точнее, то это будет на глубине 37,8 м. При дыхании человека воздухом на такой глубине создаются условия, при которых кислород оказывает На организм такое же физиологическое действие, какое он оказывает на него на поверхности при ды- хании чистым кислородом. Этот простой пример иллюстрирует важность рассмотре- ния проблем, связанных с дыханием под водой, с точки зрения парциальных давлений газов, растворяющихся в жидкостях и тканях организма. При этом не следует упускать из вида зна- чений Парциального давления углекислого газа, паров воды и других .газов,: находящихся во вдыхаемом воздухе. 24
Удельный вес воды Удельный вес дистиллированной воды при температуре 4° при- нимается в качестве стандарта за 1,0. Эта величина представ- ляет собой отношение веса воды к ее объему. При этом исхо- дят из того, что 1 г такой воды занимает объем 1 мл. Чаще все- го это отношение выражается в граммах на литр. Удельный вес морской воды зависит главным образом от ее солености, однако он несколько колеблется с изменением температуры и глубины. Удельный’вес морской воды находит- ся в пределах 1020—1030, будучи наиболее высоким в таком соленом море, как Красное море, и наиболее низким в Север- ной Атлантике. Представляет интерес влияние температуры на плотность воды. При температуре 4° данная масса воды занимает ее наименьший объем, обладая при этом наибольшей плотностью: При дальнейшем понижении температуры воды ее объем уве- личивается, а плотность, естественно, уменьшается. Ранее уже упоминалось о том, что вода практически несжи- маема. Строго говоря, это не совсем так. На больших океан- ских глубинах вода, безусловно, несколько сжата за счет ог- ромного давления со стороны вышележащих слоев. Вследствие этого и плотность воды на таких глубинах соответственно боль- ше по сравнению с более поверхностными слоями. Такая не- значительная способность к сжатию не оказывает, однако, ни- какого влияния на пребывание человека на глубине. Важность удельного веса воды с точки зрения воздействия ее На организм человека связана с его плавучестью. Большин- ство людей при пребывании в пресной воде, набрав полные легкие воздуха, могут в течение некоторого времени неподвиж- но держаться на поверхности, при этом часть головы будет по- казываться из воды. В этом случае человек обладает положи- тельной плавучестью. Около 10% людей обладают так назы- ваемой отрицательной плавучестью. Держаться на воде в та- ком положении они не могут и сразу же идут ко дну. Число лиц, обладающих отрицательной плавучестью в морской воде, составляет примерно 2%. Человек при погружении в воду вы- тесняет такое количество воды, которое примерно равно весу его тела. Поэтому для того чтобы держаться на поверхности воды, больших усилий человеку не требуется. Водолазу, нап- ример, ничего не стоит «зависнуть» в толще воды в нейтраль- ном положении, при котором он не будет ни всплывать, ни опу- скаться. С точки зрения физиологии это важно в том отноше- нии, что при относительной невесомости в воде человек может потерять чувство пространственной ориентации. Воздействие силы тяжести на человека при этом нейтрализует- ся, а проприоцептивная чувствительность резко снижается. 25
Люди при этом чувствуют себя, как с завязанными глазами, и пр*и поступлении в скафандр очередной порции воздуха лег- ко переходят как бы в состояние невесомости. Очень скоро люди утрачивают чувство пространственной ориентации и за- частую начинают испытывать иллюзию опрокидывания. Иногда у них.может наступить состояние полного эмоционального сры- ва. Всё это очень напоминает феномен безразличия, который наблюдается у летчиков, совершающих полеты на очень боль- ших высотах. Этот феномен был использован при изучении реакции человека в состоянии невесомости; он заслуживает дальнейшего и более глубокого исследования. Еще одним результатом воздействия такой относительной невесомости при нахождении человека в воде является исчезновение у него потребности в сохранении привычного мы- шечного тонуса. Если температура воды близка к температуре человеческого тела, то снижение мышечного тонуса при этом будет более выраженным, чем при нахождении человека в пос- тели. При этом дыхательный объем и потребление кислорода будут минимальными. Это обстоятельство врачи стали исполь- зовать при проведении различных видов водной терапии. Распространение света и звука в воде Человек при попадании в воду находится в отношении воздей- ствия на него световых и звуковых волн в необычных условиях. Лицо человека, опустившегося под воду, защищено маской или специальными очками, под которыми имеется воздух. Лу- чи света, попадая из воды в воздух, преломляются, и предме- ты, находящиеся в воде, представляются в искаженном виде и кажутся ближе, чем это есть на самом деле. Скорость прохождения звука в воде равна 1500 м/сек, в то время как в воздухе звук распространяется со скоростью 333 м/сек. Поэтому человек под водой затрудняется, а иногда и совсем не может определить направление источника звука. Функция органов зрения и слуха при нахождении человека под водой более подробно будет рассмотрена позднее. Декомпрессия Для понимания механизма воздействия декомпрессии на ор- ганизм человека проследим за поведением газов с повышен- ным парциальным давлением, растворенных в крови. Такое положение наблюдается при дыхании человека под повышен- ным давлением. Из легких эти газы переносятся вместе с кровью к органам и тканям, переходя в них. Так, например, 26
.0' при атмосферном давлении существует равновесие между парциальным давлением атмосферного азота и парциальным давлением этого газа, растворенного в крови. Такое же рав- новесие существует между парциальным давлением азота, растворенного в крови, и парциальным давлением азота, на- ходящегося в тканях. Количество растворенного азота при этом на единицу объема зависит от растворимости азота в ор- ганах и тканях. В этом отношении на первом месте находится жировая ткань, в которой азот растворяется лучше всего. При постоянном давлении существует равновесие между давлением газов и насыщением ими органов и тканей. Однако при повышении окружающего давления, например до 4 атм, количество газов, растворенных в крови, возрастет в 4 раза, причем это увеличение будет происходить до тех пор, по- ка не наступит полного насыщения этими газами всех органов и тканей, соответствующего новому давлению. При установле- нии этого нового газового равновесия следует учитывать не только растворимость газов в органах и тканях, но и прини- мать во внимание скорость, с которой эти газы диффундируют в ткани, ибо известно, что некоторые ткани насыщаются газами очень быстро, в то время как другие, наоборот, очень медленно. Единственным путем, по которому при повышении окру- жающего давления избыточные количества дыхательных га- зов могут достичь тканей, является сердечно-сосудистая систе- ма, в которую эти газы попадают из легких в процессе дыхания. При уменьшении окружающего давления до 1 атм порядок нарушения газового равновесия будет носить противополож- ный характер. Азот, например, будет при этом переходить из крови в легкие и покидать ткани, переходя в кровь. Этот про- цесс будет происходить до тех пор, пока не установится перво- начальное равновесие, существовавшее ранее при атмосфер- ном давлении. Если окружающее давление снижается доста- точно медленно, такой переход к нормальному давлению происходит без каких-либо осложнений. Хорошо известен физйческий факт, заключающийся в том, что если газ растворен в жидкости вплоть до полного ее насы- щения,, то быстрое снижение окружающего давления приводит к выходу газа из растворенного состояния с образованием газовых пузырьков. Такое явление может иметь место и в тка- нях человеческого организма при резкой декомпрессии после пребывания человека в газовой среде с повышенным давле- нием. В отношении образования в органах и тканях организма пузырьков газа существует некий пороговый момент, завися- щий в основном от величины окружающего давления и време- ни пребывания человека при этом давлении. Вообще говоря, вся проблема декомпрессии сводится к скорости, с которой происходит насыщение тканей газами, и растворимости газов, 27
с которыми нам приходится иметь дело. При повышении ок- ружающего давления происходит очень быстрое поглощение газов тканями, которое по мере приближения к их полному насыщению начинает замедляться. Обратный переход газов, из тканей в кровь при снижении окружающего давления.про- исходит иначе. Кроме того, ткани! человеческого организма обладают неодинаковой способностью к растворению в них: различных газов. Когда мы приступим к детальному изучению проблемы: декомпрессии, необходимость применения основных физичес- ких законов для объяснения изменений, происходящих в че- ловеческом организме с постоянно изменяющимися услови- ями внутренней среды под влиянием декомпрессии, станет нам более понятной. Из сказанного выше следует, что особое внимание при изу- чении реакций на организм человека факторов водной среды: должно быть обращено на действие: 1) повышенного давления; 2) повышенной плотности; 3) повышенного парциального давления азота; 4) повышенного парциального давления кислорода; 5) изменений со стороны деятельности органов зрения,, слуха и других органов чувств; ... : 6) декомпрессии. ' .• Человек к существованию в подводных условиях не приспо- соблен. При нахождении под водой он должен дышать воз- духом или другими газовыми смесями, которые поступают в легкие из атмосферы или же газовых баллонов. Человек, нахо- дясь под водой, получает возможность, действовать в трех пло- скостях, что, к сожалению, осложняется в значительной степени необходимостью удовлетворения его дыхательных по- требностей. Понимание физиологии дыхания является ключом к постижению тайн подводной медицины. В следующей главе будут рассмотрены некоторые достиже- ния в этой области с целью их возможного использования для решения ряда проблем, стоящих перед подводной медициной. Литература Davis R. N. Deep Diving and Submarine Operations. Siebe Gorman anp Co. Ltd. London, 1955. The Royal Naval Diving Manual. B. R. 155C. Admirality. London, 1964. National Academy of Sciences (U.S.A.) Handbook of Respiration.. W. B. Saunders, Co., Philadelphia—London.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ Физиологические проблемы пребывания человека в условиях водной среды Проявления человеческой активности под водой имеют су- щественные особенности* обусловленные пребыванием чело- века в непривычной для него окружающей среде. При изучении реакций человеческого организма, находящегося, в условиях водной среды, применимы те же физиологические подходы, которые используются в авиационной и космической медицине, радиологии;.-климатологии и даже, в клинической медицине. Необходимо знать характер функционирования человеческого организма в естественной среде обитания, установить границы окружающей среды, в пределах которых организм продолжа- ет функционировать нормально, а также дать точную оценку стрессовым воздействиям, с которыми человеку приходится сталкиваться при попадании в непривычную для него окружа- ющую среду. . Изучением перечйсленных выше проблем занимается фи- зиология водной среды. В задачу подводной медицины входит тщательная оценка стресс-факторов, которые воздействуют на человека при нахождении в водной среде, а также определение различных условий, обеспечивающих его приспособление (адап- тацию) к такого рода факторам. Успех в данном случае зависит от точного соблюдения этих условий, поскольку воз- можности незащищенного человека при нахождении в воде крайне ограничены. Адаптация человека к условиям водной среды достигается с помощью искусственных средств, приме- нение которых, однако, не должно приводить к снижению его работоспособности или угрожать его безопасности. Вне зависимости от методов, которые используются для расширения активности человека под водой, цель всей, работы в этом направлении заключается в создании для человеческо- го организма таких условий, которые бы способствовали на- иболее рациональной работе всех его систем. К сожалению, приходите^ сталкиваться с такими обстоятельствами, при ко- торых эта основная цель по соображениям: целесообразности или же материальной выгоды .отводится на задний план. Физиологи в настоящее время обладают многочисленными методами исследований, причем некоторые из них достаточно просты, в то время как другие требуют использования слож- ной аппаратуры. Многие из этих методов применяются как 29
в водной среде, так и при проведении исследований под давле- нием в рекомпрессионных камерах, благодаря чему нам уда- лось получить ряд весьма ценных данных. Следует отметить, что в настоящее время мы можем имитировать условия, суще- ствующие под водой, в лабораторных условиях. При прове- дении всех этих исследований мы идем по уже проторенному' пути. Во-первых, мы изучаем весь организм в целом, а также отдельные его системы в нормальной окружающей среде, уделяя особое внимание тем системам организма, на которые в особых условиях водной среды падает основная нагрузка и которые наиболее уязвимы с этой точки зрения. Во-вторых, проводим наблюдения за человеком в искусственно созданных условиях водной среды. В завершающей стадии исследования проводятся в естественных условиях водной среды. Этому обыч- ному ходу работы предшествует проведение теоретических: исследований и большое число опытов на животных. Из всех систем организма при пребывании человека под водой наибольшая нагрузка падает на систему дыхания, и с этой точки зрения значение этой системы трудно переоценить.. Поэтому не удивительно, что при рассмотрении вопросов, свя- занных с пребыванием человека под водой, системе дыхания уделяется особое внимание. Механика дыхания В осуществлении акта дыхания принимают участие легкие, грудная клетка и дыхательная мускулатура. Их взаимоотноше- ния в процессе дыхания станут более понятными, если они будут сначала изучены раздельно, а потом рассмотрены в ка- честве единого целого. Грудная клетка обладает определенной эластичностью, вследствие чего она сохраняет свою конфигурацию. Эту конфи- гурацию, характерную для состояния покоя, грудная клетка принимает тотчас же после снятия давления. Если грудная клетка растягивается, то при исчезновении причинного факто- ра, вызывающего это состояние, она сразу же принимает пер- воначальную конфигурацию. Положение покоя «пустой» груд- ной клетки у живого человека характеризуется 60% заполне- нием воздухом «жизненной емкости» легких. Легкие, в свою очередь, также обладают эластичностью, которая по своему действию направлена на сжатие легких и вытеснение из них воздуха. Следовательно, эта сила направлена на уменьшение объема грудной клетки и установление ново- го эластического равновесия. Это новое равновесие является таковым, что у живого человека при параличе или инактива- ции дыхательной мускулатуры легкие заполнены воздухом все- го лишь на 40% их жизненной емкости. ' 30
При нормальном дыхании в работе в основном участвуют две группы мышц —диафрагма, которая увеличивает объем грудной клетки в нижнем направлении, и межреберные мыш- цы, растягивающие грудную клетку вверх и в стороны. Эти мышцы ответственны за осуществление вдоха, и их функция при увеличении объема грудной клетки сводится к изменению эластического равновесия, характерного для положения груд- ной клетки в покое. Так осуществляется вдох. При расслабле- нии мышц вдоха равновесие эластических сил восстанавлива- ется до уровня, характерного для состояния грудной клетки в покое, в результате чего происходит выдох. Короче говоря, вдох является результатом мышечных усилий, а выдох — след- ствием уравновешивания действия эластических сил. Многие интересные данные в отношении активности дыха- тельной мускулатуры были получены с помощью электромио- графии— метода, который дает возможность вести наблюде- ние за электрической активностью отдельных групп мышц путем наложения на них электродов с последующим усилени- ем и регистрацией возникающей в них разницы потенциалов. Campbell (1958) при использовании этого метода пришел к выводу о том, что при минутном объеме дыхания, доходящем до 50 л, в работе участвуют только диафрагма и межреберные мышцы., При увеличении минутного объема дыхания в работу могут включиться и другие мышцы — грудино-ключично-сос- ковые и разгибатели спины. Доказательств того, что межре- берные мышцы принимают участие в осуществлении выдоха, этим автором получено не было. Наряду с этим было показа- но, что при осуществлении форсированного выдоха вся наг- рузка падает на мышцы стенки живота. Имеются, однако, некоторые данные о том, что в самом начале выдоха в его осуществлении могут принимать участие и межребёрные мыш- цы. По всей видимости эти мышцы в начале выдоха оказывают на воздействие эластических сил сдерживающий эффект, без которого акт выдоха мог бы быть очень резким, напомина- ющим сокращение растянутой резины. Проиллюстрируем механизм дыхания графически. График, представленный на рис. 4, характеризует соотношения различ- ных сил, воздействующих на легочные объемы. Ниже приводится расшифровка общефизиологической тер- минологии, приценяющейся в физиологии дыхания. 1. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ)—максимальный объем воздуха, заполняющий легкие в результате максималь- ного вдоха, следующего за полным выдохом. 2. Остаточный объем (00) — объем воздуха, остающийся в легких после осуществления полного выдоха. 3. Дыхательный объем (ДО) — количество воздуха, по- ступающего в легкие и выходящего из них при осуществлении нормального вдоха и выдоха. В отличие от жизненной емкости 31
и остаточной емкости легких дыхательный объем по своей ве- личине крайне варьирует при различных, состояниях челове- ческого организма, будучи довольно малым при .нахождении человека в состоянии покоя и повышаясь при.увеличении его активности. 4. Резервный объем вдоха (РОВд), который иногда назы- вают «дополнительным» воздухом,-— это количество воздуха, которое можно вдохнуть дополнительно после,завершения нормального вдоха. ... 5. Резервный объем выдоха (РОВыд), который иногда на- зывают .-«резервным» воздухом,—. это то количество воздуха, которое может быть выдохнуто из легких после завершения нормального выдоха. Естественно,, что по мере, увеличения дыхательного объема эти резервные объемы воздуха умень- шаются. Интересно иметь представление о средних величинах ды- хательного объема и остаточной емкости легких, хотя индиви- дуальные колебания в этом отношении могут быть очень большими (табл. 2). Так как дыхание должно, осуществляться, непрерывно, для более полного понимания его механизма обычно приводят дан- ные, характеризующие временные соотношения, имеющие мес- то при его осуществлении. При этом используются два хорошо известных понятия, а именно: ’ 1) частота дыхания — число полных дыхательных циклов, осуществляемых за одну минуту; 2) минутный объем дыхания (МОД) — общий объем вды- хаемого и выдыхаемого воздуха за одну минуту. Эта величина 32
Таблица 2 Средние величины дыхательного объема и остаточной емкости легких Комплек- ция человека Жизненная емкрсть легких, л Остаточная емкость легких, л Средняя 4,5 1,5 Мелкая 3,0 1,0 Крупная 6,0 2,0 представляет собой произведение частоты дыхания на его глубину. Минутный объем дыхания представляет собой некую «сред- нюю» величину, при вычислении которой колебания скорости движения воздуха во время дыхательного цикла во внимание не принимаются. Что касается практических целей, связанных с обеспечением дыхания при пребывании человека под водой, знание скорости движения воздуха в системе дыхания являет- ся совершенно необходимым. Скорость воздушного потока Если бы воздух, попадающий в легкие во время вдоха и выхо- дящий из них во время выдоха, имел постоянную скорость, а время, затрачиваемое на вдох и выдох, было бы одинаковым, то при минутном, объеме дыхания, равном 60 л, скорость воздушного потока при каждом вдохе и выдохе достигла бы 120 л!мин. Дыхание человека не является столь простым и в данную схему не укладывается. В 1949 г. Proctor и Hardy провели непрерывную регистра- цию скорости воздушного потока >во время дыхания человека. Ими была показано, что скорость воздушного потока при осу- ществлении дыхательного цикла очень напоминает синусную кривую (рис. 5). Ранее уже говорилось о том, что скорость дыхательного по- тока при графическом изображении повторяет синусную кри- вую. Это положение полностью справедливо только для кри- вой, характеризующей фазу вдоха. Что же касается фазы выдоха, то в данном случае эта кривая несколько уплощена и удлинена. Причина того, что фаза выдоха несколько затягива- ется, заложена в природе эластических сил, которые по мере возвращения грудной клетки к состоянию покоя становятся менее выраженными. 2 Подводная медицина 33
Для измерения характера движений грудной клетки и ско- рости дыхательного потока в распоряжении исследователей имеется много методов, включая следующие: 1. Использование для определения движений грудной клет- ки простого пневмографа, или стетографа, который представ- ляет собой гофрированную резиновую трубку, обернутую вокруг грудной клетки или живота и соединенную с регистри- рующим устройством. । 2. Использование для определения скорости дыхательного потока проволочного анемометра, одной из составных частей которого является нагреваемая электричеством проволока, расположенная перед носом или ртом испытуемого. Воздуш- ный поток охлаждает проволоку. При этом в проволоке про- исходит изменение сопротивления, которое может быть заре- гистрировано. Интенсивность охлаждения проволоки при этом, зависит от скорости воздушного потока. 3. Регистрация давления. Для измерения скорости воздуш- ного потока при дыхании могут быть приспособлены различ- ные виды высокочувствительных манометров, которые уста- навливаются на пути движения воздуха по воздухоносным путям и соответствующим образом калибруются. Эти и другие методы описаны в ряде монографий и статей, посвященных физиологии дыхания; некоторые из них приведе- ны в списке литературы в конце главы. Следует отметить, что все эти приборы должны быть спе- циально приспособлены как для работы под давлением, так и для работы под водой. Вследствие того что давление изменя- ет внутренний объем любого воздухосодержащего прибора, простые пневмографы для этой работы не могут быть исполь- зованы. . . . Один из простых методов изучения дыхания человека был разработан в физиологической лаборатории Британских воен- 34
на побед»- при входе на гпубине насту вводу 25 н I Выдох 1 I I Вдох Рис. 6. Дыхательные движения грудной клетки при входе в воду и погружении на глубину 25 м. но-морских сил. Суть его сводится к использованию велоси- педной камеры с клапаном, вмонтированной в эластичный резиновый пояс. Длина петли этой камеры, заполненной рту- тью, вполне достаточна, чтобы опоясать грудь или живот ис- пытуемого. Открытые концы этой камеры соединены с прово? лочными электродами, которые в свою очередь с помощью длинного кабеля подсоединены к гальванометру. Пояс, в ко- торый вмонтирована петля велосипедцой камеры, неплотно закрепляется вокруг груди или живота испытуемого. Для од- новременной регистрации движений живота и груди в процес- се дыхания может быть использована пара таких приспособле- ний. Кабели, отходящие от этого устройства, ведут к гальва- нометру, усилителю, стабилизатору и, наконец, к чернильному самописцу. Благодаря движениям грудной клетки или живота сопротивление ртути в резиновой трубке изменяется, что отра^ жается в свою очередь на результатах показаний чернильного самописца. На рис. 6 представлен такой тип регистрации дви- жений грудной клетки человека, находящегося в подводном колоколе на глубине 25 м с выступающей над уровнем во- ды в колоколе головой. Обратите внимание на отклонения от основной линии, характеризующей дыхание в состоянии покоя. Этот метод дает надо представление, о дыхательных движе- ниях живота или грудной клетки. При наличии определенного опыта устройство, использованное при проведении настоящих исследований, может быть прокалибровано с помощью спиро- метра, что даст нам возможность регистрировать изменения объема дыхания. Вр многих физиологических лабораториях при изучении дыхания используются более тонкие и точные методы исследо- ваний. Так, например, в настоящее время имеются миниатюр- ные датчики скорости воздушного потока, которые позволяют точно, определять разницу в давлениях по обе стороны тонкой 2* 35
диафрагмы; установленной на вдыхательной и выдыхательной сторонах шлангов загубника обычного дыхательного аппарата. Наличие такого оборудования дает возможность определить характеристику воздушного потока при использовании подвод- ных, дыхательных аппаратов всех типов. Сопротивление дыханию При использовании в водолазной практике искусственных средств подачи воздуха или дыхательных смесей мы неизбеж- но сталкиваемся с увеличением сопротивления воздушному потоку. Мы должны предпринять все возможное для того, что- бы свести это сопротивление к минимуму. Сопротивление ды- ханию преодолевается за счет работы дыхательной мускулату- ры, что приводит к увеличению усилия, затрачиваемого чело- веком на осуществление дыхания в обычных условиях. Плохо сконструированный дыхательный аппарат может обладать очень большим сопротивлением дыханию, что делает его ис- пользование невозможным, так как дыхательная мускулатура оказывается не в состоянии преодолеть непомерную нагрузку в виде резко увеличенного сопротивления дыханию. Работа, затрачиваемая человеком на дыхание, по своей сути представляет собой усилия, направленные на то, чтобы прогнать воздух по системе трубок. Именно так она и может рассматриваться. На величину работы или силы, затрачива- емой на продвижение газа через трубку, могут влиять такие факторы, как скорость воздушного потока, диаметр и длина трубки, воздействие силы тяжести, а также вязкость и плот- ность газа. Независимо от того, используется дыхательный аппарат или нет, во время дыхания изменяется в значительных пределах лишь скорость воздушного (или газового) потока, в то время как остальные переменные величины в значительной степени не изменяются. Следует отметить, что механизм движения воздуха по труб- кам является таковым, что при одних и тех же условиях ха- рактер воздушного потока может изменяться в зависимости от объема воздуха, проходящего через трубку в единицу вре- мени. При движении воздушного потока через прямую трубку с небольшой скоростью он имеет прямолинейную, или ламинар- ную, форму. Движущиеся молекулы газа во время своего дви- жения по такой трубке сохраняют определенный порядок, однако молекулы газа, расположенные в центре потока, дви- жутся несколько быстрее по сравнению с т»гми, которые рас- положены по периферии потока, где движение молекул газа замедлено за счет сцепления их с внутренней поверхностью 36
бязи ость Рис. 7. Характеристи- ка воздушного потока при прохождении воз- духа через трубку. -----------— воздушный р —»---------- потоп —- вязкость Ламинарный или прямолинейный поток -«— Турбулентный ----— -—Ламинарный — Турбулентный Смешанный поток с с ° с с с ° С ~~ С Э С С -— Плотность С О ' С с Ь с о Турбулентный поток Р = движущая сила трубки (рис. 7). Давление, необходимое для поддержания та- кого потока, зависит от его сопротивления и пропорционально вязкости газа. Если мы увеличим скорость движения газа по трубке или уменьшим ее диаметр, то сопротивление потока увеличится настолько, что произойдет его завихрение или возмущение. При этом сохранить ламинарную форму может только цент- ральная часть этого потока. В итоге весь поток может приоб- рести турбулентный характер. В этом случае газовые молеку- лы, движущиеся во всех направлениях, не сохраняют длитель- ного контакта со стенкой трубки, в результате чего вязкость газа перестает оказывать сопротивление воздействию движу- щей силы. Однако турбулентность полностью разрушает любое прямолинейное движение, в результате чего в роли силы, пре- пятствующей движению газового потока, начинает выступать вес газовых молекул. Другими словами, в то время как в ла- минарном потоке движущая сила пропорциональна вязкости газа, в турбулентном потоке она становится пропорциональной плотности этого газа. 37
Условия, при которых ламинарный газовый поток превра- щается в турбулентный, могут быть определены путем примене- ния числа Рейнольдса — фактора, который принимает во вни- мание радиус газовой трубки, линейную скорость газового по- тока, а также плотность и вязкость газа. vrD Число Рейнольдса равно: v > где v — скорость; г — ра- диус; D — плотность; V — вязкость (в единицах систе- мы CGS). Если величина этого числа меньше 1000, то воздушный поток является полностью ламинарным, если же она превыша- ет 1500, то этот поток становится полностью турбулентным. Если оценить с этой точки зрения дыхательную систему человека, то можно прийти к заключению, что при скорости воздушных потоков ниже 20 л!мин последние носят в основ- ном ламинарный характер. При увеличении потока до 40 л!мин и выше воздушные потоки приобретают в основном турбулент- ный характер. В промежутке между этими двумя величинами воздушные потоки являются смешанными. Если подходить к этому несколько упрощенно, то можно сказать, что при спо- койном дыхании воздушный поток имеет прямолинейный ха- рактер, в то время как при наличии сопротивления дыханию он становится турбулентным. В применении к проблемам подводной медицины этот ас- пект механизма дыхания приобретает особую важность. При ламинарном воздушном потоке, изменяющемся в двух направ- лениях, можно наблюдать, как воздух в середине воздушной струи будет двигаться быстрее и во время вдоха, и во время выдоха по сравнению с периферическими частями воздушного потока, что является весьма важным с точки зрения образо- вания так называемого мертвого пространства. То, что увели- чение плотности воздуха при турбулентном дыхании приводит к возрастанию усилия, затрачиваемого на его осуществление, Приобретает особую важность, если мы вспомним о том, что по мере увеличения глубины погружения человека в воду плотность вдыхаемого воздуха возрастает. Мертвое пространство При каждом вдохе часть воздуха попадает в альвеолы; ос- тальной воздух задерживается в полости носа, рта, глотке, трахее, бронхах и бронхиолах. Воздух, не попавший в альвео- лы, в тесный контакт с легочными капиллярами не вступает и является с точки зрения легочного газообмена неактивным. Общий объем дыхательных путей, начиная от носа и рта вплоть до входа во все легочные альвеолы, называют анато- мическим мертвым пространством, объем которого у среднего 38
человека равен 180 мл. При использовании дыхательного ап- парата, включающего маску или загубник, а также клапаны вдоха и выдоха, объем воздуха между клапанами, и ртом и носом иЛи только ртом в тех случаях, когда нос пережат за- жимом, должен добавляться к объему анатомического мертво- го пространства. При каждом дыхательном цикле воздух, зас- нимающий мертвое пространство, никакого участия в легочной вентиляции не принимает, т. е. при каждом вдохе 180 мл воз- духа оказываются выключенными из процесса дыхания. Из этого следует что человек, обладающий частым и поверхност- ным дыханием, теряет при дыхании гораздо больше воздуха, остающегося в мертвом пространстве, чем человек, облада- ющий при одинаковом минутном объеме дыхания редким и глубоким дыханием. Этот последний тип дыхания является более приемлемым в тех случаях, когда речь идет об экономии воздуха, подаваемого для дыхания искусственными средст- вами. При определенных патологических состояниях легочных альвеол, которые характеризуются недостаточным кровоснаб- жением или наличием значительных эмфизематозных пузырь- ков, вентиляция альвеол может сопровождаться лишь сла- бым газообменом. В таких случаях функциональное мертвое пространство увеличивается. Вместе с тем при наличии спо- койного дыхания и ламинарного воздушного потока на пер- вый план выдвигаются закономерности, при которых воздух средней части газового потока может как бы проскальзывать мимо периферических его слоев, что создает такие условия, при которых мертвое пространство будет иметь относительно меньший объем по сравнению с объмом анатомического мерт- вого пространства. В состоянии полного покоя дыхательный объем приближается к объему анатомического мертвого про- странства. Несмотря на это насыщение крови кислородом является вполне достаточным. Это положение было в Г950 г. проиллюстрировано Fowler, который провел два простых эксперимента. В первом случае человек вдыхал чистый кисло- род, объем которого был равен объему анатомического мерт- вого пространства. При выдохе этого же объема воздуха содержание чистого кислорода в нем не превышало 40—50 мл. Во втором случае человек вдыхал смесь, состоявшую из 80 мл гелия и 20 мл кислорода', Общий объем газовой смеси был равен при этом 100 мл. При последующем выдохе даже в тех случаях, когда объем выдоха доходил до 700 мл, в пробах вы- дыхаемого воздуха все еще обнаруживались следы гелия. Ког- да мы начинаем рассуждать об этих изменениях, мы обычно говорим б физиологическом мертвом пространстве. Методы определения объемов физиологического и анатомического мертвого пространства описаны в обычных руководствах по физиологии дыхания, однако для практических целей принято считать, что у здоровых людей, не находящихся в состоянии 3?
покоя, объем физиологического и анатомического мертвого пространства является одинаковым. В подводной медицине на первый план с этой точки зрения выдвигается проблемi сниже- ния объема любого дополнительного мертвого пространства, которое может появляться при использовании дыхательных аппаратов. При возникновении дополнительного мертвого простран- ства человеку для сохранения уровня кислорода, поступающе- го в легкие, приходится увеличивать объем дыхания. По мере увеличения дополнительного мертвого пространства компен- саторные возможности организма могут иссякнуть, следствием чего будет некоторое увеличение содержания в нем углекисло- го газа. Следовательно, совершенно очевидно, что появление дополнительного мертвого пространства влечет за собой не только увеличение потребления дыхательной смеси, но также сопровождается повышением энерготрат, связанных с более усиленной работой дыхательной мускулатуры. В экстремаль- ных случаях снижается работоспособность человека, вызван- ная задержкой в организме углекислого газа. При пребыва- нии человека под водой, где повышенная плотность воздуха делает дыхание более трудным, а окружающее давление по- вышает эквивалентный объем потребляемого воздуха, возник- новение дополнительного мертвого пространства может иног- да привести к неблагоприятным последствиям, связанным с нерациональным использованием воздуха. Так, например, по- теря 1 л воздуха на глубине 30 м эквивалентна потере 4 л воздуха при нормальном атмосферном давлении. Максимальная вентиляция легких Очень важным тестом в физиологии дыхания является опре- деление максимальной вентиляции легких. Этот тест дает нам возможность судить о максимальном объеме воздуха, попада- ющего в легкие во время вдоха и выходящего из них во время выдоха. Обычно величина максимальной вентиляции легких регистрируется в течение 20 секунд при максимальном дыхании. Термин «максимальная вентиляция легких» (МВЛ) полностью физиологов, занимающихся изучением дыхания, не устраива- ет, так как он включает в себя комбинацию из двух перемен- ных — частоты (скорости) и глубины дыхания. Обычно при проведении таких определений стараются избрать определен- ную частоту дыхания, которая наиболее приемлема для боль- шинства испытуемых. Испытуемые учатся дышать с определен- ной частотой с помощью метронома. Когда обучение закончено, их просят выдыхать из себя максимально воздух через газо- вые часы в течение 10 секунд. Наибольший объем воздуха, выдыхаемого испытуемым за несколько попыток, принимают 40
за искомый результат и выражают в литрах воздуха в минуту. При использовании такого метода мы обычно говорим о мак- симальной принудительной вентиляции легких (МПВ). При этом обычно регистрируют избранную частоту дыхания, кото- рая помечается в виде маленькой цифры у значения, характе- ризующего максимальную вентиляцию легких. К этому опре- делению мы вернемся еще не один раз, однако впредь мы бу- дем оперировать понятием «максимальная принудительная вентиляция». Так, например, в экспериментах, в которые час- тота дыхания составляла 72 вдоха в минуту, эта величина может быть выражена в виде буквенно-цифрового обозначе- ния МПЙ72. При дыхании воздухом с повышенной плотностью макси- мальная вентиляция легких резко уменьшается. Г ипервентиляция Для физиологов наибольшую роль играют те стороны гипер- вентиляции, которые связаны с повышением частоты и глуби- ны дыхания выше пределов, характеризующих дыхание чело- века в нормальных условиях. При интенсивном дыхании про- исходит! повышенное выведение углекислоты из организма с нарушением кислотно-щелочного равновесия крови, что мо- жет сопровождаться тремором пальцев и даже потерей соз- нания. Гипервентиляция может носить как произвольный, так и непроизвольный характер, будучи в последнем случае наиболее частым спутником беспокойства. В подводной практике гипервентиляция играет чрезвычай- но важную роль. Гипервентиляция может быть намеренной для того, чтобы при необходимости продлить время задержки дыхания, однако зачастую она служит проявлением чувства беспокойства, так как пловцы-подводники (особенно неопыт- I Возобновление [свободного дыхания-, ’[минутный объем (1-я мин.) - УЗ л Окончание - 2 мин. периода свободного дыхания; минутный объем - 7л 2-минутное '.дыхание с загубником |4/ носовым зажимом, [минутный абьем-нчл Рис. 8. Влияние загубника и носового зажима на характер дыхания. 41
ные) нередко сталкиваются с такими ситуациями, которые могут вызвать у них это чувство. Во многих случаях гипервен- тиляция возникает при использовании загубника и носового за- жима при дыхании с помощью дыхательного аппарата. На рис. 8. пред ставлены данные, характеризующие этот простой пример и показывающие движения грудной клетки у пловца- подводника до, во время и после пользования загубником дыхательного аппарата ,и носовым зажимом. Обратите внима- ние на уменьшение минутного объема дыхания после прекра- щения использования загубника дыхательного аппарата и но- сового зажима, в результате чего напряжение углекислого, газа в крови вновь поднимается до нормального уровня. Регуляция дыхания Несмотря на то что работой дыхательной мускулатуры уп- равляет дыхательный центр, расположенный в продолгова- том мозге, сам дыхательный центр является весьма чувстви- тельным к воздействию самых разнообразных факторов, одна- ко работа его с легкостью нарушается под воздействием импульсов, поступающих из высших отделов головного мозга. Дыхательный ритм в огромной степени зависит от эмоциональ- ного состояния человека и может варьировать в широких пре- делах в зависимости от желания самого индивидуума. Об изменениях в кислородных потребностях организма в зависимости от уровня активности различных его систем, и в первую очередь его мускулатуры, центральную нервную систе- му информируют в основном хеморецепторы дуги аорты и каро- тидных синусов. Благодаря регистрации этими рецепторами увеличения содержания в крови углекислого газа при одно-' временном снижении в ней содержания кислорода происходит стимуляция дыхательного центра, следствием чего является увеличение легочной вентиляции. Уменьшение содержания углекислого газа в крови приводит к угнетению деятельности дыхательного центра, в то время как уменьшение вентиляции с увеличением содержания кислорода в крови такого действия на дыхательный центр не оказывает. Дыхательный центр реагирует также на изменение pH крови. При изменении pH крови в кислую сторону легочная вентиляция увели- чивается. Непосредственное, возбуждение дыхательного центра про- исходит при возрастании температуры крови. Этот механизм в дополнение к воздействию на хеморецепторы повышения кон- центрации углекислого газа в крови обеспечивает наличие не- обходимой легочной вентиляции и при мышечной нагрузке. Недостаток кислорода в крови и возбуждающее действие это- го состояния на периферические хеморецепторы оказывают 42
прямое аноксическое действие и на дыхательный центр, след- ствием чего может быть угнетение его активности. Другим фактором, который не следует упускать из вида, является рефлекс Геринга — Брейера. Обычно этот рефлекс принято считать регулятором дыхательного цикла. Проявления этого рефлекса сводятся к торможению деятельности дыха- тельного центра и прекращению вдоха при заполнении легких воздухом и их растяжении. Наряду с этим в работе Marshall и Widdicombe (1958) имеются указания на то, что у человека этот рефлекс может быть слабее или отсутствовать вообще. При пребывании человека под водой механизм, управля- ющий дыханием, может быть подвержен воздействию различ- ных факторов, выходящих зачастую за пределы нормы. Так, например, иногда могут иметь место нарушение выведения из организма углекислого газа вследствие неисправности ды- хательного аппарата, повышение напряжения кислорода в кро- ви, приводящее к нарушению восстановления оксигемоглоби- на, и, наконец, задержка его в организме в результате увели- чения сопротивления дыханию. Резкое снижение окружающего давления может привести к расширению воздуха, находящего- ся в легких. Это бывает в тех случаях, когда рефлекс Геринга — Брейера ослаблен или когда отсутствует защита легких от ме- ханического повреждения. Диффузия газов Внимание исследователей привлечено также к изучению воп- росов, связанных с диффузией кислорода через альвеолярную мембрану, межуточную жидкость и капиллярную мембрану крови, где некоторая часть кислорода растворяется и попада- ет в красные кровяные тельца (через их мембрану): здесь кис- лород вступает в соединение с гемоглобином. В здоровых лег- ких этот путь весьма короток, а сам процесс диффузии проте- кает очень быстро. В тканях, которые испытывают потреб- ность в кислороде, эта диффузия носит точно такой же харак- тер, только происходит ойа в обратном направлении. Движу- щей силой процесса диффузии в данном случае является раз- ница между парциальным' давлением кислорода в альвеолах и напряжением кислорода в крови и тканях. При нормальном атмосферном давлении эта прессорная разница имеет место при сравнительно постоянном внутрилегочном давлении, ско- рости поступления кислорода с вдыхаемым воздухом и темпом выведения углекислого газа с выдыхаемым воздухом. Все это приводит к нормальному осуществлению газообмена в тканях, который зачастую носит непостоянный характер. В тех же случаях, когда давление дыхательных газов под- вержено большим колебаниям или когда воздух заменяется 43
самыми разнообразными дыхательными смесями (смесью кислорода с гелием или с азотом и даже водородом или арго- ном, что имело место при осуществлении некоторых экспери- ментальных водолазных спусков), могут обнаруживаться та- кие нарушения процесса диффузии газов в легких и тканях, которые ведут ко все возрастающим нарушениям обмен- ных процессов. Так, например, при растворении повышенных количеств кислорода в плазме крови может создаться такое положение, при котором потребности тканей в кислороде бу- дут удовлетворяться лишь за счет кислорода, поглощаемого тканями из плазмы. В это же время кислород, находящийся в красных кровяных тельцах в связанном состоянии, использо- ваться не будет, что в свою очередь приведет к накоплению углекислоты в тканях, так как углекислота не может вступить в соединение с невосстановленным оксигемоглобином. Азот, о котором мы до настоящего времени не упоминали и который принято считать инертным газом, в данном случае приобретает новое значение. При повышении окружающего давления про- исходит увеличение растворения этого газа в крови. После из- быточного насыщения этим газом крови азот начинает диф- фундировать в ткани — быстро через одни и медленнее через другие — до их полного насыщения. Вследствие того что рас- творимость азота в жирах превышает растворимость этого газа в воде примерно в 5 раз, наибольшие количества этого газа обнаруживаются в жировой ткани. В результате насыще- ния этим газом тканей под повышенным давлением азот по- падает как бы в своеобразную ловушку, из которой он в случае резкого уменьшения окружающего давления свободно попасть в легкие и выйти наружу с выдыхаемым воздухом не может. При падении давления происходит образование пузырьков азота в органах, тканях и жидкостях организма. Эти пузырьки могут привести к газовой эмболии жизненно важных органов и к быстрому развитию декомпрессионной болезни. Более то- го, этот азот, инфильтрирующий ткани мозга, может оказывать на водолаза и наркотическое действие, ^вызывая у него «глу- бинное опьянение». Из других газов, которые используются в водолазной прак- тике, наибольший интерес представляют легкий гелий и более тяжелый аргон, проникновение в ткани которых может поро- дить ряд специфических проблем, хотя заранее скажем, что гелий по ряду соображений, за исключением, возможно, его стоимости, может быть назван другом водолаза. Нет сомнения в том, что в преломлении к проблемам под- водной медицины физиология дыхания приобретает особую важность, а потому любой специалист, собирающийся ра- ботать в этой области медицины, должен прежде всего по- лучить фундаментальную подготовку в области физиологии дыхания. 44
Литература Campbell Е. J. The Respiratory Muscles and the Mechanics of Breathing. Lloyd Luke Ltd. London, 1958. Comroe J. H. Jr., Forster R. E., Dubois A. B., Briscoe IF. A. a. Carlsen E. The Lung. Clinical Physiology and Pulmonary Function Tests. The Jear Book Publishers Inc. Chicago, USA, 1959. Consolazlo C. F., Johnson R. E. a. Marek E. Metabolic Methods. В. V. Mos- by Co., Sy. Louis, USA, 1951. Cooper E. A. National Coal Board. Physiology Panel Report. 1955. Ph. P/P. (55) 4. Fomler W. S. J. Clin. Invest., 1950, 29, 1439. Haldane J. S. a. Priestley. Respiration. Clarendon Press. Oxford, 1935. Llljestrand A. Physiol. Pev., 1958, 38, 691. Marshall R. a. Widdicombe J. G. J. Physiol., 1958, 140, 36. Pitt is R. F. Physiol. Rev., 1941, 26, 609. Proctor D. F. a. Hardy J. B. Bull. J. Hopkins Hosp., 1949, 85, 253.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ Средства проведения исследований под водой Значительная часть подводных медицинских исследований проводится во всем мире под руководством и при непосредст- венном участии специалистов военно-морского флота. Наряду с этим появилась необходимость в учреждениях, способных наряду с проведением физиологических исследований созда- вать, дыхательные аппараты, отвечающие" самым высоким со- временным требованиям. Эта необходимость диктуется тем, что человек при пребывании под водой целиком и полностью за- висит от надежности дыхательной аппаратуры, защитной одежды и других искусственных средств, повышающих его ус- тойчивость к воздействиям водной среды. В Великобритании с начала этого столетия были установ- лены тесные и полезные контакты между Водолазной школой военно-морских сил и промышленными фирмами, такими, на- пример, как «Сьеб Горман энд Хейнке». Robert Davis, научный руководитель Водолазной школы, написал книгу «Deep Diving and Submarine Operations» — ценное пособие, ставшее настоль- ной книгой и практическим руководством для специалистов во- долазного и подводного дела. Среди водолазов военно-морско- го флота, которые внесли выдающийся вклад в развитие водо- лазного дела еще на заре его развития, следует упомянуть капи- танов Damant и Shelford и специалистов медицинской службы профессоров Haldane и Donald, которые работали в тесном контакте с ними. В настоящее время появилась необходимость в проведении подводных исследований во всемирном масштабе. Несмотря на то что большая часть таких исследований является преро- гативой военно-морских сил вследствие их военной направлен- ности, проведение глубоководных спусков в мирных целях способствует развитию плодотворного сотрудничества между специалистами многих организаций, проявляющих интерес к освоению мирового океана. В практике военно-морских сил наблюдается тенденция к выделению водолазов и подводников в отдельные подразделения, однако общая окружающая среда и общие тенденции развития подводного флота и водолазного дела неуклонно ведут к слиянию этих двух служб. В США, на- пример, это сближение зан1ло так далеко, что понятие «под- водная медицина» стало включать в себя проблемы, имеющие отношение как к подводному флоту, так и к водолазному делу. Британское адмиралтейство поступило достаточно мудро, 46
предоставив свою помощь и поддержку всем организациям, заинтересованным в освоении моря. Результаты такой полити- ки не замедлили сказаться. Несмотря на то что большая часть исследований и разработок в этом направлении проводится в учреждениях военно-морских сил* в работу по освоению глу- бин мирового океана включились многочисленные частные и промышленные организации, что дало возможность развер- нуть исследования во всех необходимых направлениях. Подводная медицина опирается главным образом на ре- зультаты исследований специалистов, работающих в области общей физиологии и особенно того ее раздела, который носит название физиологии дыхания. Об этом мы уже говорили в предыдущей главе. Для того чтобы начать проведение основ- ных исследований в водной среде, необходимо иметь сложное оборудование и специальные лаборатории. Как мы уже гово- рили, подготовка водолазов и подводников является в основ- ном прерогативой военно-морских сил. Здесь также необходи- мо иметь специальное оборудование, которое можно было бы использовать для проведения научных исследований. Иссле- дования в области подводной медицины значительно дополня- ют работу по подготовке водолазов и подводников, так как •единственной целью этих исследований как раз и является рас- ширение поля деятельности этих специалистов в условиях вод- ной среды. Следует отметить, однако, что исследования в об- ласти подводной медицины не только расширяют сферу деятельности водолазов и подводников, но и дают возможность улучшить методы их отбора и подготовки. Поведение человека в воде может быть всесторонне оце- нено при наблюдении за его работой под водой независимо от лого, в каких водоемах эта работа -проводится — во внутрен- них водах или в море. Наряду с этим имеются все возмож- ности для очень точной имитации условий подводной среды в лаборатории. Изучив поведение человека в естественной сре- де обитания на суше, мы можем приступить к проведению таких исследований в водной среде. Причем можно наметить основные этапы проведения таких исследований при пребыва- нии человека: а) в воде; б) под давлением; . в) в воде под давлением; г) на глубине моря или другого естественного водоема. Влияние повышенного давления на организм человека Многие изменения, происходящие в организме человека при пребывании его под водой, связаны с увеличением давления дыхательных газов. Эти изменения могут , быть имитированы 47
в рекомпрессионной камере путем воздействия на человека одного лишь давления. Камера при этом должна быть доста- точно прочной и выдерживать разницу между максимальным рабочим давлением внутри нее и окружающим атмосферным давлением. Такая прочность достигается обычно путем при- дания камерам цилиндрической формы. _ Повышение давления в такой камере обеспечивается за счет подачи сжатого воздуха. Эта подача осуществляется с помощью компрессора или баллонов со сжатым воздухом. По- даваемый в камеру воздух должен быть профильтрован. Осо- бую заботу следует проявлять о том, чтобы подаваемый в ре- компрессионную камеру воздух не содержал паров масел и окиси углерода — примесей, которые могут попасть туда из компрессора, оснащенного двигателем внутреннего сгорания. Эта опасность особенно возрастает в тех случаях, когда име- ется возможность попадания отработанных газов этого двигателя во всасывающую трубу компрессора. Это предупреж- дение касается также всех без исключения пловцов-подвод- ников, которые могут использовать для перезарядки воздуш- ных баллонов своих дыхательных аппаратов компрессоры, оснащенные двигателями внутреннего сгорания. При этом необходимо помнить, что концентрация любой примеси в возду- хе, такой, например, как окись углерода, прямо пропорцио- нальна давлению сжатого воздуха, которым пловцу-подвод- нику приходится дышать. Рекомпрессионные камеры жела- тельно оснащать впускными клапанами, с помощью которых можно контролировать скорость увеличения давления в камере снаружи. Условия пребывания испытуемого в такой камере улучшаются в том случае, если воздух в нее поступает не из одного отверстия, а из ряда отверстий. При этом должны быть созданы такие условия, которые бы обеспечивали возможность как быстрого сбрасывания давления внутри камеры (иногда по типу взрывной декомпрессии), так и медленного его сниже- ния. Рекомпрессионные камеры оснащаются манометрами, которые для большего удобства градуируются в «эквивалент- ных глубинах», т. е. в метрах водяного столба в соответствии с давлением, создаваемым внутри камеры. Это дает возмож- ность избежать ошибки неправильного снятия показаний манометра, которые могут быть на 1 атм меньше абсолютного давления. Желательно также, чтобы рекомпрессионная камера име- ла воздушный шлюз — дополнительный отсек, кубатура ко- торого была бы достаточной для пребывания в нем одного че- ловека. Наличие такого шлюза дает возможность входа и выхода из основного помещения камеры без изменения давле- ния внутри камеры. Обычно такие камеры оснащаются и ма- лыми воздушными шлюзами, через которые внутрь камеры и из нее можно передавать пищу, инструменты или другие мел- 48
кие предметы без больших затрат сжатого воздуха. Весьма желательно оснащать такие камеры и быстро открывающими- ся люками. Внутри камеры должна быть теплая одежда, так как во время декомпрессии температура внутри камеры зна- чительно понижается. Следует также помнить о том, что при пребывании челове- ка под давлением значительно возрастает и-угроза пожара. Известно, что все окислительные процессы при повышении парциального давления кислорода идут более активно. Так, например, сигарета в рекомпрессионной камере выкуривается всего лишь за несколько затяжек, а зажженная спичка горит с образованием большого пламени. Электрические контакты в такой камере должны быть покрыты специальными колпач- ками. Использование внутри рекомпрессионных камер прибо- ров и аппаратов, дающих электрическую искру (таких, напри- мер, как электромоторы), категорически воспрещается. В тех случаях, когда при работе в такой камере используют реги- стрирующие барабаны, последние должны приводиться в дви- жение часовым механизмом. Вся работа с древесиной внутри камеры должна осуществляться с соблюдением мер противо- пожарной безопасности. Несоблюдение этих простейших мер в ряде случаев заканчивалось трагически с человеческими жертвами в результате пожаров, а в ряде случаев и взрывов. Никогда не следует брать с собой в камеру спички и часы (если последние не изготовлены по специальному заказу для работы под давлением). Самопишущие ручки также следует оставлять снаружи. Рекомпрессионные камеры используются также для трени- ровки водолазов и подводников, для проведения поверхност- ной декомпрессии и для лечения декомпрессионной болезни. Размер таких камер может варьировать в весьма ши- роких пределах. Бывают небольшие портативные камеры, вмещающие только одного человека в положении лежа; быва- ют крупные камеры, способные вместить до 10 человек. В та- ких камерах можно не только сидеть, но и стоять. В Англии самое большее количество экспериментальных камер такого типа сосредоточено в физиологической лаборатории военно- морских сил в Альверстоке (графство Гемпшир). Три из них приспособлены для проведения экспериментальной работы с участием человека, в то время как две другие обычно исполь- зуются для работы с подопытными животными (козами). В дополнение к этому в лаборатории имеется ряд неболь- ших портативных камер, предназначенных для изучения дей- ствия давления на различных экспериментальных животных, начиная от крыс и мышей и кончая кошками и собаками. Од- нако большая часть экспериментальных работ на животных проводится в этой лаборатории в более крупных камерах. Про- ведение таких исследований в крупных рекомпрессионных 49
Рис. 9, 10, 11. Рекомпрессионные камеры в физиологической лаборатории британских военно-морских сил. 50
камерах на козах вызвана тем, что получаемые при этом ре- зультаты наиболее близки к тем, которые удается зарегистри- ровать при проведении опытов с участием человека (рис. 9, 10 и 11), Длина самой крупной из этих камер равна 3 м, а ее ди- аметр 2,4 м. В этой камере, вмещающей 12 человек; люди рас- полагаются в специальных креслах. В камере имеется ряд точных манометров типа «Бристоль». Эквивалентная глубина, равная 30 м, может быть достигнута в этой камере в течение 1 минуты. Обратный подъем в этой камере может осуществ- ляться с такой же скоростью или медленнее. Максимальная эквивалентная глубина, которой можно достичь при исполь- зовании этой камеры, равна 100 м, хотя в некоторых случаях глубину погружения в камере можно довести и до 200 м. Эта камера может быть также использована в качестве высотной. Для этого к ней подключают вакуум-насос, способный созда- вать разряжение внутри камеры, эквивалентное высоте 10 000 м. Камера имеет воздушный шлюз размером 1,35 X Х1,2 м. Одна из камер оснащена шестиканальным электроэнце- фалографом, работающим под давлением. Недавно была вве- дена в строй крупная рекомпрессионная камера, состоящая из трех отсеков. Эта камера дает возможность достичь усло- вий, эквивалентных глубине 260 м. Все рекомпрессионные камеры этой лаборатории, пред- назначенные для работы с людьми, снабжены смотровыми иллюминаторами и телефонами. Рекомпрессионные камеры являются наиболее ценным обо- рудованием для проведения подводных медицинских исследо- ваний. Другим очень ценным источником получения информа- ции о действии на человека «сухого» давления являются на- блюдения за кессонными рабочими, строящими различные сооружения ниже уровня рек и приливных зон, в том числе туннели и фундаменты мостов. Как в туннелях, так и в кессо- нах ъыемка грунта ведется под повышенным давлением, что защищает строительство от просачивания грунтовых вод и да- ет возможность работать в сухих условиях. При этом действие повышенного барометрического давления на организм челове- ка может быть изучено одновременно на большом числе ра- ботающих. Многое из того, что мы знаем о случаях заболева- ний кессонной болезнью, о ее патогенезе, клинической картине и лечении, было получено при наблюдении за пострадавшими, работавшими в кессонах. Кессонная болезнь является одной из форм декомпрессионной болезни и является профессиональ- ным заболеванием лиц, работающих под повышенным давле- нием независимо от условий, в которых им приходится трудиться,— влажных или сухих. В настоящее время организа- ции, ведающие таким строительством, как правило, обращают- 51
ся к мнению специалистов и оказывают им при изучении действия рабочих условий на человека всемерную помощь. Хорошим примером в этом отношении является строительство нового Дартфордского туннеля под Темзой, где в результате тщательного изучения условий труда рабочих были получены исключительно ценные данные, явившиеся плодом совместной работы специалистов по промышленной гигиене, физиологов, радиологов и специалистов военно-морского флота (Golding, Griffiths, Hempleman, Paton, Walder, 1960). Успехи последних лет в лечении некоторых форм рака связаны с использованием для дыхания больного кислорода под повышенным давлением с одновременным применением рентгенотерапии. Такое лечение можно проводить в неболь- ших рекомпрессионных камерах, размер которых позволяет поместить туда больного в положении лежа. При таком ле- чении используются сравнительно невысокие давления, а кон- струкция самих камер значительно облегчена. Несмотря на то что такие камеры используются только для лечебных целей, их работа происходит под наблюдением специалистов в об- ласти подводной медицины. Мы считаем, что лечебные реком- прессионные камеры могут явиться потенциальным источни- ком дальнейшего получения информации о реакциях челове- ческого организма на повышение барометрического давления вообще и на повышение давления кислорода в частности. Повышение окружающего давления может привести к уси- лению действия некоторых анестетиков без риска наступления состояния аноксии. Так, например, было обнаружено, что закись азота при использовании под давлением в рекомпрес- сионной камере обладает прекрасным наркотизирующим дей- ствии. Кроме этого, в таких камерах в настоящее время проводят сложные хирургические операции, в том числе и опе- рации на сердце. При дыхании больного кислородом под повы- шенным давлением происходит накопление кислорода в тканях, что дает возможность поддерживать работу жизненно важных центров организма в течение всей операций и осво- бождает врачей от необходимости использования в таких слу- чаях аппарата «сердце — легкие». Влияние давления на организм человека при пребывании его в воде Следующим разделом работы нашей лаборатории является изучение влияния на организм человека повышенного давле- ния при пребывании его в воде. Наблюдения подобного рода проводятся обычно в специ- альных водяных башнях, имеющих смотровые иллюминаторы 52
на различных глубинах. Военно-морские силы Великобрита- нии имеют такую башню на базе подводных лодок Дольфин близ Госпорта, которая была построена дли отработки мето- дов аварийного покидания подводных лодок. Эта башня, кроме всего прочего, используется для наблюдения з,а действием на организм повышенного давления при пребывании человека под водой. К сожалению, доступ к испытуемому, находящемуся в таких условиях, затруднен, а видимость через смотровые иллюминаторы башни ограничена. В этой башне имеется под- водный колокол, который опускается на ее дно сверху через толщу воды. Под крышей колокола, имеющей куполообразную форму, скапливается воздух. Испытуемый, находящийся под куполом, может не только дышать этим воздухом, но и вести наблюдение через смотровые отверстия в верхней части коло- кола. Колокол был использован для изучения дыхания под давлением. Результаты этих исследований представлены на рис. 6. Нам удалось также снять у лиц, находившихся на дне этой башни, электрокардиограммы. Трудность работы в дан- ном случае заключалась в изготовлении водонепроницаемых электродов с сухими контактами. Полученные при этом резуль- таты еще далеки от совершенства, однако и они представляют для нас определенную ценность. Более простое устройство для наблюдения за поведением человека под водой, изображенное на рис. 12, было в свое время построено на адмиралтейской экспериментальной водо- лазной базе' военно-морских сил в Верноне близ Портсмута. Глубина этого устройства — емкости, заполненной водой, со- ставляет 4,5 м. Одна из его сторон выполнена из стеклянных панелей, что дает возможность свободно вести наблюдение за поведением человека, находящегося под водой. Однако и здесь, несмотря на небольшую глубину этого устройства, мы сталкиваемся со сложностью регистрации физиологических функций. Подводное давление может быть с легкостью воспроизведе- но и без погружения человека на глубину. Для этого достаточна поместить емкость с водой в рекомпрессионную камеру и под- нять в камере давление. В результате давление вода в этой, емкости будет таким же, как и в самой камере. Если, например,, давление в камере поднято до 4 атм, то давление воды в ем- кости, находящейся внутри нее, также увеличивается до 4«тж. Человек, погруженный в воду этой емкости, испытывает точна такое же давление, которое он испытывал бы при погружении в воду на глубину 30 м. Использование такого метода имеет то преимущество, что человек при погружении в воду находит- ся у ее поверхности, что дает возможность проводить регистра- цию любых физиологических функций с использованием са- мой разнообразной аппаратуры и инструментов. Более то- 53
Рис. 12. Экспериментальный водяной бак с застекленной стен- кой. го, экспериментатор при этом может находиться в камере вместе с испытуемым, находясь с ним в тесном контакте. Еще одно преимущество в данном случае заключается в том, что резко повышается безопасность проведения экспери- мента, так как при появлении малейшей угрозы состоянию здоровья испытуемого последний может быть незамедлительно извлечен из воды. Использование водяной емкости, помещенной внутрь реком- прессионной камеры, резко ограничивает наши возможности в отношении увеличения объемов воды, лимитируя тем самым любые проявления активности человека в воде. Однако в дан- ном случае наибольшее значение приобретает сам принцип,’ который успешно может быть использован в 30-метровой водя- ной башне на базе подводных лодок в Дольфине. Эту башню можно заполнить водой до любого нужного уровня. При уве- личении давления воздуха над поверхностью воды в этой баш- не можно достичь эквивалентной глубины вплоть до 30 м. Площадь водной поверхности в этой башне достаточна для того, чтобы люди, находящиеся в ней, могли плавать и выпол- нять ряд других специальных задач. Однако возможности ре- гистрации физиологических функций в этих условиях крайне ограничены. В тех случаях, когда на первый план выдвигаются чисто подводные исследования, приходится пользоваться специаль- ными мокрыми камерами, производство которых проблемы не 54
представляет. Одна из таких камер имеется на водолазной исследовательской станции Сьеб Горцан близ Сурбитона, которая интенсивно используется при проведении морских ме- дицинских исследований. Особое внимание при этом уделяется изучению вопросов, связанных с разработкой режимов деком- прессии. Классическая работа Donald по изучению кислород- ного отравления, к которой мы еще вернемся в одной из пос“ ледующих глав, была выполнена именно в этой камере. Мок- рая камера, установленная на станции Сьеб Горман, состоит из вертикального цилиндра, заполненного на 2,1 м водой. Над поверхностью воды в этой камере имеется воздушное прост- ранство и место для размещения экспериментатора. В камере могут одновременно работать два водолаза при обеспечении наблюдения за ними с поверхности воды. Глубина имитирован- ного погружения в камере может доводиться до 60 м. Иссле- дования, проведенные в этой камере, являются значительным вкладом в дело развития подводной медицины. К сожалению, размеры камеры невелики, а осуществление регистрации фи- зиологических функций в ней связано с большими труд- ностями. Для проведения капитальных исследований в области под- водной медицины потребовалось создать такую камеру, кото- рая явилась бы своеобразной комбинацией сухой и мокрой камер и была бы оснащена необходимой исследовательской и регистрирующей аппаратурой. Строительство такой камеры многоцелевого назначения было завершено в 1964 г. Она была 55
Рис. 14. Водолазное судно «Реклейм». Рис. 15. Водолазный отсек на судне «Реклейм». установлена в физиологической лаборатории британских воен- но-морских сил. Эта камера состоит из вертикального цилинд- ра диаметром 3 м, заполненного на 2,4 м водой. Выше уровня воды имеется место для размещения экспериментаторов и ре- гистрирующей аппаратуры. От верхней части мокрой камеры в горизонтальном направлении отходит отсек, представляющий собой сухую камеру. Длина сухой камеры равна 3,3 м, а ее внутренний диаметр—1,8 м. Обе эти камеры можно использо- вать как вместе, так и раздельно. Каждая из них имеет свой 56
собственный воздушный шлюз. В камерах имеются специаль- ные вводы, через которые прокладывается электропроводка к регистрирующей аппаратуре. Общее число регистрирующих ка- налов в этой камере доведено до 24. В камере могут быть ими- тированы глубины, доходящие до 300 м (рис. 13). В здании, в’ котором находится эта камера,, размещены все необходимые вспомогательные службы и оборудование. Здесь также имеет- ся небольшая лаборатория. Это уникальное сооружение от- крывает перед специалистами в области подводной медицины новые возможности. Программа исследований с учетом воз- можностей этой новой камеры уже составлен^. Исследования в условиях моря Результаты исследований, проведенных в лабораторных усло- виях, могут быть проверены в естественных условиях—на море или других естественных водоемах. Несмотря . на то что в лаборатории условия проведения экспериментов максимально приближены к естественным, между ними все-таки имеется существенная разница. Определенную роль при проведении исследований в условиях моря играют и психологические фак- торы, связанные с воздействием на человека морской стихии. Британские военно-морские силы переоборудовали одно из своих небольших вспомогательных судов «Реклейм» под во- долазное судно (рис. 14 и 15), на котором можно проводить и подготовку водолазов, и научные исследования. Это судно провело ряд ценных научных экспедиций, во время одной из которых (Норвегия, 1956) лейтенант Wookey достиг рекордной глубины погружения — 180 м— в мягком водолазном снаря- жении. Судно «Реклейм» специально подготовлено для осу- ществления глубоководных спусков при использовании обыч- ного водолазного оборудования. Подача дыхательной смеси и наблюдение за ходом таких погружений ведутся на этом судне с поверхности воды. На судне имеется оборудование для подачи на большую глубину дыхательных смесей, состо- ящих из гелия и кислорода, а также специальная наблюда- тельная камера, опускаемая на глубину 300 м и более. На судне имеется также крупная рекомпрессионная камера, состоящая из трех отсеков, каждый из которых может быть использован для помещения водолазов на разных стадиях де- компрессии. Кроме этого, на судне имеется погружаемая декомпрессионная камера (рис. 16), которая может опускаться на глубину при одновременном увеличении давления внутри нее за счет подкачки воздуха с поверхности с целью подъема во- долаза с глубины и перехода его в атмосферу с давлением, экви- валентным давлению на глубине его погружения. После этого водолаза поднимают на поверхность, не снижая при этом дав- 57
Рис. 16. Погружаемая декомпрессион- ная камера. ления в камере. Из этой по- гружаемой камеры водолаз может быть переведен без снижения окружающего дав- ления в более крупную ста- ционарную камеру, где он может пройти декомпрессию в условиях относительного комфорта. На судне имеются необходимые технические средства для ремонта и под- держания в должном поряд- ке всего водолазного обору- дования, а также небольшая лаборатория, предназначен- ная для проведенйя простей- ших газовых анализов. При проведении подвод- ных исследований использу- ется не только специальное лабораторное оборудование. В данном случае своеобраз- ной лабораторией является всякая акватория, которую осваивает человек. Это ос- воение началось на заре воз- никновения человечества, когда человек впервые по- знакомился с грозными во- дами океана, и не окончится до тех пор, пока не будут разгаданы все тайны мор- ских глубин и обитающих в ней существ. Работы здесь поистине непочатый край и многое в этом отношении уже сделано. Литература Golding, Campbell Е., Griffiths Р., Hampieman Н. W. Paton W. D. M a. Walder D. N. Brit. J. Indus. Med., I960, 17, 167. Pugh L. G. C. a. Edholm O. G. Lancet, 1955 269, 761. Underwater. Research Group, N. S. W. R. N. Diving Magazine, 1959 7, 1. Navy U. S. General description of the T. S Naval Medical Reseacrh La- boratory. Report issueid by Submarine Base, New London, Conn., USA, September 1957. 58
ГЛАВА ПЯТАЯ Воздействие повышенного давления на организм человека Мы уже знаем о том, что под водой давление окружающей среды всегда выше атмосферного. Вследствие того что чело- век, находясь под водой, может передвигаться вверх и вниз, мы должны постоянно помнить о возможности резкого повы- шения и понижения окружающего давления. Перепады давления могут оказывать на организм чело- века не только прямое физическое влияние, но и вызывать в нем ряд сдвигов вторичного порядка, связанных с растворе- нием в крови и тканях организма избыточных количеств газов. Поражения, связанные с физическим воздействием на орга- низм повышенного давления, принято объединять под назва- нием «баротравма». Вторичные поражения, которые по свое- му механизму гораздо сложнее первичных, в одну группу- объедйнить не удается, поэтому их принято рассматривать под следующими рубриками: «Азотный наркоз», «Кислородное отравление» и «Декомпрессионная болезнь». Все эти вопросы будут подробнейшим образом освещены в последующих гла- вах. В данном же случае наше основное внимание будет сконцентрировано на рассмотрении проблем, связанных с пря- мым воздействием на организм человека перепадов давления, лежащих в основе ряда баротравм. Известно, что' давление в воздухоносных полостях орга- низма равноценно давлению, которое испытывают окружаю- щие ткани и которое, в свою очередь, равно давлению воды на глубине погружения. И поэтому воздействие давления на человека, находящегося на глубине, практически безвредно. Конечно, это касается в первую очередь тех глубин, которые уже покорены человеком, хотя в принципе это положение справедливо и для гораздо бблыпих глубин. В ряде случаев, однако, может создаться такое положение, когда давление воздуха или газа в той или иной полости ор- ганизма будет отличаться от давления, которое испытывают на себе окружающие ткани. Такое положение может привести к баротравмам. Вследствие того что человек, находящийся под водой, обычно зависит от подачи ему вюздуха с поверх- ности с помощью искусственных средств, могут иметь место нарушения в выравнивании давления воздуха в полостях орга- низма с окружающим давлением воды. Это может произойти из-за нарушений в работе компрессоров или других устройств, 59
подающих роздух, или в результате невнимательности лиц, от-, ветственных за работу этого оборудования, а также из-за бо- лезненного состояния водолаза. Прежде чем рассматривать все эти вопросы более подробно, было бы полезно проанализиро- вать те изменения, которые наступают у человека при погру- / женин в воду после предшествующего полного вдоха и задерж- ки дыхания. С этим самым простым из всех видов погружения в воду должны познакомиться все, кто хочет заняться водным спортом. При рассмотрении этих вопросов необходимо принимать во внимание все газо- или воздухоносные полости организма че- ловека, однако следует иметь в виду, что при нарушениях вы- равнивания давления наиболее серьезные поражения отмеча- ются в легких. Вопросы, связанные с этими видами поражений, будут подробно рассмотрены ниже. Влияние повышенного давления при обычном нырянии При обычном (свободном) нырянии пребывание человека (на- пример, ловца жемчуга) на глубине лимитировано временем, в течение которого он может задержать дыхание. Для того чтобы увеличить время пребывания на дне, ловцы жемчуга обычно входят в воду с определенным грузом, чаще всего с большим камнем, для того чтобы ускорить спуск на глубину. Хотя время задержки дыхания может быть увеличено в ре- зультате предшествующей гипервентиляции, подобные погру- жения весьма опасны и их следует всячески избегать по при- чинам, которые будут изложены ниже. Перед нырянием человек делает полный вдох. При даль- нейших рассуждениях мы будем исходить из того, что в дан- ном случае человек входит в воду с полностью расширенной грудной клеткой и легкими, т. е._со 100 % заполнением возду- хом жизненной емкости легких. Жизненная емкость легких человека в среднем равна 4,5 л. К этой величине должен быть добавлен объем 1,5 л, характе- ризующий величину остаточного объема легких, так как нас в данном случае интересует влияние повышенного давления на их общую емкость, которая при этом равна 6 л. По мере увеличения глубины погружения давление, оказываемое на грудную клетку, будет возрастать. Вследствие того что груд- ная клетка при этом может сжиматься, давление воздуха, заключенного в легких, будет увеличиваться при одновремен- ном уменьшении его объема. Когда глубина погружения достигнет 10 м, то удвоенное по сравнению с поверхностью давление, оказываемое на организм человека на такой глуби- не, приведет к уменьшению объема воздуха в легких наполо- 60 вину. При погружении человека на глубину 30 м этот объем будет равен от первоначального. В табл. 3 представлены данные, характеризующие измене- ния легочных объемов у мужчин среднего, малого и большого веса при пребывании их на различной глубине. Таблица 3 Изменения легочных объемов у мужчин разной комплекции при пребывании их на различной глубине Глубина, м Легочные объемы, л Комплекция средняя малая крупная Поверхность Жизненная емкость 4,5 | с л lj> =6’0 3,01 4 2:?Н« легких Остаточный объем 1,0/ 10 Общая емкость легких 3,0 2,0 4,0 20 Общая емкость легких 2,0 1,3 2,6 30 Общая емкость легких 1,5 1,0 2,0 Приведенные в табл. 3 цифры интересны (во всех случаях) тем, что на глубине 30 м общая емкость легких уменьшилась до величины остаточного объема. На практике это означает, что ныряльщик при достижении глубины 30 м после осущест- вления полного вдоха будет иметь в своих легких такое коли- чество воздуха, которое характерно для состояния полного выдоха на поверхности без какой-либо потери массы воздуха. При всплытии на поверхность картина полностью восстанав- ливается вследствие снижения окружающего давления при условии, конечно, что при пребывании человека под водой случайного или преднамеренного выпуска части воздуха из легких не было. До какой степени можно сжать воздух в легких здоро- вого человека ниже величины остаточного объема, неизвест- но. По всей видимости, если это и можно сделать, то в очень небольших пределах. Когда ныряльщик достигает такой глу- бины, на которой его дыхательный объем достигает физиче- ского минимума и далее уменьшаться не может, можно считать, что он с точки зрения осуществления процессов газо- обмена в легких достиг максимальной глубины погружения и глубже погружаться не должен. Результатом быстрого и непрерывного погружения при такого рода нырянии может быть то, что воздух в легких бу- дет в течение некоторого времени сохранять первоначальный объем и давление, в то время как давление в кровеносных со- судах легких и в окружающих тканях будет непрерывно воз- 61
растать, что приведет к появлению довольно значительной прессорной разницы. При этом вначале может иметь место выпотевание жидкости из альвеолярных капилляров и появле- ние отека легких, а в случае увеличения этой разницы может последовать разрыв сосудов легких и появление легочного кровотечения. На больших глубинах при таком нырянии мо- жет даже произойти перелом ребер и вдавление грудной клетки. Именно поэтому погружения при обычном нырянии на глубины, превышающие 30 м, являются столь опасными, Действие на организм небольших перепадов давления / ата Soda t ата Воздуа | f ата _ ZO0 мм Вод. ст. 17. Изменение дыхания в груд- клетке при погружении в воду. / ата 300мм бай. ст. На рис.1 6 представлены закономерности уменьшения общей емкости легких до величины выдоха по мере увеличения глу- бины погружения. Этот процесс начинается сразу же после погружения человека в воду и сопровождается увеличением резервного объема вдоха и уменьшением резервного объема выдоха. Рассмотрим это положение на примере человека, погружен- ного в вертикальном положении в воду при условии, что над поверхностью воды находится1 только его голова (рис. 17). Следует отметить, что, за исключением ^незначительных коле- баний давления, связанных с сопротивлением дыханию, давле- ние в легких остается при этом постоянным и близким к ат- мосферному, т, е. около 760 мм рт. ст. Однако перепад давле- ния в воде настолько резко превышает таковой в воздухе, что уже на такой незначительной глубине погружения допол- нительное давление, оказы- ваемое на грудную клетку человека, становится замет- ным. При этом на нижний край грудной клетки в до- полнение к атмосферному давлению будет давить столб воды высотой 30 см, а на верхний край — примерно 10 см. Влияние этого допол- нительного давления на грудную клетку будет про- являться в нарушении име- ющегося в обычных услови- ях равновесия между эла- стичностью грудной клетки и эластичностью легких, что в конечном счете приводит ата * С00мм Solст t ата Рис. нон 62
к уменьшению объема грудной Клетки. При таком погружении из легких вытесняется от 300 до 400 мл воздуха. При этом можно легко обнаружить, что жизненная емкость легких по сравнению с таковой у человека, находящегося на суше, так- же снижена. Эта разница между давлением на уровне рта и давлением на уровне нижнего края грудной клетки играет также очень важную роль в тех случаях, когда тело человека погружается в воду в вертикальном положении полностью. Это, в частности, следует учитывать и при использовании дыхательных аппаратов, в которых давление газовой смеси и расположение дыхательных мешков должны обеспечивать максимальный комфорт при дыхании. Следует также тщатель- но выбирать места расположения на дыхательном Алешке стравливающих клапанов для того, чтобы изменение положе- ния тела человека под водой не привело бы к неблагоприятно- му изменению их функционирования. Наиболее простым методом поддержания дыхания челове- ка в полностью погруженном состояний является использова- ние обыкновенной трубки, с помощью которой его рот соединен с поверхностью. Этот метод за последние годы приобрел широкую популярность. Дыхательная трубка Шноркеля Дыхательные трубки чаще всего используются при горизон- тальном положении пловца. Это дает возможность человеку с положительной плавучестью неподвижно лежать в воде, распластавшись по ее поверхности, опустив лицо вниз. При этом наружу выступает только небольшая часть поверхности головы. Если лицо пловца защищено специальными очками или маской, обеспечивающими хорошую видимость в воде, то перед ним открывается прекрасное зрелище. Большинство таких трубок снабжено поплавковыми клапанами, обеспечи- вающими перекрытие трубок при погружении человека под воду. Этот принцип широко используется при занятиях под- водной охотой и нырянии. Когда человек находится в воде в вертикальном положении, такими трубками пользоваться не следует^ Если человек находится вблизи от поверхности воды, дли- на трубки большой роли не играет, тем не менее ее длина важна с точки зрения увеличения мертвого пространства и сопротивления дыханию. Если трубка сконструирована та- ким образом, что ею можно пользоваться только для осущест- вления вдоха (а такие трубки существуют), то это обстоятель- ство следует учитывать самым серьезным образом. Так как такая трубка используется пловцом при горизонтальном его 63
положении лицом вниз, она должна, выходя изо рта, делать изгиб, поднимаясь вертикально сбоку от головы. Для предот- вращения попадания в эту трубку воды трубка должна делать второй изгиб на 180°, что дает возможность вмонтировать в нее поплавковый клапан. Эти два изгиба в значительной степени увеличивают общую длину трубки. Самым простым способом, позволяющим избежать нежелательных последст- вий увеличения длины трубки, является использование таких трубок исключительно для осуществления вдоха с обеспечени- ем выдоха в воду или через другую трубку с помощью клапа- нов, расположенных по бокам загубника. Использование трубок Шноркеля доставляет людям боль- шое удовольствие и дает возможность будущим аквалангистам ближе познакомиться с водной средой. Такие трубки в прин- ципе должны быть максимально короткими (насколько, ко- нечно, это возможно) и использоваться только при горизон- тальном положении тела в воде. Перепады давления при использовании дыхательных аппаратов Если в водолазном деле используется легкое водолазное снаряжение, состоящее из жесткого шлема, эластичного гидро- костюма и водолазных ботинок, а подача воздуха осуществля- ется с поверхности, его принято называть стандартным, или обычным водолазанием. Погружение с использованием дыха- тельных аппаратов делает человека независимым от подачи воздуха с поверхности воды и носит название автономного водолазного спуска. Терйин «спортивное ныряние» может применяться для характеристики такового с помощью трубки Шноркеля. Термин «свободное ныряние» должен употреблять- ся только тогда, когда мы говорим о погружениях акваланги- стов, не связанных страховочным концом со своими товари- щами или же с поверхностью воды. Невозможность поддержания давления воздуха в скафанд- ре водолаза на уровне давления окружающей среды при по- даче его с поверхности может привести к тому, что давление воздуха, которым водолаз дышит, будет на глубине погруже- ния выше или ниже окружающего давления. Как то, так и другое может привести к нежелательным последствиям, которые хорошо известны водолазам. Рассмотрим эти ситуации в отдельности. Давление воздуха в скафандре выше давле- ния снаружи. Такие ситуации встречаются нечасто, од- нако они могут иметь место в тех случаях, когда водолаз при подготовке к всплытию закрывает стравливающий клапан 64
Рис. 18. Выброс водолаза. в шлеме с целью увеличения объема воздуха в скафандре и получения большей плавучести. В результате этого водолаз может начать всплытие. Если в этот момент лица, осуществля- ющие наблюдение за водолазом, окажутся невнимательными и не сумеют вовремя уменьшить давление подаваемого на глубину воздуха или же., сам водолаз не откроет полностью стравливающий клапан, то уменьшение внешнего давления приведет к еще большему раздутию костюма и ускорению всплытия. Избыточное давление в скафандре делает костюм неподатливым, лишая его эластичности, в результате чего во- долаз становится как бы подвешенным внутри него, что, в свою очередь, лишает водолаза возможности открыть страв- ливающий клапан, находящийся в шлеме. Все это приводит к тому, что скорость всплытия водолаза резко возрастает. При этом водолаз может получить травму при ударе о предметы, находящиеся на поверхности воды. Если такое всплытие за- кончится благополучно, то водолаз окажется распластанным на поверхности воды, не будучи в состоянии произвести хоть какое-нибудь движение. К счастью, разрыва скафандра при этом не происходит благодаря тому, что часть избыточного воздуха выходит через манжеты рукавов. В таких случаях го- ворят, что водолаз «выброшен на воздух». Так как он при этом практически недвижим, требуются определенные усилия для того, чтобы поднять его на борт водолазного судна (рис. 18). Если разрыв скафандра все-таки произойдет, то водолаз может быстро пойти ко дну еще до того, как будет 3 Подводная медицина 65
выбрана слабина сигнального- конца. Последствия при этом могут быть самые печальные. Водолаза необходимо как мож- но быстрее вытащить из воды и быстро выпустить воздух из шлема его скафандра путем открытия стравливающего кла- пана. Следует также выпустить воздух из-под манжет гидро- костюма. Все сказанное выше должны принять во внимание как водолазы, так и те лица, которые обеспечивают водолаз- ные спуски. При таком быстром всплытии у водолаза может возникнуть острая декомпрессионная болезнь, а иногда и ба- ротравма легких. Давление воздуха в скафандре ниже давле- ния снаружи. Теоретически внезапное прекращение пода- чи водолазу, работающему под водой, сжатого воздуха может привести к резкому падению давления в шлеме его скафандра и в системе дыхания водолаза вплоть до атмосферного. Это могло бы привести к гибели водолаза из-за давления воды, действующего на его скафандр .и шлем. Однако на практике этого не происходит за счет оснащения водолазного шланга в месте вхождения его в шлем скафандра так называемым невозвратным клапаном. Если подача сжатого воздуха вне- запно прекращается, то этот клапан незамедлительно сраба- тывает, задерживая воздух, находящийся в шлеме и гидроко- стюме под определенным давлением. Запас этого воздуха достаточен для поддержания дыхательных потребностей водо- лаза во время аварийного подъема или же на короткий про- межуток времени, после которого подача сжатого воздуха будет возобновлена. Бывают иногда и другие обстоятельства, при которых мо- жет произойти гибель водолаза. Если, например, водолаз, ра- ботающий на подводной платформе у борта затонувшего судна или дока, неожиданно оступится, то он станет быстро погружаться. Это погружение может происходить до тех пор, пока позволяет длина спасательного конца или водолазного шланга. При таком погружении люди, работающие на возду- шной помпе на борту водолазного судна, не способны быстро увеличить давление воздуха в системе его подачи до величин, соответствующих давлению столба воды на глубине погруже- ния водолаза. При таких условиях давление в шлеме скафанд- ра и в дыхательной системе водолаза останется таким же, как на глубине расположения рабочей платформы. В то же время давление, оказываемое на тело водолаза, будет быстро возрастать. Уменьшение давления воздуха под шлемом водо- лаза при одновременном повышении- внешнего давления на его тело может привести к вдавлению тела водолаза в шлем. Если перепад давления при этом достаточно велик, то это мо- жет вызвать глубокие физические повреждения тела водолаза, которые в ряде случаев могут привести к его смерти. Наличие при этом избыточного давления в легочной ткани и сосудистой 66
системе легких может вызвать отек легких и легочные крово- течения. Кровоизлияния возникают и на других поверхностях тела, имеющих контакт с воздухом, особенно в конъюнктиве глаз, где появление отека и кровотечений при таких обстоя- тельствах весьма вероятно. Такое состояние известно среди водолазов под названием обжима. Повреждения организма, возникающие в результате об- жима пропорциональны, конечно, глубине внезапного погру- жения водолаза. В дополнение к этому следует отметить, что исход поражений в значительной степени зависит от глубины, на которой находился водолаз в момент начала внезапного погружения. Это может быть проиллюстрировано путем срав- нения двух внезапных погружений водолазов на одно и то же расстояние в глубину, но с различных глубин. Так, напри- мер, водолаз при «проваливании» с глубины 10 м до глуби- ны 20 м будет подвергнут новому давлению 3 атм после пре- бывания под давлением 2 атм. При этом должно произойти уменьшение объема воздуха в скафандре и системе дыхания водолаза до 2/з первоначального объема, т. е. снизиться на 33,3 % от первоначального объема при установлении равнове- сия в давлении на новой глубине. Такие большие изменения не проходят безнаказанно и чаще всего сопровождаются серь- езными поражениями. Если же водолаз «проваливается» с глубины 40 м до глубины 50 м, проходя в сущности точно та- кое же расстояние, то окружающее давление увеличится при этом с 5 до 6 атм. Это будет соответствовать уменьшению объема воздуха в скафандре до 5/в первоначального объема или всего на 16,6 % от первоначального. Как видно, это напо- ловину меньше предыдущих величин. Очевидно, что такое уменьшение объема воздуха в системе дыхания в скафандре водолаза будет перенесено последним с менее серьезными последствиями при условии, конечно, что объемы воздуха при начале каждого «проваливания» были одинаковыми. Из ска- занного следует, что чем ближе к поверхности воды местона- хождение водолаза в момент начала такого падения, тем опаснее обжим, которому подвергается водолаз. Перепады давления при использовании автономного водолазного снаряжения В предыдущем разделе были описаны причины, приводящие к неожиданному повышению или понижению давления возду- ха в системе дыхания человека при пребывании его под водой в вентилируемом водолазном снаряжении. Такие же явления могут иметь место при использованйи водолазами автономных дыхательных аппаратов, хотя картина наблюдаемых при этом поражений и их исход могут быть несколько отличными. При 3* 67
тех же расстояниях «провалива- ния» водолаза на глубинах, ха- рактерных для описанных выше случаев, мы будем иметь дело с гораздо меньшими объемами воз- духа. Если при этом водолаз одет в специальный костюм, то послед- ний обычно плотно прилегает к телу и содержит в себе сравни- тельно небольшие количества воз- духа. Хотя в таких случаях воз- духа в костюме совсем немного, сжатие его может привести к по- явлению у водолаза кровоподте- ков. В данном случае наибольшую важность приобретает воздух, на- ходящийся в системе дыхания, а также воздух, заключенный под Рцс. 19. Последствия «обжима» полужесткой маской или очками, водолаза. Повышение давления воздуха или другой дыхательной смеси при использовании автономных систем дыхания водолазу почти ие грозит. Опасности возникает только тогда, когда дыхательный аппарат оказывается неисправным и водолазу приходится от него освобождаться. Однако здесь уже всту- пают в силу другие закономерности, о чем будет сказано далее. При повышении давления, что может иметь место при бы- стром погружении на глубину потерявшего сознание водолаза, воздух в его системе дыхания обычно сохраняет давление, эквивалентное давлению столба воды на глубине погружения. Это достигается или за счет работы дыхательного автомата, или за счет сжатия воздуха в дыхательном мешке. Если маска и очки пострадавшего имеют упругую основу, то они при таком погружении не сжимаются и не повторяют контуров лица. Это приводит к тому, что конъюнктива глаз начинает подвергаться воздействию пониженного давления, в резуль- тате чего возникают ее отек, разрыв капилляров с субконъ- юнктивальными кровоизлияниями и местные кровоподтеки (рис. 19). Баротравма легких Это тяжелейшее поражение легких может явиться результа- том резкого перерастяжения легочной ткани вследствие повы- шения внутрилегочного давления. В наземных условиях баро- 68
травма легких может быть вызвана только путем прямого воздействия на легкие повышенного давления. Однако пребыв вание человека в воде -в этом смысле создает особые условия., Если, например, человек всплывает с глубины с легкими, полными воздуха, задерживая при этом дыхание или не имея возможности осуществить выдох, создаются условия, при ко- торых возникает резкий перепад давления между давлением, оказываемым на окружающие ткани, и давлением воздуха в легких, объем которого по мере подъема водолаза все боль- ше увеличивается. Окружающее давление при этом падает, а давление воздуха в легких остается на прежнем уровне. Избыточное давление воздуха в легких может привести к резг кому расширению грудной клетки и растяжению легких вплоть до их разрыва с попаданием воздуха в интерстициальные тка- ни, полость плевры или кровеносные сосуды. Такие поражения легких принято называть баротравмой легких. Чаще всего баротравма легких происходит при всплытии человека с глубины с задержкой дыхания. Баротравма легких носит особо тяжелый характер в тех случаях, когда всплытие осуществляется на фоне полного вдоха. На практике баро-. травматические поражения легких могут иметь, место в двух случаях. Во-первых, при покидании подводной лодки, когда человек перед началом всплытия с глубины находится в воз- душной подушке с повышенным давлением и начинает всплы- тие, сделав предварительно полный вдох. Матросов, конечно, учат тому, чтобы во время свободного всплытия из подводной лодки они осуществляли непрерывный выдох, однако на прак- тике вследствие тех или иных обстоятельств может произойти задержка дыхания. Во-вторых, такая Ситуация может иметь место тогда, когда водолаз пользуется дыхательным аппара- том. Если такой водолаз в сйлу тех или иных обстоятельств’ решит, что его дыхательный аппарат неисправен, он может сбросить его и сделать попытку всплыть на поверхность без аппарата. Детали подобного всплытия и дальнейшие сведения в отношении баротравмы легких будут приведены в главе 19, посвященной рассмотрению вопросов, имеющих отношение к свободному всплытию. О разрыве легких впервые сообщили Adams и Pollak (1932), которые описали смертельный случай, имевший место в США при тренировочном выходе из подводной лодки. После этого, подобные случаи были зарегистрированы рядом исследовате- лей как среди подводников, так и среди водолазов. К счастью, не все такие случаи заканчивались смертельным исходом (Peirano, Alvis, Duffner, 1955). Lambert (1958) при анализе тренировочных выходов из подводной лодки, проведенных в США, подсчитал, что на 34 000 всплытий баротравма легких имела место только в 12 случаях. 69
Механизм развития баротравмы легких и данные патологоанатомических исследований При задержке дыхания или спазме голосовой щели во время свободного всплытия человека с глубины при наличии в его легких воздуха события развертываются следующим образом. Во-первых, воздух в легких при падении окружающего давле- ния начинает расширяться, растягивая при этом легкие и груд- ную клетку до предельной емкости. Степень этого растяжения зависит от давления, оказываемого на легкие изнутри, которое в противоположность нормальному вдоху будет иметь тенден- цию к вытеснению крови из легочного сосудистого русла и мо- жет привести к растяжению легких, превышающему их растя- жение при максимальном вдохе. В результате происходит разрыв легочной ткани с нарушением целостности альвеоляр- ных мембран. При этом воздух не только может попасть в полость плевры, но и инфильтрировать клетчатку средосте- ния и поверхностные ткани шеи, приводя к развитию интер- стициальной тканевой эмфиземы. Когда человек достигает поверхность воды, он обычно может после глубокого выдоха возобновить нормальное дыхание. Такое высвобождение сжа- того воздуха из легких приведет к уменьшению внутрилегочно- го уровня. Легочное кровообращение может при этом восста- новиться. Однако часто бывает и так, что при разрывах легоч- ной . ткани повреждаются кровеносные сосуды, в которые иногда попадают большие количества воздуха (Wright, 1960). При попадании в левое сердце он проникает в большой круг кровообращения; воздух в таких случаях может быть в виде пузырьков — воздушных эмболов (рис. 20, 21), которые могут закупорить мелкие артериолы, вызвав тем самым развитие ишемических инфарктов в органах и тканях. Наиболее опас- ным в этом отношении является закупорка воздушными эмбо- лами (воздушная эмболия) коронарных сосудов сердца и со- судов головного мозга. Это приводит к возникновению тяже- лых расстройств мозгового кровообращения и серьезным нарушениям со стороны деятельности сердца. Нет никакого сомнения в том, что повреждение легких в данном случае происходит не за счет непосредственного воздействия на них повышенного давления, а за счет перера- стяжения и разрыва легочной ткани. Эту точку зрения разде- ляет и . Wright, который, проводя опыты с трахеотомирован- ными кроликами, подвергавшимися воздействию декомпрес- сии, показал, что смертность кроликов с пережатой трахеей значительно снижалась в тех случаях, когда грудь и живот последних плотно перебинтовывались. Некоторую степень за- щиты в данном случае оказывала и перебинтовка одного живота кроликов (Malhotra, Wright, 1960 a,b). 70
Рис. 20, 21. Примеры воздушной эмболии. Дальнейшие исследования по выяснению мест поражения легких при их разрыве в результате декомпрессии Wright проводил на свежих трупах, не подвергшихся еще окоченению. Он обнаружил, что для получения поражений легких описан- 71
ного выше типа необходимо создать внутритрахеальное дав- ление у неперебинтованного трупа — 80 мм рт. ст., у трупа с перебинтованным животом—93 мм рт. ст., а у трупа с пере- бинтованной грудью и животом —133—190 мм рт. ст. При нали- чии у неперебинтованного трупа базальных плевральных спаек при повышении внутритрахеального давления происходил раз- рыв! висцеральной плевры. В остальной легочной ткани при этом наблюдалось развитие интерстициальной эмфиземы (Malhotra, Wright, 1960с). Дальнейшим подтверждением точки зрения, что причиной разрыва легких является их перерастяжение, а не прямое воздействие избыточного давления на легочную ткань, могут явиться хорошо известные факты, связанные с отсутствием каких-либо повреждений легких при очень высоком внутри- легочном давлении, которое, например, возникает при сильном кашле. В таких) случаях, правда, имеет место выраженная устойчивость дыхательной мускулатуры к перерастяжению. Фактором, способствующим перерастяжению легочной ткани при отсутствии достаточно- выраженной устойчивости дыха- тельной мускулатуры к воздействию перерастяжения, может служить ослабление рефлекса! Геринга — Брейера. Следует отметить, что при анализе многих случаев пора- жений точных данных об истинном механизме разрыва легких получено не было, и в этом отношении мы все еще нужда- емся в получении дополнительной информации. Особенно это касается местных внутрилегочных закупорок бронхов, потен- циальная опасность которых может свести на нет усилия, затраченные на отработку водолазами и подводниками техни- ки свободного всплытия. Предрасполагающим фактором к развитию баротравмы легких является структурная слабость легких, например при наличии в них эмфизематозных пузырь- ков. Клиника при баротравме легких При наличии баротравмы легких могут иметь место три син- дрома— пневмоторакс, интерстициальная эмфизема и газо- вая эмболия. Обычно наблюдают только один из них, но иногда приходится сталкиваться и со всеми тремя синдрома- ми. Malhotra a. Wright (1960b) при проведении опытов на животных обнаруживали большие количества воздуха в кро- веносных сосудах не при пневмотораксе, а при развитии у них интерстициальной эмфиземы. Наибольшее значение при баротравме легких имеет газовая эмболия, борьба с которой должна начинаться незамедлитель- но. Борьбу с возможностью возникновения у больного газовой эмболии следует начинать еще до подтверждения диагноза 72
баротравмы легких, не тратя времени на дополнительные ис- следования. Клиническая картина газовой эмболии зависит в конечном счете от места расположения пузырьков воздуха в организме, и, именно это служит решающим .фактором в определении прогноза заболевания. Наиболее грозным симптомом при этом является потеря сознания сразу же после завершения свобод- ного всплытия или через короткий промежуток после него. При этом зачастую могут появляться судороги, спастические или вялые параличи, а также нарушения со стороны зрения. Иногда отмечаются и менее опасные симптомы — головокру- жение и покалывание в конечностях, причем эти симптомы могут оказаться единственными. Поведение врача в таких слу- чаях должно быть следующим: если у человека после свобод- ного всплытия появились какие-либо симптомы поражения, пусть даже самые незначительные, то в первую очередь следу- ет думать о наличии у него газовой эмболии. При этом сразу же следует приступить к проведению необходимого в таких случаях лечения, которое надо продолжать до окончательного установления диагноза. При появлении пневмоторакса и интерстициальной эмфи- земы пострадавший после выхода из воды начинает жало- ваться на боли в груди или в животе. При этом у него обычно появляется кашель, сопровождающийся носовым кровотече- нием или незначительным кровохарканьем. В данном случае также нет времени для окончательной постановки диагноза. Наличия1 газовой эмболии в сосудистой системе исключить в таком случае никоим образом нельзя. Именно поэтому ле- чение такого пострадавшего должно бкть йачато немедленно. Окончательную же постановку диагноза в таких случаях сле- дует проводить в процессе лечения. Лечение баротравмы легких Средства для лечения баротравмы легких должны быть всегда под рукой. Если такие средства отсутствуют, то тренировка по отработке элементов свободного всплытия при выходе из подводных лодок или при оставлении дыхательных аппара- тов на глубине должна быть категорически запрещена. Хотя любая форма газовой эмболии при баротравме лег- ких представляет собой грозное явление, бороться с ней по сравнению с другими проявлениями баротравмы легких наи- более легко. В силу того что воздух является средой, легко поддающейся сжатию, немедленная рекомпрессия такого больного приводит к обратному развитию газовой эмболии — процессу, который происходит путем сжатия воздушного эм- бола- до растворения его в крови или рассасывания эмбола 73
через капиллярную сеть. Если воздушный эмбол при этом ликвидировать не удается, то он настолько уменьшается в размерах, что вызывает лишь незначительные поражения ти- па ишемических инфарктов. Следовательно, для осуществле- ния необходимого лечения таких пострадавших нужно иметь в местах проведения подобных тренировок рекомпрессионную камеру. Если такая камера расположена на некотором рас- стоянии от места всплытия пострадавшего с баротравмой легких, то потеря нескольких минут на его доставку к камере может оказаться роковой. Дело в том, что рекомпрессия тако- го пострадавшего должна быть произведена буквально в те- чение нескольких секунд. При помещении пострадавшего в ре- компрессионную камеру давление в последней должно подни- маться до тех пор, пока не исчезнут все симптомы поражения или до тех пор, пока оно не достигнет 6 ата. Вместе с пострадавшим в камере обычно находится и врач; последний должен поставить диагноз заболевания, от которого зависит характер последующего лечения. При наличии газовой эмболии может потребоваться дли- тельная и медленная декомпрессия для топо, чтобы в крове- носных сосудах и в других местах организма вновь не образо- вались пузырьки воздуха. При наличии таких пострадавших следует руководствоваться специальными таблицами лечебной рекомпрессии. В отдельных случаях на декомпрессию постра- давших после предшествующей рекомпрессии уходит до 38 чар- сов. Если при наличии баротравмы легких мы имеем дело с комбинацией разрыва легких И газовой эмболии, мы должны произвести немедленную рекомпрессию пострадавшего с по- следующим ведением его как больного с тяжелой декомпрес- сионной болезнью. Подробное описание различных методов, используемых при этом, представлено в главе 11. После завершения лечебной декомпрессии больного сразу же следует направить в госпиталь для полного медицинского обследования и дальнейшего лечения. При поступлении этого больного в госпиталь следует сразу же произвести снятие электроэнцефалограммы, на которой могут быть определены признаки фокальных внутричерепных поражений. При обнаружении у такого пострадавшего пневмоторакса или интерстициальной эмфиземы лечение может быть различ- ным. Интерстициальная эмфизема расположена чаще всего ретростернально, благодаря чему распознавание ее бывает иногда затруднено. В начале лечебной декомпрессии газ, на- ходящийся в полости плевры или в соединительной ткани, мо- жет снова начать расширяться, что вызовет появление боле- вых ощущений, а также нарушений со стороны деятельности легких и сердца. Рассасывание воздуха из этих мест происхо- дит медленно, поэтому для его удаления из полости плевры и соединительной ткани следует применять другие средства. Ме- 74
дленная декомпрессия в данном случае более эффективна по сравнению со ступенчатой, однако наиболее эффективным при этом является прямое удаление воздуха из мест скопления его в организме. При наличии у пострадавшего пневмоторакса в плевральную полость можно ввести канюлю, через которую произойдет немедленный выход расширившегося воздуха. При этом мы будем иметь дело со спавшимся легким, что потребует последующего госпитального лечения. При появлении у пост- радавшего цианоза ему следует дать кислород, который должен быть всегда под рукой. При повышении давления в рекомпрессионной камере такое состояние маловероятно. При наличии у пострадавшего ретростернальной эмфиземы удаление воздуха из мест его скопления затруднено. При терпеливой и продолжительной декомпрессии с таким положе- нием можно справиться и без хирургического вмешательства. Однако если уменьшение давления в камере сопровождается расширением воздуха, заключенного в ретростернальной про- странстве, при наличии сдавления и нарушения функции ор- ганов средостения приходится прибегать к хирургическому вмешательству для того, чтобы выпустить воздух. При этом надо быть максимально осторожным, чтобы не повредить жиз- ненно важные органы. Выпуск воздуха из ретростернального пространства осуществляется с помощью слабоизогнутой и очень короткой тупой канюли. При лечении неосложненного пневмоторакса или интерсти- циальной эмфиземы необходимости в срочной рекомпрессии нет, однакц в данном случае раздумывать над постановкой точного диагноза некогда, и поэтому надо проводить лечение всех пострадавших с баротравмой легких по полной схеме. Иногда врачам приходится иметь дело с необоснованными жалобами водолазов или со случаями истерии. В подобных случаях при отсутствии у пострадавших признаков газовой эмболии можно провести сравнительно более быструю деком- прессию в рекомпрессионной камере в зависимости от «глу- бины погружения» в ней и времени пребывания на такой «глу- бине». Декомпрессию следует вести так же, как это делается при обычной декомпрессии. Мы не ошибемся, если скажем, что одинаковых по своему характеру случаев разрыва легких не существует. Именно поэтому давать какие-либо стандартные 'советы по уходу за такими пострадавшими и их лечению трудно. Большая часть знаний в этой области приобретается на практике. Именно практика дает возможность врачу научиться точно определять тяжесть баротравматических поражений легких и время ос- тановок при проведении лечебной декомпрессии. Если у врача достаточного опыта в этом отношении нет, он должен точно следовать рекомендациям, содержащимся в таблицах лечеб- ной рекомпрессии. Врачу, находящемуся вместе с пострадав- 75
шим в рекомпрессионной камере, приходится работать в до- вольно трудных условиях при общем шуме и в полусогнутом положении. Но, кроме того, врачу приходится приспосабли- ваться к повышенному атмосферному давлению, когда звуки при перкуссии и аускультации в значительной степени искаже- ны и когда с помощью этих методов исследования можно об- наружить лишь широко распространенные поражения. Упомянутые выше методы лечения пострадавших с баро- травмой легких могут быть использованы только при пораже- ниях, возникших во время организованной тренировки по всплытию из глубины, когда под рукой имеются все средства по оказанию помощи таким пострадавшим. При разрыве же легких, происшедшем в результате свободного всплытия ак- валангиста, оставившего на дне неисправный дыхательный аппарат, лечение представляет собой большую проблему. Если обстановка позволяет, такого пострадавшего следует одеть в водолазный костюм или надеть на него дыхательный аппа- рат и постараться снова направить его на глубину в сопро- вождении товарища для подводной рекомпрессии. Если этого сделать не удается, то пневмоторакс и интерстициальную эм- физему следует лечить общепринятыми способами, т. е. путем эвакуации скоплений воздуха и обеспечения пострадавшему условий полного покоя с использованием в случае необходи- мости кислорода. При этом всегда следует иметь в виду опасность, связанную с возможностью возникновения у него газовой эмболии. Если при наличии у пострадавшего газовой эмболии немед- ленная рекомпрессия обеспечена быть не может, то лечение должно быть направлено на удаление пузырьков воздуха из сосудов головного мозга и коронарных артерий сердца, имею- щих жизненно важное значение. Как известно, пузырьки воз- духа поднимаются вверх во всех жидкостях, и кровяное рус- ло в этом отношении не является исключением. Поэтому тело пострадавшего должно занимать такое положение, которое бы исключало попадение пузырьков воздуха в жизненно важные области организма. Это положение тела представляет собой нечто среднее между положением на животе и левом боку с наклоном туловища, при котором голова оказывается внизу. При этом наиболее вероятно, что пузырьки воздуха минуют со- суды головного мозга и коронарные артерии сердца. Если ле- чение такого пострадавшего проводят в рекомпрессионной ка- мере, то и там следует стремиться к тому, чтобы его тело зани- мало описанное выше положение. Пострадавшему с баротравмой легких должен быть обес- печен покой. Полезно давать ему успокаивающие средства. Ес- ли лечение начать при отсутствии рекомпрессионной камеры с помощью придания его телу определенной позы, тут же надо решить, следует ли перевозить больного в ближайшее место, 76
где имеется такая камера. При подозрении на газовую эмбо- лию у пострадавшего его транспортировка для проведения ре- компрессии обязательна, если, конечно, при- этом могут быть обеспечены необходимые условия, которые не усугубят и без того тяжелое состояние больного. По прибытии пострадавшего в лечебное учреждение, оснащенное рекомпрессионной камерой, его состояние должно быть обследовано вновь с участием спе- циалистов по лечению таких заболеваний. Если больного эва- куируют по воздуху, то полет должен совершаться на неболь- шой высоте или в самолете с герметизированной кабиной. Соб- людение этих условий необходимо для того, чтобы предотвра- тить дальнейшее образование пузырьков воздуха в. организме пострадавшего или их расширение в результате действия раз- режения, имеющего место на высоте. При организации массовых тренировок аквалангистов к ме- стам занятий необходимо доставлять рекомпрессионные каме- ры, что для крупных организаций не составляет проблемы. Такие камеры кое-где уже имеются. Нет сомнения в том, что при наличии баротравматических поражений легких с их раз- рывом более желательным является быстрah доставка такой камеры к месту происшествия, а не транспортировка постра- давшего к этой камере. Если деятельность человека, связанная с пребыванием его под водой, будет все время расширяться, то, вполне возможно, подвижные рекомпрессионные камеры найдут самое широкое распространение, а в некоторых случа- ях, возможно, будут использованы эластичные складные ре- компрессионные камеры, которые будут быстро доставляться на место происшествия с помощью вертолетов. Как уже было сказано выше, при свободном всплытии, да- же при оставлении на дне дыхательного аппарата разрыв лег- ких встречается очень редко. Несмотря на то что разрыв лег- ких представляет собой грозное явление, редкость его делает организацию специализированной скорой помощи для лече? ния таких пострадавших экономически неоправданной. Этот вопрос в настоящее время серьезно не рассматривается. Все, что при этом рекомендуется — это ознакомить лиц, пользую- щихся подводными дыхательными аппаратами, с техникой сво- бодного всплытия, а также информировать’их и их товарищей о местах расположения рекомпрессионных камер вблизи райо- на погружения. Влияние перепадов давления на работу слухового анализатора Скопления воздуха в организме имеют место не только в дыхательной системе. Вторым по важности местом скопления воздуха в организмвдрляется среднее ухо. Воздух, находящий- ; 77
мые. 22. Баротравма уха. ся в полости среднего уха, отделен от воздуха, нахо- дящегося в наружном слуховом проходе, бара- банной перепонкой, а от полости носоглотки — ев- стахиевой трубой. Евста- хиева труба полностью не закрыта и обычно откры- вается при глотании. Функция этой трубы за- ключается в пропускании .воздуха в полость средне- го уха и из нее с целью поддержания одинаково- го давления воздуха по обе стороны барабанной перепонки. Необходи- мость в этом возникает при изменениях баромет- рического давления. Сте- пень открытия евстахиевой трубы при глотании у здорового человека вполне достаточна для поддержания необходимого равновесия в давлении по обе стороны барабанной перепонки в ответ на малейшие колебания барометрического давления, чего сам человек практически не замечает. Однако у ряда лиц евстахиева труба раскрывается недостаточно. В таких случа- ях при повышении-наружного давления попадание воздуха в полость среднего уха из носоглотки для выравнивания в нем давления с давлением окружающей среды затруднено. Если при этом повышение барометрического давления продолжает- ся, то произойдет вдавление барабанной перепонки внутрь, перерастяжение ее, появление резких болевых ощущений в ухе, кровотечение и в конечном счёте разрыв барабанной перепонки (рис. 22). Лишь немногие люди во время быстрого спуска с высокой горы или приземления на самолете не испытывают неприятного ощущения в ушах. При погружении на глубину в водолазном снаряжении темпы изменения окружающего давления приобретают в этом отношении еще большее зна- чение. В большинстве случаев трудность в выравнивании давления по обе стороны барабанной перепонки связана с наличием ка- тара евстахиевой трубы, который может быть временным, как при обычной простуде, или более стойким, как это случается при хроническом катаральном воспалении верхних дыхатель- ных путей. При пребывании человека в среде с повышенным атмосферным давлением повторное выравнивание давления в полости среднего уха с давлением окружающей среды воспри- 78
нимается как изменение тона шума, улучшение слуха и насту- пление состояния комфорта. Если при этом евстахиеву трубу продуть не удается, то человек, наоборот, ощущает определен- ный дискомфорт, который в ряде случаев может сопровожда- ться болью. Следует отметить, что открытию просвета евста- хиевой трубы могут способствовать некоторые активные действия самого человека. Простейшим способом является гло- тание. Именно поэтому при взлете и посадке воздушных лайне- ров пассажирам дают леденцовые конфеты. Если это не помо- гает, то следует прибегнуть к более активным действиям, таким, как глотание с зажатым носом и вращательные движения нижней челюсти при широко открытом рте, или к повышению внутриносового и внутриглоточного давления при закрытом рте и носе. Обычно всего этого бывает достаточно, однако исполь- зование таких методов таит в себе опасность заноса инфекции через евстахиеву трубу в полость среднего уха. Если полость среднего уха не вентилируется, то уже при са- мом незначительном погружении в воду человек начинает ис- пытывать острые неприятные ощущения в ухе. Невозможность продуть уши делает все формы погружений на глубину невоз- можными вследствие нарастания при этом болевых ощущений. Если погружение при этом продолжается, то происходит все увеличивающееся вдавление барабанной перепонки внутрь, разрыв кровяных капилляров в результате их перерастяжения, появление острой боли в ушах, которая ослабляется, только при перфорации барабанной перепонки. В ушах таких людей, со- вершавших повторные попытки к погружению на глубину, мо- жно часто наблюдать последствия такого перерастяжения ба- рабанной перепонки в виде ее воспаления и наличия кровоте- чения в полости среднего уха. Появление острой боли в ушах при погружении на глубину служит сигналом к прекращению дальнейшего погружения. При этом барабанные перепонки могут остаться неповрежденными, однако так бывает далеко не всегда. Если, например, при срочной рекомпрессии постра- давшего с баротравмой легких у лица, находящегося вместе с ним в рекомпрессионной камере, уши оказываются «заложен- ными», то опасность разрыва барабанных церепонок у него становится совершенно реальной. В данном случае при возни- кновении у последнего боли в ушах подъем давления в камере не останавливают. Болевые ощущения при этом носят кратко- временный характер, так как быстрый подъем давления в ка- мере приводит к перфорации барабанных перепонок, что облег- чает болевые ощущения. Пострадавший находится в этом от- ношении в более благоприятном положении, так как у людей, потерявших сознание, проходимость евстахиевых труб при по- вышении окружающего давления чаще всего не нарушается. Приведенные выше примеры имеют отношение к случаям, когда внешнее давление превышает давление в полости средне- 79
го. уха. Когда же давление в полости среднего уха начинает превышать давление, оказываемое на барабанную перепонку извне (что наблюдается при всплытии водолазов), то в этом случае никаких трудностей в выравнивании давления по обе стороны барабанной перепонки обычно не возникает и расши- рившийся в результате понижения давления воздух свободно выходит из полости среднего уха в носоглотку через евстахи- еву трубу. Закупорка евстахиевых труб чаще всего имеет место при движении воздуха в противоположном направлении, т. е. из полости носоглотки в полость среднего уха. Важной предпосылкой успешных погружений на глубину является проверка у кандидатов в водолазы проходимости обе- их евстахиевых труб на фоне изменения окружающего давле- ния. Начинающие зачастую ощущают при таких испытаниях резко выраженные неприятные ощущения, которые со време- нем и по мере приобретения опыта становятся слабее. В тех случаях, когда давление по обе стороны барабанной перепон- ки выравнивается через почти одинаковые интервалы времени, эти ощущения становятся скорее подсознательными. Такая тре- нировка, способствующая сохранению целостности барабан- ных перепонок, более предпочтительна по сравнению с перио- дической продувкой ушей, что требует определенных усилий. Зимой, когда у людей часты явления простудного характера и катаральные состояния носоглотки, срывы погружений по при- чине нарушения вентиляции полости среднего уха более часты. Однако и в этом случае застойные явления в полости носоглот- ки- можно до некоторой степени снизить путем интраназаль- ного применения специальных капель или орошений. Выпячивание барабанной перепонки Если пловец-подводник погружается на глубину в плотно при- легающей резиновой шапочке или шлеме, то могут создаться такие условия, при которых воздух в наружном слуховом про- ходе окажется в своеобразном замкнутом пространстве. По ме- ре увеличения давления воды шлем начинает прилегать к уху- все плотнее и плотнее до тех пор, пока сокращение объема за- ключенного в наружном слуховом проходе воздуха не достига- ет своего максимума. По мере увеличения окружающего дав- ления увеличивается давление в тканях, а также давление воз- духа, находящегося в дыхательных путях. Если евстахиева труба проходима, то имеет место увеличение давления и в по- лости среднего уха. В конечном Счете при этом создается такая ситуация, при которой давление воздуха в наружном слуховом проходе будет значительно меньше давления в окружающих тканях, а также давления воздуха в полости среднего уха (та- кую картину можно получить, если подсоединить к наружному 80
слуховому проходу от- сасывающий насос). При этом будет иметь место выпячивание ба- рабанной перепонки наружу. Jarret (1961) показал, что при этом обычно имеет место отечное набухание тка- ни, • выстилающей на- ружный слуховой про- ход, с появлением в нем пузырьков и боль- ших волдырей с кровя- нистой жидкостью (рис. 23). В редких случаях такая закупорка на- Рис. 23. Выпячивание барабаииой пере- ружного слухового про- ПОИКИ. хода бывает тогда, ког- да евстахиева труба не открывается и оказывается непроходи- мой для воздуха, несмотря на повышение давления в полости глотки. При этом давление в наружном слуховом проходе и в полости среднего уха будет гораздо ниже по сравнению с дав- лением в окружающих тканях, а барабанная перепонка при этом останется на месте. Однако к присасывающему действию воздуха, находящегося в наружном слуховом проходе, при- соединяется аналогичное действие воздуха, находящегося в полости среднего уха, что сопровождается отеком и кровоте- чением. Этого можно избежать, если вовремя позаботиться о том, чтобы не было препятствия, мешающего выравниванию давления воздуха в наружном слуховом проходе с давлением окружающей воды. Давление и синусы Заполненные воздухом пазухи костей черепа в нормальных ус- ловиях соединены с полостью носоглотки проходами. Благода- ря этому давление воздуха в них выравнивается с давлением остальной части дыхательной системы. Когда один из этих про- ходов закрывается, что имеет, например, место при синуситах,, воздух не может ни войти внутрь синуса, ни выйти из него. Ес- ли человек с таким заболеванием сделает попытку погрузиться на глубину или попадет в такие условия, при которых окружа- ющее давление резко возрастает, то давление окружа- ющих тканей превысит давление, существующее в пораженном синусе. Ткань, выстилающая его, быстро набухнет. В ряде слу- 8>
чаев при этом имеют место кровотечения. Такому состоянию сопутствуют резкие болевые ощущения, которые заставляют человека немедленно прекратить дальнейшее погружение на глубину. При этом аналогичную роль может сыграть и носовой полип, который может быть прижат к входу в гайморову по- лость и блокировать его, что приведет при спуске под воду к появлению болевых ощущений. Общее правило в этом отношении состоит в том, что люди, страдающие синуситами и имеющие полипы в полости носо- глотки или синусах черепа, заниматься водолазным делом и находиться под повышенным давлением не должны. Давление и больные зубы Вокруг зубных корней могут образоваться небольшие карма- ны, содержащие скопления газа, образовавшегося в результа- те ферментативной активности. Эти скопления при повышении атмосферного давления сжимаются, а часть пространства, ко- торое они занимают, заполняется кровью или тканевой жид- костью. При всплытии водолаза пузырьки газа расширяются, пытаясь занять прежний объем. Вследствие того что этот объем к моменту'расширения пузырьков газа уже заполнен, создает- ся местное увеличение давления, которое давит на зубной нерв. Результатом этого служит появление острой зубной боли. Вы- вод можно сделать простой — прежде чем начать заниматься спусками под воду, следует привести в порядок зубы. Кишечные газы Объем газов, содержащихся во внутренних органах, при погру- жении человека на глубину уменьшается. При всплытии водо- лаза на поверхность или декомпрессии эти газы стремятся за- нять первоначальный объем. Однако зачастую бывает так, что при работе водолаза на грунте в результате ферментативных процессов в его желудочно-кишечном тракте образуются до- полнительные количества газов. В таком случае при всплытии водолаза на поверхность имеет место вздутие живота, ощуще- ние дискомфорта и резкий метеоризм. Под давлением в реком- прессионной камере из-за развившегося метеоризма может произойти сильное растяжение кишечника, которое иногда влечет за собой потерю сознания. Неопытный или чем-то обеспокоенный водолаз, спускаясь на глубину, а также находясь на грунте и работая под водой, может заглатывать большие количества воздуха. При всплы-’ тии у него возникает резкое ощущение дискомфорта в резуль- тате расширения газов в желудочно-кишечном тракте. «2
Хорошим профилактическим средством, препятствующим развитию у водолазов метеоризма, является разумное ограни- чение в еде перед спуском под воду. Такое ограничение — свое- образная тренировка, во время которой человек приобретает уверенность в себе. Ограничение в приеме пищи перед спуском под воду приводит также к уменьшению заглатывания возду- ха при пребывании человека под водой. Повышенное давление и одежда Хотя одежда водолаза будет подробно рассмотрена в главе,, посвященной разбору водолазного снаряжения, мы хотим здесь, коснуться лишь одного весьма важного аспекта этой проблемы. Речь идет о роли, которую играет одежда водолаза при воздей- ствии на него повышенного окружающего давления. Для того чтобы водолазу или пловцу-подводнику на грунте или под во- дой было в достаточной степени тепло, он обычно оснащается теплоизолирующей одеждой. Тепловые свойства этой одежды обеспечиваются благодаря наличию в материале, из которого' она изготовлена, небольших воздушных полостей, наподобие резиновой губки. Под воздействием глубины погружения и ок- ружающего • давления объем этих полостей уменьшается, а плотность одежды, наоборот, возрастает. Теплозащитные свой- ства одежды при этом значительно снижаются. Может случить- ся так, что костюм, согревающий водолаза на поверхности, ока- жется на глубине совершенно бесполезным. Этот простой факт всегда следует иметь в виду при создании или отборе специаль- ных костюмов для пребывания человека под водой. Сжатие воздуха в воздушных полостях белья водолаза может привести к плотному обжатию поверхности тела тканью защитного ко- стюма. Литература Adams В. Н. a. Pollak I. В. U. S. Navy Med. Bull., 1932, 30, 165. Jarrett A. S. J. R. N. Med. Service, 1961, 47, 1. Malhotra M. S. a. Wright H. C. J. Physiol., 1960a. 151, 32 P. Malhotra M. S. a. Wright H. С. M. R. C. (RNPRC) Report U. P. S., 1960b,. 188. Malhotra M. S. a. Wright H. С. M. R. C. (RNPRC) Report U. N. S., 1960c, 188 Peirano J. H., Alvis H. J. a. Duffner, M. R.L. Report 264, U.S. Navy Dept., 1955. Silverman L. G., Lee A. R., Yancy A. R., Amory L., Barney L, G. a. Lee R. С. O. S. R. D. Report no. 5339. U.S.A., 1945.
ГЛАВА ШЕСТАЯ Проблема плотности газа Существует много примеров, с помощью которых можно про- иллюстрировать характер влияния плотности воздуха на состо- яние и работоспособность человека под водой. Лучше всего об этом может рассказать опытный водолаз, если его после завер- шения тяжелой работы на грунте спросить о характере дыха- ния под водой. «Вы не дышите,— скажет он,— а всасываете в себя воздух, а затем с силой выдуваете его из себя». Многие феномены, связанные с повышением плотности воз- духа, можно наблюдать в рекомпрессионных камерах, в кото- рых имитируется погружение на глубину. Одним из первых про- явлений воздействия на организм воздуха повышенной плотно- сти является резко выраженное изменение голоса. Свистеть, например, человек в этих условиях не сможет, но до какой сте- пени изменения голоса связаны с изменением плотности возду- ха пока неизвестно вследствие того, что нет объективных критериев оценки зависимости изменений голоса от плотности воздуха. В то же время известно, что изменение давления газа на скорость прохождения в нем звуха не влияет, однако оно может вызвать значительные изменения резонанса и Артикуляции. Отрицательное влияние повышения плотности воздуха мо- жет быть продемонстрировано и по изменению максимальной вентиляции легких. Cotes (1954) определял этот показатель в группе мужчин на имитированной высоте 3000, 5500 и 9000 м и обнаружил его увеличение по сравнению с уровнем моря со- ответственно на 12, 24 и 36%. Так как эти результаты были по- лучены при уменьшении плотности воздуха, было признано це- лесообразным повторить этот эксперимент в условиях повы- шенной плотности воздуха. Для определения максимальной вентиляции легких человека в рекомпрессионной камере при давлении 2, 3 и 4 ата был использован простой дыхательный аппарат с низким сопротивлением дыханию, предложенный McKerrow (1953). При постановке этой серии экспериментов максимальная вентиляция легких снизилась соответственно на 28, 40 и 49%. На практике это означает, что максимальная вен- тиляция легких человека, находящегося в атмосфере сжатого воздуха с давлением, эквивалентным глубине 30 .м, снижена наполовину. Если результаты этих двух независимых экспериментов све- сти воедино и графически распределить значения максималь- «4
fog атмосферного давления (ото). Рис. 24. Влияние высоты, подъема и глубины погружения на максимальную вентиляцию легких (МВЛ). ной вентиляции легких на высоте и в глубине против давления в абсолютных атмосферах, то мы получим общую кривую, представленную на рис. 24. Данные, характеризующие атмосферное давление, пред- ставлены на этом рисунке с помощью логарифмической шкалы; это означает, что изменения плотности воздуха на эквивалент- ных глубинах при приближении к поверхности более выраже- ны, а с увеличением глубины погружения уменьшаются. Сле- дует отметить, что продолжение линии, представленной на рис. 24, будет свидетельствовать о том, что при давлении 12 ата (глубина НО м) максимальная вентиляция легких бу- дет равна нулю. Однако это не отражает действительного по- ложения вещей. Другая серия экспериментов по определению максималь- ной вентиляции легких была проведена в рекомпрессионной камере при давлении, эквивалентном глубине 10, 20, 30, 50 и 60 м. Усредненные соотношения между максимальной венти- ляцией легких и глубиной можно видеть на кривой, представ- ленной на рис. 25. Можно предположить, что во время определения макси- мальной вентиляции легких поток воздуха носит целиком тур- булентный характер, при котором плотность воздуха играет очень важную роль. 85
Как известно, 1 Р = — mv'1, где Р — сила, необходимая для перемещения массы т со ско- ростью V. Если Р — работа, произведенная во время дыхания при максимальных усилиях, предпринимаемых человеком для осу- ществления этого акта, то эта величина может быть признана постоянной.и равной: 1 V _____ а г___• 'Ут При прочих равных условиях объем движущейся массы воз- духа зависит от скорости и массы в единице объема и прямо пропорционален плотности воздуха и равен: МВЛа Ч. У D ’ где D — плотность. Если это соотношение изобразить графически так, как это сделано на рис. 25, то получится точно такая же кривая. Большое уменьшение максимальной вентиляции легких на экспериментальной кривой по сравнению с теоретической мож- но объяснить наличием сопротивления воздушной струе в ре- гистрирующем аппарате, которое, будучи ничтожным на по- верхности, резко возрастает с увеличением глубины, что опять- таки связано с увеличением плотности воздуха. На глубине 30 м это сопротивление при подаче воздуха со скоростью 100 л!мин оказалось равным 50 мм вод. ст. Эта величина, бу- 86
Глубина, м. Рис. 26. Уменьшение максимальной вентиляции легких с уве- личением глубины погружения при дыхании воздухом и гелно- кислородной смесью. дучи в общем-то не очень большой, может служить причи- ной различий между кривыми, представленными на рис. 25. Вне зависимости от того, оправдан или не оправдан такой простой математический пбдход для характеристики столь сложной системы, на практике он широко применяется. При- знание того факта, что дыхательный объем в зависимости от затрачиваемых на дыхание мышечных усилий варьирует как величина, обратная корню квадратному из показателя плот- ности, является весьма полезным с точки зрения определения влияния на эффективность дыхания не только глубины, но и типов дыхательных аппаратов и характера газовых смесей, от- личающихся по своему составу от воздуха. Плотность газа и глубина погружения Пример практического использования математического расчета представлен на рис. 26. Из этого графика следует, что при дыха- нии воздухом на глубине 200 м наблюдается выраженное умень- шение максимальной вентиляции легких, доходящее до 25% первоначальной даже без применения дыхательного аппарата. Из этого следует, что максимальная вентиляция легких при ды- хании воздухом на такой глубине будет равна 30 л!мин. Дыха- ние воздухом при таком давлении может продолжаться всего несколько секунд. Рабочая вентиляция легких, которая близка по своему значению к половине этого количества — 30 л, про- водить активную работу на такой глубине не позволяет. Дыха- ние при таком давлении было бы резко затруднено. Водолазы, 87
которые погружаются на такую глубину, дышат обычно гелие- во-кислородной смесью с 8% содержанием кислорода. При* этом вентиляция легких снижается всего лишь до 60 °/о, что эк- вивалентно дыханию воздухом на глубине 50 м. На такой глу- бине водолаз находится в относительно комфортных условиях и может выполнить умеренную работу. При осуществлении глубоководных погружений в качестве разбавителя кислорода может быть с успехом использован ге- лий, обладающий плотностью, равной г/7 плотности азота. На глубинах, которые уже достигнуты водолазами, плотность ^.ге- лия лимитирующим фактором ,не является. Однако если мы рассмотрим вариант погружения человека на 300 м или глуб- же, проблема плотности дыхательной смеси вновь станет пе- ред нами со всей ее остротой. На глубине 300 м давление будет равно 31 атм. На такой глубине содержание кислорода в газо- вой смеси может быть еще более уменьшено. Даже при 0,75% содержании кислорода в дыхательной смеси парциальное дав- ление кислорода на такой глубине будет составлять 177 мм рт. ст., что более чем достаточно. Гелиево-кислородная смесь на такой глубине с 0,75% содержанием в ней кислорода будет иметь плотность, равную ’/7 плотности воздуха, что обеспечи- вает легкость дыхания. Следует отметить, что при применении в качестве разбавителя кислорода водорода можно получить и более легкие газовые смеси. Газовая смесь водорода с кисло- родом, содержащая 0, 75% кислорода, будет обладать плот- ностью, которая в 14 раз меньше плотности воздуха. Такой смесью на глубине 300 м можно дышать с такой же легкостью, с какой мы дышим воздухом на глубине 12 м. Если мы когда- нибудь сумеем погружаться в водолазном снаряжении на та- кие глубины, то нам придется пользоваться именно такой смесью. Мы уже говорили о том, что при создании искусственных газовых сред для человека, находящегося под водой, мы дол- жны стремиться к тому, чтобы все переменные факторы в мак- симальной степени приближались к их значениям, характер- ным для уровня моря. Этого, однако, удается достичь далеко не всегда. И все же основное требование, предъявляемое к та- ким средам, остается прежним: крайние значения этих факто- ров должны быть такими, чтобы пребывание человека под во- дой не сказывалось на его работоспособности и не являлось уг- розой для его жизни и здоровья. В свете сказанного выше особое значение приобретает фак- тор плотности. По мере увеличения глубины погружения и возрастания плотности воздуха происходит снижение работо- способности водолаза. Совершенно очевидно, что темп выпол- нения той или иной работы при этом также должен быть сни- жен. При нормальном атмосферном давлении мышечная на- грузка у здорового человека лимитирована работой сердца. 88
Однако какой бы большой физическая нагрузка ни была, ми- нутный объем дыхания всегда будет меньше величины макси- мальной вентиляции легких. Silverman и сотрудники (1951) показали, что при физической нагрузке на велосипедном эрго- метре в 1660 кгм1мин человек должен получать 3500 мл кисло- рода в минуту. Минутный объем дыхания при этом будет ра- вен по меньшей мере 70 л. Попытка осуществления такой работы под давлением привела бы к серьезным нарушениям со стороны организма. На эквивалентной глубине 30 м по- требность в вентиляции легких была бы при этом почти равна максимальной вентиляции легких. В результате этого возник- ло бы такое положение, при котором выполнение той или иной задачи на глубине при достаточной работоспособности мышц и необходимом уровне работы сердца у того или иного человека оказалось бы сорванным из-за невозможности до- стичь необходимой легочной вентиляции. Когда человек на- ходится на глубине, лимитирующим фактором при выполнении той или иной физической нагрузки становится вентиляция легких; на поверхности этот фактор не лимитирует выполне- ние работы. Неопытный водолаз может принять эти нарушения дыхания за тревожный симптом. Его беспокойство может вызвать гипервентиляцию, что может повлечь за собой непри- ятные .и зачастую опасные последствия. При дыхании воздухом или газовыми смесями с повышен- ной плотностью физическая нагрузка должна быть ограниче- на. Выполнение тяжелой работы при наличии угрозы появле- ния дыхательного дискомфорта не только противопоказано, но и в ряде случаев опасно. Разумное ограничение физической на- грузки на глубине оберегает водолаза от появления нарушений дыхания. По мере накопления опыта водолаз привыкает умело дозировать физическую нагрузку. Значение плотности при погружении на небольшие глубины Известно, что водолазы-глубоководники могут достигать весьма значительных глубин, не обращая серьезного внимания на плотность воздуха. Однако при этом не следует забывдть, что водолазу, на которого надет мягкий скафандр с жестким шлемом, воздух или дыхательная смесь подаются в подшлем- ное пространство под определенным давлением. В данном слу- чае проблема сопротивления дыханию сводится лишь к преодо- лению сопротивления воздушному потоку, возникающему при прохождении воздуха по собственным дыхательным путям во- долаза. Однако при использовании автономного водолазного снаряжения, когда человек вынужден дышать через загубник, трубки, клапаны или даже через патрон дыхательного аппара-
та, поглощающий углекислый газ, возникает дополнительное сопротивление дыханию. По мере увеличения глубины погружения в таком снаряже- нии возрастает не только собственное сопротивление дыханию. При этом также происходит увеличение всех дополнительных, сопротивлений воздушной струе и в самом дыхательном аппа- рате. Именно поэтому при конструировании дыхательных ап- паратов следует стремиться к тому, чтобы возникающее в них в процессе дыхания сопротивление воздушной струе было ми- нимальным. Этого можно достичь за счет использования в кон- струкции аппаратов широких трубок с тщательно отшлифован- ной внутренней поверхностью, клапанов, обладающих низким сопротивлением, а также поглотительных патронов оптималь- ной формы и объема с определенным размером гранул абсор- бента. Конечная конструкция поглотительного патрона должна быть своеобразным компромиссом между его прочностью, га- баритами и абсорбционной способностью. Если снаряжение пловца-подводника предусматривает использование открытой маски с непрерывной подачей газовой смеси, то внешнее сопро- тивление воздушному потоку при этом может быть сведено по- чти к нулю, однако такая система является крайне неэкономи- чной и не может быть рекомендована для широкого использо- вания, в том числе и по причинам, связанным с сокращением времени пребывания человека под водой. Воздушные клапаны, которые бы не обладали сопротивлением, пока что не созданы, однако в некоторых замкнутых дыхательных системах обходят- ся и без них. В этом случае используют патрон, поглощающий углекислый газ, обладающий, правда, собственным сопротив- лением воздушному потоку. Измерить сопротивление дыханию при атмосферном давле- нии сравнительно легко. Это сопротивление у различных людей различно, однако принято считать, что в среднем оно равно 40 мм вод. ст. при скорости прохождения воздушной струи 1 л!сек. Один из первых дыхательных аппаратов, предназна- ченных для плавания под водой, также обладал сопротивле- нием воздушной струе при определении его на поверхности рав- ным 40 мм вод. ст. при скорости пропускания через него возду- ха 1 л)сек. При этом общее суммарное сопротивление дыханию при использовании его на поверхности было равно 80 мм вод. ст. Для определения рабочего сопротивления дыханию при пребывании человека с дыхательным аппаратом на глубине может быть использована простая формула. Если объем про- ходящего через аппарат воздуха пропорционален величине, об- ратной корню квадратному из показателя его плотности, то сопротивление дыханию при прочих равных условиях можно считать пропорциональным корню квадратному из величины плотности и равным VD 9в
Сопротибление дыханию 6 мм бод. ст. при скорости бездушного потока! л/сен . Рис. 27. Сопротивление дыханию на глубине. Несмотря на то что эта формула с математической точки зрения не является точной, она может быть использована в ка- честве практического руководства. Возможность применения этой формулы на практике проиллюстрирована на рис. 27. С помощью графика, представленного на этом рисунке, можно сравнить сопротивление дыханию в миллиметрах водяного столба, при непрерывной подаче воздуха в дыхательном аппа- рате со скоростью 1 л!сек при пребывании человека на различ- ных глубинах. Поверхностную плотность воздуха при этом при- нимают за единицу, которая на глубине 10 м будет равна 2, на глубине 20 м — 3 и т. д. На рис. 27 представлено также сопротивление дыханию (левая кривая), создающееся исключительно в дыхательных путях человека, и отображено суммарное сопротивление дыха- нию (правая кривая), создаваемое как за счет дыхательных путей человека, так и за счёт дыхательного аппарата, оснащен- ного клапанами, сопротивление которого воздушному потоку точно такое же, как и сопротивление дыханию, возникающее в дыхательных путях человека при пребывании его на поверх- ности. Между ними представлена кривая, характеризующая сопротивление дыханию в дыхательном аппарате с замкнутым циклом, который снабжен патроном, поглощающим углекис- лый газ, и лишен каких бы то ни было клапанов. Как видно из рис. 27, во всех случаях по мере увеличения глубины погруже- ния сопротивление дыханию возрастает. 91
Интересы практики потребовали установления определен- ного допустимого предела величины общего сопротивления ды- ханию. В идеальном случае общее сопротивление дыханию должно было бы быть таким, ниже которого работо- способность человека нисколько не снижается. Следует отме- тить, что среди физиологов единого мнения в отношении вели- чины этого предела не существует. Отсутствие 'такого единоду- шия вызвано тем, что в общем эта величина носит индивиду- альный характер и для разных людей различна. Silverman и сотр. (1951) тщательно изучили сопротивление: дыхательных аппаратов при атмосферном давлении. Mead (1955) изучил эту же проблему при повышенном давлении. Ре- зультаты указанных, а также ряда других исследований дают достаточно веские основания для того, чтобы считать опти- мальной величиной общего сопротивления дыханию 120 мм вод. ст. при скорости прохождения воздуха через воздухопро- водящие пути организма и дыхательного аппарат? 1 л/сек. Этот предел при увеличении глубины погружения изменяться не: должен. Поэтому на графике, представленном на рис. 27, этот предел изображен в виде вертикальной линии. Практическая значимость этого предела состоит в том, что при переходе за его границы в случае увеличения общего сопротивления дыха- нию появляется опасность повышения концентрации углекис- лого газа в альвеолярном воздухе, затруднения дыхания, поте- ри работоспособности и наступления резкого переутомления. Этот предел служит лишь предостережением и вовсе не оз- начает, что не следует пользоваться дыхательным аппаратом в тех случаях, когда общее сопротивление дыханию выходит за рамки этого предела. У опытных пловцов-подводников, ко- торые прошли хорошую подготовку для работы в таких услови- ях, предельная величина сопротивления дыханию гораздо выше. Описанный выше принцип может оказаться полезным при разработке новых дыхательных аппаратов. Он также может служить в качестве руководства в условиях, при которых физи- ческая активность человека ограничена. Идеальным, конечно, было бы такое общее сопротивление дыханию, которое уклады- валось бы в рамки кривой, представленной на рис. 27 (левая кривая). Чем больше глубина погружения пловца-подводника, тем меньше резервы дыхательного аппарата в отношении до- пустимого увеличения сопротивления дыханию. Наконец, при достижении пловцом-подводником глубины 80 м кривая, ха- рактеризующая сопротивление дыханию, возникающее в дыха- тельных путях человека, пересекает вертикальную линию. При тщательной разработке дыхательных аппаратов и использова- нии в дыхательных смесях газов с меньшей плотностью пробле- ма сопротивления дыханию будет выражена не столь-остро и не будет столь активно влиять на работоспособность человека под водой. 92
Проблеме плотности зачастую должного внимания не уде- ляется. Однако не следует забывать о том, что под водой могут иметь место такие условия, при которых увеличение плотности воздуха может привести не только к дискомфорту, но и к появ- лению у водолаза определенных расстройств. Если этим фак- тором не пренебрегать и вовремя его учитывать, то многих неприятностей, связанных с воздействием на человека повы- шенной плотности воздуха, можно избежать. Кроме отрицательного воздействия на организм человека, повышение сопротивления дыханию может иногда играть и не- которую положительную роль, что видно на примере пловцов- подводников. Если рассматривать скорость дыхательного пото- ка (см. рис. 5), то можно заметить, что она с увеличением со- противления воздушному потоку изменяется. Синусная кривая при этом уплощается, что свидетельствует о снижении макси- мальной скорости дыхательного потока. Все это означает, что на фоне снижения максимальной скорости дыхательного пото- ка абсорбция углекислого газа в патроне-поглотителе стано- вится более эффективной. Сопротивление дыхания на вдохе и выдохе До недавнего времени разграничения сопротивления ды- ханию на вдохе и выдохе не делалось. Однако Silverman (1951) показал, что при очень тяжелой физической работе без снижения ее темпа добавочное сопротивление дыханию на вдо- хе при скорости подачи воздуха 1 л!сек, не должно превышать 75 мм вод. ст., а добавочное сопротивление на выдохе при та- кой же скорости воздушного потока —29 мм вод. ст. Silverman высказывает мнение о том, что сопротивление дыханию на вы- дохе .никогда не должно превышать сопротивление на вдохе. По его мнению, дыхательный аппарат должен быть сконструи- рован таким образом, чтобы воздух просасывался через реге- нерационный патрон только при осуществлении вдоха. В тех случаях, когда человек под водой находится в вертикальном положении, перепад давления между уровнем рта и уровнем нижнего края грудной клетки оказывает своеобразную помощь эластическим силам при осуществлении выдоха, помогая тем самым уменьшить разрыв между допустимыми величинами добавочного сопротивления дыханию на вдохе и выдохе. В практических условиях добиться такого положения, при котором добавочное сопротивление дыханию на выдохе было бы меньше такового при вдохе бывает трудно, хотя сопротив- ление дыханию на выдохе преодолевается с помощью эласти- ческих сил грудной клетки, в то время как на вдохе для его преодоления требуется затрата определенных мышечных уси- лий. Равнозначность добавочных сопротивлений дыханию на 93
вдохе и выдохе — это лучшее, на что мы пока можем надеять- ся. Дыхательные аппараты с патроном-поглотителем углекис- лого газа, расположенным на пути вдоха при замкнутом цикле дыхания, оказались неудовлетворительными. Более рациональ- ные конструкции таких аппаратов предусматривают пропуска- ние через поглотитель углекислого газа как вдыхаемого, так и выдыхаемого воздуха. Осуществление форсированного выдоха достигается чело- веком с большей легкостью по сравнению с форсированным вдохом, однако в данном случае основная цель заключается в; создании таких условий, которые бы в наибольшей степени со- ответствовали естественному дыханию и в наименьшей степени: нарушали равновесие, существующее между активным вдохом и пассивным выдохом. Границы приспособляемости организма человека к новым условиям могут быть до некоторой степени расширены за счет- опыта и тренировки, однако основной подход к решению этой проблемы должен быть следующим: повышение приспособляе- мости организма человека к новым условиям путем тренировки должно носить постепенный характер. Литература Cotes J. R. Proc. Roy. Soc. В., 1954, 143, 32. McKerrow С. В. Proc. Roy. Soc. Med., 1953, 46, 532. Mead J. Proc. Underwater Physiol. Symposium. National Academy of Science-National Research Council. U.S.A., 1955, Publication No. 377.. Miles S. J. Physiol., 1957, 137, 85P. Miles S. M. R. C. (RNPRC) Report U. P. S. 1958, 174. Silverman L., Lee G., Plothin T.. Sawyer L. H. a. Yangy A. R. Arch. Ind. Hyg. a. Occ. Med., 1951, 3. 461.
'ГЛАВА СЕДЬМАЯ Азотный наркоз Несмотря на то что инертные газы являются химически неак- тивными, при определенных давлениях они проявляют все свойства, характерные для анестетиков. Это весьма важная мысль была высказана д-ром Frank Carpenter в докладе о нар- котическом действии инертных газов, прочитанном на симпо- зиуме по подводной физиологии в Вашингтоне (1955). Среди инертных газов наибольшее значение для человека имеет азот, составляющий 79% воздуха, которым мы дышим и с которым нам постоянно и наиболее тесно приходится сопри- касаться. Если бы не опыт водолазов, азот до сих пор считал- ся бы абсолютно инертным газом, не заслуживающим особо- го внимания. Сообщения водолазов об изменении у них на глубине-настроения и притупления чувствительности (Damant, 1930). дали основания Behnke предположить, что в основе та- ких состояний заложено действие азота, подаваемого на глу- ! бину под повышенным давлением (Behnke, Thomson, Motley, 1935). Позже было показано, что у человека при пребывании в атмосфере азота с повышенным давлением развивается состоя- ние прогрессирующего наркоза. Азотный наркоз со временем стал общепризнанным синдромом специфического расстройст- ва, имеющего особое значение для лиц, подвергающихся воз- действию воздуха под повышенным давлением. Что же каса- ется водолазов-глубоководников, то для них пребывание в ат- мосфере сжатого воздуха на глубине перерастает в прямую угрозу их жизни. Редко можно встретить работу, посвященную азотному наркозу, в которой бы не упоминались слова Cousteau (1954): «L’ivresse des grands profondeurs», которые обычно перево- дятся как «восхищение глубиной» или «глубинный восторг». Любая другая передача этой мысли была бы менее точной, и в этом отношении, французам следует отдать должное. Более •сдержанные англичане называют это состояние всего одним ’словом «Narks»,.что в переводе означает состояние, близкое к -одурманиванию наркотиками. Некоторые склонны характери- зовать это состояние как наркоз, мотивируя это тем, что здесь имеет место успокаивающее действие азота (Unsworth, 1960), •однако в действительности в начале наркотического действия этого газа имеет место фаза возбуждения. В качестве альтер- дативы предлагается характеризовать это состояние как со- стояние «азотной интоксикации». Однако наличие такой наи- 95
более общей и важной черты, характеризующей действие азо- та под давлением, как развитие у человека прогрессирующего наркоза, говорит о целесообразности использования для ха- рактеристики такого состояния именно этого хорошо извест- ного и общепринятого термина. Кроме того, эйфория при раз- витии наркоза не является чем-то необычным. Состояние азотного наркоза было впервые зарегистрирова- но у водолаза в мягком водолазном снаряжении с жестким шлемом. Это состояние расценивалось вначале просто как до- садное недоразумение, носившее иногда даже приятный ха- рактер. Если же поведение водолаза на грунте вызывало тре- вогу, его сразу же поднимали на поверхность. При свободном плавании под водой с автономной системой дыхания эта проб- лема приобретает весьма серьезный характер, так как при воз- никновении у пловца-подводника азотного наркоза он может потерять чувство реальности, что, в свою очередь, может по- влечь за собой угрозу его безопасности. Симптомы азотного наркоза Подобно многим другим состояниям, при которых преоблада- ют субъективные ощущения, симптоматологию азотного нар- коза точно охарактеризовать исключительно трудно. Это объяс- няется тем, что проявления азотного наркоза варьируют от случая к случаю весьма широко. При этом большую роль иг- рает предшествующий водолазный опыт. Именно это дает нам возможность понять разницу в проявлениях азотного наркоза у новичка, впервые находящегося под давлением в рекомпрес- сионной камере, и у опытного водолаза, погружающегося на большие глубины. Начинающие водолазы обычно проходят медицинское об- следование, включая определение состояния барабанных пе- репонок. Перед помещением в рекомпрессионную камеру у но- вичков отбирают часы, карандаши и ручки. Они не знают, что их ждет впереди, и после того как за ними захлопывается тя- желый люк камеры, многие начинают испытывать резко вы- раженное чувство беспокойства. Этому способствует поступ- ление воздуха в камеру, сопровождаемое угрожающим шипе- нием. Веселые гримасы, которые строят им приятели через иллюминаторы снаружи, этого беспокойства не снимают. Ча- ще всего еще до достижения давления в камере, эквивалент- ного глубине 4 м, некоторые испытуемые начинают жаловать- ся на боль в ушах. Дальнейшее повышение давления в каме- ре при этом должно быть прекращено до тех пор, пока у всех испытуемых не установится проходимость евстахиевых труб. Если среди испытуемых найдутся такие, которым продуть уши не удастся, давление в камере должно быть снижено до ат- 96
мосферного. Такие испытуемые из дальнейшего эксперимента исключаются и выходят из камеры. Если в камере находятся испытуемые, у которых продувка ушей проходит удовлетво- рительно, давление в последней может непрерывно возрастать. Для новичков обычно используют скорость «погружения», рав- ную 6 м!мин, что дает им возможность адаптироваться к повы- шению давления. При достижении «глубины» или отметки 30 -м инструктор, находящийся в камере вместе с испытуемыми, мо- жет попросить одного из них сказать несколько слов или за- свистеть. Неспособность издать свист и необычное изменение голоса (невнятная речь, появление в голосе высоких нот и ино- гда полное исчезновение голоса) служат причиной появления у остальных участников эксперимента смеха. При достижении давления в камере, эквивалентного глубине 60 м, у некоторых испытуемых речь становится бессвязной, в то время как у всех остальных обнаруживаются признаки легкой истерии. На пер- вый раз достижение такой глубины погружения в камере счи- тается достаточным. По возвращении на «поверхность» все испытуемые ощущают значительную усталость и выглядят по- давленно. ~ Совершенно другое действие оказывает повышение давления на опытного водолаза. Он может погрузиться на глубину 80 м. осуществляя полный самоконтроль за своими действиями, поскольку он знает заранее, что его ожидает на большой глубине. Однако при достижении глубины 100 м он с трудом выполняет такую работу, как связывание концов прово- локи, так как его руки на такой глубине становятся неуклю- жими. Он может забыть хорошо знакомые и совершенно про- стые приемы труда. Работа, которую он делает, требует при этом больших затрат времени, качество ее может резко сни- зиться. Полезный совет, который ему в этот момент передают с борта водолазного- судна, может вызвать у него чувство обиды и возмущения. Однако водолазный опыт дает водолазу возможность перебороть воздействие азотного наркоза и ус- пешно выполнить возложенное на него задание. При всплытии на поверхность он может не помнить многое из того, что происходило во время его пребывания на грунте. Такой водо- лаз может работать некоторое время даже на глубине 115 м до тех пор, пока он не потеряет сознание. Эти примеры можно использовать в качестве крайних пре- делов устойчивости при дыхании воздухом начинающих во- долазов (глубина 50—60 м) и опытных специалистов водолаз- ного дела (глубина до 100 м). В промежутке между этими пре- делами можно встретить различные вариации ответных и адаптационных реакций организма водолаза. При этом можно попытаться зафиксировать последовательность хода этих со- бытий у обычного человека в виде своеобразной таблицы, представленной ниже. 4 Подводная медицина 97
Глубина 30—45 м. Появление легкомысленного поведения и повышенной самоуверенности, потеря тонкого аналитическо- го мышления и появление эйфории. (Изменения голоса, наблю- дающиеся у водолаза на этой глубине, к азотному наркозу ни- какого отношения не имеют.) Глубина 45—60 м. Появление чувства беспричинной весе- лости и болтливости. Иногда отмечается головокружение. Глубина 60—75 м. Появление беспричинного смеха и пер- вых признаков истерии. Способность к концентрации внима- ния ослаблена, причем водолаз начинает делать ошибки при выполнении простых профессиональных и умственных задач. На такой глубине водолаз начинает уделять меньше внимания личной безопасности. На сигналы и команды, подаваемые с поверхности, он отвечает сгопозданием. Глубина 100 м. Депрессия и потеря четкого мышления. На- рушение нервно-мышечной координации. Глубина 115 м. Может наступить потеря сознания. В допол- нение к наркотическому действию азота появляется опасность кислородного отравления, точной картины которого при пре- бывании человека на глубине мы до сих пор не знаем. При всплытии на поверхность может отмечаться амнезия, продолжающаяся в течение нескольких часов, которая явля- ется следствием выраженного в значительной степени азотно- го наркоза. Часто при этом имеет место резкая сонливость. Факторы, способствующие развитию азотного наркоза У начинающего водолаза, особенно если его «опускают» на глубину в рекомпрессионной камере в одиночку, еще до раз- вития основных симптомов азотного наркоза можно наблю- дать появление состояния беспокойства. Если же такие лица «опускаются» на глубину группой, то проявление беспокойст- ва у большинства из них может быть ослаблено. Если чело- век перед повышением давления в рекомпрессионной камере принял алкоголь, то действие азота под давлением будет в значительной степени усилено, причем оба этих фактора уси- ливают действие друг друга. Утомление делает человека более чувствительным к азотному наркозу. Факторы, препятствующие развитию азотного наркоза Повышению устойчивости организма человека к действию азотного наркоза способствуют такие факторы, как професси- ональный опыт водолаза, сила воли и тренировки путем частых 98
погружений на большие глубины. Есть сведения, свидетель- ствующие о том, что развитию азотного наркоза препятству- ют некоторые антигаллюцинаторные препараты. Ряд исследо- вателей полагают, что.люди, принимающие алкоголь и сохра- няющие при этом четкое мышление, обладают повышенной устойчивостью к действию азотного наркоза. Лечение азотного наркоза Легче всего справиться с воздействием азотного наркоза на организм человека можно путем уменьшения окружающего давления, что способствует выведению избыточных количеств азота из тканей. При этом наблюдается полное восстановле- ние первоначального состояния организма, за исключением наиболее резко выраженных случаев азотного наркоза, в ре- зультате которого развивается временная амнезия, а также всех случаев, сопровождающихся развитием утомления вслед- ствие воздействия на организм повышенного давления. Никакого специфического лечения азотного наркоза, за ис- ключением подъема водолаза на поверхность или уменьшения окружающего давления, не существует. В редких случаях, ко- гда наблюдается глубокая депрессия или потеря сознания в результате воздействия на организм азотного наркоза, может быть рекомендована профилактическая .госпитализация на срок до 24 часов. Профилактика азотного наркоза Разумной профилактической мерой против возникновения азот- ного наркоза является ограничение «глубины погружения» в рекомпрессионной камере до 50 м для лиц с недостаточным во- долазным опытом и до 80 м для опытных водолазов. В тех случаях, когда глубина погружения по тем или иным соображениям должна быть увеличена, азот в дыхательной смеси должен быть полностью или частично заменен другим газом. Для этих целей, в том числе и для глубоководных спус- ков, доходящих до 200 м, чаще всего используют гелий, кото- рый по своему наркотическому действию в 8 раз слабее азота. Рис. 28 отражает преимущества использования для дыхания при глубоководных погружениях смеси, состоящей из равных частей воздуха и гелия. Результаты работы, проведенной недавно Bennett (1963), свидетельствуют о том, что некоторые лекарственные препара- ты (антипиретики, гипнотики и некоторые седативные сред- ства) могут уменьшать наркотическое действие азота. Не- 4* 99
Рис. 28. Опасность воз- никновения азотного нар- коза с увеличением глу- бины погружения при ды- хании воздухом или ге- лно-воздушной смесью. сколько ранее Buhlmann (1961) высказывался в пользу того, что азотный наркоз можно предотвратить путем усиления вен- тиляции легких. Исследование проблем, связанных с развитием азотного наркоза Как уже было сказано выше, действие азотного наркоза на че- ловека проявляется в основном в изменении его поведения. Охарактеризовать наркотическое действие азота на организм человека в количественном отношении до сих пор никому не удалось. Многие исследователи, однако, делали попытки най- ти более действенные средства для более точного определения наркотического действия азота в надежде на то, что это по- может раскрыть механизм указанного действия. Одной из самых ранних попыток в этом направлении бы- ла работа Schilling и Willgrube (1937), которые вывели ряд простых арифметических закономерностей и определили время развития некоторых реакций у группы мужчин в рекомпрес- сйонной камере при воздействии на них различных величин барометрического давления вплоть до «глубины» 100 м. Эти 100
исследователи обнаружили, что по мере увеличения глубины «погружения» происходит нарастающее ухудшение способно^ сти испытуемых правильно отвечать на поставленные вопросы на фоне увеличения времени, необходимого для подготовки таких ответов. Если сравнивать результаты, полученные при обследовании начинающих и опытных водолазов, то у послед- них отрицательное действие азотного наркоза было выражено гораздо слабее. Увеличение времени реакций у опытных водо- лазов было выражено крайне незначительно; так, на глубине 100 м оно составляло всего лишь 7,5% от первоначального. Эти исследователи также заявили, что данные сдвиги проис- ходили в результате воздействия на организм азота под повы- шенным давлением, что впоследствии было подтверждено мно- гими другими исследователями (Case, Haldane, 1941; Zetter- stron, 1948; Burjstedt, Severin, 1948; Rashbass, 1955). Bean (1950), однако, высказал по этому поводу другую точку зрения, заявив, что наблюдавшееся наркотическое дей- ствие было вызвано задержкой углекислого газа в тканях, ко- торая особенно выражена при быстром увеличении окружаю- щего давления. По его мнению, это приводит, во-первых, к увеличению парциального давления углекислого газа в альве- олах в результате сжатия воздуха, во-вторых, к увеличению притока воздуха в грудную клетку, что препятствует выходу углекислого газа из легких, и, в-третьих, к затруднению диф- фузии углекислого газа благодаря увеличению плотности воз- духа. В пользу его теории говорило обнаруженное им 5—10% увеличение концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе у собак, подвергшихся быстрой компрессии. Хотя можно согласиться с Bean в том, что задержка угле- кислого газа в тканях повышает наркотическое действие воз- духа при дыхании им под повышенным давлением, полностью отрицать наличие такого же действия азота было бы невер- ным. Rashbass (1955) провел серию проверочных эксперимен- тов на 26 испытуемых, которые подверглись быстрой компрес- сии до давления, эквивалентного глубине 80 м. Еще до нача- ла эксперимента испытуемым была, дана простая задача на умножение нескольких двузначных цифр на однозначные. При этом регистрировалось число правильных ответов, полученных в течение 2 минут. Этот опыт был повторен сразу же по дости- жении избранного давления. После этого половина испытуемых в течение последующих 5 минут проводила гипервентиляцию, с тем чтобы избавиться от аккумулированного в организме углекислого газа, в то время как другая половина испы- туемых продолжала дышать в прежнем ритме. По заверше- нии этого пятиминутного периода упомянутый выше арифме- тический опыт был повторен. При этом у всех испытуемых, принимавших участие в эксперименте, снижение результатов в проведении арифметических действий сразу же по доети- 101-
жении глубины 80 м составляло 70% от результатов, получен- ных на поверхности. Через 5 минут после этого у группы, про- водившей гипервентиляцию, и у лиц, продолжавших дышать в обычном ритме, результаты были почти одинаковыми, причем правильные ответы составляли 75% от результатов, получен- ных до начала эксперимента на поверхности. Измерение напряжения углекислого газа в альвеолярном воздухе под давлением показало лишь незначительные сдви- ги в сторону его увеличения. Последующая гипервентиляция не приводила к падению парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе больше чем на 1,5%. Благодаря постановке этого эксперимента был сделан вывод о том, что углекислый газ при дыхании воздухом под давлением оказы- вает на работоспособность человека весьма незначительное влияние, за исключением, быть может, короткого периода, на- ступающего сразу же после увеличения окружающего давле- ния. Более того, опыт водолазов свидетельствует о том, что очень быстрая компрессия приводит к развитию более выра- женной эйфории по сравнению с более медленным увеличе- нием окружающего давления. Эта эйфория длится очень не- долго и переходит в состояние эйфории, характерное для бо- лее медленной компрессии. Влияние азота на центральную нервную систему При развитии азотного наркоза наиболее глубокие сдвиги происходят в центральной нервной системе, изучению которой с этой точки зрения должно быть уделено особое внимание. В этом направлении Bennett и Glass (1957а,b), работая в одной из рекомпрессионных камер в физиологической лабора- тории британских военно-морских сил, изучили влияние повы- шения атмосферного давления на умственную деятельность человека с помощью электроэнцефалографии. Эта работа яви- лась крупным вкладом в подводную медицину и с успехом мо- гла быть использована в качестве своеобразного ключа при решении сложных проблем азотного наркоза. Эти два исследователя использовали в качестве основы сво- их экспериментов хорошо известные факты, описанные в свое время Golla, Hutton, Gray-Walter (1943), заключающиеся в том, что умственная деятельность может оказывать влияние на характер альфа-ритма на ЭЭГ. В норме альфа-ритм на ЭЭГ имеет частоту 8—12 циклов в секунду с напряжением 10— 50 мкв. Этот ритм лучше всего прослеживается тогда, когда испытуемый находится в состоянии расслабления с закрыты- ми глазами. Если человеку дать после этого задание решить какую-либо умственную задачу, скажем задачу на умножение средйей трудности, то мы будем свидетелями того, что альфа- 102
Р - г иг ?j - i ff? P-Turi 5?*f й-56 -------------—- — —- • — — — - —* 1 М-тиг 6i,‘ 44f _______._____________J__________.— ______________—‘_______— Рис. 29. Три типа электроэнцефалограммы. ритм на ЭЭГ у большинства испытуемых исчезает. Этот эф- фект известен под названием альфа-блока. Если этот опыт провести на большом числе испытуемых, то можно вывести закономерность, в соответствии с которой все население мож- но разделить по типу ЭЭГ на 3 группы. 1. М-тип, или минус-тип, при котором альфа-ритм выражен весьма незначительно и при котором не наблюдается блоки- рования этого ритма при открытии глаз или при решении ум- ‘ ственных задач (29% населения). 2. P-тип, или стойкий тип, при котором альфа-ритм, имею- щий нормальный размер и частоту, не блокируется при откры- тии глаз и решении умственных задач (19% населения). 3. R-тип, или чувствительный тип, при котором нормаль- ный альфа-ритм блокируется-при открытии глаз и при реше- нии умственных задач (52% населения). Примеры этих трех типов представлены на рис. 29. Bennett и Glass показали, что ЭЭГ при воздействии повы- шенного давления носит нормальный характер в том случае, если в опыт берется испытуемый R-типа. Если такой испыту- емый подвергается воздействию достаточно высокого давления в течение длительного времени, альфа-блокирующий эффект снимается, в результате чего альфа-ритм продолжает оста- ваться в дальнейшем во время решения в уме арифметиче- ских задач неизменным. К сожалению, это касается только лиц, принадлежащих к R-типу. Эквивалентное глубине погру- жения давление в рекомпрессионной камере и время пребы- вания в ней испытуемых контролировались с большой точно- стью, причем блокирование альфа-ритма можно было наблю- дать визуально. Время исчезновения этого эффекта каждый раз регистрировалось. Полученные при этом данные были свободны от наслоений субъективных ощущений испытуемых. Типичный пример снятия альфа-блокирующего эффекта представлен на рис. 30. Теперь мы имеем возможность устано- вить временно-глубинные соотношения в исчезновении альфа- блокирующего эффекта для каждого из таких испытуемых. Мы хотели бы привести пример, когда испытуемого 7 раз под- вергали воздействию давлений, эквивалентных глубинам 15; 25; 30; 40; 50; 57 и 60 м. При пребывании его на каждой.глу- бине определялось время, проходящее от момента появления 103
Норма Рис. 30. Влияние давления в 4 ата иа альфа-блокирующийэффект (из работы Bennett and Glass, 1957). м
150 V 5 § 100 50 0 ю го зо 40 50 дремя, мин. Рис. 31. Время снятия альфа-блокирую- щего эффекта (Bennett and Glass, 1957). до момента исчезнове- ния альфа-блокирую4- щего эффекта. Полу- ченные при этом ре- зультаты представлены на рис. 31. Как видно из рис. 31, при пребы- вании этого человека на глубине 15 м до ис- чезновения альфа-бло- кирующего эффекта проходило 50 минут, на глубине 30 м — 12 минут и, наконец, на глубине 60 м —4 ми- нуты. В ходе испытаний возник ряд проблем. Во-первых, пред- стояло выяснить причину широких колебаний во времени, необходимом для снятия альфа-блокирующего эффекта у раз- личных индивидуумов при одинаковых условиях постановки эксперимента, на что, например, у одного испытуемого при дав- лении, эквивалентном глубине 50 м, уходило 18 минут, а у дру- гого— только 4. Это свидетельствует'о различной степени чув- ствительности или различной ’ скорости абсорбции азота в центральной нервной системе. В этот процесс вовлечено, таким образом, два фактора. В нервных центрах головного мозга., ответственных за осуществление феномена альфа-ритма, снятие альфа-блокирующего эффекта достигается, по всей видимости, за счет местного увеличения содержания азота, достигающего определенной пороговой величины. Кроме этого, имеет значе- ние скорость, с которой эта пороговая концентрация достигает- ся и которая в свою очередь будет зависеть от парциального давления азота во вдыхаемом воздухе и скорости диффузии этого газа в ткани головного мозга. У индивидуумов, относящихся к R-типу, у которых блока- да альфа-ритма происходит на поверхности при нормальном атмосферном давлении, должна существовать критическая глу- бина (или величина давления), на которой по истечении опре- деленного времени произойдет насыщение ткани головного мозга азотом и снятие эффекта, блокирующего альфа-ритм. На это насыщение может уйти несколько часов, причем это время будет тем больше, чем хуже васкуляризация ткани, на- сыщаемой азотом. Таким образом, мы имеем дело с пороговой величиной концентрации азота, которая не зависит от времени и характеристик диффузии этого газа. На глубинах или при воздействии на организм окружающего давления, большего этой критической величины, пороговая концентрация азота бу- 105
дет достигнута за более короткое время вследствие того, что парциальное давление азота во вдыхаемом воздухе также бу- дет большим. При наличии большой разницы между парци- альным давлением азота во вдыхаемом воздухе и напряже- нием азота в тканях пороговая концентрация азота в ткани головного мозга наступает быстро, укорачивая тем самым время снятия альфа-блокирующего эффекта. При меньшем увеличении окружающего давления для достижения пороговой концентрации азота в ткани головного мозга могут потребо- ваться многие часы. Из только что сказанного можно сделать вывод о том, что укорочение времени снятия альфа-блокирующего эффекта при увеличении глубины погружения будет служить показателем скорости диффузии азота в ткани головного мозга. При парциальном давлений азота в воздухе (4Д атм) у 50% населения альфа-блокирующего эффекта при умствен- ном напряжении не наблюдается (Р- и M-типы). Означает ли это, что снятие эффекта, блокирующего альфа-ритм, достига- ется у таких людей за счет превышения порога концентрации азота в ткани головного мозга при парциальном давлении азо- та воздуха, равном 4/s атм? Означает ли это, что при полном удалении азота из вдыхаемого воздуха на всех ЭЭГ мы будем получать реакции исключительно чувствительного R-типа? Эта весьма интересная проблема может быть разрешена толь- ко при постановке опытов в барокамерах с давлением, экви- валентным высоте 10 500 м, где можно дышать чистым кисло- родом при парциальном давлении этого газа, эквивалентном таковому в воздухе на уровне моря, что приводит через йе- которое время к полному вымыванию азота из организма. Ма- ловероятно, однако, что мы будем иметь при этом такие сдви- ги, которые помогут нам выявить разницу между М-, R- и Р- типами людей по данным ЭЭГ, которые, как полагают, обяза- ны своим происхождением равновесию между зрительным и слуховым восприятием при осуществлении мыслительных процессов. Несколько позже Bennett (1960), используя разнообразные технические приемы, обнаружил подобные сдвиги на ЭЭГ под влиянием азота у людей М- и Р-типов. Часто наблюдается параллель между ощущениями человека и ухудшением его умственной деятельности, а также временем, необходимым для снятия альфа-блокирующего эффекта. При уменьшении окружающего давления блокада альфа-ритма восстанавливается. Такой же результат можно получить путем замены воздуха при'дыхании под. давлением гелио-кисло- родной смесью. Работа Bennett и Glass в значительной мере подкрепляет точку зрения в отношении того, что при азотном наркозе ос- новное действие на организм человека оказывает азот. Эти ав- 106
торы считают, что наиболее чувствительными к повышению давления азота являются синапсы ткани головного мозга, ре- тикулярная формация и кортикально-апикальные дендриты. Bennett (1958, 1960), неудовлетворенный отсевом испыту- емых из-за того, что их относили к R-типу только в результа- те регистрации у них положительной реакции на его тест, ре- шил использовать в качестве альтернативы ответную реакцию на воздействие светового потока при включении лампы-вспыш- ки. Он оснастил свою камеру небольшой неоновой лампой, ча- стота вспышек которой могла увеличиваться до тех пор, пока испытуемый не воспринимал эти вспышки в виде непрерывного светового потока. Со временем было обнаружено, что после короткого пребы- вания испытуемого под давлением характер восприятия часто- ты вспышек в виде непрерывного светового потока менялся. Время, в течение которого устанавливался этот новый порог чувствительности, варьировало в зависимости от величины окружающего давления так, что давление, умноженное на ве- личину корня квадратного из показателя времени, оказыва- лось величиной постоянной. Это соотношение оказалось точно таким же, которое имело место при снятии альфа-блокирую- щего эффекта. Наряду с этим было показано, что у одного и того же индивидуума, находящегося на данной глубине, вре- мя перехода от одного типа восприятия светового потока к другому (если, конечно, он относился к R-типу) было точно таким же, как и время снятия эффекта, блокирующего альфа- ритм. Пример столь тесной корреляции представлен в табл- 4. Таблица 4 Сравнительная характеристика времени подавления восприятия световых вспышек (ПВСВ) и начала исчезновения альфа-блокирующего эффекта на ЭЭГ Испытуе-4 мый Глубина, м ПВСВ, сек ЭЭГ, сек Испытуе- мый Глубина, м ПВСВ, сек ЭЭГ, сек А 15,0 38 37 в 30,0 12 10 А 30,0 19 18 в 37,5 .8 8 А 45,0 9 9 г 45,0 21 21 А 52,5 12 12 Д 45,0 8 6 Б 30,0 19 19 Е 45,0 8 8 Б 45,0 15 15 Е 35,5 11 9 Bennett при проведении своих опытов использовал также аргоно-кислородную смесь. Известно, что наркотическое дей- ствие аргона в 2 раза превышает аналогичное действие азо- та. Наряду с этим было обнаружено, что аргон вызывает из- менение восприятия характера светового потока при работе 107
лампы-вспышки и соответствующие изменения на ЭЭГ в 2 ра- за быстрее по сравнению с воздухом на одной и той же глу- бине погружения. Нет никакого сомнения в том, что при дыхании под давле- нием воздухом наркотическое действие последнего обусловлено действием на организм его азотного компонента. Если в дан- ном случае и можно о чем-либо спорить, так это о точном ме- ханизме наркотического действия азота. Еще в прошлом веке была выдвинута теория, получившая название теории Мейера — Овертона (Меуег, 1899), не поте- рявшая своей ценности до сих пор. Эта теория заключается в том, что любой инертный газ обладает наркотизирующим дей- ствием, если количество этого газа, растворенного в липидной части нервных клеток, достигает определенной пороговой ве- личины или превышает ее. Коэффициент распределения явля- ется важным фактором, определяющим действие этого газа на центральную нервную систему. При дыхании под повышен- ным давлением инертные газы, попадающие в легкие, раство- ряются в крови и быстро транспортируются в центральную нервную систему, где эти газы в зависимости от их коэффици- ента распределения диффундируют в водо- и жиросодержа- щие ткани головного мозга. Таблица 5 Растворимость и жиро-водные коэффициенты распределения некоторых анестетиков и инертных газов Газ А. Раствори- мость, мг/мл воды при 37° Коэффициент распределения В соотношение: содержание газа в жире/содержание газа в воде АхВ Циклопропан 0,204 35,0 7,14 Ксенон .... 0,097 20,0 1,91 Закись азота 0,549 3,2 1,76 Криптон . . . 0,051 9,6 0,49 Аргон .... 0,029 5,3 0,15 Азот 0,013 5,2 0,068 Водород . . . 0,016 3,1 0,048 Г елий .... 0,0085 1,7 0,014 Давайте сравним растворимость и жнро-водные коэффи- циенты распределения некоторых анестетиков и так называе- мых инертных газов. В представленной выше таблице газы распределены по интенсивности их наркотического действия в убывающем порядке (табл. 5). 108
Из всех перечисленных выше газов циклопропан обладает относительно высокой растворимостью и очень высоким жиро- водным коэффициентом распределения, что придает ему вы- раженные наркотические и обезболивающие свойства. Не- смотря на то что растворимость закиси азота превышает рас- творимость циклопропана почти в 2 раза, коэффициент его распределения по сравнению с циклопропаном гораздо мень- ше. Получить хороший обезболивающий эффект с помощью этого газа без риска возникновения аноксии довольно трудно, однако при применении под давлением этого газа его эффек- тивность в качестве обезболивающего и наркотического сред- ства превышает эффективность всех остальных газов, пред- ставленных в табл. 5. При развитии наркотического состояния выраженность действйя всех этих субстанций зависит от местной концентра- ции активного начала в липидах чувствительной нервной тка- ни. Достичь нервной ткани эти газы могут только через жид- кости организма, причем их концентрация в жидкостях орга- низма зависит от парциального давления этих газов в легоч- ных альвеолах. Как видно из табл. 5, гелнй располагается в последней строчке. Несмотря на это некоторые исследователи склонны считать, что гелий обладает большим наркотическим дейст- вием по сравнению с водородом. По всей видимости, эти взгля- ды ошибочны, так как гелий обладает по сравнению с водо- родом как меньшей растворимостью, так и меньшим жиро-вод- ным коэффициентом распределения. Концепции упомянутых выше исследователей в этом отношении должны быть прове- рены еще раз, так как обнаружить наркотическое действие во- дорода весьма и весьма трудно вследствие его взрывоопас- ности в присутствии даже небольших количеств кислорода. Если, однако, несмотря на эту трудность, будет показано, что наркотическое действие водорода меньше по сравнению с ана- логичным действием гелия,— это может* означать, что поведе- ние водорода после попадания в кровяное русло более активно по сравнению с поведением гелия. Водород может вступать в химическое взаимодействие с составными частями крови, насыщая при этом липидосодержа- щую ткань в меньших количествах. Вообще говоря, любые во- дородные ионы при появлении в крови были бы немедленно абсорбированы. Это объясняется тем, что водород весьма акти- вен с химической точки зрения. Очень важные данные при выявлении активности инерт- ных газов были получены Ebert, Hornsey и Howard (1952), которые изучали влияние инертных газов на чувствительность растений к радиоактивному излучению. При определении вли- яния рентгеновского облучения на рост корневой системы бо- бов эти авторы показали, что повышение концентрации инерт- 109
ных газов в тканях растений приводит к понижению чувст- вительности растений к радиоактивному облучению. Это по- нижение чувствительности продолжается до тех пор, пока в тканях растений не развивается состояние аноксии. Было вы- сказано мнение о том, что в данном случае действие инертных газов объясняется вытеснением ими из клеток растений кисло- рода, который, как полагают, ответствен за чувствительность растений к радиоактивному облучению. При проведении упо- мянутых выше исследований были испытаны все газы, пере- численные в табл. 5, кроме циклопропана и закиси азота. Ре- зультаты этих исследований свидетельствуют о том, что поря- док распределения активности этих газов по защите растений от радиоактивного излучения в точности соответствует поряд- ку распределения газов по их наркотической йстивности. Как в том, так и в другом случае таблицы замыкают ксенон и ге- лий. Если принять во внимание все эти данные, то кажется весь- ма вероятным, что как в том, так и в другом случае механизм действия инертных газов заключается в создании гистотокси- ческой аноксии. Для более детального выяснения всех этих вопросов нужны дополнительные исследования. Адаптация к азоту С течением времени устойчивость водолазов к действию азот- ного наркоза повышается, и она носит стойкий характер. Для поддержания ее на должном уровне рекомендуется один pas в неделю совершать погружения на глубину 100 м. Это по- гружение можно проводить и в рекомпрессионной камере, при этом на глубине погружения следует находиться всего несколь- ко минут. Исходя из чисто теоретических предпосылок, которые на- ми использовались при характеристике развития наркотичес- кого состояния, можно предположить, что при вымывании азо- та~из мест его внутриклеточной адсорбции он будет замещать- ся молекулами кислорода, это повлечет за собой некоторое уве- личение возбудимости и радиочувствительности клеток. При этом можно ожидать повышения активности центральной нервной системы. Можно также прийти к заключению, что если избыток азота в тканях вызывает наркотическое состояние, то его вымывание из тканей должно привести к противопо- ложному результату. Bennett при проведении своих экспериментов показал, что, даже сравнительно небольшое повышение парциального дав- ления азота приводит к возникновению ответных реакций ор- ганизма. Было бы неестественным, если бы азот при этом ока- зывал на организм человека одностороннее действие. , ПО
На практике вымывание азота из тканей нашего организ- ма достигается довольно легко. Проще всего это можно до- стичь с помощью дыхания чистым кислородом. При дыхании чистым кислородом в течение 1 часа из организма вымыва- ется примерно 75% содержащегося в нем свободного азота. После этого скорость выведения азота из организма прогрес- сивно уменьшается. Следует отметить, что при таких услови- ях для полного вымывания азота из организма требуется не менее 12 часов. Понятие «полное вымывание» в данном случае используется лишь с точки зрения современной регистрирую- щей техники. Вполне возможно, что для абсолютной денитри- фикации организма при дыхании чистым кислородом пришлось бы затратить несколько дней. Удаление азота из организма с помощью этого метода при изучении влияния на функ- ции организма уменьшения содержания в нем азота не может дать четкой картины, так как чистый кислород при дыха,- нии им сам по себе оказывает на организм человека весьма выраженное действие. С этой точки зрения более подходящим является исполь- зование барокамеры с понижением давления в ней до 160 мм рт. ст., что соответствует подъему на высоту 11 100 м. При та- ком давлении человек может без каких-либо последствий ды- шать 100% кислородом, который имеет такое же парциальное давление, как и в воздухе на уровне моря. Предварительные испытания при таких условиях были проведены на ограничен- ном числе лиц. Полученные при этом результаты оказались противоречивыми. Есть все основания полагать, что при снижении содержа- ния азота в тканях будет повышена активность нервной си- стемы. При подъеме на высоту парциальное давление азота уменьшается. На высоте 3000 м наш организм теряет почти 1/з содержащегося в нем азота. Хорошо известно, что на та- кой высоте человек начинает себя чувствовать как бы бодрее. То же отмечают и туристы, проводящие свой отдых в горах. Вполне возможно, что азот, растворяющий кислород воздуха, которым мы дышим, и тем самым снижающий его жизненную силу, является своеобразным регулятором тонких реакций, происходящих в ядрах нервных клеток, защищая их от воздей- ствия неразбавленного кислорода. Если это действительно так, то азот является важным регулятором деятельности нервной системы человека, задерживая развитие в ней динамических реакций, снижая остроту восприятия болевых ощущений, де- лая человека более покладистым и т. д. Вполне возможно, что полные люди обладают более добродушным характером и ме- нее подвижны и возбудимы по сравнению со своими более ху- дыми собратьями именно потому, что их нервные клетки, на- сыщенные липидами, содержат большие количества раство- ренного азота. 111
Литература Behnke A. R., Thomson R. M. a. Motley E. P. Am. J. Physiol., 1935,. 112 554. Bennett P. B. a. Glass A. M. R.C. (RNPRC), Report, U. P. S. 170, 1957a. Bennett P. В. M. R.C. (RNPRC), Report, U.P.S, 176. 1958. Bennett P. B. Ergonomics, 1960, 3, 273. Bennett P. B. a. Gross A. V. J. Physiol., 1960, 151, 28P. Bennett P. B. Second Symposium on Underwater Physiology. National Academy of Science, National Research Council (U.S.A.), 1963, Pub* lication 1181. Buhlmann A. A. Schweiz, med. Wschr., 1961, 19, 774. Burjstedt H. a. Severin G. Milit. Surgery, 1948, 103, 107. Carpenter F. G. Underwater Physiology Symrosium, National Academy of Science. National Research Council (U. S. A.), 1955, Publication 377. Case E. M. a. Haldane J.B.S. J. Hygiene, 1941, 41, 225. Cousteau J. Y. The Silent World. Humish Hamilton Ltd. London, 1954. Damant G.C.C. Nature, 1954, 126 (2), 606. Ebert M., Hornsey S. a..Howard A. Nature, 1958, 181, 613. Golla F., Hatton E. L. a. Gray-Walter W. J. of Mental Sciense, 1943, 89, 216. Meyer H. H. Arch. exp. Path. u. Pharmakoi., 1899, 42, 109. Rashbass С. M. R. C. (RNPRC) Report, U.P.S. 153. 1955. Schilling C. W. a. Willgrube W. W. U.S. Nav. Med. Bull., 1937, 35, 373. Unsworth I. P. St. Mary’s Hospital Gazette., 1960, 66, 272. Zetterstorm A. Milit. Surgery, 1948, 103, 104.
ГЛАВА ВОСЬМАЯ Кислород Выделив кислород, Joseph Priestley (1774) сразу же приступил к изучению его действия при дыхании и сообщил о своем опы- те следующими памятными словами: «Ощущения в легких при дыхании кислородом в общем были такими же, как и при ды- хании обычным воздухом, однако я ощущал необыкновенную- легкость в грудной клетке, которая сохранялась в течение не- которого времени и после прекращения дыхания кислородом. Кто знает, может быть, со временем чистый кислород станет своеобразным предметом роскоши. До сих пор чести дышать таким воздухом удостоились лишь две мышн и я». Наблюдение Priestley впоследствии было подтверждено- многими исследователями, однако его предсказанию в отноше- нии будущего использования кислорода не суждено было- сбыться. Несколько человек пострадали в результате дыхания чистым кислородом, а некоторые из них погибли. В водолазной практике, где мы имеем дело с увеличением окружающего давления и зависим от работы искусственных средств подачи воздуха на глубину, мы весьма часто сталки- ваемся с такими обстоятельствами, при которых нарушения в работе системы подачи воздуха могут привести к непоправи- мым последствиям как при избытке подачи кислорода для ды- хания, так.и при его недостатке. Вот почему мы должны рас- смотреть обе эти возможности. Влияние на организм повышенного напряжения кислорода, гипероксия и кислородное отравление Важность парциального давления газов при изучении пробле- мы дыхания под водой была уже рассмотрена в главе 2. Пар- циальное давление кислорода в воздухе на уровне моря рав- но 160 мм рт. ст., причем оно может быть увеличено двумя спо- собами. Во-первых, дыхательная смесь может быть обогаще- на кислородом, причем это обогащение может продолжаться до тех пор, пока эта смесь не будет состоять из чистого кисло- рода. Тогда максимальное парциальное давление кислорода может достичь 760 мм рт. ст. Во-вторых, может быть увеличе- но давление воздуха или кислородной дыхательной смеси. При этом теоретически верхней границы повышения парциально- го давления кислорода и других дыхательных газов не су- 113
ществует. Наиболее эффективное повышение парциального давления кислорода может быть достигнуто при понижении окружающего давления и при использовании для дыхания 100% кислорода, что четко проиллюстрировано в табл. 6. Таблица 6 Изменения парциального давления О2 при увеличении атмосферного давления Атмосфер- ное давление, атм Эквивалент- ная глубина в воде, м Парциальное давление кислорода, мм рт. ст. при дыхании воздухом при дыхании 100% кислородом 1 Поверхность 160 760 2 10 ’ 320 1520 3 20 480 2 280 4 30 640 3 040 5 40 800 3 800 6 50 Г 960 4 560 Парциальное давление кислорода, равное 760 мм рт. ст. (идентичное парциальному давлению 100% кислорода на по- верхности) , может быть достигнуто при подаче воздуха на глу- бину 37 м. Вне зависимости от способов повышения парциального давления кислорода действие его на функции организма оста- ется одинаковым. При этом наиболее трудной задачей явля- ется определение такого давления, при котором начинают воз- никать проявления токсического действия кислорода. Имеют- ся некоторые указания на то, что незначительное повышение парциального давления кислорода оказывает на организм благотворное воздействие. Bannister и Cunningham (1954) об- наружили, что при дыхании 60% кислородом эффективность мышечной работы значительно повышается, в то время как при дыхании 100% кислородом мышечная деятельность улучша- ется лишь незначительно. Вопросу воздействия на животных повышенного содержания кислорода во вдыхаемом воздухе посвящено множество работ, данные которых зачастую носят противоречивый характер. Что же касается человека, то здесь мы можем, не боясь ошибиться, утверждать, что здоровый че- ловек может дышать. газовой смесью, содержащий до 60% кислорода (парциальное давление кислорода при этом равно 456 мм рт. ст.), неограниченно долго без неблагоприятных по- следствий. Работа, которую проделали Bean и Donald по изучению токсичности кислорода, выполнена на весьма высоком уровне. Bean (1945) изучил все опубликованные к тому времени ра- боты, касающиеся этих вопросов, сопоставил данные в отно- 114
шении токсического воздействия кислорода на человека и жи- вотных и произвел глубокий анализ проблемы в целом. Donald (1947) в результате проведения большой серии работ с уча- стием испытуемых-добровольцев нарисовал четкую картину клинических аспектов кислородного отравления, предраспола- гающий к такому отравлению факторов и описал ряд реакций организма в ответ на кислородное отравление. Им также бы- ли установлены пределы устойчивости организма человека к действию повышенных концентраций кислорода, которые до, сих пор используются в водолазной практике. Большая часть данных, представленных ниже, основана на результатах этих двух работ. При анализе токсического действия кислорода, как и дру- гих токсичных газов, следует учитывать не только его парци- альное давление в дыхательной смеси, но и время, в течение которого человек подвергается-воздействию повышенной кон- центрации кислорода. В тех случаях, когда существует порог возникновения той или иной реакции, до ее проявления про- ходит некоторое время, причем чем выше парциальное дав- ление кислорода, тем меньше время появления той или иной реакции организма. На практике было установлено, что при этом имеют место два различных состояния. Так, например, при дыхании газо- вой смесью со сравнительно низкой концентрацией кислорода (скажем, от 500 до 1000 мм рт. ст.) в течение многих часов появляются признаки хронического кислородного отравления, которые отличаются от признаков острого кислородного от- равления, возникающих при кратковременном пребывании че- ловека в среде с высоким напряжением кислорода (1500 мм рт. ст. и выше). Эти две формы кислородного отравления — хроническая и острая — будут нами рассмотрены в отдельности. Хроническое кислородное отравление Lorrain Smith (1899) наблюдал у животных, подвергавшихся . воздействию высокого давления кислорода, развитие дегене- ративных изменений в легких, которые он рассматривал как проявление защитных реакций организма в ответ на раздра- жающее действие кислорода. Его имя зачастую связывают с этой формой кислородного отравления. У животных, получив- ших кислородное Отравление, могут возникнуть довольно зна- чительные поражения, которые в ряде случаев приводят к их гибели. При этом не страдают лишь некоторые внутренние ор- ганы; наиболее сильно поражаются легкие, в которых происхо- дит развитие воспалительного процесса, сопровождающегося появлением застойных явлений,, отека легочной ткани и бронхи- та. В ряде случаев может наблюдаться и увеличение сердца. 115
Такие реакции могут возникнуть при дыхании 100% кислоро- дом уже через 6—8 часов после начала эксперимента. Люди, однако, оказались более устойчивыми к токсическо- му действию кислорода. До появления у них резко выражен- ных нарушений дыхания при использовании чистого кислоро- да может пройти много дней. Хотя постановка прямых экспе- риментов с участием человека для выяснения этого вопроса не- возможна, однако существует ряд данных о том, что в легких больных, погибших от пневмонии и получавших длительное время кислород, воспалительная реакция была выражена зна- чительно интенсивнее, чем у таких же больных, не получав- ших его. При развитии у человека хронического кислородного отрав- ления имеют место и общие реакции со стороны организма, включая замедление пульса, снижение пульсового давления и признаки спазма сосудов центральной нервной системы и сет- чатки глаза. Наиболее ранними симптомами хронического кислородно- го отравления могут быть чувство усталости и болевые ощуще- ния в грудной клетке, усиливающиеся при глубоком вдохе. Иногда при этом может появляться сухой кашель. При водолазном спуске, при дыхании воздухом на глуби- не 37 м парциальное давление кислорода во вдыхаемом воз- духе увеличивается до 760 мм рт. ст. При этом водолаз под- вергается риску возникновения у него хронического кислород- ного отравления. На практике водолазы очень редко находят- ся на такой глубине в течение времени, достаточного для раз- вития опасных симптомов кислородного отравления. Однако бывают случаи, когда после обнаружения у водолаза деком- прессионной болезни его приходится выдерживать в рекомпрес- сионной камере в течение 24 часов и более. Такое лечение мо- жет сопровождаться появлением у больного раздражения ле- гочной ткани, сопровождающееся сухим кашлем и появлением неприятных ощущений при дыхании. Однако большую опасность в водолазном деле со всех то- чек зрения представляет развитие у человека острого кисло- родного отравления, к подробному рассмотрению которого мы- и приступаем. Острое кислородное отравление Приоритет первого описания острого кислородного отравления принадлежит Paul Bert (1878), который наблюдал развитие судорожных припадков у животных, подвергшихся воздейст- вию кислорода под высоким давлением. При этом он обнаружил, что различные животные реагируют на такое воздействие по- разному, например птицы более чувствительны к кислороду, 116
чем собаки. Он показал, что чем выше давление кислорода, тем короче время, необходимое для развития судорог у экс- периментальных животных. После этого было проведено мно- жество интересных исследований с использованием экспери- ментальных животных — мышей, крыс, морских свинок, обезь- ян, кошек, лягушек, голубей и даже крокодилов. При этом у всех теплокровных животных под воздействием кислорода под повышенным давлением наблюдались судороги. Интересно от- метить, что чем выше организация животных, тем быстрее по- являлись у них судороги. На холоднокровных животных высо- кие парциальные давления кислорода никакого влияния не ока- зывали. Перед появлением судорог, развивавшихся под воздей- ствием повышенного давления кислорода и наступавших в не- которых случаях сразу же после его повышения, у животных наблюдались признаки беспокойства, диспноэ или мышечный тремор. В некоторых случаях при повышении давления начав- шиеся судороги прекращались; затем после короткого проме- жутка следовал новый затяжной судорожный приступ, закан- чивавшийся гибелью животного. В тех случаях, когда сниже- ние окружающего давления производилось сразу же после по- явления судорог, первоначальное состояние животных пол- ностью восстанавливалось. Первое описание кислородных судорог у человека принад- лежит Thomson (1935), который провел наблюдение за двумя водолазами, дышавшими чистым кислородом под давлением 4 атм (парциальное давление кислорода при этом было рав- но 3040 мм рт. ст.). У первого водолаза при этом по истече- нии 16 мин. после начала наблюдения появились резкие подергивания лицевой мускулатуры, которые, однако, прекра- тились после перехода его на дыхание воздухом. У второго водолаза через 13 минут после начала дыхания кислородом появился тремор губ, который после, перехода на дыхание воз- духом перешел в общие судороги^ сопровождавшиеся потерей сознания. Через несколько лет Haldane (1941), дыша кислородом под давлением 7 атм (парциальное давление кислорода прн этом было равно 5320 мм рт. ст.), испытал внезапный и очень рез- ко выраженный приступ судорог, появившийся без каких-ли- бо серьезных предвестников и длившийся в течение 5 минут. - Наши современные знания клинической картины острого кислородного отравления и разработка мер безопасности при работе водолазов и других специалистов, подвергающихся воздействию высокого давления, во многом обязаны исследо- ваниям Donald (1947), который еще в 1942 г. провел большую серию работ, состоящую из 200 экспериментов с людьми при повышенном давлении кислорода. Вся эта работа была выполнена в сухой рекомпрессионной камере, причем для того, чтобы установить пределы устойчи- 117
Рис. 32. Влияние дыхания Исключенные из опыта из-за Ьыраженных симптомоЪ.% Время, мин •—•в сухой номере -----мокрой номере чистым кислородом на организм испытуемых, находящихся в сухой и мокрой рекомпрессион- ных камерах на глубине 27 м (3,73 ата) (Donald, 1946). • вости, при давлении от 3 до 7 атм была испытана группа из 36 мужчин. При этом использовались кис- лородные дыхатель- ные аппараты, газо- вая смесь в которых содержала 95% кис- лорода при парци- альном давлении по- следнего в 2670 мм рт. ст. У 5 человек из этой группы по- явились судороги; время их появления колебалось в пределах от 19 до 35 минут. •Остальные испытуемые исключались из опыта по мере появле- ния серьезных симптомов, предшествовавших появлению су- дорог, таких, как тремор губ, тошнота, рвота, головокружение и обморок. Время появления этих симптомов колебалось :в пределах от 6 до 96 минут. Первая трудность, с которой пришлось столкнуться иссле- дователям при изучении острого кислородного отравления, за- ключалось в наличии резко выраженной индивидуальной чув- ствительности к действию кислорода. Эксперименты подобного рода были проведены и в мокрой декомпрессионной камере при полном погружении испытуемо- го в воду под давлением с дыханием кислородом на имитиро- ванных глубинах от 7,5 до 30 м. Наблюдения за испытуемым проводились как в состоянии покоя, так и при физической на- грузке, которая состояла в периодическом поднятии тяжело- го мешка с гирями при помощи веревки и блока. В результа- те проведения этих исследований был обнаружен ряд весьма важных факторов, суть которых сводилась к следующему. 1. Устойчивость к токсическому воздействию кислорода широко варьирует не только у разйых людей, но в значитель- ной степени у одного и того же лица в разные дни. Так, на- пример, у одного и того же водолаза в состоянии покоя при давлении, эквивалентном глубине 21 м (парциальное давление жислорода равно при этом 2470 мм рт. ст.) в один из дней ток- 418
-------15 м. Рис. 33. Влияние на организм водолаза дыхания чистым кислородом при пребывании на различных глубинах (Donald, 1946). сические симптомы появились через 7 минут, а в другой день— через 148 минут. Среднее время появления токсических симп- томов у этого водолаза составляло 55 минут, причем при пов- торных погружениях устойчивость его к токсическому воздей- ствию кислорода возрастала. 2. Проявления токсического действия кислорода наступа- ли гораздо скорее у испытуемых, находившихся в мокрой ре- компрессионной камере, чем у тех, которые опускались на эквивалентную глубину в сухой рекомпрессионной камере (рис. 32). 3. Время экспозиции до появлений токсических симптомов с увеличением давления кислорода значительно укорачивалось (рис. 33). 4. При выполнении физической работы устойчивость к ток- сическому воздействию кислорода под высоким давлением зна- чительно снижалась (рис. 34). Широкие колебания в выраженности токсических реакций у различных лиц при дыхании кислородом под повышенным давлением затрудняют установление безопасных пределов. Од- нако, принимая во внимание все изложенные выше факты, 119
•——• с физической нагрузкой ------- Ь состоянии покоя Рис. 34. Влияние физической нагрузки на характер кислород- ного отравления при пребывании испытуемых в морской воде на глубине 15 м (2,52 ата) (Donald, 1946). можно утверждать, что все водолазные погружения при дыха- нии чистым кислородом на глубину ниже 7,5 м являются весь- ма опасными. На основании данных, полученных Donald, в настоящее время принято ограничивать погружения в воду при дыхании чистым кислородом глубиной 7,5 м, хотя в виде исключения могут быть разрешены спуски и на глубину 10 м. Фактор вре- мени в данном случае столь не постоянен,-что мы его и не бу- дем рассматривать. При -более глубоких погружениях человек должен дышать разбавленным кислородом, причем для каж- дой концентрации кислорода в дыхательной смеси существуют .определенные пределы погружения. Так, если мы используем для дыхания 40% кислородную смесь, то рабочим пределом погружения будет глубина 34 м. Если же мы используем для -этих целей 33% кислородную смесь, то предел погружения бу- дет равен 40 м. Симптомы острого кислородного отравления В экспериментах, проводившихся Donald, считалось целесо- образным 'прекращать опыт сразу же после проявления у ис- пытуемого симптомов кислородного отравления. Несмотря на такую предосторожность, среди испытуемых, работавших под водой, судороги появились у 6,8% без каких-либо предвестни- ков этого состояния. В тех случаях, когда имеются симптомы жислородного отравления, частота их появления распределя- ется в следующем порядке: судорожное подергивание губ, го- 120
ловокруженце, тошнота, ощущение- удушья и мышечный тре- мор, причем подергивание губ наблюдалось почти у половины испытуемых. Подобные же симптомы регистрировались и при пребывании испытуемых в воде в состоянии покоя за исклю- чением того, что тошнота и головокружение не были при этом столь,выраженными. Судороги продолжаются. около 2. минут и не возобновля- ются при переходе на дыхание воздухом. Они напоминают пр всем своим проявлениям, включая такие послеэффекты, как спутанность сознания и амнезйя, эпилептический припадок. В некоторых случаях переход на дыхание воздухом приводил к временному отягощению симптомов кислородного отрав- ления.. Лечение и предупреждение кислородного отравления Никакого лечения кислородного отравления, кроме переклю- чения пострадавшего на дыхание воздухом, не существует. Та- кое переключение приводит к исчезновению симптомов кисло- родного отравления в течение нескольких минут. В тех случа- ях, когда это возможно, переключение пострадавшего на ды- хание воздухом должно быть произведено еще до снижения окружающего давления. В тех случаях, когда жертвой кисло- родного отравления становится пловец-подводник, существу-* ет опасность, что в результате появившихся судорог он вы- пустит загубник дыхательного аппарата 'и утонет. Ограниче- ния, связанные с использованием в водолазном деле чистого кислорода, которое при всех других обстоятельствах было бы наиболее экономичным, стимулировали поиски возможного компромисса. Так, например, Taylor (1957) для повышения ус- тойчивости человека к кислородному отравлению пытался ис- пользовать некоторые лекарственные препараты. Хотя при этом и был достигнут некоторый успех, результаты его исследова- ний до сих пор не опубликованы. Второе из возможных компромиссных решений этой проб- лемы основывается на том, что на глубинах, не превышающих значительно допустимую глубину погружения, можно нахо- диться некоторое время, прежде чем появятся первые призна- ки кислородного отравления, быстро исчезающие при сниже- нии окружающего давления. Если такая .постановка вопроса окажется приемлемой, то станет возможным совершать пов- торные погружения, скажем на 10 минут ниже глубины 9 м, че- редуя эти погружения с 10-минутным отдыхом на поверхности с переходом на дыхание воздухом. Это даст возможность работать на глубине в течение достаточно длительного времени. Вероятно, однако, что наи- 121
I Рис. 35. Содержание кислорода в дыхательной смеси, необходимое для создания рО2 в 456, 152 и 1520 (безопасный предел) мм рт. ст. более удовлетворительным решением этой проблемы является полное запрещение использования чистого кислорода в водо- лазной практике. Снова и снова высказываются мнения о том, что при пре- бывании человека в подводной среде ему необходимо создать условия, которые были бы в максимальной степени прибли- жены к условиям, существующим на поверхности. Следова- тельно, необходимо разработать такую дыхательную смесь, в которой вне зависимости от глубины погружения парциаль- ное давление кислорода находилось бы в пределах 152—456 лог рт. ст., что равнозначно 20—60% содержанию кислорода в воздухе на уровне моря. На рис. 35 представлено процентное содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, необходимое для поддержания парциального давления кислорода в преде- лах 152—456 мм рт. ст. при пребывании человека на различ- ных глубинах. Было определено давление, обеспечивающее без- опасность человека с точки зрения развития у него кислород- ного отравления, которое оказалось равным 2 ата. Погружение водолаза на глубину 300 м предусматривает в идеальном случае подачу ему для дыхания 20% кислород- ной смеси (или воздуха) до глубины 20 м, смеси с 10% содер- жанием кислорода на глубине от 20 до 50 м, с 5% содержанием кислорода на глубине от 50 до 109 м и, наконец, с 2% содер- жанием кислорода на глубинах погружения от 109 до 300 м. 122
При осуществлении практических погружений на глубину до 180 м воздух использовался лишь до глубины 12 м. При даль- нейшем спуске для дыхания подавалась смесь с содержанием 8% кислорода. Таким образом, пределы безопасности при ды- хании кислородом во время глубоководных спусков являются довольно широкими при условии обеспечения точного контроля за составом газовой смеси, подаваемой для дыхания на различ- ных глубинах. Одна из крупных проблем в этом отношении заключается в поисках удовлетворительного разбавителя кис- лорода. Им может быть гелий, несмотря на его относительно высокую стоимость. При этом смесь 1 части воздуха с 6 частя- ми гелия дает 3°/о кислородный эквивалент. Такая смесь мо- жет быть использована для дыхания на глубинах от 60 до 300 м; при этом организм в достаточной степени обеспечивает- ся кислородом, и не возникают проблемы, связанные с раство- рением избыточных количеств азота в крови. Профилактика кислородного отравления должна основы- ваться, таким образом, на поддержании парциального давле- ния кислорода в безопасных пределах, которые определены в настоящее время достаточно точно. Механизм кислородного отравления В основе развития кислородного отравления лежит, по всей ви- димости, два различных механизма. Так, например, значитель- ное увеличение парциального давления кислорода, даже на короткое время, может привести к значительному повышению концентрации кислорода в тканях и вызвать острое кислород- ное отравление, проявления которого наиболее выражены в центральной нервной системе. Острое кислородное отравление, которое иногда называют эффектом Поля Бера, носит обра- тимый характер, не вызывая стойких поражений. В случае не- большого избытка парциального давления кислорода, которое, однако, поддерживается в течение значительного периода, на- блюдается раздражающее действие кислорода на легкие с ме- стными поражениями легочной ткани. Другой тип кислород- ного отравления, который носит хронический характер, называют эффектом Лоррана Смита; он исчезает лишь по про- шествии некоторого отрезка времени. Разница между этими двумя типами токсического воздей- ствия кислорода на организм зависит от соотношения показа- телей времени действия кислорода на организм и его парци- ального давления. Центральная нервная система очень чувст- вительна к избытку кислорода, но и здесь симптомы кислород- ного отравления появляются лишь после того, как достигнута определенная пороговая концентрация этого газа. Другие тка- ни и особенно легкие реагируют лишь на длительное воздейст- 123
вие кислорода, парциальное давление которого ниже, чем та- ковое при остром кислородном отравлении. Характер сдвигов, возникающих при развитии кислородного отравления в самих тканях, до сих пор неясен. При атмосферном давлении перенос кислорода из легких к тканям происходит главным образом за счет химического пре- вращения гемоглобина крови. Так, например, 10 мл артери- альной крови содержат 19 мл связанного и 0,3 мл растворен- ного кислорода. Если парциальное давление кислорода повы- сится, то количество связанного кислорода в 100 мд крови не будет превышать 20 мл,,поскольку это предел насыщения кро- ви кислородом, в то время как содержание кислорода, нахо- дящегося в крови в растворенном состоянии, возрастет. Если человек дышит чистым кислородом, то количество кислорода, растворенного в 100 мл крови, возрастает до 2,03 мл. При 2 атм давления эта величина возросла бы до 4,3 мл. Что ка- сается тканей, то они при этом в первую очередь будут ис- пользовать растворенный кислород и лишь после этого кисло- род, связанный с гемоглобином крови. Поэтому в зависимости от активности той или иной ткани связанный с гемоглобином кислород может не использоваться вовсе или использоваться только частично. В результате этого количество восстановлен- ного гемоглобина будет крайне незначительным, что неизбеж- но скажется на уровне выведения из организма углекислого газа, который вследствие этого начинает аккумулироваться в организме. Отсюда можно сделать вывод, что углекислый газ при развитии кислородного отравления играет важную роль. Taylor (1949а, Ь) обнаружил возрастающее увеличение кон- центрации углекислого газа в тканях кошек при воздействии на них кислорода под повышенным давлением, причем внача- ле имело место увеличение напряжения кислорода в тканях, но затем оно начало падать вплоть до появления судорог или гибели этих животных. Он также обнаружил, что добавление к вдыхаемому воздуху углекислого газа укорачивало время появления судорог, и наоборот, гипервентиляция приводцла к увеличению этого времени. Lambertson и сотр. (1953а) при постановке проверочных экспериментов на людях, соба- ках, кроликах и кошках подтвердить эти данные не смогли. Существует мнение о том, что хотя углекислый газ и может снизить устойчивость организма к воздействию кислорода под давлением, он при этом не является основной причиной. Группа исследователей под руководством Lambertson (1953b) пришла к выводу о том, что увеличение концентрации углекислоты в тканях в результате снижения уровня восста- новления гемоглобина стимулирует деятельность дыхательно- го центра и вызывает увеличение минутного объема дыхания. В результате спазма сосудов головного мозга под воздей- ствием кислородного отравления отмечалось 25% снижение 124
мозгового кровотока (Lambdrtsonet al., 1953). Влияние на моз- говое кровообращение 100% кислорода изучалось с помощью радиоактивного криптона (Lewis et al., 1956). При этом на- блюдалось снижение мозгового кровообращения, доходившее до 50% от исходного. Важные сдвиги в организме человека, подвергшегося воздействию кислорода под высоким давлением, которые на- ступают еще до появления симптомов кислородного отравле- ния, сводятся в основном к следующему: 1) замедление частоты сердечных сокращений; 2) увеличение легочной вентиляции, которое наступает вслед за очень коротким периодом ее угнетения; 3) уменьшение уровня восстановления оксигемоглобина с одновременным нарушением выведения углекислого газа из организма; 4) увеличение чувствительности дыхательного центра; 5) спазм сосудов головного мозга; 6) рефлекторная стимуляция деятельности дыхательного центра от рецепторов раздраженной легочной ткани.- Все эти сдвиги являются своеобразной защитной реакцией организма в ответ на токсическое действие слишком высоких концентраций кислорода. При изучении судорог, возникающих *в результате кислородного отравления, было установлено, что они со всех точек зрения, включая характер ЭЭГ, идентичны эпилептическим припадкам. Эти судороги носят генерализо- ванный характер, причем в их развитии принимает участие вся центральная нервная система. Были также предприняты попытки изучить биохимические сдвиги, наступающие во время развития кислородных судорог. Так, например, Dickens (1946) подвергал свежие срезы мозга крысы воздействию кислорода под высоким давлением: на основе своих наблюдений он высказал предположение о том, что развитие этих судорог может быть связано с подавлением активности пируват-оксидазы. Она содержит сульфгидриль- ную группу — SH, которая инактивируется окислением. Он показал также, что при избыточном кислороде в тканях имеет место подавление активности глицеральдегид-3-фосфат-дегид- рогеназы (содержащей восстановленный глютатион), а также подавление ацетилирования холина (Haugaard, 1955). Gerschman и др. (1954) при изучении патогенеза кислород- ного отравления пошли по другому пути. Эти исследователи обнаружили сходство в действии на организм кислорода под высоким давлением и рентгеновского облучения. Как при од- ном, тац и при другом воздействии в тканях организма проис- ходит образование свободных окисляющих радикалов. Эта на- ходка представляет большой практический интерес. Действие на организм кислорода под повышенным давлением и дейст- вие рентгеновых лучей подобны и могут суммироваться. Это 125
их свойство используется при лечении некоторых форм рака; при этом больного помещают в специальную камеру, напол- ненную кислородом под повышенным давлением, и поражен- ный участок тела подвергают рентгеновскому облучению. Ря- дом других исследователей было показано, что применение препаратов, обладающих защитным действием против лучево- го поражения, приводит к отсрочке появления симтомов кис- лородного отравления. Такие вещества включают глютатион и цистеин (Chapman, 1950; Patt, 1949). Следует также упомянуть о работе Stein и Perst (1956), которые использовали простой нервно-мышечный препарат ля- гушки. Контрольные препараты находились в атмосфере чи- стого кислорода под давлением 1 атм, в тб время как опытные были подвергнуты воздействию кислорода под давлением 12 атм. В последнем случае по прошествии 4—5 часов наблю- далось полное прекращение нервной проводимости в этих пре- паратах. Добавление при этом к кислороду 5% углекислого газа ускоряло появление этого состояния. На ранних стадиях наблюдения блокада нервной проводимости таких препаратов являлась частично обратимой. Интересно, что облучение этих препаратов рентгеновыми лучами также приводило к блокаде нервной проводимости. В завершение было показано, что в процессы, связанные с развитием симптомов кислородного отравления, могут быть вовлечены питуитрино-адреналовый комплекс и симпатиче- ская нервная система. В опытах на животных было установле- но, что как гипофизэктомия, так и применение симпатических' блокаторов создают некоторую степень защиты против кисло- родного повреждения легких и повышают уровень выживае- мости животных, подвергнутых воздействию кислорода под повышенным давлением. Было также обнаружено, что при воз- действии на экспериментальных животных кислорода под по- вышенным давлением происходила гипертрофия коры надпо- чечников (Bean, 1955). На основании этих ценных, но весьма неполных данных представить себе все то, что происходит в организме при раз- витии кислородного отравления, невозможно. Существует не- обходимость капитального изучения данной проблемы на меж- дисциплинарном уровне, что уже претворяется в жизнь. Ка- жется весьма вероятным, что механизм кислородного отравле- ния заключается в подавлении внутриклеточного метаболизма, следствием чего является развитие гистотоксической аноксии. Кислородный парадокс Grandpierre и Franck (1952) описали интересный феномен, который они назвали кислородным парадоксом. Суть этого феномена заключается в том, что в тех случаях, когда челове- 126
ку, страдающему от гипоксии, дают чистый кислород, у него тотчас же может наступить ухудшение состояния, что будет проявляться в замедлении пульса, подавлении дыхания и па- дении артериального давления. Если такой больной находится на грани потери сознания, то подача ему кислорода может привести к потере сознания. Эти симптомы, в том числе и по- теря сознания, носят лишь временный характер и вскоре исче- зают, после чего проявляется благотворное влияние кислоро- да в устранении гипоксии. Вполне возможно, что такое действие кислорода связано с неожиданным спазмом мозговых сосудов, с развитием бра- дикардии, временно снижающей и без того низкий уровень снабжения головного мозга кислородом, или временным по- давлением дыхания, что было описано Lambertson (1963). Влияние пониженного напряжения кислорода на организм. Аноксия ’В подводной медицине наибольшее практическое значение имеет проблема недостатка кислорода. Кислородное отравле- ние при соблюдении простых мер предосторожности встре- чается довольно редко. Наряду с этим известно множество си- туаций, при которых недостаточная подача кислорода может подвергнуть жизнь пловца-подводника опасности. Вначале необходимо решить все вопросы, связанные с ис- пользуемой терминологией. Термин «аноксия» должен упот- ребляться для характеристики состояний организма, связан- ных с полным отсутствием поступления в него кислорода. Тер- мин «гипоксия»—для характеристики всех других состояний, когда имеет место лишь снижение поступления кислорода в организм. Подразделение аноксии на острую и хроническую являет- ся условным. Это подразделение зависит от скорости разви- тия в организме аноксического состояния. Конечный результат такого состояния во всех случаях одинаков — потеря сознания (острая аноксия называется иногда мгновенной), которая наступает при резком падении парциального давления кисло- рода в альвеолах. Такое состояние может развиться в течение нескольких секунд. Подобные случаи наблюдались многократ- но при проведении физиологических исследований с участием летчиков. Один из наиболее выразительных примеров такого состояния, иллюстрируемый серией кинокадров, представлен в работе Luft и Naell (1956). Эти исследователи создавали в барокамере такие условия, при которых имела место взрыв- ная декомпрессия с падением давления с 760 до 70 мм рт. ст. Потеря сознания у испытуемого наступала через 20 секунд, из них 6 секунд — это время, которое требовалось сердечно-сосу- 127
диетой системе для «переноса» эффекта падения давления от легких к мозгу. При этом наступлению коллапса предшество- вало застывание человека в определенной позе, которое в ряде случаев начиналось с нескольких быстрых судорожных движе- ний. Возвращение сознания при возобновлении нормальной по- дачи кислорода происходило довольно быстро. Наиболее важ- ным последствием такой потери сознания является амнезия в отношении событий, которые непосредственно предшество- вали прекращению поступления кислорода в организм. Наличие такой амнезии важно учитывать с той точки зрения, что жерт- ва несчастного случая может, оправившись от острой аноксии, ничего не помнить о самом случае. Тем самым он может под- вергнуть себя новой опасности, повторив ряд неправильных действий, которые привели к развитию у него аноксического состояния в первый раз. Быстрее всего такое состояние при пребывании человека под водой наступает тогда, когда баллоны дыхательного ап-, парата по ошибке вместо дыхательной смеси или кислорода заполняются азотом. К счастью, такие несчастные случаи до- вольно редки. При этом достаточно сделать всего несколько вдохов, в результате которых парциальное давление кислоро- да в альвеолярном воздухе быстро падает и человек теряет сознание. Во всех этих случаях потеря сознания является следствием развития мозговой аноксии. Это состояние может развиваться в результате недостатка кислорода во вдыхаемом воздухе и плохого насыщения кислородом крови (аноксическая анок- сия), нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы (застойная аноксия) или комбинации двух этих состояний. Наличие недостаточной транспортировки кислорода с кровью (анемическая аноксия) у здоровых людей, занимающихся подводными видами спорта и работой под водой, маловероят- но. Что же касается нарушений, связанных с внутриклеточ- ным обменом кислорода (гистотоксическая аноксия), То об этом состоянии мы уже упоминали при рассмотрении вопро- сов, связанных с азотным наркозом и кислородным отравле- нием. Симптомы аноксии Потеря сознания, которая является важным последствием аноксии, может на практике быть первым признаком разви- тия у человека этого состояния. Воспитать у человека способ- ность предупреждать потерю сознания в результате наступаю- щей аноксии невозможно. Очень часто, когда имеет место медленное снижение напряжения кислорода в крови, у чело- века появляется чувство ложного благополучия и повышенной 128
самоуверенности. Если человек при этом выполняет определен- ное задание и начинает совершать все большее количество ошибок, он этого не замечает. В эксперименте по изучению этих вопросов опытные водолазы осуществляли вдох и выдох через спирометр. При этом вдыхаемый и выдыхаемый воздух прогонялся через патрон с поглотителем углекислого газа. По- степенно запасы кислорода в дыхательной смеси истощались. Испытуемым была дана инструкция вынуть загубник изо рта и перейти на дыхание окружающим воздухом, как только они почувствуют недостаток кислорода. Ни один из испытуе- мых не сделал этого. Они либо быстро теряли сознание, либо переходили на дыхание окружающим воздухом по приказу экспериментатора. Процентное содержание кислорода в газо- вой смеси, при котором происходила потеря сознания, нахо- дилось' в пределах 6—10. Если отсутствует одновременное накопление в организме углекислого газа при развитии аноксического состояния, увеличения легочной вентиляции не происходит. Наряду с этим было доказано, что хеморецепторы каротидного тела й дуги аорты чувствительны к понижению напряжения кисло- рода в крови, что в таких условиях приводит к стимуляции работы дыхательного центра. Однако происходит и пониже- ние напряжения кислорода в крови, омывающей дыхательный центр. Прямое аноксическое действие такой крови на дыха- тельный центр делает его менее чувствительным к воздейст- вию других раздражителей. На большом числе испытуемых, принимавших участие в упомянутых выше экспериментах, ис- ход борьбы между периферической стимуляцией и централь- ным торможением дыхательного центра был виден совершен- но отчетливо. У 50% всех испытуемых за несколько минут до потери сознания наблюдалось выраженное уменьшение легоч- ной вентиляции. У других испытуемых происходило увеличе- ние глубины дыхания без его учащения, в некоторых же слу- чаях имели место обратные закономерности. Одновременное увеличение глубины и частоты дыхания наблюдалось лишь у очень небольшого числа испытуемых. При этом особый инте- рес представляли те случаи, когда наблюдалось чередование периодов стимуляции дыхания с периодами его угнетения. На основании проведенных наблюдений можно предполо- жить, что потеря сознания может служить единственным приз- наком того, что подача кислорода для дыхания человека на- рушена или является недостаточной. Поэтому обучение водо- лаза тому, что нужно делать в случае развития у него анок- сии, мало перспективно. Более важное значение приобрета- ет обучение водолазов методам профилактики этого сос- тояния. Из многих аноксических состояний, которые могут возник- нуть у человека в воде, наиболее частым является обморок. 5 Подводная медицина 129
Обморок в воде Если с человеком, находящимся на суше, случается обморок, он не вызывает серьезных опасений, поскольку зачастую у та- кого человека еще до падения восстанавливается нормальное кровообращение, и он быстро приходит в себя. При пребывании в воде эта проблема становится значитель- но более серьезной. Если человеку, потерявшему сознание-в воде, немедленно не оказать помощь, то он неизбежно утонет. Кислородный обморок и «мелководное» затемнение сознания Известен ряд случаев, когда пловцы-подводники, использовав- шие кислородные дыхательные аппараты с замкнутым циклом дыхания, теряли сознание, казалось бы, без видимых для это- го причин. Оно получило название «мелководного» затемне- ния сознания. Однако выяснилось, что это состояние обладает рядом специфических признаков, причем некоторые из них могут оказаться очень важными. Приводим их. 1. «Мелководное» затемнение сознания обычно возникает при пользовании кислородными дыхательными аппаратами. При использовании воздушных дыхательных аппаратов с от- крытым циклом дыхания оно встречается крайне редко. 2. Чаще всего это состояние бывает у неопытных пЛовцов- подводников, которые еще только осваивают технику подвод- ного плавания и работы под водой. 3. Развитие этого состояния не связано со временем пре- бывания человека в воде или с глубиной его погружения. Оно появляется и у людей, находящихся на поверхности воды, че- рез несколько минут после вхождения в воду, как, впрочем, и под водой, через более значительные промежутки времени. В основном из-за отсутствия какого-либо другого объясне- ния появление у человека такого состояния склонны были от- носить за счет отравления организма углекислым газом. Серь- езных оснований для такого вывода нет, так как когда это уда- валось определить, избыточного содержания углекислоты в дыхательных мешках не было обнаружено ни в одном случае. Улучшение конструкции поглотительных патронов таких аппа- ратов снижения частоты возникновения таких состояний не дало. Недавно было завершено исследование по изучению явле- ния «мелководного» затемнения сознания. И первый вопрос, который задавали себе исследователи и на который они долж- ны были дать ответ, заключался в том, почему это состояние возникает лишь при дыхании кислородом. 130
Хорошо известно, что обморок может наступить в резуль- тате комбинированного воздействия на организм гипервенти- ляции, неожиданного перехода человека в вертикальное поло- жение и сжатия грудной клетки при закрытой голосовой ще- ли. При этом появляется мозговая аноксия. Гипервентиляция приводит к понижению содержания углекислого газа в крови, что в свою очередь вызывает спазм мозговых сосудов. Неожи- данный переход человека в вертикальное положение вызывает отлив крови к нижним конечностям, что приводит к снижению интенсивности мозгового кровоснабжения. Повышение внутри- легочного давления снижает уровень наполнения левого серд- ца, приводя к уменьшению сердечного выброса. При проведении этих исследований в лабораторных усло- виях использовался метод, с помощью которого удалось изу- чить вбздействие на организм факторов, вызывающих обмо- рок. При этом испытуемого клали на поворотный стол для постановки ортостатических проб. Испытуемый, лежа в го- ризонтальном положении, находился в состоянии полного по- коя в течение 5 минут. За этим следовал минутный период максимальной гипервентиляции, по завершении которого стол быстро переводили в вертикальное положение. В этот момент испытуемый должен был с максимальной силой дуть в рези- новую трубку, соединенную со ртутным манометром. Испытуе- мому предлагали, чтобы он как можно дольше удерживал уро- вень ртути в манометре на уровне не ниже 40 мм. С помощью этого теста при дыхании воздухом регулярно удавалось полу- чать предобморочное состояние, которое редко перерастало в глубокий обморок. До того чтобы ознакомить испытуемых с проявлениями этого состояния, использовали гипервентиляцию воздухом, содержащим 6% углекислого газа. Наличие углекислого газа в данной газовой смеси нейтрализовало вымывание этого га- за из организма в результате гипервентиляции и никогда не приводило к появлению у испытуемых побочных симптомов. Еще до окончания периода гипервентиляции испытуемых пе- реключали на дыхание из мешков Дугласа, заполненных воз- духом или кислородом. Половина этих мешков была заполне- на воздухом и половина кислородом, причем опыты с этими двумя дыхательными газами в данном эксперименте прово- дились раздельно. Из 130 испытуемых, принимавших участие в этих опытах, потеря сознания отмечалась у 18 человек, причем у 12 из них обморок развивался три дыхании кислородом и не развивал- ся при дыхании воздухом. Шесть испытуемых потеряли созна- ни при дыхании кислородом, однако они же теряли сознание и при дыхании воздухом. При этом не было выявлено ни одно- го случая, когда испытуемый терял бы сознание при дыхании воздухом, не теряя его при дыхании кислородом. 5* 131
В дополнение к этому у 12 из 14 испытуемых, которые ды- шали кислородом, были обнаружены признаки предобмороч- ногр состояния. У одного из них это явление было обнаруже- но как при дыхании воздухом, так и при дыхании кислоро- дом, а у другого — лишь при дыхании воздухом. Результаты этой серии испытаний с убедительностью сви- детельствуют о том, что у ряда людей дыхание кислородом приводит к понижению обморочного порога. Именно это явле- ние может лежать в основе появления затемнения сознания на небольших глубинах. Другое важное наблюдение заключается в том, что это состояние наиболее часто наблюдается во время тренировок у начинающих пловцов-подводников. Дело в том, что вне за- висимости от методов тренировки у людей, овладевающих но- вой техникой в чужой для них окружающей среде, всегда по- является чувство беспокойства, а этому состоянию обычно со- путствует гипервентиляция. Эксперименты, приводимые в ла- бораторных условиях, показывают, что у новичков, решивших заняться подводным спортом, при использовании загубника и носового зажима всегда имеет 'место выраженная гипервенти- ляция. Следовательно, гипервентиляция может быть вторым причинным фактором, лежащим в основе этого состояния. Примерно в то же время физиологи из канадских военно- воздушных сил описали серию случаев эпизодической потери сознания у летчиков во время полета (Powell, 1956). Они по- казали, что потеря сознания у летчиков явилась результатом действия на организм нескольких факторов, вызывающих об- морок, которые при воздействии на организм поодиночке вряд ли вызвали бы у них потерю сознания. Изучение большого числа случаев потери сознания у лю- дей, находящихся в воде, показало, что при этом дополнитель- но к действию вдыхаемого кислорода на организм действуют и факторы, описанные Powell. Чувство страха и беспокойства у водолазов-новичков и неумелое использование ими загубни- ка и носового зажима отмечались сплошь и рядом. Лишь не- многие из них входили утром в воду, легко поужинав накануне вечером и выпив на завтрак чашку чая. Заболевания и лич- ные переживания также сыграли здесь свою роль. В одном или двух случаях потеря сознания последовала после проду- вания ушей — действия, играющего в водолазном деле очень большую роль. В ряде случаев, когда продувание ушей вызы- вало затруднения и требовало применения определенных уси- лий, происходило неожиданное увеличение внутрилегочного давления, которого на фоне снижения обморочного порога при дыхании кислородом было вполне недостаточно для развития обморочного состояния. В настоящее время все мнения сходятся на том, что эта форма потери сознания, наблюдающаяся у пловцов-поДводни- 132
ков, использующих для дыхания кислород, происходит благо-' даря воздействию на организм ряда факторов, вызывающих обморок, из которых наиболее важным является кислород. Именно поэтому для характеристики такого механизма поте- ри сознания принято использовать термин «кислородный обмо- рок». Со времени оценки всех этих факторов, а также разработ-. ки мер профилактики этого заболевания, подобные состояния встречаются сравнительно редко. При полной замене кисло- родных дыхательных аппаратов системами, работающими на сжатом воздухе или газовых смесях, подобные состояния не будут встречаться совсем. Скрытая аноксия Это состояние наиболее часто встречается у лиц, плаваю- щих под вод ой. с помощью трубки Шноркеля. Такие состояния наблюдали при проведении соревнований по плаванию и под- водному апорту, а также у лиц, занимавшихся подводной охо- той. В последнем случае дело часто заканчивалось смертель- ным исходом. Иногда при проведении занятий по водному поло проверя- ют выносливость игроков, заставляя их проплывать под водой как можно дальше. В таких случаях пловцы, прежде чем вой- ти в воду, обычно подвергают себя интенсивной гипервентиля-, ции с целью увеличения длительности задержки дыхания. Были случаи, когда во время соревнований спортсмены, про- плыв под водой дистанцию 45 м за время несколько больше минуты, всплыв на поверхность, теряли сознание. Эти лица оставались в живых и не тонули только благодаря немедлен- ному оказанию помощи. Подобные испытания на выносливость не рекомендуется, проводить по следующим причинам. Дело в том, что. быстрое плавание под водой на дистанцию 45 м требует потребления по меньшей мере 2,5 л кислорода, что в значительной степени превышает содержание кислорода в легких перед началом та- кого заплыва. Не говоря уже о появлении при этом кислород- ного долга, напряжение, кислорода в альвеолярном воздухе будет очень низким. Падение парциального давления кислорода является, меньшим стимулятором дыхания по сравнению с повышенным парциальным давлением углекислого газа. Если увеличение парциального давления углекислого газа замедляется в ре-, зультате предшествующей гипервентиляции, то снижение со- держания кислорода до опасного .уровня может. наступить прежде, чем человек прекратит задержку дыхания. При. .по- добных соревнованиях желание победить может привести к 133
тому, что человек может задержать дыхание сверх максималь- но допустимого времени и всплыть на поверхность при крити- ческом содержании кислорода в легких. Перед всплытием на поверхность такие пловцы обычно на какое-то мгновение оста- навливаются, что приводит в воде к большему расслаблению мускулатуры, чем, например, при завершении бега на суше. При такой неожиданной потере мышечного тонуса может произойти резкое увеличение периферического оттока крови, что в свою очередь может привести к уменьшению наполнения кровью сердца при выраженном уменьшении работы сердца. Всего этого на фоне гипоксического состояния может оказать- ся достаточным для наступления потери сознания. Если поте- ря сознания происходит под водой, то спасти утопающего бы- вает очень трудно. При быстром погружении такого постра- давшего имеющееся у него состояние аноксии еще более усу- губляется. Выжить такой пострадавший может в том случае, если ему будет немедленно оказана необходимая помощь. В только что описанном случае предполагается, что пло- вец при пребывании под водой находится на небольшой глу- бине. При увеличении глубины погружения вся картина мо- жет осложниться еще больше. Известно много случаев, когда пловцы после гипервентиляции на поверхности уходили на глу- бину для выполнения задания или подводной охоты. При подъеме с глубины у таких пловцов зачастую наступала по- теря сознания. При пребывании на глубине парциальное дав- ление кислорода в альвеолярном воздухе таких пловцов в результате сжатия воздуха в грудной клетке более чем доста- точно. Парциальное давление углекислого газа в альвеолах при этом претерпевает такие же изменения, как и на поверх- ности, находясь в состоянии равновесия с напряжением угле- кислого газа в крови. Оно не поднимается пропорционально увеличению окружающего давления, так как избыток углекис- лого газа, скапливающегося в альвеолах, уносится вместе с кровью, протекающей через легкие. При пребывании под во- дой человек затрачивает значительные физические усилия. В то же время его эмоциональное состояние, как это бывает во время подводной охоты, может пересилить желание всплыть на поверхность для того, чтобы вдохнуть свежий воздух. Однако в конце концов он начинает всплытие на по- верхность. При пребывании его на глубине парциальное дав- ление кислорода в легких может быть еще достаточным для сохранения сознания. Но в процессе всплытия в результате расширения легких парциальное давление кислорода в альвео- лярном воздухе падает, что может вызвать у пловца потерю сознания еще до достижения им поверхности воды и стать од- ной из причин его гибели. Подобных случаев скрытой аноксии зарегистрировано до- вольно много. Скрытая аноксия особенно опасна для подвод- 134
ных охотников. Cabarrou (1960) сообщил о высокой частоте' возникновения у лиц, занимающихся подводной охотой в Сре- диземном море, таких состояний, которые он называл «замас- кированной аноксией». Трагические случаи, подобные описанным выше, должны быть полностью исключены. Подводные охотники при пребы- вании в воде не должны терять самоконтроля, строго наблю- дая за своими действиями при преследовании добычи. Одно- временно с этим они должны понимать ту роль, которую вы- полняет углекислый газ в качестве регулятора дыхания, и от- носиться к этому вопросу с должным вниманием. Вообще говоря, гипервентиляцию в качестве средства для удлинения срока задержки дыхания под водой полностью отвергать не следует, ибо под водой могут иметь место такие ситуации, ког- да человек при увеличении концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе может совершить вдох и захлебнуть- ся еще до достижения им поверхности воды. Некоторые авторы высказывают мнение о том, что 'при та- ком способе ныряния в глубину предельная глубина погруже- ния не должна превышать 18 м. Представители водолазной службы Советского Союза, выступая на международной кон- ференции в Каннах в 1960 г., заявили, что подобные несчаст- ные случаи в их практике отсутствуют благодаря введению строгих мер контроля за поведением спортсменов под водой. Советские специалисты считают, что максимальная глубина погружения при таком способе подводного плавания не долж- на превышать 20 м. Одним из основных требований при этом в СССР считается обязательное присутствие в районе прове- дения тренировок по подводному плаванию опытного врача. По мнению русских специалистов на большую глубину могут погружаться только мастера подводного плавания, да и то только при наличии поблизости от места погружейия средств лечебной рекомпрессии (Rallon; 1960). Аноксия разбавления Этот вид аноксии может представлять опасность для пловцов- подводников, пользующихся кислородными аппаратами с замк- нутым циклом дыхания или аппаратами, в которых для ды- хания используется газовая смесь. Принцип конструкции та- ких аппаратов заключается в использовании дыхательного мешка емкостью 7 л, откуда струя дыхательного газа посту- пает в загубник, пройдя предварительно через патрон с погло- тителем углекислого газа. При дыхании происходит поглоще- ние углекислого газа и постепенное истощение запасов кисло- рода в дыхательном мешке, причем эти запасы пополняются из небольшого кислородного баллона — составной части та- 135
кого дыхательного аппарата. Вообще говоря, пользование та- ким дыхательным аппаратом не составляет трудности, однако и здесь могут быть допущены ошибки, которые будут рас- смотрены ниже и которые в ряде случаев приводили к гибели пловцов-подводников в результате развития аноксии. Кислородным аппаратом с замкнутым циклом дыхания мо- жет воспользоваться и неопытный пловец-подвоДник. При этом он должен будет заполнить дыхательный мешок кислородом, надеть носовой зажим, взять в рот загубник, после чего он . сможет войти в воду-. Спокойно плывя в направлении дна, он может быть полностью поглощен наблюдениями за окружаю- щей обстановкой, поведением рыб и других обитателей моря, забыв про все остальное. Очень скоро и совершенно незаметно для себя он потеряет сознание, опустится на дно и погибнет без борьбы, за сохранение жизни. Последовательность событий в данном случае сопряжена со смертельной ошибкой, которая заключается в следующем. Перед началом дыхания с помощью аппарата в легких такого пловца обычно имеется воздух. Если он начал такое дыхание после полного вдоха, то в его легких может находиться около 5 л воздуха, который после перемешивания с 7 л кислорода, находящегося в дыхательном мешке, приведет к образованию дыхательной смеси, состоящей из 8 л кислорода и 4 л азота. В процессе плавания под водой запасы кислорода в его дыха- тельном мешке будут постепенно истощаться. Повышения кон- центрации углекислого газа в дыхательной смеси при этом происходить не будет, так как этот газ в процессе дыхания будет адсорбироваться поглотительным патроном. В конце концов запасы кислорода в дыхательном мешке истощаются настолько, цто его 'будет недостаточно для поддержания соз- нания. Никаких нарушений со стороны дыхания при этом не происходит, ибо объем азота в дыхательной системе вполне достаточен для обеспечения дыхательного объема. Этот пример должен послужить самым серьезным преду- преждением всем тем, кто рискует опускаться под воду, не имея должного опыта. Дело осложняется еще и тем, что ника- кого контроля за производством и продажей дыхательных аппаратов не существует; более того, умельцы сооружают про- стейшие модели таких аппаратов сами. Для непосвященны^ такие аппараты могут явиться смертельной ловушкой, для опытных — предельно экономичными и совершенно безопас- ными приборами. Такой опасности, как только что описанная, можно, конеч- но, избежать, если перёд использованием дыхательного аппа- рата 3—4 раза глубоко вдохнуть кислород из дыхательного мешка и выдохнуть в атмосферу; это даст возможность запол- нить дыхательные пути кислородом и полностью удалить из легких азот. При этом важно также помнить о том, что, если 136
пловец-подводник вынужден по каким-либо причинам вынуть загубник изо рта, например для того, чтобы на поверхности воды переговорить с другим пловцом, находящимся поблизо- сти, процедура промывки легких кислородом должна быть повторена. Только после этого можно вновь подключиться к дыхательному аппарату. Аноксия разбавления может развиваться у человека и в том случае, если он принял все необходимые меры по промыв- ке легких кислородом. При этом парциальное давление азота в альвеолярном воздухе упадет до нуля, и азот, растворен- ный в жидкостях организма, начнет выходить из тканей в лег- кие. В течение получаса общее 'количество азота, выделивше- гося из тканей и перешедшего в легкие, может достичь 400 мл, что приведет при использовании аппарата с замкнутой систе- мой дыхания к определенному разбавлению кислорода. Если пловец-подводник в этот момент занят спокойным созерца- нием подводной жизни (при условии, что глубина погружения не очень велика), то его дыхательный объем может при этом уменьшиться др величин, меньших по сравнению с объемом выделившегося в легкие азота. Еще до того, как дыхательный мешок окажется настолько пустым, что привлечет внимание пловца-подводника, у последнего может развиться аноксиче- ское состояние, вследствие истощения запасов кислорода в ды- хательном мешке, разведенного азотом, выделившимся из тка- ней. Такая ситуация встречается довольно редко, но все-таки упускать ее из вида не следует. С увеличением глубины погру- жения шансы на развитие такого состояния уменьшаются, так как при увеличении окружающего давления происходит умень- шение скорости выведения азота из крови в легкие. Появление у пловцов-подводников аноксии разбавления можно успешно избежать путем незначительной модификации дыхательного аппарата. В простейших случаях спортсмен за- полняет дыхательный мешок кислородом по мере истощения его запасов из кислородного баллона. Однако в настоящее время принято оснащать такие баллоны редуцирующим кла- паном, обеспечивающим постоянный приток кислорода из бал- лона в дыхательный мешок (что является разумной мерой предосторожности) и байпасом, позволяющим в случае необ- ходимости быстро заполнить мешок кислородом. Скорость по- стоянного потока кислорода % л1мин, обеспечиваемая реду- цирующим клапаном, вполне достаточна. Такая система подачи кислорода у опытных водолазов не всегда пользуется популярностью. Более того, такой систе- мой нельзя пользоваться в особых условиях, когда обстанов- ка не допускает демаскировки пловца-подводника пузырьками воздуха. Избыток кислорода, поступающего в дыхательный мешок при использовании байпаса, выпускается через специ- альный стравливающий клапан. Этот клапан стравливает так- 137
же воздух из дыхательного мешка при его расширении во вре- мя всплытия пловца-подводника. Опытный водолаз может использовать дыхательный мешок в качестве инструмента, контролирующего его плавучесть, с помощью стравливающего клапана, заполняя его в тех случаях, когда ему необходимо подвсплыть, и выпуская из пего воздух до мйнимально допу- стимых пределов в тех случаях, когда ему нужно оставаться на дне. Общепринято мнение, что оснащение редуцирующего клапана байпасом для ручного заполнения мешка кислородом является хорошей мерой предосторожности, которая особенно важна для начинающих пловцов-подводников. Потребности организма в кислороде при пребывании человека под водой Передвижение человека под водой весьма неэффективно, так как человек по своей природе к такому передвижению непри- способлен. Даже применение ласт не дает значительного эф- фекта. Усилия человека, связанные с увеличением скорости передвижения под водой, сопровождаются резким увеличением потребления кислорода. Поэтому для более рационального использования кислородных запасов пловец-подводник дол- жен довольствоваться умеренной скоростью плавания под во- дой и пользоваться в качестве движителей ластами. Для уве- личения скорости следует добиваться максимальной обтекае- мости пловца-подводника или минимального гидродинамиче- ского сопротивления. В результате того, что дыхание под водой требует дополнительных мышечных усилий, работа ды- хательной мускулатуры может быть увеличена вдвое по срав- нению с дыханием на поверхности (см. главу 6). Уровень потребления кислорода при плавании человека на поверхности воды и под водой определялся рядом исследова- телей. Полученные ими данные по своему значению весьма близки. В 1955 г. Pugh и Edholm опубликовали данные об уровнях потребления кислорода у пловцов, переплывавших пролив Ла-Манш. При медленном темпе плавания стилем «кроль» потребление кислорода составляло 2,17 л/мин, при быстром — 2,35 л/мин, а при умеренном темпе плавания стилем «брасс»— 2,10 л!мин. В 1954 г. Donald и Davidson завершили большую серию исследований, связанных с определением уровней потребления кислорода у водолазов при различных уровнях физической нагрузки, а также при плавании под водой. Потребление кис- лорода у водолазов при ходьбе по глубокому донному илу в водолазных ботинках доходило до 2,35 л]мин, однако эти циф- ры были гораздо выше при плавании под водой. Наибольшая 138
из величин потребления кислорода у пловцов-подводников при плавании под водой с ластами со скоростью 2,5 км/час соста- вляла 4,15 л/мин (средний уровень потребления кислорода был равен 3,16 л/мин). Goff, Frassetto и Specht (1956) обнаружили, что потребле- ние кислорода у пловцов-подводников, движущихся под водой со скоростью 1,3 и 1,6 км/час, составляло 1,3—1,9 л/мин. В то же время Lamphier (1960), который также указывал, что при плавании под водой со скоростью 1,6 км/час потребление кис- лорода равно 1,3 л/мин, заявил, что при превышении этого уровня потребления кислорода работоспособность пловцов- подводников прогрессивно снижается. На основании этих однотипных данных, полученных ква- лифицированными исследователями, можно утверждать, что подводное плавание с точки зрения уровня потребления кис- лорода является наиболее неэкономичным видом человеческой деятельности. В тех случаях, когда это возможно, человек при пребыва- нии в воде должен расходовать свою энергию весьма эконо- мно, стараясь не превышать скорость движения 1,8 км/час. Быстрые движения в воде зачастую связаны с нерациональны- ми затратами энергии в результате перемещения человеком больших масс воды. Движения человека в воде должны быть медленными и целенаправленными. Все неожиданности и трудности, с которыми человек сталкивается при пребывании в воде, он должен преодолевать спокойно и расчетливо. Не- расчетливые движения, производимые человеком при потере самообладания, приводят в чрезвычайной обстановке к быст- рому физическому истощению и уменьшают его шансы на спасение. Литература Bannister R. D. a. Cunningham D. J. С. J. Physiol, 1954, 125, 118. Bean J. W. Physiol. Rev., 1945, 25, 1. Bean J. W. Underwater Physiol. Symposium. National Academy of Scien- ces-Natlonal Research Council (U. S. A.), 1955, Publication 377. Bert P. La Pression Barometrique. Paris, 1878. Cabarrou P. Sous Marine, 1960. 25. February/March. Chapman W. H., Sipe C. R., Eltzholty D. C., Cronkite E. P. a. Cham- bers F. W. Radiology, 1950, 55, 865. Dickens F. Biochem. J., 1946, 40, 145. Donald K. W. Brit. Med. J., 1947, 1, 172. Donald K. W. a. Davidson W. M. J. Applied Physiol., 1954, 7, 31. Gerschman R., Gilbert D. L., Nye S. W., Dwyer P. a. Fenn W. 0. Science, 1954. 119 623. Goff L. C., Frassetto R. a. Specht H. J. Appl. Physiol., 1956, 9, 219. Grandplerre R. a. Franck C. J. Aviation Med., 1952, 23 (2), 181. Haugaard N. Underwater Physiol. Symposium. National Academy of Scien- ces-National Research Council (U. S. A.), 1955, Publication, 377. 139
Lambertson C. J., Second Symposium om Underwater Physiology. National Academy of Sciences-Natlonal Research Council (U. S. A.), 1963, Pub- lication 1181. Lambertson C, J., Stroud M. W., Ewing J. H. a. Mack C. J. Applied Physiols., 1953a, 6, 358. Lambertson C. J., Rough R. H., Cooper D. Y., Emmel G. L., Loeschcke C. G. a. Schmidt C. F. J. Applied Physiol., 1953b, 5 ,803. Lambertson C. J., Stroud M. W., Gould R., A., Rough R. H., Eming J. H. a. Schmidt C. F. J. Applied Physiol 1953c, 5, 487. Lambertson C. J., Rough R. H., Cooper D. Y., Emmel G. L., Loe- schcke Fl. H., a. Schmidt C. F. J. Applied Physiol., 1953d, 5, 471. Lewis В. M., Sokoloff L., Wechsler R. W., Wentz W. B. a. Retz S. S. U. S. Naval Air Development Centre, Bu. Med. and Surg. Report, 1956, No. 8. Luft U. C. a. Naell W. R. J. Applied Physiol., 1956, 8, 444. Miles S. M. R.C. (RNPRC), 1957, Report U.P. S. 161. Miles S. M. R.C. (RNPRC), 1957, Report U.P.S. 165. Miles S. M. R.C. (RNPRC), 1957, Report U. P. S. 172. Patt H. M., Tyree E. B., Straule R. L. a. Smith D. E. Science, 1949, 110, 213. Perot P. L. Jnr. a. Stein S. N. Science, 1956, 123, 802. Powell T. J. J. Av. Med., 1956, 27, 301. Priestley J. Experiments and Observations on Different Kinds of Air. London, 1774. Pugh L. G. C. a. Edholm O. G. Lancet, 1955, 269, 761. Ration M. Sous Marine, 1960, 28, 298. Smith J. L. J. Physiol., 1899, 24, 19. Taylor H. J. J. Physiol., 1949a, 108, 264. Taylor H. J. J. Physiol., 1949b, 109, 272. Thomson W. A., R. Brit. Med. J., 1935, 2, 208.
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ Углекислый газ и другие газы Вследствие того что углекислый газ играет столь большую роль в физиологии дыхания, не удивительно, что изучению этой проблемы уделяет самое пристальное внимание и подвод- ная медицина. К сожалению, в течение длительного времени существовала тенденция рассматривать этот газ в- качестве причины многих несчастных случаев и заболеваний, встречав- шихся в водолазной практике, в том числе и в качестве при- чины азотного наркоза, кислородного отравления и кислород- ного голодания. По мнению ряда авторов, углекислый газ яко- бы-способствовал развитию декомпрессионной болезни. Если истинная причина несчастных случаев была не ясна, зачастую высказывалось предположение об отравлении пострадавших углекислым газом. Углекислый газ как таковой в водолазном деле совершенно не используется. Если его концентрация в организме по- вышена, то это связано с неисправностью дыхательного обо- рудования, так как организм человека в нормальных услови- ях освобождается от этого продукта метаболизма без каких- либо затруднений. Отравление углекислым газом может произойти при воз- действии на организм довольно высоких его концентраций. Добавление к воздуху 3% углекислого газа приводит к появ- лению у человека при дыхании такой газовой смесью на уров- не моря в течение нескольких дней лишь к незначительному замедлению рефлексов и некоторой потере трудоспособности. / Шестипроцентное содержание углекислого газа в воздухе вызывает резкое увеличение легочной вентиляции в течение первых 15 минут. Если человек будет продолжать дышать этой смесью, у него может наступить затемнение сознания и нарушение координации движений. При этом повышается час- тота сердечных сокращений и увеличивается артериальное давление, а усиление физической нагрузки становится невоз- можным. Повышение содержания углекислого газа в дыха- тельной смеси до 10% и более быстро приводит к появлению признаков отравления. В этом случае происходит замедление пульса и падение артериального давления, затем следует по- теря сознания, паралич кардиореспираторных центров и смерть. Наступление углекислотного отравления может заранее заметить сам испытуемый по усилению дыхания, которое ста- новится еще более выраженным при физической нагрузке. 141
При этом выполнение простых задач на глубине требует зна- чительных физических усилий или становится совсем невоз- можным. Человек ощущает острую головную боль, резкое ухудшение общего состояния, сопровождаемое время от вре- мени рвотой. Такому состоянию обычно сопутствует резкое расширение кровеносных сосудов. Пребывание человека в среде с очень высокой концент- рацией углекислого газа, доходящей до 20—40%, приводит к немедленному появлению судорог, спазму мышц-разгиба- телей и смерти, которая неизбежно наступит, если условия дыхания останутся прежними. При вызывании судорог с ле- чебной целью больному иногда бывает достаточно сделать всего лишь несколько вдохов такой смесью. В водолазной практике и при подводном плавании токси- ческое действие углекислого газа может резко проявляться только при использовании аппаратов с замкнутым циклом дыхания, в которых вышел из строя патрон с поглотителем углекислого газа. При применении обычного водолазного снаряжения недо- статочная подача воздуха на глубину может привести к скоп- лению углекислого газа в шлеме скафандра. При интенсивной физической нагрузе у водолаза в таких условиях может по- явиться одышка, что вынуждает его отдыхать до тех пор, пока избыток углекислого газа не будет вымыт из организма. В каждом из этих случаев тренированный водолаз обязан распознать свое состояние и принять необходимые меры пре- досторожности. Острое отравление углекислым газом встречается доволь- но редко. Чаще мы имеем дело с нарушениями, вызванными увеличением парциального давления этого газа в альвеоляр- ном воздухе, что следует учитывать в связи с воздействием на организм других дыхательных газов. Изменение окружающего давления и углекислый газ Альвеолярное напряжение углекислого газа в нормальных условиях является всегда постоянным и поддерживается на уровне 40 мм рт. ст. При таком парциальном давлении угле- кислого газа в альвеолах насыщенная кислородом кровь по- кидает легкие при парциальном давлении в ней углекислоты, равном таковому в альвеолах. В венозной крови, поступаю- щей в легкие, парциальное давление углекислого газа дохо- дит до 46 мм рт. ст. Избыток напряжения углекислого газа, равный 6 мм рт. ст., при прохождении крови через легкие бы- стро ликвидируется. 142
Углекислый газ образует с кровью непрочные соединения и переносится вместе в физически растворенном и химически с кровью связанном состоянии. Так, например, каждые 100 мл артериальной крови содержат: 43 мл углекислого газа в виде бикарбонатов, 3 мл углекислого газа, связанного с гемоглобином, с обра- зованием карбоаминогемоглобина или карбогемоглобина и 2,4 мл углекислого газа, растворенных в плазме крови. В венозной крови эти три значения повышаются соответ- ственно до 46; 3,7 и 2,7 мл. Что касается этого газа, поступаю- щего из тканей к легким, то 75% его выводится в виде бикар- бонатов, 17,5% вместе с восстановленным гемоглобином и 7,5 % в виде газа, находящегося в крови в растворенном сос- тоянии. В тех случаях, когда человек, находящийся под давле- нием, дышит чистым кислородом, в крови создается избыточ- ное содержание растворенного кислорода. При этсдо оксигемо- глобин не восстанавливается, вследствие чего выведение избытка углекислого газа из тканей может уменьшиться на 17,5%. Задержка углекислого газа в тканях сопровождается также повышением напряжения газа и в клетках дыхательно- го центра, что приводит к компенсатррной гипервентиляции. Под давлением в рекомпрессионной камере или при спуске под воду в водолазном снаряжении могут быть созданы такие условия, когда углекислый газ во вдыхаемом воздухе будет отсутствовать. Если при этом, будет обеспечена достаточная легочная вентиляция, то парциальное давление углекислого газа в легких будет точно таким же, как и на поверхности, а именно 40 мм рт. ст., так как оно в данном случае будет определяться напряжением углекислого газа в венозной крови, отражающим количество углекислого газа, продуцируемого в тканях. Такое постоянное напряжение угле- кислого газа в легких обеспечивается механизмом регуляции напряжения углекислого газа в артериальной крови, хеморе- цепторами и деятельностью дыхательного центра. Для того чтобы соотношение процентного содержания и парциальных давлений газов в альвеолах стало совершенно ясным, давай- те сравним эти величины при дыхании воздухом на поверх- ности воды (1 атм) и на глубине 30 м (4 атм) (табл. 7). Из анализа данных, представленных в приведенной ниже таблице, может быть сделан важный вывод о том, что по ме- ре увеличения глубины погружения процентное содержание углекислого газа в альвеолярном воздухе уменьшается, со- ставляя на глубине 30 м всего 1,3. Это важно в том отношении, что такая концентрация углекислого газа (1,3%), которая на поверхности воды не оказывает на человека никакого вли- яния, при подаче воздуха на глубину 30 м вызывает у него та- кие же нарушения в организме, которые наблюдаются при дыхании на поверхности газовой смесью, содержащей 5,3% уг- 143
Таблица 7 Влияние изменения атмосферного давления на процентное содержание и парциальное давление газов, составляющих альвеолярный воздух Поверхность воды Глубина 30 м парциальное давление, мм рт. ст. % парциальное давление, ММ рт. ст. % Кислород 100 13,1 439 14,5 Азот 573 75,4 2514 82,7 Водяные пары . . . . 47 6,2 47 1,5 Углекислый газ . . . 40 5,3 40 1,3 760 100,0 3 040 100,0 лекислого газа. Эти соображения приобретают совершенно особый смысл, когда мы сталкиваемся с необходимостью осу- ществления аварийного выхода из затонувшей подводной лод- ки. Нормальная процедура такого выхода предусматривает затопление одного из отсеков подводной лодки для увеличе- ния давления в нем до давления окружающей воды. Обычно после того как подводная лодка находится на грунте длительное время, концентрация углекислого газа в атмосфе- ре лодки становится достаточно высокой, хотя и не опасной. Однако эта концентрация при затоплении одного из отсеков лодки и при увеличении окружающего давления в нем может быстро стать опасной. Если при дыхании на поверхности газо- вой смесью, содержащей 3% углекислого газа, никаких осо- бых сдвигов в организме человека не возникает, то на глуби- не 30 м и более эта концентрация быстро оказывает на него смертельное действие. Для изоляции человека от атмосферы повышенным содержанием углекислого газа при повышении давления внутри подводной лодки подводники обычно поль- зуются специальными дыхательными аппаратами. По этим же соображениям мы должны уделять самое пристальное внимание всем дыхательным аппаратам, которы- ми оснащаются водолазы, чтобы во вдыхаемый воздух не по- падал углекислый газ недопустимо высокой концентрации. Углекислый газ и свободное ныряние Ныряние без дыхательного аппарата интересно для нас в том отношении, что оно может быть использовано для изу- чения действия на организм различных концентраций угле- кислого газа. Глубина ныряния лимитирована способностью 144
человека задерживать дыхание, зависящая главным образом от увеличения парциального давления углекислого газа в альвеолах до пороговой величины 60 мм рт. ст. Альвеоляр- ное давление, углекислого газа с увеличением глубины погру- жения заметным образом не увеличивается, так как углекис- лый газ при этом поглощается циркулирующей кровью, а его парциальное давление в альвеолах поддерживается на уровне 40 мм рт. ст. Повышение парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе при задержке дыхания на поверхно- сти обязано своему происхождению аккумуляции в организме углекислого газа, образующегося в результате осуществления метаболических процессов, что также будет иметь место и при погружении человека на глубину. Влияние повышения пар- циального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе на организм человека можно легче представить, если пред- положить, что во время погружения ныряльщика на глубину дальнейшего образования углекислого газа в его тканях не происходит. При этом ныряльщик, начавший погружение от поверхности при парциальном давлении углекислого газа в альвеолярном воздухе, равном 40 мм рт. ст., и отсутствии до- полнительного поступления углекислого газа из тканей в кровь, на глубине 30 м мог бы достичь давления углекисло- го газа в альвеолярном воздухе, равного 160 мм рт. ст. Это, однако, невозможно, так как в крови при этом будут раство- ряться дополнительные количества этого газа, в результате чего установится новое газовое равновесие. Если объем альвеолярного воздуха, равный на поверхности 4 л, уменьшится на глубине 30 м до 1 л, то для создания парци- ального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе на такой глубине, равного 160 мм рт. ст., потребовалось бы око- ло 53 мл углекислого газа. Для снижения этого давления до- 40 мм рт. ст. 40 мл углекислого газа должны были бы перейти при этом в кровь. Если исходить из того, что объем крови в. организме равен 5 л, то это привело бы к увеличению объема углекислого газа в циркулирующей крови всего на 0,8 мл в каждых 100 мл крови; при этом 5% углекислого газа нахо- дились бы в растворенном состоянии, а остальные — в виде- соединений с различными компонентами крови. Следователь- но, фактическое увеличение парциального давления углекис- лого газа в альвеолярном воздухе за счет погружения не- превысило бы при этом 1 мм рт. ст. — величина столь незначи- тельная, что при всех обстоятельствах ею можно было бы пре- небречь. При этом, однако, необходимо помнить, что эта вели- чина увеличивается за счет непрерывного образования в ор- ганизме метаболического углекислого газа. Становится по- нятным, почему свободное ныряние с этой точки зрения малой отличается от задержки дыхания на поверхности. Во время 145-
всплытия ныряльщика на поверхность парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе уменьшается в ос- новном вследствие уменьшения давления воздуха и расшире- ния углекислого газа в альвеолах, а не за счет активного участия в этом процессе крови. Следует помнить и о том, что при нырянии возрастает и парциальное давление кислорода. Избыток кислорода, рас- творяющегося при этом в крови, повышает устойчивость орга- низма к действию возросших концентраций углекислого газа. Это дает возможность ныряльщикам при погружении на глу- бину задерживать дыхание гораздо дольше, чем на поверхно- сти. Увеличение времени задержки дыхания под* водой можно сравнить с аналогичным увеличением, наблюдающимся на по- верхности после дыхания чистым кислородом. Углекислый газ и дыхательные аппараты с замкнутым циклом Если бы дыхательный аппарат был сконструирован таким об- разом, что кислород во время выдоха зря не пропадал, то эф- фективность такого аппарата значительно увеличилась бы. Для достижения этой цели были предприняты многочислен- ные попытки с различной долей успеха в ее осуществлении. Вне зависимости от того, что используется для дыхания — чистый кислород или газовая смесь, конструкция дыхательно- го аппарата должна обеспечивать удаление выдыхаемого уг- лекислого газа из дальнейшего цикла дыхания. При разработке устройства, поглощающего углекислый газ, должны приниматься во внимание многие факторы. Это устройство должно поглощать весь углекислый газ, образую- щийся при дыхании, в том числе и тогда, когда скорость воз- душной струи достигает своего максимума. Кроме того, это поглотительное устройство должно обладать минимальным со- противлением воздушному потоку, высокой поглотительной способностью и иметь такую упаковку, которая обеспечила бы постоянство расположения в нем гранул вещества-погло- тителя и не допускала его комкования во время работы. В плохо упакованном поглотительном патроне быстро образу- ются каналы, через которые газ проходит без достаточного контакта с поглотителем. В качестве поглотителя в этих аппаратах используют нат- ронную известь, хорошо зарекомендовавшую себя в качестве поглотителя углекислого газа в наркозных, аппаратах. Важную роль при этом играет размер гранул вещества-поглотителя, так как было показано, что чем меньше гранулы, тем больше поверхность поглощения и тем выше его эффективность. Однако очень мелкие гранулы поглотителя создают значитель- но
ное сопротивление воздушному потоку, поэтому при выборе размера гранул следует искать оптимальное решение. Наибо- лее приемлемый размер гранул находится в пределах 2—4 мм. Натронная известь должна «раниться в герметичной метал- лической таре. Перед использованием ее следует тщательно высушивать и освобождать от пыли. Поглотительный патрон должен вмещать 650—900 г нат- ронной извести. 900 г этого вещества обеспечивают поглоще- ние углекислого газа при умеренной работе под водой при- мерно в течение 1 '/2 часов, однако это время в значительной степени варьирует в зависимости от уровня физической актив- ности человека. Форма поглотительного патрона должна обеспечивать максимальное распределение воздушного пото- ка. В тех случаях, когда через поглотительный патрон прохо- дит .как вдыхаемый, так и выдыхаемый воздух, диаметр пат- рона должен превышать его размер по высоте. Если же воз- душный поток идет через поглотительный патрон в одну сторо- ну, то эти соотношения меняются в обратном порядке. Более подробно этот вопрос будет освещен при детальном рассмотрении конструкций дыхательных аппаратов. Углекислый газ в замкнутых пространствах Вопросам, связанным с профилактикой накопления углекис- лого газа в таких замкнутых пространствах, как подводные колокола, рекомпрессионные камеры и подводные лодки„ должно уделяться самое пристальное внимание. На практике уровень образования углекислого газа и потребность в кисло- роде могут быть определены на основании данных о количестве людей, находящихся в замкнутом пространстве, характере их работы и объеме замкнутого пространства. В подводных ко- локолах и рекомпрессионных камерах можно обеспечить постоянный воздухообмен или проводить периодическую заме- ну воздуха без изменения внутреннего давления. Что же касается подводных лодок, то здесь для удаления уг- лекислого газа из воздуха и пополнения запасов кислорода в нем приходится пользоваться искусственными средствами. Адаптация к изменению напряжения углекислого газа Ответные реакции организма человека на сравнительно не- большие увеличения концентрации углекислого газа во вды- хаемом воздухе варьируют в довольно широких пределах. Более того, эти реакции при определенных обстоятельствах могут носить изменчивый характер даже у одного и того же человека. 147
Так, например, при одинаковых лабораторных условиях было изучено влияние на уровень вентиляции легких воздуха, •содержащего 6% углекислого газа. В этом эксперименте при- няли участие 100 водолазов, которые дышали газовой смесью с указанной концентрацией углекислого газа в течение 15 ми- нут. Различия в полученных результатах оказались неожи- данно большими, а именно: у 19 человек увеличение вентиля- ции легких составило менее 25% от исходного уровня, в то время как у 15 человек это увеличение превышало 150% по сравнению с исходным уровнем. Между этими двумя крайни- ми величинами более или менее равномерно распределялись результаты всех других участников эксперимента. При повторении этого эксперимента и при дыхании газо- вой смесью, состоящей из 6% углекислого газа и 94 % кис- лорода, наблюдалась общая тенденция к снижению уровня вен- тиляции легких. В этом случае увеличение вентиляции легких на 150% по сравнению с исходным уровнем наблюдалось толь- ко у 3 испытуемых (среднее увеличение вентиляции легких уменьшалась при этом с 75 до 60%). Последние работы в этой области подтверждают результа- ты многих предыдущих исследований в отношении того, что при увеличении парциального напряжения кислорода в крови дыхательный центр становится менее чувствительным к избыт- ку углекислого газа. Были получены некоторые данные, свидетельствующие, несмотря на статистическую недостоверность, о том, что люди с поверхностным и частым дыханием более чувствительны к действию углекислого газа по сравнению с теми, у кого ды- хание редкое и глубокое. Schaefer (1954) при проведении ана- логичных экспериментов с участием 70 испытуемых и с ис- пользованием для их дыхания воздуха, содержавшего 5,5 и 7,5% углекислого газа, разделил их в зависимости от харак- тера дыхания на две группы — на группу с низким уровнем вентиляции легких, большим дыхательным объемом и редким дыханием (опытные пловцы-подводники) и группу с высоким уровнем вентиляции легких, небольшим дыхательным объемом и частым дыханием (лабораторные работники). Schaefer далее показал, что первая группа обладала боль- шей устойчивостью к углекислому газу по сравнению с рав- нозначной по количеству второй группой. Изучение особенностей дыхания опытных водолазов пока- зало, что самые выносливые из них обладают естественным редким и глубоким дыханием. Это говорит о наличии у чело- века некоей общей устойчивости к углекислому газу, которая может возрастать по мере увеличения стажа работы под во- дой. При пребывании человека под водой и дыхании уплот- пенным воздухом редкое и глубокое дыхание менее утоми- тельно и более целесообразно. Далее, вследствие того что при 148
использовании любого дыхательного аппарата возникает до- полнительное мертвое пространство, редкое и глубокое дыхание будет более экономичным поскольку улучшится вентиляция мертвого пространства. В заключение следует еще раз упомянуть о том, что угле- кислый газ перестал представлять для подводной медицины такую большую угрозу, как это было ранее, так как мы обла- даем дыхательными аппаратами с замкнутым циклом, кото- рые обеспечивают полное освобождение вдыхаемого воздуха от углекислого газа и эффективное его поглощение. В образовании газовых пузырьков при возникновении де- компрессионной болезни углекислый газ играет свою опреде- ленную роль как один из газов, выходящих из раствора при очень быстрой декомпрессии. Опасности, связанные с воздействием на организм некоторых других газов В учебниках промышленной гигиены приводятся длинные списки газов, опасных для здоровья человека. Данные о ток- сических концентрациях этих газов основаны на опыте работы химических предприятий, оснащенных необходимой вентиля- цией и имеющих сокращенный рабочий день. В подводной медицине мы можем встретиться с двумя об- стоятельствами, создающими дополнительную угрозу для здо- ровья человека. Во-первых, находясь на подводных лодках (и особенно на атомных подводных лодках), люди работают в замкнутом пространстве в течение нескольких дней и даже недель. При таких условиях любое токсическое вещество вне зависимости от скорости его образования в случае несоблюде- ния необходимых мер по его удалению из окружающего воз- духа может достичь опасной концентрации. Простым приме- ром в этом отношении может служить появление в окружаю- щем воздухе окиси углерода при курении. Даже при умерен- ном курении членов экипажа по прошествии ряда недель в воздухе плохо вентилируемой подводной лодки может обра- зоваться крайне опасная концентрация окиси углерода.' Во-вторых, эффективность воздействия на организм ток- сических газов возрастает благодаря увеличению окружающе- го давления. Последствия воздействия на организм азота, кислорода, углекислого газа, а также некоторых анестетиков и инертных газов при дыхании под повышенным давлением уже рассматривались нами ранее. В тех случаях, когда для дыхания водолазов используется сжатый воздух или газовая смесь, чрезвычайно важно пом- нить о том, что к их очистке следует подходить очень строго. На практике при претворении этого правила в жизнь могут 149
встретиться трудности, связанные, например, с перезарядкой баллонов для подводных дыхательных аппаратов. Воздушные компрессоры, которые применяются для этих целей, могут иметь электрические, дизельные или бензиновые двигатели. К компрессору подводится труба для забора воздуха, под- вергаемого сжатию. При этом чрезвычайно важно обеспечить правильное расположение воздухозаборной трубы, особенно если компрессор приводится в действие двигателем внутренне- го сгорания, выхлопные газы которого содержат окись угле- рода. Известно, что воздух, содержащий всего 100 частей оки- си углерода на миллион, оказывает вполне ощутимое действие на человека после дыхания им в течение 4 часов. На глубине 30 м дыхание такой газовой смесью становится опасным, а на глубине 100 м может привести к смерти. Поэтому в водолаз- ной практике в качестве предельно допустимой концентрации окиси углерода следует взять концентрацию, в 10 раз мень- шую, чем принято в обычной практике. Отравление окисью углерода сопровождается появлением у человека прогрессирующей слабости, сопровождаемой одыш- кой, головокружением и потерей сознания. Губы и видимые слизистые оболочки чаще всего приобретают при этом ярко- красный цвет, в то время как тело становится бледным. Отравление окисью углерода наиболее эффективно лечит- ся кислородом. Когда такое отравление сопровождается поте- рей сознания, для приведения пострадавшего в чувство можно в кислород добавить 6% углекислого газа, который будет способствовать выведению окиси углерода из организма, вследствие усиления легочной вентиляции. Если применение этих средств в течение часа эффекта не дает, то можно гово- рить о наличии у пострадавшего серьезного поражения голов- ного мозга, возникшего в результате воздействия аноксии. Другой опасностью, которая может возникнуть при ком- прессии воздуха, является попадание в сжатый воздух паров масел. Эти пары придают дыхательной смеси крайне непри- ятный привкус, а при повышенном давлении концентрация паров масел может оказаться достаточно высокой и вызвать раздражение нежных легочных мембран, в результате чего может появиться сильный кашель. В наиболее тяжелых слу- чаях попадание паров масел в легкие может привести к раз- витию пневмонии. Полностью удалить масло из компрессоров, применяемых для сжатия воздуха, невозможно. Следовательно, прежде чем подать сжатый воздух для дыхания водолаза или запол- нить им баЛлоны, его следует пропустить через глиноземные или другие фильтры, поглощающие пары масел. Дышать воздухом, который содержит некоторое количест- во водяных паров, более приятно, однако он менее предпоч- тителен по сравнению с сухим воздухом с точки зрения воздей- 150
ствия его на дыхательные аппараты. При этом следует отме- тить, что более всего подвержены коррозии баллоны для хранения сжатого воздуха и тонкие клапаны. Высушивание сжатого воздуха можно производить одновременно с его фильтрацией. Часто упускается из вида то, что водолаз,-находящийся на глубине под повышенным давлением, крайне чувствителен к любым, даже самым незначительным изменениям состава дыхательных газов. Легкие водолаза могут быть при этом раздражены воздействием повышенного парциального давле- ния кислорода, что влечет за собой некоторое нарушение процессов легочного газообмена. Вот почему всегда следует стремиться к тому, чтобы легкие человека, находящегося в условиях повышенного давления, были избавлены от воздей- ствия любых раздражающих факторов. Литература Schaefer К. Е. Fed. Proc. (U.S.A.), 1954, 13, 128. Miles S. M.R. C. (RNPRC), 1957, Report U.P.S., 164.
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ Зрение, слух и другие органы чувств Пребывание человека в водяной среде, резко отличающейся от естественной среды его обитания, влияет почти на все си- стемы организма. Для более полного понимания этой пробле- мы рассмотрим работу органов чувств при пребывании чело- века под водой более подробно. Зрение При отсутствии искусственного освещения видимость пред- метов, находящихся под водой, зависит от прозрачности воды и условий естественного освещения, что в свою очередь зави- сит от глубины расположения предмета в воде и времени суток. В полдень при работе водолаза в прозрачной воде уда- ется наблюдать за его действиями на глубинах, доходящих до 75 м. Вообще говоря, вода настолько активно поглощает световые лучи, что интенсивность дневного света на глубине 4,5 м составляет ’Д, а на глубине 15 м—1/в от естественной. Опыт, полученный при погружениях на различные глубины в батискафах, свидетельствует о том, что солнечный свет прони- кает лишь на глубину 450 м. Что касается видимости под водой, то она крайне ограни- чена даже при, казалось бы, самых благоприятных условиях, не превышая в наиболее прозрачной воде расстояния 30 м. Зачастую от взмучивания ила видимость в воде уменьшается почти до'нуля. В результате неравномерного поглощения света краски в воде носят обманчивый характер. Так, например, многие предметы, поднятые со дна, оказываются окрашенными со- вершенно иначе по сравнению с тем, как это воспринимается при рассматривании их под водой. Было показано, что голу- бые лучи проникают в толщу воды глубже всего, в то время как красные поглощаются водой в первую очередь. В резуль- тате этого камни неопределенной окраски, поднятые со дна, оказываются иногда ярко-красными. Под водой человеку часто приходится пользоваться ис- кусственным светом. При этом наиболее эффективными явля- ются желтые лучи — своеобразный компромисс между крас- ным светом, в основном поглощаемым водой, и голубым, ин- тенсивно отражающимся от взвешенных в воде частиц. При работе в мутной воде может оказаться неэффективным и ис- 152
преломления1 преломления угол, - sin i i*pg° Sin т отражение. -константа * 3/Ь Рис. 36. Преломление световых лучей при переходе из водной среды в воздушную. кусственный свет, однако и здесь есть выход из положения. Водолаз в случае необходимости может воспользоваться для обследования тех или иных поверхностей или предметов про- стым приспособлением, которое представляет собой коничес- кую трубку, напоминающую по форме мегафон, длиной 45— 60 см, оба конца которой закрыты обыкновенным стеклом. Эта трубка, заполненная чистой водой, дает возможность ви- деть в мутной воде при прикладывании более узкого ее конца к глазу, а более широкого к рассматриваемому предмету. За- полнение таких трубок воздухом привело бы к возрастанию плавучести прибора и потребовало бы увеличить его проч- ность. Это очень простое приспособление было предложено д-ром Glass и известно среди водолазов под названием «гла- за Гласса». Благодаря уменьшению интенсивности света под водой снижается не только видимость. При прямом контакте^доды с передней поверхностью роговицы глаза наблюдается значи- тельное снижение преломляющей способности последней, что приводит к снижению остроты зрения от 1,0 до 0,1. Глаза нуждаются в защите как от раздражающего дейст- вия воды, так и от прямого контакта с ней. Это может быть достигнуто с помощью специальных очков, масок и даже кон- тактных линз. При этом достигается не только защита глаз, но и восстановление преломляющей силы роговицы (в том случае, если между передней поверхностью роговицы*и защит- ным стеклом имеется воздушная прослойка), что в свою оче- редь приводит к восстановлению нормальной остроты зрения. Благодаря образованию воздушного пространства перед глазом волны света, отражающиеся от предметов, находящих- ся в воде, прежде чем попасть в глаз, должны пройти через слой воздуха. Изменение плотности среды на границе между этими слоями приводит к изменению направления всех свето- вых лучей, за исключением перпендикулярных. Это изменение направления лучей при переходе из одной среды в другую но- сит название рефракции, величина которой в различных сре- 153
Вода Воздух Глаза. Рис. 37. Смещение изображения воде. Кажущееся месторасположение предмета Стекло лицевой маски —или очкоВ месторасположение предмета Лучи света воды всего лишь 1,3. Воздух в дах, пропускающих световые лучи, различна и зависит от показателя рефракции данной среды. Этот показатель пред- ставляет собой отношение си- нуса угла падения световых лучей (sin i) к синусу угла их преломления (sinг). Этот пока- затель для различных сред оп- ределяется путем пропускания световых лучей из вакуума в изучаемую среду. Величина этого показателя для каждой среды постоянна (рис. 36). Так, например, бриллиант ценится за его высокую светопрелом- ляющую способность. Показа- тель преломления у этого кам- ня равен 2,6, в то время как у стекла он составляет 1,5, а у и газы, как правило, обладают очень низким показателем рефракции (у воздуха он равен 1,0003). Кроме зрительного восприятия блеска и игры цветов, обра- зующихся на поверхности неспокойной воды, рефракция све- товых лучей, проходящих, прежде чем достичь глаз наблюда- теля, из воды через слой воздуха, приводит к некоторому искажению наблюдаемых объектов и приближению их к наблю- дателю по сравеннию с тем, что имеет место в действительно- сти. Угол дивергенции световых лучей, проходящих из воды в воздух, увеличивается благодаря рефракции таким образом, что они кажутся исходящими из точки, расположенной ближе того места, где она в действительности находится (рис. 37). В действительности это приближение составляет обычно около 25% расстояния, на которое тот или иной предмет, находя- щийся в воде, удален от глаза наблюдателя. Несмотря на то что вначале благодаря зрительным искажениям окружающий подводный мир воспринимается водолазами необычным и об- манчивым, чувство дистанции у них вырабатывается быстро, что способствует успешному выполнению работы под водой. Очки и маска. Хорошая видимость пловца-подводни- ка обеспечивается за счет предохранения глаз очками или маской. Форма масок бывает самой различной. Так, напри- мер, существуют маски, закрывающие все лицо (лицевые маски), и небольшие маски, закрывающие только глаза и пе- реносицу (плавательные маски). Стекла очков и масок, защищающие глаза при плавании под водой, должны быть плоскими, так как искривленная по- 154
о *$$$$ бинокулярное поле зрения ПН - правое монокулярное поле зрения ЛИ - левое монокулярное поле зрения Рис. 38. Поля зрения человека, находящегося под водой в специальных очках. верхность вызывает рассеяние преломленного света и способ- ствует зрительному восприятию предметов, находящихся под водой, в искаженном виде. При использовании большинства моделей очков и масок поле зрения в результате рефракции и наличия у них оправы значительно уменьшается. В 1961 г. Barnard модифицировал глазной периметр для использования под водой и нанес на него зрительные поля, характерные для человека при надевании специальных очков и плавательных масок во время пребывания на воздухе и под водой. На рис. 38 представлены бинокулярное и монокуляр- ные поля зрения при пребывании человека в очках под водой. При сравнении полученных результатов с нормальными поля- ми зрения было обнаружено, что сокращение последних при пребывании человека в очках под водой выражено весьма значительно. На рис. 39 представлены зрительные поля че- ловека при пребывании его под водой в плавательной маске. Хотя зрительное поле при этом также заметно сокращено, оно все-таки значительно больше, чем при плавании с очками. В этом случае весьма интересным является тот факт, что бла- годаря латеральному боковому эффекту при пользовании та- кой маской имеет место наложение монокулярных полей зрения друг на друга. В конце концов Barnard показал (рис. 40), что при пребывании человека под водой в очках зрительные поля уменьшаются. 155
о 180 бинокулярное поле зрения пм - правое монокулярное поле зрения рм - левое монокулярное поле зрения Рис. 39. Поля зрения при пребывании человека под водой в плавательной маске. Когда пловец находится под водой в горизонтальном поло- жении, особое значение приобретают верхние участки зритель- ных полей, уменьшение которых по сравнению с нормой, осо- бенно у пловца под водой в плавательной маске, выражено не столь значительно. Нижняя половина зрительного поля в дан- ном случае менее важна. Нужно отметить, однако, что при конструировании масок и очков следует обращать внимание на необходимость улучшения бокового зрения. В этом отноше- нии могут оказаться полезными лицевые маски с широким об- зором при условии преодоления искажений в восприятии на- блюдаемых объектов, возникающих в результате изогнутой поверхности у стекол таких масок. Прежде чем завершить обсуждение проблем, связанных со световой рефракцией, следует отметить, что показатели ре- фракции воды и стекла очень близки друг к другу, поэтому из- менением направления световых лучей при прохождении света через стекло, расположенное на границе между водой и воз- духом, можно пренебречь. Контактные линзы. Использование контактных линз связано с определенными трудностями из-за необходимости наличия у таких линз плоской поверхности и некоторого количества воздуха между- водой и роговицей глаза. Такие линзы р внут- ренней стороны должны точно повторять контуры глазного яблока и плотно к нему прилегать. В то же время наружная поверхность таких линз должна иметь плоскую отшлифован- 156
/80 <80 Левый глаз Правый глаз Вода $$$< Воздух Рис. 40. Поле зрения при пребывании человека на поверх- ности и под водой в специальных очках. ную площадку. В 1958 г. Glass провел с такими линзами ряд экспериментов д рекомендовал, чтобы отверстие в контактной линзе, через которое происходит «дыхание» роговицы глаза, закрывалось танталовым сетчатым фильтром. Перспективы использования контактных линз при пребы- вании человека под водой до сих пор не ясны. Их использо- вание позволяет иметь хорошее зрительное поле, однако их производство в настоящее время еще очень дорого. Glass, между прочим, подчеркивает, что «несмотря на то, что кон- тактные линзы в обычной подводной практике никогда не заменят очков, их можно носить под водой в течение несколь- ких часов в тех случаях, когда использование очков является нежелательным». Слух Скорость распространения звука в воде равна 1400 м1сек, в то время как в воздухе она составляет 333 м/сек. Кроме того, в воде звук распространяется на большие расстояния. Этот факт был использован при создании приборов для эхо- локации. Пловец-подводник, находящийся под днищем кораб- ля, четко слышит шумы, возникающие на борту корабля. При пребывании под водой в лицевых масках пловцы-подводники могут довольно свободно переговариваться друг с другом, вы- пустив на время загубник дыхательного аппарата изо рта. Пловцы-подводники могут различать звуки, издаваемые дви- гателями судов, проплывающих на значительном удалении, а также отзвуки далеких взрывов. Кроме этого, они воспри- 157
нимают множество естественных подводных звуков — шум волн, шуршание донной гальки, шепот морских водорослей и даже слабые потрескивания, издаваемые крабами при добыче пищи и при ползании по скалам. Есть сведения о том, что и рыбы общаются при помощи звуков, используя частоты, на- ходящиеся за пределами возможностей звукового восприятия человеческого уха. На суше человек может довольно точно определить на- правление звука. Он делает это путем поворота головы до тех пор, пока оба уха не будут расположены на одинаковом рас- стоянии по отношению к источнику звука, а сам звук не начнет воздействовать на оба уха в одно и то же время, т. е. синхрон- но. Увеличение скорости распространения звука под водой де- лает этот процесс фактически невозможным. В дополнение к сказанному выше следует отметить, что имеется еще ряд проблем, связанных с воздействием на чело- века, находящегося под водой, сверхзвуковых и ультразвуко- вых колебаний и изучением возможностей использования спо- собности человека воспринимать эти колебания для целей на- вигации, обнаружения и связи. Глухота у водолазов и кессонных рабочих. Простейшая и наиболее частая форма глухоты у водолазов возникает в результате нарушения процесса уравнивания давления по обе стороны барабанной перепонки, связанного обычно с ка- таральным воспалением евстахиевой трубы или неумением во- долаза продувать уши. Такая глухота бывает неполной и временной, причем полное восстановление слуха происходит после уравнивания давления, о котором только что шла речь. Повторная травма такого рода может вызвать появление и более стойкой глухоты, однако с опытными водолазами это- го почти не случается. Бывают случаи, когда в результате слишком быстрой де- компрессии в жидкостях внутреннего уха образуются пу- зырьки азота, что приводит к потере слуха. Это состояние обычно является временным и чаще всего заканчивается пол- ным восстановлением слуха. Многие авторы высказывают мнение о том, что появление глухоты может явиться следствием работы в кессонах (Lister, Gomez, 1898; Almour, 1942). Однако полученные в этом отношении данные не убедительны, так как чаще всего слух у кессонных рабочих перед поступлением их на_ работу не проверяется. Вероятнее всего причиной глухоты у этой кате- гории трудящихся являются шумы, издаваемые рабочими ме- ханизмами и инструментами. Так, например, Schilling и Ever- ley (1942) обследовали большое число подводников и пришли к выводу, что причина появления у них глухоты — шумы, изда- ваемые дизельными двигателями подводных лодок. В 1960 г. Coles и Knight провели тщательное аудиометрическое обследо- 158
вание 62 водолазов и инструкторов подводного плавания, в ре- зультате которого .сделали вывод, что незначительные повтор- ные барютравматические повреждения уха не являются единственной причиной хронической глухоты у этой группы специалистов и что глухота не может быть осложнением в про- цессах нормальных погружений на глубину в водолазном сна- ряжении. Следует также упомянуть о шумах, воздействующих на человека при пребывании в компрессионной камере. Coles (1963, 1964) показал, что во многих рекомпрессионных каме- рах шумы, возникающие в результате поступления воздуха в камеру, превышают допустимые нормы. Поэтому трубы, по которым этот воздух поступает в рекомпрессионную камеру, следует оснащать глушителями. Требования, предъявляемые к состоянию ушей водолазов. Ухо очень тонкий и важный орган, и это диктует необходи- мость всемерной защиты ушей при пребывании человека под водой. Выше уже упоминалось о том, что у кандидата в во- долазы не должно быть никаких воспалительных состояний катарального характера, и он должен совершенно свободно продувать уши. Простуда, катар и инфекция верхних дыха- тельных путей являются противопоказанием к спуску чело- ловека под воду. Наличие у водолаза одного из таких забо- леваний может привести не только к появлению боли в ушах, но и стать причиной инфекции среднего уха. Для улучшения проходимости евстахиевых труб при таких состояних можно рекомендовать применение различных капель и орошений по- лости носоглотки, однако более безопасным и разумным, за исключением случаев срочных погружений, является отстране- ние водолаза от работы до полного его выздоровления. В тех случаях, когда ухо серьезно повреждено, что со- провождается гиперемией барабанной перепонки или крово- течением, наблюдение за пострадавшим следует проводить до полного его выздоровления, запретив ему на этот срок погружение под воду. Выздоровление в таких случаях может наступить в сроки от 6 недель до 3 месяцев. Таких больных обязательно должен осматривать отоларинголог. Водолазам надо следить и за состоянием наружного уха. Избытки ушной серы подлежат удалению. Ни в коем случае нельзя затыкать уши кусочками шерстяной ткани или вставлять в уши за- щитные пробки, так как они при повышении окружающего давления могут быть вдавлены внутрь наружного слухового прохода, причем может произойти повреждение окружаю- щих тканей. Удаление таких пробок из ушей в ряде случаев доставляет много хлопот. В некоторых районах мира, и особенно в тропиках, мор- ская вода содержит во взвешенном состоянии мелкие частицы песка и кораллов, которые при попадании в наружный слу- ховой проход могут вызывать его раздражение. 159
Если водолаз правильно понимает и оценивает опасности, связанные с пребыванием его под водой, и тщательно соблю- дает основные правила гигиены, то за состояние его ушей можно не беспокоиться. Определение положения тела в пространстве При пребывании человека в воде никаких усилий для сохра- нения положения тела в пространстве не требуется; рефлек- сы позы при этом отсутствуют, а мышцы, которые обеспечи- вают сохранение положения тела в пространстве и его ус- тойчивость, расслаблены. Человек в воде в неподвижном со- стоянии с завязанными глазами быстро утрачивает ощущение положения тела в пространстве. Пловцы-подводники при определении направления движе- ния в воде полагаются в основном на свое зрение. Более свет- лые слои воды, находящиеся над ними, и путь движения вверх пузырьков воздуха указывают им местонахождение водной поверхности. Если пловца-подводника лишить этих ориентиров, то он быстро потеряет ориентацию в воде. Известно много случаев, происшедших главным образом в тем- ноте, когда даже опытные пловцы, думая, что они плывут в определенном направлении по избранному курсу, оказыва- лись на дне, превысив намеченную глубину погружения на многие метры. Особенно опасна потеря ориентации в воде при использовании кислородного прибора, который не связывает пловца с плавсредством. Для обеспечения собственной безопасности и точного вы- полнения задания пловец-подводник должен полагаться на такие приборы, как глубинный манометр (глубиномер) и ком- пас, и время от времени всплывать на поверхность для того, чтобы оглядеться. В тех случаях, когда это возможно, пло- вец-подводник должен поддерживать контакт с обеспечиваю- щим судном. Литература Almour R. New York State J. Med., 1942, 42, 779. Barnard E. E. P. Proc. Roy. Soc. Med., 1961, 54, 755. Case E. M. a. Haldane J. B. S. Nature, 1942, 148, 84. Coles R. R. A. R. N. Medical School Rdports, 5/63 a. 5/65, 1963 a. 1964. Coles R. R. A. a. Knight J. J. M. R. C. (RNPRC), 1960. Report He. S. 29. Glass A. M. R.S. (RNPRC), 1958. Report U.P.S. 36. Lister J. C. a. Gomez V. Ar.ch. Otol. N. Y., 1898, 27, 1. Schilling C. W. a. Everley I. A. Nav. Med. Bull., 1942, 40, Wash., 664.
ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ Декомпрессия Человек не. может побывать под водой без того, чтобы не ис- пытать на себе действия повышенного давления. Он также не может вернуться на поверхность воды, не подвергнувшись декомпрессии. Процессы, с помощью которых человек адап- тируется к глубине, должны носить обратимый характер. При современных ограничениях глубины погружения и вре- мени пребывания человека под водой эти условия могут быть соблюдены без каких-либо трудностей, неудобств или пов- реждений организма. К сожалению, в водолазной практике сплошь и рядом приходится сталкиваться с превышением без- опасных пределов погружения на глубину. В тех. случа- ях, когда на заключительном этапе погружения — всплытии водолаза на поверхность — не соблюдаются определенные меры предосторожности, дело может кончиться развитием у водолаза декомпрессионной болезни. По Мере увеличения окружающего давления во время спуска водолаза, на глубину дыхательные газы начинают по- глощаться кровью во все больших количествах и распреде- ляться по тканям всего организма, где и происходит их на- копление. Этот путь—«легкие — кровь —ткани», который проделывают дыхательные газы, — является простым й пря- мым отражением повышения парциального давления этих газов в альвеолярном воздухе. При уменьшении окружающе- го давления в процессе всплытия водалаза на поверхность эти газы выводятся из тканей и переносятся вместе с кровью в лег- кие. Этот обратный путь газов по маршруту «ткани — кровь —легкие» газы, высвобождающиеся из тканей при де- компрессии, далеко не всегда могут пройти быстро. Если ткани содержат избыточное количество растворен- ных'газов, то при уменьшении окружающего давления может произойти их выход из растворенного состояния с образова- нием газовых пузырьков. Образование таких пузырьков, ко- торое может произойти во многих местах организма с раз- личной скоростью и интенсивностью, как раз и служит при- чиной возникновения декомпрессионной болезни. Декомпрессионная болезнь В широком смысле слова под понятием «декомпрессионная болезнь» должны пониматься любые нарушения со стороны организма, которые явились прямым результатом уменьшения б Подводная медицина . 161.
окружающего давления. Проявления этого заболевания могут варьировать от острых явлений, наблюдающихся при взрыв- ной декомпрессии у летчиков, до хронических проявлений это- го заболевания у кессонных рабочих. Среди различных форм этого заболевания можно отметить разрыв легких, происхо- дящий иногда при свободном всплытии, спинальные парали- чи, преходящий кожный зуд и высыпания, возникающие у во- долазов при нарушении режима всплытия. О разрыве легких при декомпрессионной болезни мы уже упоминали. Что ка- сается проблем борьбы с декомпрессионной болезнью в авиа- ционной медицине, протекающей по сравнению с подводной патологией в несколько ином плане, мы их касаться не бу- дем. Основное внимание будет уделено рассмотрению деком- прессионной болезни, являющейся основным профессиональ- ным заболеванием водолазов и кессонных рабочих. Более 100 лет назад Bucquoy (1861) опубликовал работу, в которой впервые были перечислены опасности, подстерегающие чело- века при работе в атмосфере сжатого воздуха, и высказана мысль о необходимости медленной декомпрессии. В после- дующие годы кессонные работы стали приобретать все боль- ший размах, что потребовало от физиологов и физиков под- робного изучения этой проблемы (Oliver, 1904; Hill, 19Г2; Keays, 1912; Schilling, 1941; Reinsford, 1942). Вследствие то- го что о причинах возникновения декомпрессионной болезни в те далекие дни почти ничего не знали, случаи заболевания были весьма часты. Обычным проявлением болезни служила боль, в ряде слу- чаев крайне острая. Чаще всего при этом страдали суставы. Зачастую боль носила перемежающийся характер. Рабочие в то время редко работали под давлением, превышающим 2,5 кг/см2 (3,5 абс. атм). Симптомы заболевания у них обыч- но появлялись вскоре после снижения давления, иногда спус- тя несколько часов. Наряду с болью врачи были свидетеля- ми развития у таких больных ряда нервных расстройств, включая появление параличей, двигательных нарушений, по- тери чувствительности, а иногда и признаков раздражения мозговой ткани. С увеличением рабочих глубин проявления декомпрессионной болезни становились тяжелее. Опытным путем было показано, что возвращение таких больных под давление приводило к уменьшению болевых ощущений. Со временем для осуществления такого лечения вблизи мест проведения кессонных работ стали строить специальные ре- компрессионные камеры. В водолазной практике картина бы- ла в общем такой же, хотя водолазы обычно подвергались воздействию более высоких давлений в течение более ко- роткого времени. Декомпрессионная болезнь у водолазов обычно протекала тяжелее с более частым поражением цент- ральной нервной системы. 162
Bert (1878) провел серию экспериментов на животных, подвергнув их декомпрессии после длительного пребывания под давлением, и пришел к выводу о том, что в основе «болез- ни сжатого воздуха» лежит образование пузырьков азота в крови и тканях. Boycott и Damant (1908) показали, что упитанные животные были более чувствительны к декомпрес- сионной болезни по сравнению с худыми, и пришли к заклю- чению, что жировая ткань служит при этом своеобразным ре- зервуаром азота. Уже тогда было известно, что раствори- мость азота в жирах в 5 раз выше его растворимости в воде. Haldane и Priestley (1935) сообщили об обнаружении пу- зырьков газа в брыжейке козы, появившихся в результате быстрой декомпрессии. Следует отметить, что Haldane еще ранее (1922) рекомендовал британскому Адмиралтейству метод ступенчатой декомпрессии в соответствии с созданны- ми им таблицами, которые впоследствии нашли широкое при- менение и успешно выдержали испытания временем. Совре- менные водолазные таблицы не отличаются значительно от этих таблиц, несмотря на то что в них имеется ряд модифи- каций, отражающих в основном особенности длительного пре- бывания водолазов под водой. В-последующие годы изучение проблемы декомпрессии было продолжено. В 1952 г. Hempieman, Crocker и Taylor выдвинули новые соображения при составлении декомпрес- сионных таблиц, а тремя годами позже Rashbass (1955) опубликовал новые таблицы. Последние таблицы, выпущенные Crocker в 1957 г., исполь- зуются до сих пор, несмотря на то что многие проблемы, свя- занные с глубоководными погружениями, все еще ждут своего разрешения. Тщательное изучение неблагоприятного воздействия на организм повышенного давления было продолжено Golding,. Campbell, Griffiths, Hempieman, Paton и Walder (1960). Клиника декомпрессионной болезни Если у человека после пребывания под давлением появились какие-либо жалобы, то ни одну из них оставлять без внима- ния не следует независимо от ее характера. Более того, до тех пор, пока не будет установлен окончательный диагноз, такой случай должен рассматриваться и вестись как случай декомпрессионной болезни. Несмотря на то что при деком- прессионной болезни можно обнаружить большое число сим- птомов и признаков, свидетельствующих о наличии у постра- давшего этого заболевания, некоторые из них являются более общими и специфичными по сравнению с другими. Схе- матично их можно представить следующим образом. 6* 163
1. Боль. Боль является самым общим признаком деком- прессионной, более известной под названием кессонной, бо- лезни и отмечается почти в 90% всех случаев заболевания. Чаще всего при этом наблюдается медленно развивающаяся тупая боль в каком-либо суставе или около него. Появлению боли может предшествовать болезненность или чувство оне- мения в этом участке тела. Кожа над местом поражения при- обретает бледный оттенок. Зачастую больной испытывает упадок сил, сопровождающийся иногда ознобом или сильным жаром. 2. Параличи. К счастью, поражения центральной нерв- ной системы при развитии декомпрессионной болезни отме- чаются довольно редко- Наиболее часто такие поражения по- являются в результате глубокого нарушения режима деком- прессии при осуществлении глубоководных спусков. Общая частота таких поражении не превышает, однако, 5% от об- щего числа случаев, причем в это число" включаются постра- давшие с такими симптомами поражения центральной нерв- ной системы, как головокружение, преходящая глухота и расстройства зрения. Из других поражений чаще всего нам приходится иметь дело со спастическим параличом одной или двух ног, носящим обычно обратимый характер. Общая кли- ническая картина при этом типична для местных поражений спинного мозга. Иногда присоединяются такие симптомы по- ражения мозга, как судороги, афазия и нарушения зрения. Стойкие мозговые поражения довольно редки, однако деге- неративные изменения в спинном мозге могут в ряде случаев носить необратимый характер. Полную картину поражения центральной нервной системы в результате воздействия де- компрессии представить себе нелегко, так как чем большее число таких случаев мы наблюдаем, тем длиннее становится перечень симптомов, характерных для такого рода пораже- ний. Вообще говоря, при этом возможны почти все варианты нарушений высшей нервной деятельности, включая измене- ния в настроении, сенсорные сдвиги, различные виды потери чувствительности и словесную амнезию. ’ В результате специфического поражения ног у постра- давшего может появиться шатающаяся походка. 3. Поражение легких. При поражении легких в резуль- тате воздействия декомпрессии может произойти коллапс, шок и асфиксия, предвестниками которых обычно являются резко выраженная одышка, загрудинные боли, усиливающие- ся при вдохе, и приступы кашля. При наличии все увеличи- вающейся одышки пульс, вначале частый, постепенно замед- ляется, а кожные покровы приобретают бледно-серый отте- нок, становясь иногда синюшными. За этим может наступить потеря сознания. Это острое и серьезное состояние при резко выраженной декомпрессионной болезни может сопровождать- 164
ся появлением ряда других симптомов. В некоторых случаях развитие поражения легких носит замедленный характер, что чаще бывает при менее резкой декомпрессии. Может слу- читься, что у такого больного все другие проявления деком- прессионной болезни будут отсутствовать. В таких случаях (их частота не превышает 2% всех поражений подобного рода) отмечалось накопление газовых пузырьков в капиллярах легких. Это состояние было описано авиационными врачами, которые наблюдали его при быстром подъеме испытуемых в барокамере до высоты эквивалентной 11 000 м (Parsons, 1958). Как в авиационной, так и в подводной медицине это состояние известно под названием удушья, 4. Поражение кожи. Зачастую первым признаком разви- тия декомпрессионной болезни является ощущение кожного зуда или жжения, носящего локализованный характер. Эти ощущения могут распространиться на довольно обширные об- ласти тела, однако со временем они вновь становятся лока- лизованными. В ряде случаев' этому сопутствуют и болевые ощущения. Иногда на месте раздражения кожных покровов появляются высыпания пятнистой мраморной сыпи. Такие симптомы чаще всего появляются после кратковременных глубоководных погружений (реже после длительного пребы- вания человека на небольшой глубине) и могут оказаться един- ственными признаками, свидетельствующими о декомпресси- онной_болезни. Патогенез этого состояния до конца не выяснен, однако наи- более вероятно, что в данном случае происходит образование газовых пузырьков в кожных капиллярах с разрывом этих капилляров, наличием местных кровоизлияний и прямого раздражения чувствительных нервных окончаний. Поражения кожных покровов можно сравнить в данном случае с меха- низмом закупорки легочных капилляров газовыми пузырька- ми, при которой у пострадавшего развивается удушье. 5. Поздние изменения. В ряде случаев у кессонных рабо- чих, оставивших этот род деятельности, при рентгенологиче- ском обследовании обнаруживают асептические некрозы костей, что может служить .причиной деформации суставов и артритов. Наличие подобных состояний пытаются объяс- нить за счет многократного воздействия на таких людей по- вышенного давления и отсутствия надлежащей декомпрессии. Некрозы костей были также обнаружены у трех подводни- ков через 12 лет после выхода из затонувшей подводной лодки. Эти подводники в результате воздействия на них быст- рой декомпрессии перенесли кессонную болезнь, протекав- шую у них в тяжелой форме (James, 1945). Несмотря на то чтб у водолазов таких поражений обнаружено не было, воз- можность их появления у этой категории специалистов упус- кать из вида ни в коем случае не следует. 165
Фактор времени. Вообще говоря, признаки развития де- компрессионной болезни появляются вскоре после заверше- ния декомпрессии, причем в большинстве случаев (85%) на это уходит не более 30—60 минут. В некоторых, правда весь- ма немногочисленных, случаях эти признаки могут появить- ся уже в процессе декомпрессии. Лишь в 1 % случаев их по- явление регистрируется по прошествии 6 часов и более после завершения декомпрессии. Диагностика декомпрессионной болезни Для опытных медицинских специалистов, работающих в ор- ганизациях, занимающихся производством кессонных и водо- лазных работ, постановка диагноза декомпрессионной болез- ни затруднений не вызывает. Несмотря на это, следует очень серьёзно относиться ко всем жалобам или нарушениям со стороны поведения, которые могут появиться у человека пос- ле пребывания в атмосфере с повышенным давлением. Де- тали, связанные с длительностью пребывания в такой атмос- фере, и особенности декомпрессии должны соответствующим образом регистрироваться, так как эти данные в ряде слу- чаев при постановке диагноза декомпрессионной болезни мо- гут оказаться решающими. Позже мы увидим, что иногда прибегать к контролируемой декомпрессии водолазов вовсе не обязательно. Появление у водолаза кожного зуда, болевых ощущений, расстройств со стороны дыхания, нарушений зрения, парали- чей и признаков поражения головного и спинного мозга слу- жит веским доказательством в пользу наличия у такого по- страдавшего декомпрессионной болезни. Диагноз этого заболевания может быть подтвержден с до- статочной долей уверенности в его правильности лишь при повторной экспозиции такого пострадавшего к повышенному давлению, при которой признаки и симптомы развивающейся декомпрессионной болезни должны исчезать. Лучше всего этого можно добиться при помещении пострадавшего в ре- компрессионную камеру. Если такой камеры поблизости нет, пострадавший водолаз может быть снова опущен на глуби- ну. Целесообразность применения такого лечения заключа- ется в том, что рекомпрессия приводит к уменьшению раз- мера газовых пузырьков, образовавшихся в-результате де- компрессии, помогает их реабсорбции, снимая тем самым местные проявления декомпрессионной болезни. Если симп- томы декомпрессионной болезни после проведения необходи- мой рекомпрессии не исчезают, мы можем” с большой долей вероятности предполагать, что они с развитием у пострадав- шего декомпрессионной болезни не связаны. 166
Лечение декомпрессионной болезни При наличии у пострадавшего лишь кожного зуда и высыпа- ний никакого специального лечения не требуется, так как такие больные быстро поправляются и без лечения. При всех остальных признаках и симптомах декомпрессионной болезни пострадавший должен быть подвергнут лечебной рекомпрес- сии. Исключение может быть сделано лишь в отношении больных с незначительными болевыми ощущениями, подда- ющимися купированию с помощью покоя, тепловых ванн и аспирина. Однако остановиться на таком лечении может по- зволить себе лишь врач, обладающий большим опытом в ле- чении декомпрессионной болезни. Следует отметить, что ре- шение не прибегать к обычной процедуре лечения этого за- болевания приводит к большой экономии времени. В тех случаях, когда принимается решение о рекомпрес- сии, пользуются специальными таблицами лечебной реком- прессии, к подробному рассмотрению которых мы перейдем не- сколько позже. Принцип, заложенный в их использовании, состоит в том, что обращение к той или иной из них зависит от того, какие симптомы наблюдаются у пострадавшего — одна лишь боль или же при этом имеются такие серьезные нарушения, как потеря сознания, судороги, параличи, воздуш- ная эмболия, моторные или сенсорные расстройства, резкая одышка или боль, не исчезающая под давлением. По этим признакам всех пострадавших такого рода можно условно разделить на две группы: 1) имеющих одни болевые ощу- щения и 2) имеющих более серьезные симптомы. В обоих случаях пострадавшего следует поместить в рекомпрессион- ную камеру и быстро подвергнуть лечебной рекомпрессии. При проведении лечебной рекомпрессии давление в ре- компрессионной камере выше давления эквивалентного глу- бине 50 м поднимать не следует, причем характер последую- щей декомпрессии должен зависеть от влияния предшеству- ющей рекомпрессии на клиническую картину декомпрессион- ной болезни. Лечебная декомпрессия может продолжаться от б’А до 38 часов. Если во время лечебной рекомпрессии со- стояние пострадавшего не улучшится, то срок его пребыва- ния под давлением может быть увеличен еще больше. Golding и сотрудники (1960) описали случай до 9,5 дня. Профилактика декомпрессионной болезни В тех случаях, когда человеку приходится работать под дав- лением, необходимо принять все меры для того, чтобы защи- тить его от развития декомпрессионной болезни. Декомпрес- 167
сию следует проводить таким образом, чтобы избыток газов, растворенных в крови и тканях, покидал организм без обра- зования пузырьков. На декомпрессию водолазов, находив- шихся1 долгое время на большой глубине, может иногда ухо- дить довольно много времени. С этим приходится мириться, так.как другого выбора у нас пока нет, хотя все время и де- лаются попытки сократить срок, необходимый для такой де- компрессии. В настоящее время мы располагаем специаль- ными декомпрессионными таблицами, в которых нашли свое отражение режимы декомпрессии и для водолазов, и для' кессонных рабочих. Если декомпрессия производится в точ- ном соответствии с требованиями этих таблиц, то заболевае- мость декомпрессионной болезнью резко снижается. При этом тяжелые формы заболевания встречаются крайне редко, и отмечаются у водолазов менее чем в 1 %, а у кессонных рабочих 1 — только в 0,6% случаев. У водолазов декомпрессия производится путем ступенча- того всплытия с остановками через определенные расстояния и с увеличением времени пребывания на этих остановках по мере приближения к поверхности. На это уходит довольно значительная часть общего количества времени, в течение которого водолаз находится под водой. Это вынуждает ис- кать пути уменьшения времени декомпрессии. Так, например, было показано, что после завершения работы на большой глубине водолаз может войти в подводный колокол или по- гружаемую декомпрессионную камеру (см. рис. 16), давле- ние в которой равно давлению на глубине погружения водо- лаза. После этого камера закрывается и поднимается вместе с водолазом на борт водолазного судна без дальнейшего снижения давления внутри нее. Ступенчатая декомпрессия такого водолаза может быть проведена в самом колоколе или рекомпрессионной камере большего размера, в которую водо- лаз может быть переведен через специальный шлюз. Благодаря этому процесс декомпрессии может быть проведен в условиях относительного комфорта. Другим методом декомпрессии, весьма перспективным, является так называемая поверхностная декомпрессия, при которой водолаз, завершивший свою работу на глубине, сра- зу же всплывает на поверхность и незамедлительно помеща- ется в рёкомпрессионную камеру для срочной рекомпрессии, за которой следует декомпрессия, проводимая в соответствии с заранее намеченной программой. Этот метод представляет наибольшую ценность для декомпрессии водолазов с авто- номной системой дыхания, продолжительность пребывания которых под водой лимитирована возможностями дыхатель- 1 Данные обследования кессонных рабочих при строительстве тун- неля под Темзой в Дартфорде (Прим, перев.). 168
ного аппарата, поэтому длительная подводная декомпрессия невозможна. Кессонные рабочие также должны проходить декомпрес- сию, которая производится в специальном воздушном шлюзе, расположенном между местом их работы и внешним миром. Все эти методы декомпрессии будут более подробно рас- смотрены несколько позже, а сейчас мы рассмотрим теорети- ческие предпосылки и результаты исследований, которые спо- собствовали созданию декомпрессионных таблиц. Декомпрессионные таблицы Существуют веские доказательства того, что декомпрессион- ная болезнь обязана своим происхождением образованию газовых пузырьков в тканях во время декомпрессии. Поэто- му понятно, почему в основу декомпрессионных таблиц зало- жен принцип создания таких условий, при которых избыток растворенных в тканях газов выводился бы из организма без образования газовых пузырьков. Для того чтобы понять принцип декомпрессионных таб- лиц, необходимо проследить за судьбой избыточных коли- честв газов по мере их растворения в организме. При повышении окружающего давления происходит уве- личение растворимости в крови всех газов, находящихся в легких вообще, и азота в особенности. Избыточные количе- ства растворенных в крови газов переносятся с током крови к тканям и диффундируют в них, причем этот процесс про- исходит до установления нового газового равновесия. При падении окружающего давления избыточные количества га- зов выделяются из крови при прохождении ее через легкие. Из тканей же избыток газов, растворенных в них, при умень- шении окружающего давления переходит в кровь и лишь за- тем выводится из организма через легкие. Когда происхо- дит быстрое падение окружающего давления, избыток газов в тканях не успевает быстро перейти в кровь. В результате в тканях происходит образование газовых пузырьков. Этот процесс можно сравнить с зарядкой сифона с содовой водой из небольшого баллона со сжатым углекислым газом. Сифон заполняется водой, над поверхностью которой создается из- быточное давление углекислого газа, растворяющегося в по- вышенных количествах в этой воде. Углекислый газ в дан- ном случае может проникнуть в воду только через ее поверх- ность, что напоминает процесс проникновения в организм под давлением дыхательных газов через легкие. Когда мы умень- шаем давление в сифоне, нажимая на специальный рычаг, в воде происходит образование пузырьков углекислого газа. В нашем организме при резком уменьшении окружающего 169
давления газы ведут себя точно так же, образуя пузырьки в крови и тканях. Несмотря на то что в возникновении декомпрессионной болезни определенное участие принимает и углекислый газ и кислород, мы в первую очередь рассмотрим ту роль, кото- рая принадлежит в этом отношении азоту. Распределение азота в организме При атмосферном давлении между парциальным давлени- ем азота в легких, количеством этого газа, растворенного в циркулирующей крови, и содержанием азота в тканях су- ществует определенное равновесие. Сердечно-сосудистая система обеспечивает транспорт кислорода к тканям и удаление из них углекислого газа. При любом повышении парциального давления азота во вдыхаемом воздухе происходит распространение избыточных количеств этого газа по всему организму с быстрым установ- лением во всех васкуляризируемых тканях нового газового равновесия. В тканях, богатых водой, поглощение избыточ- ных количеств азота при повышении его напряжения в крови происходит относительно быстро. Этот процесс является от- ражением увеличения парциального давления азота в альвео- лярном воздухе. Существует, однако, «неводная», или жиро- вая, ткань, в которой глыбки истинного жира, не обладаю- щие дыхательными потребностями, существуют в виде инерт- ных очень мелких внутриклеточных включений или в виде крупных интерстициальных масс. Степень контакта жировой ткани с избытком азота, растворенного в крови, зависит от богатства прилегающей к ней капиллярной сети. Избыток азота проникает из крови в жировую ткань, в которой раст- воримость его по сравнению с другими тканями повышена, но из-за низкого содержания в ней воды происходит медлен- но. Со временем, однако, количество азота, растворенного в этой ткани, увеличивается и может достигнуть значитель- ной величины. При нормальном атмосферном давлении в каждых 100 мл крови и ткани, богатой водой, растворено около 1 мл азота, в то время как в таком же количестве жи- ровой ткани его растворено в 5 раз больше. Во всем организ- ме имеется около 1 л растворенного азота; 35% этого коли- чества находится в жировой ткани. Рассматривая вопрос о распределении азота в организ- ме, следует иметь в виду два вида тканей — ткани, содержа- щие большие количества воды, и ткани, содержащие жир. Это подразделение тканей на два вида, к сожалению, не так просто, как может показаться на первый взгляд, благодаря особенностям распределения жировой ткани в организме. 170
ХоООваЯ чробь ткань на побеихности. < ата Haldane (1922) выска- зал мнение о том, что при изучении распреде- ления азота в организ- ме следует иметь в ви- ду многие типы тканей, которые должны быть классифицированы в соответствии со ско- ростью насыщения их азотом. Hempieman (1952) попытался упросить ре- шение этой проблемы, приняв за основу своей гипотезы такое положе- ние, при котором кро- веносный сосуд откры- вается точно в центре жировой глобулы, бла- годаря чему происхо- дит быстрая доставка избыточных количеств азота к жировой ткани при увеличении пар- циального давления концентрация азота <оличестбо азота застбоовннозо 6 ткани Равновесие этого газа в альвеолах. При этом азот, по его мнению, прони- кает в непосредственно прилегающую к таким глобулам жи- ровую ткань и диффундирует в радиальном направлении. Скорость, с которой азот диффундирует через ту или иную ткань, обратно пропорциональна корню квадратному из времени протекания этого процесса. Это означает, что при любом данном времени содержание азота в ткани Q про- порционально корню квадратному из времени t. о. = к.у~, где К — константа. Эта формула применима только к большим участкам жи- ровой ткани, так как она не учитывает замедления насы- щения жировой ткани азотом. Однако эта формула все же упрощает решение всей проблемы. Дайную формулу гораздо легче представить себе графи- чески. На рис. 41 большие квадраты представляют собой изображение участка жировой ткани, который при воздейст- вии на организм давления 4 атм достигает газового равнове- сия по азоту с кровью (колонка слева) только через 8 часов после начала эксперимента. Заштрихованный участок графи- ка соответствует напряжению азота. Как мы увидим далее, 171
Жировая кровь ткань а) состояние ткани вскоре после возвращения к нормальному давлению б) состояние ткани после частич-- кого уменьшения окружающего давления Iпоглощение азота тканью продолжается) Рис. 42. Перераспределение азо- та в частично насыщенной этим газом ткани после снижения окружающего давления. половинное насыщение этой тка- ни азотом происходит за время, равное примерно 2 часам, что как раз и определяется с помощью представленной выше формулы. Подобно этому при уменьшении окружающего давления, исклю- чающего образование газовых пу- зырьков, мы будем иметь обрат- ную картину, когда за первые 2 часа из этого участка ткани бу- дет выведена половина растворен- ного азота, после чего будет наб- людаться снижение скорости вы- ведения азота. Трудность применения этой простой формулы по отношению к человеку заключается в том, что каждый такой участок ткани име- ет второй источник поступления крови, расположенный с противо- положной его стороны. При таком положении диффу- зия азота в участок жировой тка- ни происходит с двух сторон, причем новое газовое равновесие устанавливается за 2 часа. Отсю- да со всей очевидностью следует, что небольшие скопления жировой ткани будут насыщаться азотом гораздо быстрее по сравнению с более крупными. Важную роль при этом играет местное кровоснабжение. Распределение жировой ткани в ор- ганизме каждого человека носит относительно постоянный характер. В то же время кровоснабжение этой ткани может варьировать в зависимости от интенсивности мышечной на- грузки, метаболической активности организма, а также от фи- зических изменений и даже эмоциональных сдвигов в нем. При распределении азота в организме очень важную роль играет фактор времени, что в значительной степени влияет на тип декомпрессионной болезни. Возможны, однако, и такие си- туации, при которых диффузия азота в жировую ткань будет происходить и при снижении окружающего давления. Если бы в примере, представленном на рис. 41, окружающее давление начинало снижаться до нормального лишь по прошествии 2 часов, насыщенная азотом жировая ткань, расположенная поблизости от кровяного русла, быстро передала бы избыток азота в кровь, в то время как в более глубоких слоях этой ткани диффузия азота продолжалась бы во всех направлениях (рис. 42, а). 172
Если бы на этой стадии насыщения жировой ткани азотом внешнее давление снижалось лишь частично, то активное по- глощение азота этой тканью могло продолжаться и далее (рис. 42,6). Принятие в качестве’постулата того факта, что декомпрес- сионная болезнь обязана своим происхождением образованию газовых пузырьков в крови и тканях, в чем в настоящее вре- мя никто и не сомневается, дает нам возможность изучить ряд закономерностей, связанных с ее развитием, с учетом действия таких переменных факторов, как время пребыва- ния водолаза под водой, глубина его погружения и скорость декомпрессии. Если декомпрессия происходит очень быстро, то газовые пузырьки образуются даже в тканях, богатых во- дой. В пробах крови, взятых сразу же после быстрого всплы- тия человека с глубины, в первую очередь бросается в глаза то, что она пенится. В авиационной медицине такое состояние, наблюдаемое у человека, подвергшегося быстрой и глубокой декомпрессии, называют «закипанием» крови. Очень кратко- временные, но глубокие погружения с этой точки зрения более опасны, чем более длительные погружения на небольшие глу- бины, при этом поражения спинного мозга чаще бывают в пер- вом случае, тогда как суставные боли превалируют во втором. Жир, входящий в состав нервной системы, например жир миелиновых оболочек, по всей видимости, насыщается азотом гораздо быстрее, чем жир, расположенный в разбросанных по всему организму жировых депо. Поэтому, наверное, при де- компрессии газовые пузырьки образуются в первую очередь в миелиновых оболочках нервов. Кроме того, при кратковременных глубоководных погру- жениях предел безопасности гораздо меньше, чем при менее глубоких и более продолжительных погружениях. Расчет декомпрессионных таблиц Декомпрессионные таблицы, составленные в свое время Haldane, были пересмотрены относительно недавно, и измене- ния, внесенные в них, не столь уж велики. Составляя свои таб- лицы, Haldane исходил из принципа, что газовые пузырьки в тканях организма не образуются при быстрой декомпрессии в том случае, если эта декомпрессия не превышает уменьше- ния давления с 2,25 атм на глубине до 1 атм. Таким образом, падение давления от 2 до 1 атм, что равноценно быстрому всплытию с глубины 10 м на поверхность, является для водо- лаза совершенно безопасным независимо от времени его пре- бывания на грунте. Так как ткани организма при увеличении глубины погружения своего объема не изменяют, уменьше- 173
ние давления на любой глубине ровно наполовину приводит к высвобождению половинного объема азота, содержащегося в тканях. Так, если декомпрессия от 2 до 1 атм является бе- зопасной, то точно такой же является декомпрессия от 4 до 2 атм или же от 6 до 3 атм. Это положение впоследствии бы- ло подтверждено на практике сначала на козах, а затем на людях. Исходя далее из предпосылки, что части организма, где может произойти образование газовых пузырьков, насы- щаются азотом наполовину за 1 ’/4 часа, оказалось возмож- ным вычислить скорость потери азота этими тканями во вре- мя декомпрессионных остановок. Так как для удобства при- нято делать остановки через каждые 3 м, возникла необходи- мость определить время пребывания водолаза на каждой ос- тановке, потребное для выведения достаточных количеств азота из организма, что сделало бы безопасным подъем па следующие 3 м. Это время зависит, конечно, от продолжительности пребы- вания водолаза на грунте и глубины его погружения, однако при первой остановке, которая является обычно короткой, этим пренебрегают. При погружении водолаза на глубину 60 м и пребывании его на грунте в течение 30 минут первая остановка длится 3 минуты, а* при пребывании его на такой глубине в течение 1 часа продолжительность такой остановки увеличивается до 15 минут. При последующих остановках по мере приближения водолаза к поверхности скорость выведе- ния азота из организма прогрессивно снижается, что вызыва- ет необходимость пропорционально увеличивать продолжи- тельность декомпрессионных остановок. Так, например, при пребывании водолаза на глубине 60 м в течение 30 минут пер- вая 3-минутная остановка делается на глубине 24 м, затем следует 3-минутная остановка на глубине 21 м, 5-минутная — на глубине 18 м, 10-минутная — на глубине 15 м, 15-минут- ная — на глубине 12 м, 20-минутная — на глубине 9 м, 30-ми- нутная — на глубине 6 м и, наконец, 35-минутная — на глу- бине 3 м. Декомпрессионные таблицы Haldane были в свое время опубликованы с пояснением всех деталей и успешно использо- вались в течение ряда лет (Haldane, Pristley, 1935). На практике, однако, при использовании таблиц Haldane иногда создавались такие ситуации, при которых мелковод- ные спуски чрезмерно затягивались, а глубоководные сопро- вождались рядом серьезных осложнений. Вследствие этого в последнее время были предприняты попытки улучшения этих таблиц. Наиболее важной отправной точкой при расчете деком- прессионных таблиц служит время, в течение которого чело- век может находиться под различными давлениями и пере- носить быструю и полную декомпрессию без появления каких- 174
либо симптомов декомпрессионной болезни. На рис. 43 пред- ставлены эти данные в отношении глубин, доходящих до 100 м. При этом, конечно, следует учитывать и время, затрачиваемое водолазом на спуск. Обычно при определении общего време- ни пребывания.водолаза на глубине принято ко времени пре- бывания его на грунте прибавлять половину времени, затра- чиваемого водолазом на спуск. В общем водолазы опускают- о 20 АО 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Время, мин. 20 СО 60 80 ЮО 120 140 160 180 т--1—I—I——I—1-й—>—I I—-1—I I I I > к безопасно Рис. 43. Предельные ве- личины времени и глуби- ны погружения, допус- кающие свободное всплы- тие водолаза с глубины без риска развития де- компрессионной болезни при дыхании воздухом. ся на грунт со скоростью 0,6 м/сек, а поднимаются на поверхность со скоростью 0,3 м/сек. В результате большой серии опытов, проведен- ных Crocker и Taylor (1952), было показано, что кри- вая устойчивости человека к быстрой декомпрес- сии, представленная на рис. 43, является вполне надежной. Эта кривая может быть использована для определения максимальйо допустимого насы- щения азотом тканей. 'Математически величина этого насыщения может быть определена с помощью произ- вольных единиц по формуле Hempieman, согласно которой: Q = глубина увремя . Подставляя в эту формулу данные, характеризующие по- казатели безопасного погружения на глубину 27 м со време- нем пребывания на грунте в течение 30 минут, мы получим: <? = 27]Л 30 = 147, или если округлить 150 единиц. 175
Если 150 единиц принять в качестве безопасного показа- теля избытка азота в тканях, то можно составить простую таблицу, в которой отражено время безопасного пребывания человека на различных глубинах. Таблица эта выглядит сле- дующим образом. Время безопасного Глубина, м пребывания человека на глубине, мин 90 54 36 18 9 2,6 7,4 16,6 66,6 . 265,0 Если верить этой формуле, то можно прийти к заключе- нию, чтЬ и при мелководных погружениях человек не должен находиться на грунте больше какого-то определенного макси- мально допустимого периода времени. Так,’например, исходя из этой формулы, можно сделать вывод, что на глубине 9 м водолаз может находиться не более 4 */г часов, в то время как опыт свидетельствует о том, что он может работать на та- кой глубине неопределенно долгое время, причем водолаз мо- жет сразу же всплывать с такой глубины на поверхность, не беспокоясь о своей безопасности. Эта формула, однако, спра- ведлива только в отношении ткани организма, через которую азот диффундирует совершенно свободно. Приближение цифр этой таблицы и данных о времени безопасного пребывания водолазов на грунте, полученными на практике, позволило Crocker и Taylor (1952) приступить к расчету новых деком- прессионных таблиц на основе формулы Hempieman. К сожалению, при испытании этих таблиц было обнаруже- но, что при погружениях водолазов на глубины, превышаю- щие 36 м, использование этих таблиц не обеспечивало их бе- зопасности, хотя при погружениях на меньшие глубины эти таблицы не только гарантировали безопасность водолазов, но и экономили время, затрачиваемое ими на всплытие. Вскоре после этого Rashbass (1954,. 1955) подошел к реше- нию этой проблемы по-другому, исходя из того, что водолаз может находиться на глубине 9 м неопределенно долгое вре- мя. При этом он пришел к заключению, что человек может выдержать «9-метровое азотное насыщение» тканей независи- мо от его степени. На основе этого положения он сумел по- строить графически серию декомпрессионных таблиц, исполь- зование которых приводило к значительной экономии време- ни при любых уровнях насыщения тканей азотом. К сожале- нию, при испытаниях этих таблиц в условиях моря было обна- ружено, что они также не отвечают требованиям безопасно- сти. Однако метод, использованный при составлении данных таблиц, был признан рациональным (Crocker, 1957а). 176
Необходимость в надежных и экономичных декомпрессион- ных таблицах по-прежнему была очень большой, и Crocker (1957в), обладавший большим практическим опытом в обла- сти подводной физиологии, попытался их создать. Одним из аспектов efo работы в этой области было изучение недостатков таблиц, созданных ранее. Он признал, что из-за отсутствия количественных данных, необходимых для расчета декомпрессионных таблиц, к их составлению следует подходить с эмпирических позиций, с постановкой соответст- вующих экспериментов. При этом основным критерием цен- ности таблиц была их пригодность для практического при- менения. При внесении в таблицы в процессе работы над ни- ми соответствующих поправок временные характеристики де- компрессионных остановок все время находились в пределах величин, кратных 5 минутам. Для получения сбалансирован- ных результатов продолжительность последовательных оста- новок увеличивалась. Таблицы Crocker нашли свое признание, были одобрены и выпущены в виде двух таблиц — таблицы 1, регламентирующей обычные водолазные погружения, и таб- лицы 2, регламентирующей длительные водолазные погруже- ния. Разумным пределом погружения водолазов при дыхании воздухом была признана глубина 60 м. Интересно сравнить периоды декомпрессии, представлен- ные в различных таблицах. Рассмотрим в качестве примеров продолжительность декомпрессионных остановок при погруже- ниях водолазов (на глубину 36 и 39 м с пребыванием на грун- те в течение 30 минут (табл. 8). Таблица 8 Периоды декомпрессии, представленные в резличных таблицах Таблица Глубина, М Время пребывания на грунте, мин Время2, проведенное на остановках, мин Общее время, мин 9 м 6 м 3 м Haldane 36-40 15—30 8 10 15 33 Rashbass 40 20—30 4 9 13 Crocker 36-40 25—30 5 20 25 ВМС США 40 30 4,8 18 22,8 Французская 37,5 30 27 27 1 Время, затрачиваемое на подъем до следующей остановки, приплюсовано ко вре- мени, проведенному водолазом на остановке. Декомпрессионные таблицы ВМС США не отличаются в значительной степени от британских таблиц Crocker, особенно с точки зрения периодов декомпрессии при глубоководных по- гружениях, хотя общее время, затрачиваемое водолазом на подъем, при использовании этих таблиц короче по сравнению с использованием таблиц Crocker. Американская практика расчета времени пребывания водолаза на декомпрессионных 177
Общее бремя декомпрессии, мин В Мане глубина погружения, азут (прут - 0,3м) зо 40 50 60 70 во 90 юо но 120 130 140 150 160 170 180 190 ?оо * ч>‘ tj 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 <00 105 ИО 115 120 125 130 Вспль'тие без остановок 5 ЮЬ 106 5 ЮЬ 5 ЮЬ 15 5 ’ 10Ь_ 20а 106 ' !5_ •25а ЮЬ <15_ 20а 5 ЮЬ 20а 30b 106 15 25b 356 10b 15 30с 456 65С 85С 105 10b 20b 356 500 75b 40 55С 15 25b 45b 70с 15 20а 75а 200 25а 30 b 45 b '50C 306 350 45а i 5_ 5 106 15 75Q 106 гоа 30b 45а 30b 450 606 606 756 45а 60b 756 906 70c\30d95b 956100C 120b 85с\00Ы15Ы75Ь 95 b Ю5Ы20Ы356 60a 75 b 70C 150 145 ПО 110 170а 5_ 5 5 ЮЬ 106 15 5 10b 15 15 15 25а 20а 306 250 35а 556 65b 60а 75 b 35а 506 706 85 b 1050 <2501350 80С1006 <200 140 155 20а 250 25а 25а 30а 50а 556 65б 706 55а 806 15 20а 20а 30а 35а 50а ’ 600 850 65а 70а 5 , 10а 250 •25а 10а 55а 75 а 600 80а 30а 10а 30а 650 70а 850 90а [без ограничения Я 70b 756 856 90b юоа 856 906 <1050 9501150 Ломанб!е жирные линии-. ЯС-нормальное рабочее время на грунте ЯВ- всплытие без остановок 5 5 5 Puc. 44. Декомпрессионные таблицы I и II. остановках в дробных числах, а также расчет времени подъе- ма в неполных минутах до первой остановки нам кажутся не- достаточно обоснованными. Таблицы с использованием про- должительности декомпрессионных остановок, кратных по вре- мени числу 5, с этой точки зрения гораздо проще и в боль- шей степени гарантируют нас от ошибок. Декомпрессионные таблицы приводятся обычно в каждом руководстве по водолазному делу. На основании данных таб- лиц Crocker была составлена простая форма таких таблиц, учитывающая основные требования, предъявляемые к обеспе- чению безопасности водолаза при всплытии. В этих таблицах, представленных на рис. 44, время, затрачиваемое водолазом на каждой остановке, включает также время, затрачиваемое им на подъем до этой остановки. 178
Ключ Зля определения времени декомпрессии Остановки,мин 40' за' 20' 10' 1 5 - - - /Оа - — - 10 ь - - 5 5 . /5 — — 5 10 20о — — 5 15 ь - 5 5 10 > 25а — — 5 20 ь - 5 5 15 30а — — 5 25 ь — 5 5 20 с - 5 Ю 15 1: 350 — 5 5 25 5? ь 5 10 20 40 5 5 10 20 g 45а - 5 10 30 ь 5 5 10 25 50а - 5 10 35 b — 5 /5 30 С 5 5 Ю 30 Ч а 5 5 15 25 «и 55а - 5 10 40 ь — 5 15 35 с 5 5 15 30 60а — 5 15 40 b 5 5 15 35 С 5 10 15 30 65а - 5 20 40 ь 5 5 20 35 С 5 10 15 35 70а - 5 25 40 b 5 5 20 40 С 5 10 20 35 75а — 5 30 40 b 5 Ю 20 40 Остановки мин 60'\50'\40'\з0'\20‘\ 10' 1 Время Векупрессии. яин. 80а b С 3 - 5 5 5 5 5 5 30 15 30 30 25 20 45 40 40- 35 85а b с - 5 5 5 5 5 15 15 30 25 25 45 40 35 90а Ь — — 5 5 15 30 25 45 45 95а Ь - 5 5 5 15 15 30 25 45 45 юоо b с 5 5 10 20 15 20 30 30 25 45 45 40 Ю5а b - 5 5 Ю Ю 20 20 25 30 45 4Z? 110 - 5 Ю 20 30 45 п5а b - 5 5 10 10 20 20 30 35 50 45 120а Ь 5 5 5 10 Ю 25 20 35 35 45 45 125а b 5 5 5 10 10 25 25 35 35 50 45 135а b 5 5 5 15 15 25 25 40 40 50 45 140 — 5 15 30 40 50 145 5 5 15 30 40 50 150 5 5 20 30 40 50 155 5 5 20 30 45 50 170 5 10 25 35 45 \50 Время пребывания на остановках, включая время всплытия с грунта или предыдущей остановки Скорость всплытия 1срут/сен Таблицы лечебной рекомпрессии Мы уже ранее упомийали о том, что основным средством ле- чения диагностированных случаев декомпрессионной болезни является лечебная рекомпрессия. Для этих целей использует- ся стандартная процедура, основанная на успешных результа- тах лечения многих случаев декомпрессионной болезни (Van Der Aue, Duffner, Behnke, 1947). Очень важно при лечении этого 179
заболевания сразу же провести дифференцировку между неос- ложненной кессонной болезнью или болевым синдромом и дру- гими симптомами декомпрессионной болезни, которые могут служить показателем наличия у пострадавшего цереброспи- нальных поражений или воздушной эмболии. Обычно лечение декомпрессионной болезни производится в соответствии с пред- ставленной ниже схемой. Во всех случаях независимо от тяжести декомпрессионной болезни больной должен быть помещен в рекомпрессионную камеру и подвергнут лечебной рекомпрессии. Если при этом у больного обнаруживаются признаки мозговых поражений, такая мера приобретает неотложный характер. Давление в рекомпрессионной камере следует повышать со скоростью, эквивалентной увеличению давления при погружении водола- за на глубину, т. е. со скоростью 7,5 м1мин. Последующие действия по оказанию помощи такому пострадавшему зависят от его состояния. 1. Если единственной жалобой такого больного являются болевые ощущения, то последние могут: а) исчезнуть еще до того, как давление в камере станет эквивалентным глубине 20 м; б) исчезнуть при достижении давления, эквивалентного большей глубине, или в) иметь место в течение времени, превышающего 30 ми- нут, при давлении, эквивалентном глубине 50 м, которая яв- ляется максимальной глубиной, используемой при осущест- влении лечебной рекомпрессии. 2. Если у больного обнаруживаются более серьезные симп- томы— потеря сознания, параличи, сенсорные нарушения, расстройства зрения, головокружение, судороги, боли в груд- ной клетке или одышка, давление в камере следует повышать до величин, эквивалентных глубине 50 м. Это может привести к тому, что: а) в течение 30 минут может наступить улучшение состо- яния больного, или же б) в течение 30 минут улучшения может не наступить. Если состояние пострадавшего попадает под одну из пе- речисленных выше рубрик, то лечебная рекомпрессия должна проводиться в соответствии с определенными требованиями, а именно: а) если его состояние характеризуется признаками, пере- численными в п. 1а, то для лечебной рекомпрессии пострадав- шего следует использовать табл. I (табл. 9); б) если его состояние характеризуется признаками, пере- численными в п.1б, то следует прибегнуть к помощи табли- цы II; в) если состояние пострадавшего характеризуется приз- наками, перечисленными в п. 1в, то в данном случае мы чаще 180
Таблица 9 Таблицы лечебной рекомпрессии (дыхание воздухом)1 Эквивалентная глубина декомпрессионных остановок, м Время, мин (если нет специальных оговорок) таблицы II и III таблица IV 50 30 30—120 t2 12 30 36 12 30 Таблица I 30 12 30 Таблицы I, II и III 24 12 30 .8 30 6 час. .5 30 6 час. 12 30 6 час. | Таблица I | Таблица II j Таблица III 9 1 час. 2 час. 12 час. 12 час. 6 1 час. 2 час. 2 час. 6 2 часа (воздух 2 час. или кислород) Общее время 6 час. 12 мин. 8 час. 48 мин. 18 час. 48 мин. Зб'/г—38 час. 1 Кислород может быть использован для дыхания в течение последнего часа деком- прессии на каждод остановке. всего имеем дело не с декомпрессионной болезнью, что дикту- ет нам необходимость поиска других методов лечения этого состояния; г) если состояние пострадавшего подпадает под пункт 2а, то для его рекомпрессии следует использовать таблицу III; д) если же состояние пострадавшего характеризуется приз- наками, перечисленными в п.2б, то следует использовать таб- лицу IV. Время между декомпрессионными' остановками в реком- прессионной камере должно быть не меньше 1 минуты. В неко- торых случаях длительность этих остановок приходится уве- личивать до 5 минут. Иногда на завершающих стадиях деком- 181
прессии пострадавшего может быть с успехом использован кислород. Несмотря на то что эти таблицы оказались при лечении декомпрессионной болезни весьма полезными, они являются достаточно сложными и требуют при пользовании ими боль- ших затрат времени. В американской водолазной практике бо- лее интенсивное применение кислорода экономит при исполь- зовании таблиц I и II около 4 часов. Преимущества исполь- зования применения кислорода в данном случае заключается в том, что при этом отсутствует поступление в легкие азота воздуха. Это в свою очередь приводит к снижению парциаль- ного давления азота в альвеолярном воздухе и более активно- му высвобождению азота из крови в легкие. При пребывании водолаза на глубине кислород не используют из-за опасности развития кислородного отравления. На поверхности время ды- хания чистым кислородом ограничивают с целью профилакти- ки повреждения легочной ткани. Возможность использования гелия на последних стадиях лечебной декомпрессии до сих пор не определена. Глубоководные водолазные спуски Несмотря на то что декомпрессионные таблицы предусматри- вают возможность водолазных погружений на глубины, дохо- дящие до 90 м, обычные водолазные погружения чаще всего производятся до глубин, не превышающих 60 м. При погруже- ниях на глубины, превышающие 90 м, необходимо использо- вать специальные дыхательные смеси, исключающие опас- ность кислородного отравления и возможность наступления азотного наркоза. Повышение плотности воздуха на столь больших глубинах также диктует необходимость поиска бо- лее легких дыхательных смесей. Все это вынудило нас исполь- зовать при глубоководных погружениях гелий, заменяющий в дыхательных смесях азот, и доводить содержание кислоро- да в них до концентрации, безопасной для водолаза при пре- бывании его на заданной глубине. Обычно при этом исполь- зуют две дыхательные смеси— 13% кислорода в гелио-кисло- родной смеси при пребывании водолаза на глубинах, доходя- щих до 120 м, и 9 % кислорода в гелио-кислородной смеси на глубинах от 120 до 180 м. Так кай из-за низкого содержа- ния кислорода в таких смесях водолаз дышать ими на поверх- ности не может, в начале погружения ему подают для дыха- ния воздух, переходя на подачу гелио-кислородной смеси на глубине 30—60 м. При использовании в таких дыхательных смесях в качест- ве заменителя азота гелия было обнаружено, что поглощение 182 v
гелия жировой тканью в 3 раза ниже по сравнению с азотом. Однако диффузия гелия и насыщение им тканей происходят более быстрыми темпами. Такая же картина наблюдается при высвобождении гелия из тканей в результате уменьшения ок- ружающего давления. Это быстрое высвобождение гелия из тканей делает образование газовых пузырьков в крови более вероятным, что диктует необходимость ограничивать скорость всплытия водолаза до 9 м!мин. Вследствие того что при дыха- нии гелио-кислородными смесями чувствительность большин- ства водолазов к холоду резко возрастает, их следует одевать как можно теплее. При использовании декомпрессионных таблиц, учитываю- щих особенности погружений на гелио-кислородных смесях, принимается во внимание тот факт, что в результате низкого содержания в этих смесях кислорода парциальное давление гелия в них увеличено, что диктует необходимость увеличения времени декомпрессии таких водолазов при всплытии. Деком- прессия на последних стадиях подъема от 18 м до поверхно- сти может быть в таких случаях ускорена за счет подачи для дыхания водолаза чистого кислорода, однако даже при ис- пользовании кислорода общее время декомпрессии превышает время, необходимое для декомпрессии при применении газовых смесей, содержащих азот. . Примером того,’какие глубины могут быть достигнуты при использовании дйя дыхания водолаза гелио-кислородной смеси, а также каковы будут затраты времени на последую- щую'декомпрессию, могут служить подготовка и осуществле- ние рекордного погружения, описание которого представлено ниже. Мировой рекорд глубоководного погружения. Лейтенант британского военно-морского флота Wookey вписал новую страницу в историю глубоководных погружений, опустившись в октябре 1956 г. в мягком водолазном снаряжении в одном из норвежских фиордов на глубину 180 м и работая на этой глубине в течение 4 минут. Crocker и Hempieman (1957) зани- мались расчетом этого погружения, исходя из опыта преды- дущих глубоководных спусков. Водолаз прекратил дышать воздухом, подаваемым ему с поверхности, на глубине 12 м, где он сделал двухминутную остановку для перехода на дыхательную смесь, состоявшую из 9% кислорода и 91% гелия. Затем он продолжал свое погружение, достигнув дна на глубине 180 м, на что в общей сложности, с момента погру- жения в воду, ушло 8 минут. Находясь на грунте, он выполнил простую задачу, которая требовала определенной затраты физических усилий, падавших в основном на руки. После 4 ми- нут пребования на грунте он был поднят до первой одноми- нутной остановки, находившейся на глубине 78 м, а затем до 183
второй 10-минутной остановки на глубине 66 м. Тем време- нем на эту же глубину была погружена специальная деком- прессионная камера (см. рис. 16), в которой находился специа- лист из группы обеспечения этого спуска. Водолаз вошел в эту камеру, что дало ему возможность снять шлем и полно- стью расслабиться. В камере водолаз дышал воздухом, по- даваемым туда с борта водолазного судна. Во время подъема камеры давление ® ней поддерживалось в соответствии с за- данным режимом декомпрессии, имитировавшим дальнейшие остановки под водой после завершения водолазом 10-минут- ной остановки на глубине 66 м. Последующие 10 минут он провел при давлении, эквивалентном глубине 63 м, в камере. Декомпрессионные остановки продолжались через каждые 3 м при одновременном уменьшении давления в камере. На каж- дую из них; уходило около 6 минут до глубины 45 м, по 12 минут до глубины 24 м, 30 минут на глубине 21 м, 40 минут на глубине 18 м, 45 минут на глубине 15 м, 50 минут на глу- бине 12 м и, наконец, 60 минут на глубине 9 м. Через 2 мину- ты после этого водолаз вышел наружу. На весь эксперимент с момента начала погружения ушло в общей сложности 6 часов 33 минуты, из которых 6 часов 21 минута были затрачены на декомпрессию. К сожалению, во время завершающих стадий декомпрес- сии у водолаза появилась боль в обоих плечах, которая по- степенно начала усиливаться. Поэтому по достижении поверх- ностного давления он был переведен в обычную рекомпрес- сионную камеру, давление в которой было доведено до вели- чины, эквивалентной глубине 15 м, в результате чего боли исчезли. При этом давлении водолаз находился в течение 30 минут, после чего он сделал 35-минутную остановку на глу- бине 12 м, 65-минутную —на глубине 9 и 6 м и последнюю 125-минутную остановку — на глубине 3 м, после чего давле- ние в камере было понижено до атмосферного и водолаз смог ее покинуть. На лечение декомпрессионной болезни у этого водолаза ушло еще 5 '/2 часов, что увеличило общее время, затраченное на декомпрессию, до 11 V2 часов. И все это ра- ди 4-минутного пребывания водолаза на глубине 180 м! Только что описанный пример глубоководного погружения еще раз свидетельствует об ограниченных возможностях сов- ременной водолазной техники. Что касается самих погруже- ний, требующих столь больших затрат времени, то они, есте- ственно, могут проводиться лишь в исключительных случаях. В описанном примере проводилась отработка задачи по спасе- нию подводной лодки, причем в задачу водолаза входила от- работка приемов, связанных с закреплением спасательного троса. Рекорд погружения, установленный Wookey, продержался сравнительно недолго. В настоящее время английские водо- 184
лазы совершают погружения до 300 м. При этом следует отме- тить, что' еще в 1962 г. шведский математик Hannes Keller опустился в подводном шаре на глубину 300 м и на короткое время вышел из него. Эта попытка стоила жизни двум.его то- варищам, а сам Keller под воздействием азотного наркоза при дыхании воздухом во время возвращения шара на поверх- ность потерял сознание. Жизньэтого исследователя была спа- сена только благодаря точному расчету режима подъема под- водного шара на поверхность. Это погружение базировалось в основном на избытке энтузиазма при отсутствии необходи- мых мер предосторожности. Несмотря на то что Keller от рас- сказов, связанных с деталями его погружения, уклонялся, спе- циалисты полагают, что при пребывании его на глубине 300 м он дышал газовой смесью, состоявшей из 10% кислорода и 90% гелия. Поверхностная декомпрессия Мы уже говорили о том, что декомпрессия после завершения водолазного погружения производится либо с помощью оста- новок при всплытии, либо в декомпрессионной камере, кото- рую посылают на глубину навстречу водолазу. В отдельных случаях водолаза поднимают на поверхность в погружаемой декомпрессионной камере и переводят в специально приспособ- ленную рекомпрессионную камеру, находящуюся на борту водолазного судна без изменения окружающего давления, что дает возможность завершить декомпрессию водолаза в более комфортабельных условиях. Длительная декомпрессия в условиях моря может оказать- ся нежелательной и даже невозможной по двум причинам. Море может быть очень холодным, что исключает длительное пребывание водолаза в воде. Это, наряду с ограничениями, присущими автономным дыхательным аппаратам, является лимитирующим фактором, ограничивающим время пребыва- ния водолаза под водой. Однако существуют методы, позво- ляющие сократить время декомпрессии под водой до миниму- ма. Газовые пузырьки в организме быстро не образуются. Если после всплытия на поверхность водолаз сразу же подвергает- ся рекомпрессии до давления, эквивалентного глубине его по- гружения, то появления болезненных явлений удается избе- жать. Этот принцип был заложен в основу метода поверхно- стной декомпрессии, которая возможна лишь при наличии рекомпрессионной камеры. На практике было показано, что если при всплытии водолаза со скоростью 0,3 м]сек его удает- ся поместить в рекомпрессионную камеру и подвергнуть ре- компрессий не позже чем через 5 минут, то его можно успеш- . 185
но подвергнуть плановой декомпрессии в надводных условиях. Разработка методов практического использования такой де- компрессии с точки зрения временных характеристик и работа по созданию передвижных рекомпрессионных камер пока не завершена. На заре использования этого метода водолазы делали свою первую декомпрессивную остановку в воде, после чего они быстро всплывали на поверхность и подвергались реком- прессии до давления, эквивалентного глубине этой остановки, после чего они начинали проходить нормальную декомпрес- сию. В некоторых случаях водолазы всплывали на поверх- ность прямо со дна. Crocker (1958) высказал мысль о том, что водолазы дол- жны подниматься со дна прямо на поверхность и подвергать- ся рекомпресии только до давления; эквивалентного глубине их первой запланированной остановки. Внося свое предложе- ние, Crocker сделал специальную оговорку, что применяемая рекомпрессия должна зависеть от степени насыщения тканей организма водолаза азотом, что она должна быть достаточ- ной для предотвращения образования газовых пузырьков, а также о том, что применение подобного метода таит в себе определенные опасности. Особенно важным при использова- нии этого метода он считал предупреждение в процессе де- компрессии неожиданных падений давления. Применение это- го метода декомпрессии связано с соблюдением следующих правил. а. Всплытие водолаза на поверхность должно произво- диться со скоростью 0,3 м/сек, после чего он должен быть немедленно помещен в рекомпрессионную камеру (не позднее чем через 5 минут). За это время надо успеть снять с водола- за тяжелое снаряжение, ботинки, дыхательный аппарат и т. д. б. Давление в камере должно быть эквивалентно глубине погружения, превышающей на 9 м глубину его первой под- водной остановки; здесь он находится в течение 5 минут. в. После этого производится подъем водолаза в реком- прессионной камере до глубины, эквивалентной глубине его первой остановки, после чего водолаз подвергается обычной декомпрессии. Этот метод был проверен в условиях моря Mackay (1958), который провел наблюдения за 210 водолазными спусками, проведенными в пределах соответствующих глубин погруже- ния (табл. 1; см. табл. 9). Признаки кессонной болезни при таком способе декомпрессии были обнаружены в 4,3% случаев, что было признано вполне приемлемым. На практи- ке метод поверхностной декомпрессии оказался очень удоб- ным при работе с водолазами с автономной системой дыха- ния. При этом удобная по размерам рекомпрессионная каме- ра может быть установлена на небольшом вспомогательном 186
судне. Применение такого метода декомпрессии дает возмож- ность значительно увеличить время пребывания водолазов с автономной системой дыхания под водой за счет экономии газовой смеси при подъеме. Многократные водолазные погружения Бывают такие случаи, когда в течение рабочего дня водола- зу приходится уходить под воду по нескольку раз. Наиболее часто это выпадает на долю легководолазов, время пребыва- ния которых под водой ограничено как количеством газовой смеси в баллонах дыхательных аппаратов, так и глубиной по- гружения. Необходимость всплытия таких водолазов на по- верхность для замены баллонов с воздухом заставляет их иногда совершать по 2—3 погружения в день. Следует отметить, что даже в тех случаях, когда водолаз после погружения проходит нормальную декомпрессию, в тка- нях его тела сохраняется избыточное количество азота. Здесь следует вспомнить и о том, что уровень насыщения организма азотом при пребывании водолаза' на глубине 9 м опасности не представляет. При таком насыщении организма азотом, водолаза можно сразу поднимать на поверхность, что и нашло соответствующее отражение в декомпрессионных таблицах. На полное выведение избыточного количества азота из орга- низма может уйти от 6 до 12 часов. Эта особенность учиты- вается на практике. Так, например, в Англии и США при каждом погружении вносят соответствующие коррективы в том случае, если оно проводится в пределах 12 часов после завершения предыдущего спуска. Во Франции эти корректи- вы вносят только в пределах 6 ‘Часов после завершения пре- дыдущего погружения. При внесении таких корректив следует принимать во вни- мание два фактора — глубину первоначального погружения и промежуток времени между двумя погружениями. Простей- шее решение этого вопроса — суммирование времени пребы- вания водолаза на грунте при каждом погружении и времени, затраченного на декомпрессию после второго погружения (рис. 45). Если, например, водолаз во время первого погруже- ния пробыл на грунте на глубине 30 м в течение 30 минут, а во время второго погружения на глубине 42 м в течение 35 минут, то эквивалентное время для первого погружения на глубину 42 м было бы равно, исходя из этих кривых, 20 минутам. Та- ким образом, это комбинированное погружение требует про- ведения декомпрессии при погружении на глубину 42 м в те- чение 35+20=55 минут. Общее время декомпрессии при таком комбинированном погружении составило бы 105 минут 187
Рис. 45. Оптимальное время пребывания водолазов на различных глубинах. (см. рис. 44). При увеличении интервала между этими двумя погружениями данная величина была бы меньше. При пребывании' водолаза на глубине 42 м в течение 45 минут общее время декомпрессии будет составлять 75 ми- нут, а при пребывании его на такой же глубине в течение 50 минут — 90 минут. Декомпрессия в последнем случае счи- тается более безопасной и проводится в соответствии со сле- дующей схемой (см. рис. 44). Глубина декомпрессионных остановок, м Время пребывания водолаза на остановках, мин . . . 12 5 9 15 6 25 3 45 Всего 90 Процедура такой декомпрессии является довольно утоми- тельной и нуждается в значительном упрощении. Специали- сты французской водолазной школы разработали специаль- ный карточный индикатор со скользящей шкалой. Француз- ские водолазные таблицы (La Piongee, 1955) содержит допол- нительную колонку, в которой приведен специальный коэффи- циент для последовательных погружений. Погружения, кото- рые имеют одинаковый коэффициент, характеризуются оди- наковым напряжением азота в тканях. В этих таблицах для< каждого коэффициента имеется колонка, в которой глубина1 второго погружения может быть скоррелирована с временным интервалом между погружениями, что дает возможность пр- 188
Рис. 46. Комбинированные погружения. Уменьшение.ос- новной нйгрузки с увеличением времени пребывания во- долаза под водой. лучить время в минутах, которое при определении времени декомпрессии должно быть прибавлено ко времени пребыва- ния водолаза на грунте при втором погружении. В соответствии с французским методом декомпрессию при упомянутых выше погружениях следует проводить следущим образом. Глубина декомпрессионных остановок, м................. 9 Время пребывания водолаза на остановках, мин ... 15 Всего 82 Это общее время декомпрессии несколько меньше по срав- нению с временем декомпрессии, принятым в таких случаях в Англии. Кроме того, по. французскому карточному индика- тору оно может быть определено без проведения каких-либо расчетов. Образование газовых пузырьков Если бы механизм образования газовых пузырьков в тканях был точно известен, то проблема борьбы с декомпрессионной болезнью было бы легче решить. В контролируемых услови- 189
ях можно насытить тот или иной растворитель газом и затем значительно снизить окружающее давление; при этом можно сделать так, что образования газовых пузырьков не произойдет. Однако система растворителя и газа должна быть в таком случае совершенно неподвижной. Малейшее ко- лебание такой системы приводит к интенсивному образова- нию газовых пузырьков. Образование и рост газового пузырька начинаются с га- зового ядра, которое при своем росте должно преодолеть силы поверхностного натяжения, возникающие при образовании пу- зырька. Поверхностное натяжение выражено наиболее сильно при наименьшей величине пузырька, по мере его уве- личения силы поверхностного натяжения слабеют. Более того, как только возникает пузырек — независимо от газа, из кото- рого он образуется,— сразу же в это пространство устремля- ются другие растворенные газы, в результате чего создается новое газовое равновесие. Если напряжение газов в раство- ре велико, то поверхностное натяжение возникших пузырь- ков преодолевается довольно быстро и пузырьки начинают расти. Harvey (1955) описал очень простой и интересный экспери- мент, в котором он продемонстрировал проявление этого эф- фекта. Он использовал длинную трубку, расположенную в вертикальном положении, в которой слой воды, насыщен- ный углекислым газом, располагался над слоем воды, насы- щенной воздухом. Над ним располагался еще один слой воды, насыщенной воздухом. Верхняя часть этой трубки была подсоединена в 'вакуумному насосу. По мере уменьшения дав- ления в трубке по ее дну слегка постукивали. При этом со дна начинали медленно всплывать мелкие пузырьки. После того как эти пузырьки достигали слоя воды, насыщенной уг- лекислым газом, они неожиданно увеличивались в размере и начинали всплывать быстрее. Эти пузырьки, однако, вновь уменьшались в размерах и замедляли скорость своего движе- ния вверх при прохождении через верхний «воздушный» слой воды. Из этого опыта стало очевидно, что при образовании пу- зырьков в тканях организма человека, богатых водой, в со- став пузырьков будут входить пропорциональные количества всех других газов, находящихся в растворе. Это положение относится в одинаковой степени и -к жировой ткани, так как все газы с успехом диффундируют в нее, принимая участие в образовании газовых пузырьков. Известно, что движение способствует образованию газовых пузырьков. В водолазной практике физическая нагрузка рас- сматривается как фактор, предрасполагающий к появлению де- компрессионной болезни, связанной с образованием пузырь- ков азота в органах и тканях, хотя теоретически физическая 190
нагрузка должна, казалось бы, способствовать рассасыванию газовых пузырьков и выведению азота из организма. При декомпрессии газовые пузырьки образуются с боль- шей легкостью в тех тканях, которые в большей степени насы- щены газами. Hickey и Stembridge (1958) описали ряд случа- ев, когда в результате внезапной декомпрессии образование газовых пузырьков происходило в жировух клетках, приводя к разрыву клеточных мембран и к высвобождению свободного жира в кровяное русло. Пузырьки азота наиболее часто обра- зуются в тканях, окружающих суставы, где имеются неболь- шие жировые депо в прослойках плотной ткани. Плотная ткань препятствует увеличению размеров газовых пузырьков, которые благодаря этому начинают оказывать давление на чувствительные нервные окончания. Образование газовых пу- зырьков в жировых отложениях центральной нервной системы может привести к резкому сдавлению нервов, носящему мест- ный характер. В то же время признаки возникновения газовых пузырьков и симптомы, связанные с их образованием в крупных жиро- вых отложениях подкожной клетчатки и брыжейки, отсут- ствуют. Следует иметь в виду, что до появления симптомов по- ражения газовые пузырьки, растущие в органах и тканях, должны достичь определенного размера. Независимо от места образования газовых пузырьков в тканях механизм высво- бождения азота из той или иной ткани будет различным. Вы- свобождение азота в образовавшиеся газовые пузырьки, цир- кулирующую кровь и, возможно, в жировую ткань, в которой при определенных условиях пузырьки долго не рассасывают- ся, происходит путем диффузии. -Все исследователи, работав- шие над изучением проблем, связанных с декомпрессией, представили веские доказательства того, что путь высвобож- дения азота из организма при декомпрессии в корне отличает- ся от того пути, по которому он попадает в организм во вре- мя повышения давления, причем скорость выведения азота из организма в таких случаях меньше скорости насыщения ор- ганизма азотом во время повышения давления. Мы уже упоминали о том, что газовый пузырек должен содержать все газы,' растворенные в крови и тканях орга- низма. Этот факт делает использование газовых смесей в качестве средства уменьшения времени декомпрессии нера- циональным. Истинная степень насыщения жидкостей орга- низма каждым газом по сравнению с азотом гораздо ниже, од- нако при образовании газовых пузырьков может иметь место эффект суммирования газовых концентраций. Кислород обыч- но в качестве источника образования газовых пузырьков в организме не рассматривается, так как любой избыток ки- слорода в тканях быстро вовлекается в процесс метабо- 191
лизма. Однако с чисто физической точки зрения кислород можно рассматривать в качестве одного из источников обра- зования газовых пузырьков. Эта гипотеза была проверена Donald (1955) на козах. Вообще говоря, козы оказались при проведении исследований в области подводной медицины весьма ценными экспериментальными животными. Их реак- ции в ответ на декомпрессию весьма напоминают реакции человеческого организма. Особенно это касается 'специфичес- ких поражений кессонной болезнью суставов- ног, которые во время опыта должны быть приподнятыми над полом в слегка согнутом положении. При проведении исследований коз помещали в рекомпрессионные камеры с давлением, эквивалентным давлению на глубине 45 м, где животные на- ходились в течение час'а и дышали газовой смесью, содер- жащей 64 % кислорода, после чего следовала быстрая де- компрессия. При обнаружении у животных признаков кислородного отравления их исключали из опыта. Так, по этой причине одно животное из восьми, взятых в опыт, было из дальнейшей работы исключено. Из оставшихся 7 живот- ных одно в результате быстрой декомпрессии совершенно не пострадало, в то время как у других животных в пределах 5 минут пребывания на поверхности были обнаружены приз- наки резко выраженной декомпрессионной болезни, сопро- вождаемой беспокойством, хрипами в легких и одышкой. Козы при этом ложились на пол. Однако через 5 минут пос- ле этого у них без какого-либо лечения наступало полное восстановление первоначального состояния, чего никогда не бывает-в том случае, если декомпрессионная болезнь с та- кими проявлениями вызывается путем образования в тканях пузырьков - азота. У контрольных животных, которые погру- жались на такую же глубину с меньшим количеством кисло- рода, но с одинаковым количеством азота во вдыхаемом воздухе, развития симптомов декомпрессионной болезни так- же не наблюдалось. Несмотря на то что эта работа в настоящее время пред- ставляет интерес скорее с академической, чем с практичес- кой, точки зрения, она служит лишним доказательством сложности решения проблемы декомпрессионной болезни. К решению этой проблемы можно подойти двояко. Если мы считаем, что декомпрессионные таблицы должны быть более рациональными, в них следует внести поправку на действие различной температуры морской воды и характера работы человека под водой. Следует также учитывать и ин- дивидуальные колебания в протекании некоторых процессов в организме. Для этого необходимо провести определенные исследования с целью определения скорости выведения азота из организма того или иного испытуемого. Эти данные дол- жны быть подвергнуты специальной оценке. Максимум того, 192
что можно достичь в этом направлении, заключается в со- ставлении индивидуальных декомпрессионных таблиц для каждого водолаза, в которых нашли бы свое отражение ин- дивидуальные особенности адаптации того или иного чело- века к изменениям окружающего давления. К решению этой проблемы можно было бы подойти и с точки зрения значительного сокращения времени, затрачи- ваемого на декомпрессию водолазов при многократных по- гружениях. Если водолаз остается на грунте неопределенно долго, то со временем в его организме образуется новое га- зовое равновесие в соответствий с окружающим давлением. При наступлении этой стадии человек должен подчиняться правилам, предусмотренным определенной декомпрессионной таблицей независимо от того, начинает ли он немедленный подъем или продолжает оставаться на грунте. Так, напри- мер, если человек адаптируется к пребыванию в сухом гер- метичном подводном убежище, то он может находиться там в комфортных условиях в течение дней или даже недель, вы- ходя из него время от времени в водолазном снаряжении для выполнения определенных заданий под водой. Очень важно независимо от глубины расположения подводного убе- жища, чтобы атмосфера внутри этого убежища сохраняла безопасную концентрацию компонентов, входящих в состав газовой смеси. Так, например, может возникнуть необходи- мость снижения в ней процентного содержания кислорода для того, чтобы парциальное давление кислорода находи- лось на безопасном уровне. Очень важна тщательная провер- ка состава газовой среды замкнутого пространства и ее очистка. Следует отметить, что эта проблема на атомных подводных лодках, которые могут находиться в отрыве от земной атмосферы в течение многих недель, .уже решена. Доказано также, что погружения из подводного убежища могут быть произведены на го- раздо большие глубины по сравнению с погружениями с по- верхности при экономии времени на декомпрессию. Такие подводные убежища могут быть и подвижными. Человек мо- жет осуществлять выход в воду и из некоторых типов под- водных лодок. После выполнения определенного задания во- долаз вновь возвращается в подводную лодку, не затрачи- вая большого количества времени на обычную декомп- рессию. Экономические перспективы такого пребывания человека под водой вполне очевидны, что было подтверждено при прове- дении разнообразных подводных исследований. Очень может быть, что освоение человеком Мирового океана с помощью подводных герметических баз окажется столь же важным для блага человечества, как и освоение им космического пространства. 7 Подводная медицина 193
Литература Bert Р. La Pression Barometrique. G. Masson, Paris, 1878. Boycott A. E. a. Damant G. С. C. J. Hyg. Camb., 1908, 8, 445. Bucquoy E. M. D. Thesis. Strasburg, 1861. Cousteau J. National Geographic, 1964, 125, 465. Crocker W. W. a. Taylor H. J. M. R.C. (RNPRC), 1952, Report U.P.S. 131B. Crocker W. E. M. R.C. (RNPRC), 1957a, Report U.P.S. 162. Crocker W. E. M. R.C. (RNPRC), 1957b, Report U. R. S. 171, Crocker W. E. a. Hempieman H. V. M.R.C. (RNPRC), 1957. Report U. P.S. 163. Crocker W. E. M.R.C. (RNPRC), 1958, Report U.P.S. 175. Donald K. W. J. Applied Physiol., 1955, 7, 639. Golding F., Campbell F., Griffiths P'., Hempieman H. V., Paton W. D. /И. a. Walder D. N. Brit. J . Indus. Med., 1960, 17, 167. Groupe D’Etude et de Recherches Sous-marine. La Piongee. B. Arthaud. Paris, 1955. Haldane J. S. Respirasion. Yale University Press, 1922. Haldane J. S. a. Priestley. Respirasion. Clarendon Press, Oxford, 1935. Harvey E. N. Underwater Physiology Symposium. National Academy of Sciences-National Research Council. U.S.A., 1955, Report 337. Hempieman H. V. M.R.C. (RNPRC), 1952. Report U.P.S. 131A. Hickey J. L. a. Stembridge V. A. J. Av. Med., 1958, 29, 787. Hill L. Caisson Sickness and the Physiology of work in Compressed Air. Edvard Arnold. London, 1912. James С. С. M. Lancet, 1945, 11, 249 (7 July, 1945). K.eays F. L. Am. Labour Legislative Rev., 1912, 2, 192. Link E. National Geographic., 1963, 123, 29. Oliver T. Brit. Med. J., 1904, 2, 317. Parsons V. J. Roy. Nav. Med. Service, 1958, 44, 2. Reinsford S. G. J. Roy. Nav. Med. Service, 1942, 28, 326. Rashbass С. M. R.C. (RNPRC), 1954, Report U.P.S. 139. Rashbass С. M. R.C. (RNPRC), 1955, Reeport U. R.S. 151. The Royal Naval Diving Manual. B. R. 155C. Admirality, London. Schilling C. W. Nav Med. Bull (U. S. A.), 1941, 39, 367. U.S. Navy Diving Manual. U.S. Government Printing Office, Wachington. Van der Aue О- E., Duffner G. J. a. Behnke A. R. J. Indus. Hyg., 1947, 29, 359.
ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ Некоторые несчастные случаи под водой В предыдущих главах были рассмотрены многочисленные опасности, ' с которыми приходится сталкиваться пловцам- подводникам и водолазам при пребывании под водой. Все они в общем хорошо известны и обычно принимаются во внимание как при планировании, так и при осуществлении подводных операций. Когда планирование подводных опера- ций осуществляется, с большой тщательностью и достаточно компетентными специалистами, несчастные случаи под во- дой, связанные с воздействием на человека окружающей водной среды, наблюдаются достаточно редко. Почти все водные происшествия со смертельным исходом являются результатом утопления. Более подробно пробле- мы, связанные с утоплением, будут обсуждены в следующей главе. Здесь же будут рассмотрены обстоятельства, приво- дящие к таким ситуациям, при которых утопление стано- вится неизбежным. Благополучный исход подводных происшествий зависит в основном не от характера того или иного несчастного слу- чая, а от возможности немедленно оказать пострадавшему помощь. При несмертельных несчастных случаях на суше пострадавший в течение некоторого времени может ожидать прибытия скорой помощи, но если пострадавшему на воде не оказать немедленно необходимую помощь, то он утонет. Человек при пребывании под водой не должен понапрасну рисковать даже в том случае, если он приобрел определен- ный опыт и сноровку. Даже опытным пловцам-подводникам уходить Под воду в одиночку не следует. Лучшей иллюстрацией только что сказанного служат примеры, приведенные ниже. Несчастные случаи под водой, связанные с недостатком опыта Пример 1. Группа опытных легководолазов только что завершила раз- рушение скальной преграды на дне небольшой бухты на одном из островов Средиземного моря. Условия работы были идеальными, и время от вре- мени водолазы делали маленькие экскурсии в сторону, любуясь красотами 7* 195
подводного мира. После того, как последний водолаз из этой группы вы- шел из воды, один из зрителей, наблюдавших за ходом подводных работ, взял у одного из участников этой группы дыхательный аппарат и ушел под воду, не потрудившись проверить количество воздуха, оставшегося в бал- лонах. В этот момент водолазов пригласили в соседний дом на чашку чая, и все поспешили туда, забыв о том, что под водой остался человек. Когда они вернулись, горе-водолаза не было. Его тело было обнаружено на дне бухты лишь много часов спустя. Баллоны с воздухом, с которыми он ушел под воду, оказались пустыми. Пример 2. Страстный любитель подводной охоты, принимавший учас- тие в соревнованиях, плавал с трубкой Шноркеля в одиночку вдали от основной группы участников и спасательных лодок. В последний раз его видели на удалении 60 м от берега плывущим против сильного течения и ветра, дувшего с берега. Подоспевшая к месту происшествия помощь опоздала — спортсмен исчез. Этот пример еще раз красноречиво свидетельствует об опасности пре- бывания в море в одиночку. Результатом этого несчастного случая явилось то, что организаторы подобных соревнований требуют в настоящее время от участников прикрепления к себе сигнального буя. Пример 3. Многие подводные дыхательные аппараты имеют загубник, вмонтированный внутри маски. Однако весьма часто маска заливается водой. Опытный пловец-подводник может выдуть избыток воды из под- масочного пространства, не выпуская изо рта загубник. Однако было от- мечено несколько случаев со смертельным исходом, когда в такие ситуации попадали спортсмены с недостаточным опытом, которые, поддавшись па- нике при неудачном осуществлении попыток выдуть воду из подмасочного пространства, теряли загубник, что и являлось причиной их гибели. На- чинающие спортсмены должны для выполнения этой процедуры всплывать на поверхность. Пример 4. Однажды один англичанин, увлекавшийся подводными съем- ками и хорошо владевший дыхательным аппаратом с открытым циклом, был приглашен своим приятелем-итальянцем испробовать кислородный ап- парат с замкнутым циклом дыхания. Итальянец совершенно правильно, однако в основном с помощью знаков, объяснил англичанину, что тому необходимо промыть легкие кислородом, для того, чтобы вывести из орга- низма избыток азота. Для этого англичанин должен был осуществлять вдох из аппарата, и выдох — в атмосферу. Проделав эту процедуру, англичанин вошел в воду, сопровождаемый своим товарищем, который дышал воздухом. Спортсмены планировали про- плыть по поверхности воды около двух километров, а затем опуститься на глубину для того, чтобы сделать ряд снимков. Проплывая по поверх- ности воды, англичанин, для того чтобы поговорить со своим товарищем, выпустил загубник дыхательного аппарата изо рта. Как известно, эта процедура при дыхании под водой воздухом совершенно безопасна. Сов- сем другое дело, когда мы пользуемся дыхательными аппаратами с замк- нутым циклом, в которых используется кислород. Так было и на этот раз. Во время разговора легкие фотографа заполнились атмосферным воздухом, чему он не придал должного значениями снова подключился к аппарату, не удосужившись промыть легкие кислородом. В результате этого в его замкнутом дыхательном цикле оказалось около трех (или даже больше) литров азота. После того, как спортсмены достигли места погружения, они отплыли друг от друга и пошли на глубину для подводных съемок. Англи- чанин, увлеченный работой, не отдавал себе отчета в том, что он дышал кислородом без замены газовой смеси, содержащейся в дыхательном мешке. Наличие в дыхательном мешке азота препятствовало его опустошению, и тем самым запасы кислорода не пополнялись. Этот несчастный был найден мертвым на дне моря с загубником, зажатым во рту, без каких-либо признаков предшествующей борьбы за жизнь. Этот случай является ти- пичным примером смерти от аноксии (кислородного голодания).
Несчастные случаи под водой, х связанные с игнорированием мер предосторожности Многие из правил и рекомендаций, выработанных для обес- печения безопасности человека при организации коллектив- ных занятий подводным спортом, могут показаться на пер- вый взгляд довольно скучными. Опытные спортсмены иногда игнорируют их, забывая о том, насколько часто пренебреже- ние этими правилами приводит к непоправимым послед- ствиям. Перейдем к описанию некоторых случаев. Пример 1. Наиболее ярким примером происшествий такого типа яв- ляется случай, который произошел несколько лет назад с водолазом во время работ, связанных с подъемом затонувшего судна. Крен этого судна, лежавшего на дне, доходил до 60°. Во внутренние помещения судна водо- лаз мог попасть через специально проделанные в его корпусе отверстия, которые, однако, располагались не в верхней части корпуса судна по от- ношению к его положению на грунте. В некоторых помещениях судна име- лись скопления воздуха, располагавшиеся на поверхности воды, покрытой слоем нефти, вытекшей из близрасположенных нефтяных танков. Водолаз в основном занимался обследованием корпуса корабля. Однажды ему было поручено с помощью автогена убрать некоторые металлические детали в одном из помещений судна, мешавшие его дальнейшему обследованию. Этот спуск обеспечивали двое помощников. Через короткое время после начала этой работы моряки, находившиеся на водолазном боте, услышали звук подводного взрыва. Сразу же после этого была предпринята попытка поднять водолаза наверх, однако вместо него на поверхность воды был извлечен изуродованный взрывом водолазный шлем. При обследовании тела погибшего водолаза, поднятого на поверхность, были обнаружены мно- жественные переломы трубчатых костей, многочисленные ссадины, заднее смещение позвоночника, внутренние кровоизлияния и разрыв барабанных перепонок. Такая картина явилась результатом близкого подводного взрыва, при котором произошло не только отбрасывание тела водолаза назад, но и разрушение водолазного костюма с полным отрывом шлема. Причиной гибели водолаза в данном случае был взрыв нефтяных па- ров в одном из скоплений воздуха внутри корпуса судна в результате ис- пользования газовой горелки автогенного аппарата. Вообще говоря, веро- ятность такого взрыва весьма высока, и. об этом все водолазы хорошо знают. Более того, в правилах о ведении водолазных работ опасность та- кого взрыва оговаривается особо; при этом требуется, чтобы отверстия в корпусе судна проделывались в самой верхней части корпуса по отноше- нию к его расположению на грунте, что обеспечивает выпуск скоплений воздуха из его помещений. Только тогда можно продолжать работы внутри корпуса судна, связанные с применением огня. Несоблюдение этого пра- вила в данном случае стоило водолазу жизни. Пример 2: Два пловца-подводника плыли в подводном положении один над другим, причем нижний из них плыл почти у самого дна. Оба спортсмена дышали чистым кислородом. Через 20 минут верхний пловец заметил, что его товарищ, плывший под ним, прекратил движение и у него начались жестокие судороги. Попытка поднять бьющегося в судорогах пловца, предпринятая его товарищем, ни к чему не привела. В результате судорог пострадавший выпустил загубник дыхательного аппарата изо рта и утонул. При расследовании этого происшествия было обнаружено, что глубина на месте происшествия составляла 25 м, т. е. нижний пловец находился 197
примерно на глубине 24 м, безопасная же глубина погружения при дыха- нии чистым кислордом составляет всего .7,5 м. Оба спортсмена, должны были все это знать, однако они не были достаточно хорошо проинструк- тированы. В результате неправильного определения глубины погру- жения при использовании кислородных дыхательных аппара- тов погибло несколько пловцов-подводников. К сожалению, характер судорог, возникающих под водой, таков, что чело- век легко выпускает загубник дыхательного аппарата. Это почти всегда приводит к утоплению. Для того чтобы при использовании кислородного дыхательного аппарата под водой быть уверенным в собственной безопасности, следует точно знать глубину своего погружения, которая должна постоянно контролироваться либо с помощью буя и буйрепа (шнура), ли- бо С помощью глубинного манометра. Следует отметить, что плыть под водой по определенному курсу, придерживаясь определенной глубины, довольно трудно. Многие спортсмены сталкивались в своей практике с такими случаями, когда они неожиданно достигали дна или всплывали на поверхность, оказываясь гораздо ниже или выше избранной, глубины по- гружения. Пример 3. Совершенно неопытный пловец-подводник не счел нужным отнестись с должным вниманием к соблюдению пищевого режима. Наев- шись до отвала и находясь в приподнятом состоянии духа, он отправился под воду. Расплата не заставила себя ждать. Очень скоро спортсмен по- чувствовал себя плохо. Началась рвота. Рвотные массы попали в маску, а затем и в дыхательные пути, в результате чего, наступила смерть от асфиксии. Несчастные случаи под водой, носящие случайный характер Иногда причину того или иного несчастного случая опреде- лить довольно трудно. Тогда говорят, что человеку «не по- везло». Примером может служить случай, когда один из спортсменов ударился головой о выступ под водой, в резуль- тате чего у него произошло потемнение сознания и он стал погружаться на глубину. В результате у него развилось кис- лородное отравление, сопровождающееся судорожным при- падком; спортсмен утонул. Другой водолаз зацепился за лопасти корабельного вин- та, на котором он работал. Попытка освободиться от дыха- тельного аппарата и всплыть к успеху не привела, водолаз захлебнулся и утонул. На третьего спортсмена, плывшего в море на глубине 6 м в районе Малайского полуострова, напала акула, кото- рая нанесла ему массивную рваную рану бедра и ягодицы. В результате наступил геморрагический шок и смерть.
\ \________________________: ^Несчастные случаи под водой, (^вязанные с заболеванием пострадавших В повседневной жизни время от времени приходится сталки- ваться с такими состояниями людей, которые сопровождают- ся потерей сознания. Если потеря сознания происходит на суше, то рано или поздно такому пострадавшему оказывают необходимую помощь. Если же потеря сознания происходит в воде, то такой пострадавший чаще всего тонет. Возрастные ограничения и высокие требования к состоянию здоровья лиц, работающих под водой, и спортсменов-подводников явля- ются наиболее важной гарантией профилактики такого рода случаев. Однако всегда следует быть готовым к тому, что при пребывании человека под водой с ним может произойти самое неожиданное, начиная отразвития у него эпилептичес- кого припадка и кончая коронарным тромбозом или кровоизли- янием в мозг. Водный спорт категорически противопоказан больным с рядом патологических состояний, включая диабет и эпилепсию. На практике же приходится сталкиваться с та- кими случаями, когда люди скрывают свои заболевания. Это касается и эпилепсии, наличие которой многие предпочитают держать в тайне. В качестве иллюстрации приведем некоторые примеры. Пример 1. Атлетически сложенный мужчина 22 лет, регулярно зани- мавшийся спортом и относившийся по состоянию здоровья к первой группе, отрабатывал элементы подводного погружения в ночных условиях. Через 2—3 минуты после погружения в воду он появился у трапа водолазного судна и стал подавать сигналы о том, что ему плохо. Во время подъема из воды по трапу с помощью товарищей он неожиданно потерял сознание, упал спиной в воду и исчез в глубине. На помощь пострадавшему были посланы другие спортсмены. Один из них, проплывая около дна через Р/г часа после происшествия на глубине около 12 м, услышал стоны и обнару- жил пострадавшего, который продолжал дышать из своего аппарата, хотя и был без сознания. Он был быстро поднят на борт судна, где через 5 ми- нут пришел в себя. Состояние пострадавшего не внушало опасений, не- смотря на то, что у него начался кашель с кровавой мокротой. Однако через 3 часа после того как его вытащили из воды, у него началось обиль- ное легочное кровотечение, в результате которого он умер. Что лежало в основе первичного заболевания, сопровождавшегося потерей сознания, в данном случае представить. себе было трудно. Вскрытие, произведенное на следующий день, сразу же развеяло все сомнения: легкие погибшего были переполнены кровью (застойные легкие), а просвет левой коронарной артерии уменьшен наполовину атероматозной бляшкой и полностью закрыт образовавшимся тромбом. Атероматозные бляшки были обнаружены также и на аорте. Наличие коронарного тромбоза и обширных атероматозных изменений аорты и коронарных артерий у столь молодого и казавшегося здоровым человека явилось для всех полной неожиданностью. Все события, которые имели место при данном происшествии, можно отнести к разряду редких и носящих случайный характер, и какой-либо общедоступной медицинской процедуры, с помощью которой можно было бы исключить подобные слу- чаи, рекомендовать нельзя. 199
Пример 2. Молодой человек погрузился на глубину и стал плавать / там под контролем сигнального конца. После того, как он пробыл под во-/ дой 10 минут, проплывавший мимо пловец-подводник заметил, что тот на» ' чинает замедлять движения и испытывать какие-то затруднения. Попав^ шему в беду пловцу помогли подняться на поверхность, где он был подхвачен тренером, следившим за ходом погружения из лодки. К этому времени пострадавший был без сознания и, судя по всем признакам, состо- яние его было очень серьезным. Пострадавший был срочно доставлен на берег, где ему сделали искусственное дыхание, однако все оказалось без- успешным. Ко времени прибытия врача он умер. При проверке было установлено, что дыхательный аппарат был в от- личном состоянии, а сам пострадавший за 3 дня до рокового погружения прошел медицинский осмотр. Как и в предыдущем случае, ответ на все возникшие вопросы был получен на вскрытии. У пострадавшего оказалась острая геморрагическая пневмония, которая, по всей видимости, имела ви- русное происхождение, с обширным вовлечением в процесс легочной ткани. Следует отметить, что пневмония подобного типа может развиться у человека с поразительной быстротой. При этом, однако, кажется почти невероятным, чтобы больной с такой пневмонией мог найти в себе силы плавать, не отдавая себе . отчета в том, что через 15 минут он расстанется с жизнью. Вполне возможно, что в данном случае дополнительное раз- дражение воспаленной легочной ткани наступило в резуль- тате использования кислородного дыхательного аппарата даже при таком небольшом давлении, как 1,5—1,75 атм. Вполне возможно также, что если у пострадавшего имелись скопления газа в группах альвеол, отгороженных от бронхов воспалительным секретом, находившимся в мелких бронхио- лах, то при повышении окружающего давления под водой могло произойти сокращение объема этих скоплений воздуха с одновременным засасыванием инфекционного материала в альвеолы. Уменьшение окружающего давления могло бы привести к противоположному результату. Есть все основания полагать, что подводное плавание спо- собствует быстрому развитию респираторной инфекции. Пример 3. Случай, подобный только что описанному, но без смертель- ного исхода, произошел почти в то же время. Пловец-подводник, дышав- ший под водой воздухом, во время обычного плавания под водой чувство- вал себя достаточно хорошо, однако после выхода на поверхность его состояние резко ухудшилось. Развитие симптомов заболевания у этого пострадавшего было ужаса- юще быстрым. Все началось с появления легкого головокружения и одышки, которая резко усилилась. Больной мог дышать, только находясь в положении сидя. Одышка носила резко выраженный диспноэтический характер и сопровождалась появлением у пострадавшего загрудинных болей, цианоза и разлитых хрипов в обоих легких. При рентгенологическом обследовании легких у этого больного было обнаружено диффузное по- темнение обоих легочных полей. В данном случае почти не возникало сом- нения в том, что столь бурное развитие легочной инфекции имело прямое отношение к пребыванию человека под водой. Случаи, подобные только что описанным, должны служить предостережением: даже при самых незначительных призна- ках инфекции дыхательных путей занятия подводными ви- 200
дами спорта и пребывание человека под повышенным давле- нием должны быть исключены. Особенно важно помнить о только что сказанном во время эпидемий гриппа, когда пора- жения дыхательных путей встречаются сплошь и рядом. Пример 4. Группа опытных пловцов-подводников совершала длитель- ный подводный заплыв, используя для дыхания кислород. Было видно, что по мере продвижения вперед они все больше рассредоточивались. Один пловец из этой группы всплыл на поверхность, и всем наблюдавшим за ходом заплыва показалось, что у него начался судорожный припадок. К сожалению, еще до того, как к нему приблизилась спасательная лодка, он ушел на дно. Тело его так и не было обнаружено. На основании этих весьма скудных данных напрашивается вывод о том, что этот пловец-подводник превысил безопасную глубину погружения при использовании кислородного дыхательного аппарата, в результате чего у него наступило кислородное отравление. Однако у него, по-видимому, было достаточно времени для того, чтобы, почувствовав себя плохо, всплыть на поверхность. Возможно также, что истинный судорожный припадок, в результате которого спортсмен выпустил загубник дыхательного аппарата и утонул, начался у него на поверхности воды. При расследовании этого случая мы- получили и некоторые другие сведения. За год до происшествия этот же пловец-подводник находился с кислородным дыхательным аппаратом под водой на глубине 9 м. Вдруг на- блюдавший за ним инструктор увидел, что тот прекратил движения. Ре- шив, что спортсмену плохо, инструктор сразу вытащил его из воды. По- страдавший был без сознания, причем у него имелись все признаки за- трудненного дыхания. Спортсмен был выключен из дыхательного аппарата, и вскоре к нему вернулось сознание. Его поведение в этот момент было в высшей степени необычным: стойло большого труда удержать его от надевания подводного снаряжения и повторного ухода под воду. Несмотря на то, что спортсмен в это время находился в сознании, впоследствии он всего этого не помнил. Даже после полного восстановления прежнего со- стояния спортсмен в течение нескольких часов продолжал жаловаться на головную боль и странную сонливость. Все это время у него был высокий пульс — 120 ударов в минуту. В то время этот случай трактовался как кислородный обморок, однако полной уверенности в правильности диагноза не было, так как клиническая картина этого состояния была нетипичной. Особенно это касалось необычного поведения и наличия у больного амне- зии. После того, как сопоставили обстоятельства его гибели, стали скло- няться к мысли, что у погибшего было заболевание эпилептической при- роды. Никакой другой диагноз не смог бы свести воедино оба происшествия, имевшие место в течение года. Хотя второй случай мог иметь в своей основе кислородное отравление, первый не укладывался ни в какие рамки водолазной патологии. Полностью расшифровать причины, лежащие в основе данного происшествия, так никогда и не удастся, но на осно- вании имеющихся данных этот случай можно трактовать как смерть от утопления в результате эпилептического припадка. Несчастные случаи на воде без смертельного исхода Несчастные случаи на воде зачастую носят фатальный харак- тер не в результате своей тяжести, а вследствие того, что в момент происшествия поблизости не оказывается никого; кто 201
мог бы немедленно помочь утопающему, вытащив его из воды. Все несчастные случаи на воде, связанные с потерей созна- ния, принято считать смертельно опасными.. При анализе несчастных случаев, происшедших с пловца- ми-подводниками, которые заканчивались потерей сознания или гибелью пострадавших, автор обнаружил, что из 83 слу- чаев в 61 имела место временная потеря сознания, однако пострадавшие пришли в себя и были спасены, в то время как 22 человека (27%) из этой группы погибли. Если бы 27% всех случаев потери сознания в результате несчастных слу- чаев на суше заканчивались смертью, то произошло бы фено- менальное увеличение смертности от несчастных случаев. Именно поэтому необходим тщательный анализ всех случаев, связанных с потерей сознания в воде и под водой с целью их профилактики. Причины 83 несчастных случаев, о которых шла речь выше, могут быть представлены в виде табл. 10. Таблица 10' Причины несчастных случаев и их количественное соотношение на воде и под водой Причина Число несчастных случаев несмер- тельных смер- тельных всего Причина неизвестна 7 1 8 Кислородный обморок 21 21 Аноксия (истощение запасов воздуха или кислорода в баллонах, отработанная или с низким парциальным давлением кисло- рода газовая смесь) Заболевания в воде 14 3 17 1. Эпилепсия 3 1 4 2. Пневмония 3 1 4 3. Коронарный тромбоз 1 1 Асфиксия 6 9 15 Кислородное отравление 4 4 8 Разрыв легких 1. Эмфизема . 1 1 2. Пневмоторакс 1 1 3...Газовая эмболия 1 1 Нападение акул 1 1 Подводный взрыв 1 1 Итого . . . 61 22 83 Причины, лежащие в основе потери сознания в первых 7 случаях, установлены быть не могут, поэтому они классифи- цированы как неизвестные. Из 21 случая, которые были клас- 202
сифицированы как кислородный обморок, в 15 случаях мы имели дело с новичками, тренировавшимися не более недели. Можно полагать, что появлению обморока на фоне токсиче- ского воздействия на организм чистого кислорода способство- вал ряд факторов; некоторые из них перечислены ниже: по- теря самообладания — 4 случая, испуг и гипервентиляция — 12, истерия •—2, состояние похмелья —2, недостаток питания — 7, плохой вазомоторный тонус—4, повышение внутрилегочного давления—5, утомление—3 случая. Потеря самообладания, появление чувства беспокойства и гипервентиляция чаще всего бывают у новичков. Встречаются такие индивидуумы, которые по своему психическому складу для работы под водой совершенно не подходят. Иногда такие явления отмечаются и у более опытных спортсменов-подвод- ников. Так, у двух из них при пребывании под водой чувство беспокойства возникало из-за предшествовавших домашних неприятностей. Наличие обморочных состояний при недостаточном пита- нии встречается очень часто не только в водолазной практике, но и в обычной повседневной жизни. Многие люди едят в по- следний раз между 6 и 7 часами вечера, в то время как их завтрак состоит из чашки чая и сигареты. Людям с таким пи- щевым режимом заниматься подводным плаванием в утрен- ние часы противопоказано. Как уже говорилось выше, в нескольких случаях у водо- лазов отмечался слабый вазомоторный тонус. Обычно это были люди с пониженным обморочным порогом: они падали в обморок в кресле у зубного врача, при виде крови или при инъекциях. Внутрилегочное давление у водолазов может быть выражено довольно резко в тех случаях, когда подводники-но- вички, им.еющие катаральные явления в полости носоглотки, начинают, находясь под водой, прилагать значительные уси- лия для того, чтобы «продуть» уши. Состояние утомления у водолазов наступает очень часто. Ошибки, приводящие к появлению у пострадавших тех или иных признаков аноксии, чаще всего связаны с безответ- ственным отношением к порученному делу. В 7 из 14 слу- чаев аноксии баллоны дыхательных аппаратов были заря- жены не той газовой смесью, которая была необходима. В 3 случаях, когда дыхательная смесь подавалась с помощью аппарата с рециркуляционным типом газообмена, была не- правильно отрегулирована скорость газового потока. В ос- тальных 4 случаях пловцы-подводники ныряли на глубину без дыхательных аппаратов. Перед входом в воду они гипер- вентилировались за счет усиленного дыхания для того, чтобы выдержать большое физическо^ напряжение при пребывании под водой, и теряли сознание в результате появления у них латентной аноксии. 203
Двое из 3 водолазов, страдавших эпилепсией, включенных в рубрику «Заболевания в воде», были извлечены, из воды во время эпилептического припадка. Впоследствии диагноз эпи- лепсии был у .них подтвержден с помощью клинического и электроэнцефалографического исследования. У третьего по- страдавшего диагноз эпилепсии был установлен посмертно, после того как он утонул вследствие повторного эпилептиче- ского припадка. У 3 человек, потерявших сознание под водой, при поступлении в больницу была обнаружена разлитая пнев- мония. Следующей по порядку в этом списке идет асфиксия, ко- торая в 3 случаях произошла в результате истощения запа- сов дыхательного газа в баллонах аппарата. Такие случаи чаще всего бывают вследствие беззаботности пострадавших. Однако в данном случае одного из таких пострадавших можно оправдать. Речь идет об одном из водолазов-профес- сионалов, который, находясь под водой, был дублером при съемках фильма. Надеясь на быстрое окончание съемок, он взял с собой лишь один дыхательный аппарат. Однако съемки затянулись, но он, подчиняясь чувству долга, находился под водой до тех пор, пока запасы дыхательной смеси в его бал- лонах полностью не иссякли. Это и послужило причиной его гибели. Из остальных 3 случаев асфиксии один произошел вслед- ствие использования недоброкачественного загубника, кото- рый при каждом вдохе пропускал воду. В другом случае во- долаз выпустил загубник, пытаясь выдуть воду из подмасоч- ного пространства, что едва не стоило ему жизни. В третьем случае водолаз едва не задохнулся в результате того, что ушел под воду в шлеме с очень узкой горловиной. Он был из- влечен из воды без сознания с пепельно-серым лицом и с посиневшими губами, однако при применении искусственного дыхания и кислорода пришел в себя. Об этом случае ему напоминала лишь боль в шее, продолжавшаяся несколько дней. Четыре случая, в которых имело место кислородное отрав- ление, произошли в результате сравнительно длительного пребывания водолазов под водой и выполнения ими тяжелой физической работы на грунте или в результате подводного плавания в высоком темпе на глубинах, превышающих без- опасный предел — 7,5 м. При этом пловцы-подводники про- вели на глубинах 10; 15; 9 и 10 м соответственно 25; 45; 40 и 37 минут. У всех отмечались судорожные припадки, которые, однако, прекратились после того, как пострадавшие были из- влечены из воды и начали дышать воздухом при нормальном атмосферном давлении. 3 случая разрыва легких были зарегистрированы у плов- цов-подводников. У одного из них была обнаружена ретро- 204
стернальная эмфизема. Этот пловец отрабатывал элементы всплытия с глубины 15 м с оставлением аппарата. При всплы- тии он почувствовал острую боль за грудиной, которая, од- ндко, прошла при рекомпрессии в камере. Второй пловец, ос- тавив свой дыхательный аппарат на глубине 6 м, всплыл на поверхность, после чего у него появилась острая боль в пра- вой половине грудной клетки и кровохаркание. У этого по- страдавшего был обнаружен правосторонний пневмоторакс, подлежащий обычному госпитальному лечению. Третий пло- вец-подводник после всплытия на поверхность с глубины 7,5 м в течение 40 минут жаловался на тупую боль в левой стопе, которая была припухлой, болезненной и на ощупь горячей. Такое состояние быстро купировалось благодаря лечебной ре- компрессии. Об этом необычном случае сообщил Grocker, ле- чивший пострадавшего. В правильности поставленного диаг- ноза: воздушная эмболия одной из мелких ветвей наружной артерии стопы — можно не сомневаться. Случаи разрыва легких очень редки. Особенно редко они регистрируются у пловцов-подводников. Время от времени разрыв легких случается у лиц, отрабатывающих выход из затонувшей подводной лодки, что рассматривается нами особо. Многие случаи, описанные выше, произошли с людьми, пользовавшимися дыхательными аппаратами с замкнутым циклом. Пловцы-подводники все чаще пользуются такими ап- паратами, и вообще сфера их применения все время расширя- ется. Однако в настоящее время все более широкое примене- ние находят дыхательные аппараты с открытым циклом, при использовании которых такие состояния, как кислородный обморок или скрытая аноксия, не отмечаются. В результате использования в аппаратах с открытым циклом в качестве дыхательной смеси обычного воздуха случаи ошибочного за- полнения баллонов неправильно составленной газовой смесью встречаются весьма редко. Декомпрессионная болезнь в водолазном деле в качестве несчастного случая обычно не рассматривается. Она редко принимает формы, угрожающие жизни человека, находяще- гося в воде, и поэтому может рассматриваться как одно из осложнений, связанных с пребыванием человека на глубине. Расследование подводных происшествий Редко можно встретить два подводных происшествия, кото- рые были бы. совершенно одинаковыми. Зачастую тщательное расследование обстоятельств такого происшествия и расспрос Очевидцев дают возможность восстановить ход событий и по- 205
лучить в результате этого данные, которые могут быть ис- пользованы для предупреждения подводных происшествий. Подводные исследования не вышли еще из своей началь- ной стадии, поэтому любая новая информация в этой области,, полученная тем или иным способом, представляет собой для работающих в этой области большую ценность. Ниже приводится схема расследования подводных проис- шествий. Не лишне подчеркнуть тот факт, что чем полнее сообщение о том или ином случае, тем большую ценность оно представляет. 1. Описание личности пострадавшего. В этом описании должны найти свое отражение обычные данные о потерпев- шем, включая данные о его возрасте, роде занятий и т. д., особенно подробно описываются его подводный опыт и ква- лификация. Здесь же должны фигурировать представленные в деталях данные последнего медицинского обследования. Кроме этого, должно быть описано поведение пострадавшего непосредственно перед погружением, при этом особое внима- ние необходимо обращать на состав принятой перед погруже- нием пищи. 2. Описание характера происшествия. Если пострадавший остался в живых, то наиболее ценными являются его собст- венные показания. Наряду с этим здесь должны быть пред- ставлены показания свидетелей и заключения экспертов. Это описание должно включать детальную характеристику самого погружения, описание местных условий, места погружения, времени пребывания на глубине, температуры воды, условий видимости, приливов и отливов, течений, состояния дна и цели погружения. Происшествие должно быть описано самым подробным образом, включая описание личных впечатлений пострадавшего и общих наблюдений, произведенных им во время погружения. Здесь же следует упомянуть и о типе дыхательного аппа- рата, использованного водолазом, хотя этому вопросу посвя- щается отдельная часть протокола о несчастном случае. 3. Дыхательный аппарат. Характеристика дыхательного аппарата является наиболее важной частью расследования подводных происшествий. В данном случае важно знать, не является ли причиной происшествия какая-либо неисправ- ность дыхательного аппарата. В тех случаях, когда имеются средства для проведения технической экспертизы, дыхательный аппарат, снятый с по- страдавшего, должен быть опечатан. Все краны аппарата должны быть закрыты, а сам аппарат вместе с кратким опи- санием характера происшествия — отправлен для исследова- ния. При проведении технической экспертизы обычно берут пробы газа из различных частей аппарата и определяют дав- ление в баллонах. При использовании аппаратов с замкнутым 206
циклом дыхания производят определение поглощающей спо- собности адсорбента углекислого газа. Кроме этого, в пробах газа из аппарата производят определение различных приме- сей, таких, например, как окись углерода и пары масел. На- ряду с этим должна быть произведена оценка рабочего сос- тояния как всего аппарата в целом, так и отдельных его узлов и деталей, включая клапаны, краны, редукторы и т. д. 4. Медицинская экспертиза подводных происшествий. При разборе несчастных случаев неоценимую помощь оказывают данные медицинского обследования пострадавшего, представ- ленные в наиболее полной форме. Особое внимание при этом следует обращать на состояние сердечно-сосудистой системы и системы дыхания. Если проводилось лечение пострадавшего, на это также должно быть указано в материалах расследования. Особенно важно зафиксировать факт проведения искусственного дыха- ния, дачи пострадавшему кислорода или любых лекарствен- ных препаратов. Особое внимание при этом следует обращать на выявление таких данных, которые могли бы пролить свет на наличие у пострадавшего скрытого или развивающегося заболевания. Особую роль в данном случае играют заболева- ния системы органов дыхания. В случаях со смертельным ис- ходом материал расследования должен содержать заключе- ние судебно-медицинского вскрытия. Предупреждение подводных происшествий Основная цель настоящей книги—внести определенный вклад в дело борьбы за снижение частоты подводных происшествий. Пребывание человека под водой может быть совершенно безопасно при условии правильного обеспечения его дыха- тельных потребностей и соблюдения водолазом правил без- опасности. Так как большая часть подводных происшествий проис- ходит из-за ошибочных действий человека, то и предупреж- дение таких происшествий находится в руках самого чело- века, т. е. тех, кто занимается водолазным делом, с одной стороны, и тех, кто готовит их для этого вида деятельности,— с другой. Литература .Miles S. J. Roy. Nav. Med. Service, 1964 , 50, 129.
ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ Утопление Для тех, кто любит статистические выкладки, небезынтересно будет узнать, что в мире ежегодно тонет около 140 000 чело- век. Это составляет 5,6 смертных случая от утопления на каждые 100 000 человек населения в год. Распределение смертных случаев от утопления в различных странах не оди- наково, свидетельством чему служат четыре примера, приве- денные ниже (табл. 11). Таблица И Количество смертных случаев от утопления в различных странах Страна Число утоплений за год Частота смерти от Утопления на 100 000 населения в год Япония 8 000 9,0 Австралия . . . 500 5,5 США 7000 4,6 Великобритания . 2 000 4,0 Столь высокая смертность от утопления в Японии не уди- вительна, так как эта перенаселенная страна расположена на островах и очень высокий процент ее населения занят добы- чей рыбы и другими видами деятельности, связанными с пре- быванием человека на воде. В Австралии, например, около 75% населения проживают вблизи береговой линии, где рас- положена основная промышленность, в противоположность Великобритании и Соединенным Штатам, где многие крупные промышленные районы расположены внутри страны. Именно по этим причинам смертность от утопления в Австралии выше, чем в этих двух странах. Baker (1954), изучая смертность от утопления в Англии и Уэльсе, сравнил ее с уровнем смертности в результате других несчастных случаев и некоторых заболеваний. Так, например, он показал, что до 25-летнего возраста смертность от утопле- ния уступает лишь смертности от дорожных происшествий. При этом около 25% от общего числа утонувших составляют дети моложе 10 лет. За последние годы плавание, ныряние и прогулки на не- больших лодках становятся все более популярными, что, в 208
свою очередь, ведет к увеличению числа несчастных случаев на воде. Однако благодаря все растущему пониманию угрозы, которую таит в себе водная стихия, темпы увеличения числа несчастных случаев на воде значительно меньше, чем можно было бы ожидать. Но, к сожалению, они достаточно часты, причем опыт показывает, что большую часть из них можно, было бы избежать. Типы утопления В руководствах по судебной медицине утопление обычно трак- туется как «смерть от асфиксии в результате погружения тела в воду» (Glaister, 1942; Smith, Fiddes, 1949), однако такое определение ни в коем случае нельзя считать полным. В до- полнение к асфиксии мы в таких случаях наблюдаем опреде- ленные изменения, происходящие в организме в результате попадания воды в легкие. Это положение может быть проде- монстрировано следующим примером. Полное погружение со- баки в воду сроком на полторы минуты приводит к гибели » животного, в то время как удается спасать животных, пол- ностью лишенных воздуха на суше сроком до 4 минут (Smith,. Cook, 1948). При утоплении важен не только сам факт попадания воды в легкие, но и то, какая это вода — пресная или соленая. Раз- ница в составе воды, попадающей в легкие при утоплении, весьма существенна, так как эта вода приходит в тесный кон- такт с циркулирующей кровью. При этом пресная вода при установлении осмотического равновесия с кровью всасывается в кровяное русло, в то время как соленая вода, обладая боль- шей концентрацией электролитов по сравнению с кровью, при установлении осмотического равновесия будет разбавляться водой, поступающей в легкие из кровяного русла. Существует три различных типа утопления: 1) «сухое» утопление, при котором вода в легкие не попа- дает совсем или попадает туда в незначительных количествах. Смерть в таких случаях наступает в результате асфиксии; 2) утопление в пресной воде, при котором происходит разжижение крови, гемолиз и асфиксия; 3) утопление в соленой воде, при котором наряду с асфик- сией происходит сгущение крови. Рассмотрим все эти три типа утопления более подробно. 1. Утопление без попадания воды в легкие. Когда люди тонут, у них наблюдается период задержки дыха- ния и борьбы, который завершается интенсивными инспира- торными движениями. Казалось бы, что при этом поступление воды в легкие неизбежно. Однако в таких случаях вода чаще всего заглатывается, не попадая в легкие. 209
Если человек, находящийся в воде, теряет сознание, его дыхательный центр может быть заторможен, в результате чего интенсивные инспираторные движения будут отсутство- вать. У людей с повышенными гортанными рефлексами наличие воды в полости носоглотки может привести к развитию реф- лекторного спазма гортани. Так, по-видимому, чаще всего и происходит при отсутствии у пострадавшего видимых причин утопления. Примером этому могут служить лица, не умеющие плавать, когда они оказываются на глубоком месте. Swan (1956) пришел к заключению, что в 20% случаев утопления попаданию воды в легкие препятствовал именно спазм гор- тани, в то время как Fainer, Martin и ivy (1951) считают эту цифру равной 40%. То, что вода при утоплении не всегда попадает в легкие, отмечалось еще в 1815 г. James Curry в его знаменитой мо- нографии «Observations on Apparent Death from Drowing». Вот что он писал по этому поводу: «Если исходить из того, что утопающий со всех сторон окружен водой, а не воздухом и что при этом человек начинает сильно и часто дышать, было бы логичным предположить, что вода начнет проникать в легкие и заполнять их. Это мнение в свое время было общепринятым и до сих пор достаточно широко распространено. При утопле- нии котят, щенков и детенышей других животных в чернилах или других цветных жидкостях и последующей проверке их легких было обнаружено, что в легкие попадает лишь очень незначительное количество жидкости. Для объяснения причин, лежащих в основе этого явления, следует вспомнить, что мыш- цы, формирующие наружное отверстие гортани, чрезвычайно чувствительны и резко сокращаются даже при самом незначи- тельном раздражении. В тех случаях, когда тонущий человек или животное пытаются спастись и глотнуть хоть немного воз- духа, в рот и глотку попадает вода, которая приходит в со- прикосновение с этими мышцами. При этом происходит рез- кое сокращение мускулатуры гортани, препятствующее попа- данию воды в легкие». Из этих наблюдений Curry делает следующие выводы: «Кажется весьма вероятным, что в случае утопления не про- исходит структурных, нарушений ни в одном из жизненно важных органов, что обязывает нас прибегать в таких слу- чаях к помощи реанимации». Это последнее заявление верно только при таких типах утопления, при которых вода в легкие не попадает. Этот тип утопления следует считать наиболее благоприятным с точки зрения возможности возвращения человека к жизни при при- менении искусственного дыхания. 2. Утопление с попаданием в легкие прес- ной воды. Получение данных, проливающих свет на меха- 210
низм утопления человека, затруднительно, тем не менее былг поставлен ряд опытов, в которых использовались собаки и. другие животные. Несмотря на то что при этом были полу- чены весьма ценные данные, мы до сих пор не можем сказать, насколько полученные результаты применимы в отношении, человека. Одно очевидно, что при попадании в легкие пресной воды большая ее часть всасывается в кровяное русло. При прове- дении опытов по изучению утопления на животных «сухие» легкие встречались довольно редко, а если количество воды в- легких таких животных оказывалось большим, то их гибель,. по всей вероятности, наступала еще до того, как происходило- всасывание в кровь большей части этой воды. Swan (1956), используя радиоактивную пометку пресной воды, в которую он погружал собак, показал, что в течение 3- или же 4 минут циркулирующая кровь разбавлялась напо- ловину своего объема водой, попавшей в легкие этих живот- ных. В одном из случаев количество воды, всосавшейся и кровь из легких в течение 2 или 3 минут, превысило первона- чальный объем циркулирующей крови. Такое разбавление крови не может, естественно, не сопро- вождаться серьезными последствиями. При этом, в частности, происходит значительное снижение концентрации электроли- тов в крови и интенсивный гемолиз. При наличии аноксии та- кое снижение концентрации электролитов в крови быстро при- водит к фибрилляции желудочков. Однако убедительные доказательства того, что у человека,, тонущего в пресной воде, развивается обильный гемолиз крови и фибрилляция желудочков, отсутствуют, хотя еще в 1948 г.. Gordon, Raymon и Ivy показали наличие таких явлений у ко- ров, свиней и лошадей., По всей видимости, аналогичные явле- ния происходят и у человека, по крайней мере до определенной степени. Halmagyi, Colebatch (1960) показали, что попадание очень- небольших количеств (около 100 мл) пресной или соленой воды в легкие овец вызывает быструю гибель этих животных. При этом было обнаружено весьма значительное увеличение эластического сопротивления легочной ткани при одновремен- ном изменении ее поверхностного натяжения. Все это приво- дило к спадению некоторого количества альвеол, в результате чего образовывались артерио-венозные шунты, через которые неокисленная кровь попадала в большой круг кровообраще- ния. Никакой разницы в уровне смертности овец при утопле- нии их в пресной или соленой воде обнаружено не было. Swann (1956), однако, высказал мнение о том, что фибрил- ляция желудочков в таких случаях у овец по сравнению с со- баками и другими более крупными животными возникает го- раздо реже. 21!
Обычно принято считать, что в тех случаях, когда человек тонет в пресной воде, последовательность событий выглядит следующим образом. После короткого первоначального пе- риода борьбы и задержки дыхания происходит попадание в легкие значительных количеств воды. В результате всасыва- ния воды из легких и нарушения электролитного баланса крови на фоне развивающейся аноксии происходит быстрое (в пределах 1—3 минут) развитие процессов, приводящих к фибрилляции желудочков и смерти пострадавшего. Если раз- витию всех этих процессов предшествует спазм гортани, то наступление смерти пострадавшего может быть отсрочено, а возвращение его к жизни является более вероятным. Применение результатов, полученных в опытах на живот- ных, непосредственно по отношению к человеку таит в себе определенную опасность. Во многих случаях утопления чело- века в пресной воде мы сталкивались с явлениями раздраже- ния легких (что особенно выражено было в тех случаях, когда вода была грязной), а также с наличием в легких тонкой пены, столь типичной при утоплении человека в морской воде. Fuller (1963) проанализировал 3000 случаев утопления чело- века и ни в одном из них не нашел упоминаний о наличии у пострадавших фибрилляции желудочков сердца. Появление фибрилляции желудочков в реальных условиях, по всей види- мости, наступает столь неожиданно, что смерть пострадав- шего наступает еще до прибытия медицинской помощи. При этом следует отметить, что роль, которую играет в патогенезе утопления липопротеиновый слой альвеол, описанный Pattie (1963), до сих пор не ясна. Наличием этого слоя в альвеолах может быть обусловлена разница в путях движения электро- литов через альвеолы при утоплении человека в морской и пресной воде. 3. Утопление с попаданием в. легкие мор- ской воды. Как известно, концентрация электролитов в морской воде превышает концентрацию электролитов в крови. Поэтому при попадании морской воды в дыхательные пути происходит переход воды из циркулирующей крови в легкие. Одновременно с этим происходит некоторый переход солей, растворенных в морской воде, в кровь, в результате чего у пострадавших происходит сгущение крови. Работа сердца при этом постепенно прекращается в результате наступающей аноксии миокарда, на что уходит примерно около 8 минут. Donald (1955) высказал мнение о том, что сгущение крови у человека может при этом не быть столь резко выраженным, как это бывает, например, у некоторых животных. Типичным при таком утоплении является наличие у пострадавшего вы- сокого систолического кровяного давления на фоне снижения диастолического давления и в заключительной фазе утопле- ния падение систолического давления. 212
Рис. 47. Гистологическая картина легочной ткани при утоплении. Механизм утопления человека в соленой воде точно такой же, как и при утоплении в пресной воде, однако отказ в ра- боте сердца в первом случае может наступить несколькими минутами позже. Кроме того, повышенная плавучесть, кото- рой обладает человек при пребывании в соленой воде, может на короткое время отсрочить окончательное заполнение ды- хательных путей водой. Посмертные изменения при утоплении После того как тело извлечено из воды, очень важно убе- диться в том, что истинная причина смерти пострадавшего связана именно с утоплением. В большинстве случаев обсто- ятельства, сопутствующие гибели человека в воде, подтверж- дают факт утопления. В тех случаях, когда на этот счет име- ются сомнения, необходимо произвести вскрытие трупа. Очень важно, чтобы посмертное исследование тела уто- нувшего было как можно более полным. Особое значение та- кое исследование приобретает при расследовании подводных происшествий со смертельным исходом, когда утопление мо- жет быть последствием какого-либо другого патологического состояния. Особое внимание при этом должно быть обращено на легкие, при этом следует обращать внимание не только на признаки утопления, но и на возможное наличие в них воспа- лительных процессов, закупорки бронхов и бронхиол, а также эмфизематозных изменений. Сердце и его сосуды, а также го- 213
.ловкой мозг должны быть исследованы самым тщательным «образом. Особое внимание должно обращаться на такие из- менения в этих органах, которые могли послужить причиной потери сознания. В тех случаях, когда имеются подозрения на наличие у пострадавшего разрыва легких или декомпрессион- ной болезни, в крови погибшего, а также в рыхлых тканях можно видеть пузырьки‘воздуха. Легкие во время вскрытия «следует извлекать из грудной клетки с исключительной осто- рожностью, чтобы не допустить их повреждения, после чего их следует проверить при погружении в воду на наличие в них проникающих повреждений. В тех случаях, когда в легкие попадает вода, независимо- от того, соленая она или пресная, в легких ее остается не- много и получить ее на вскрытии'удается лишь в незначитель- ных количествах. Легкие при этом выглядят растянутыми, потерявшими эластичность, с наличием на них отпечатков ре- бер. При надавливании на таких легких остаются углубления. Наличие в дыхательных путях утонувших воды и слизис- того тканевого экссудата вместе с небольшими количествами оставшегося в альвеолах воздуха приводит к образованию -очень нежной белой пены, которая является весьма стойкой. Пена (иногда розовая с прожилками крови) является харак- терным признаком утопления. В самых мелких дыхательных путях пена более обильна, но иногда она заполняет полость носа и рта утонувшего и выделяется наружу. Исследование содержимого желудка при этом также имеет определенное значение, так как в нем могут быть боль- шие количества именно той воды, «в которой произошло утоп- ление. Наличие в желудке погибшего больших количеств пищи и алкоголя может послужить важным обстоятельством при расследовании того или иного случая, что особенно важно при обнаружении рвотных масс в дыхательных путях. Определенное значение имеет и исследование крови на изменение электролитного , состава. Если при этом проба крови взята не сразу после констатации факта смерти, изме- нение электролитного состава крови может иногда явиться следствием посмертных изменений крови. При патологоанатомическом исследовании трупа утонув- шего можно обнаружить и общие признаки смерти от асфик- сии, такие, как застойные явления и точечные кровоизлияния в органах и тканях, особенно в тканях нервной системы. Вторичное утопление - Отмечен ряд случаев, когда смерть пострадавшего наступила спустя некоторое время после того, как он, казалось бы, опра- вился от последствий утопления. В опытах на животных было 214
показано, что попадание в их дыхательные пути даже неболь- ших количеств воды приводит к гибели. У человека в таких случаях может развиться отек легких. Нерезко выраженная форма отека легких встречается почти во всех случаях утоп- лений. На рентгенограммах грудной клетки, сделанных сразу же после спасения утопавшего, можно зачастую видеть диф- фузное затемнение легочной ткани. В результате таких изме- нений легочной ткани и наступила смерть пострадавшего в. случае, описанном Jack (1959). Механик подводной лодки нес на плечах ящик с инструментом. Под- нимаясь на борт лодки по узкому трапу, он потерял равновесие и упал вниз, пролетев около 3 м. Туловище пострадавшего задержалось на палуб- ной цистерне, а голова оказалась под водой. Он был извлечен из воды не позже чем через 1 минуту после падения и продолжал дышать, оставаясь, в сознании в течение нескольких минут. У Пострадавшего отмечались при- знаки беспокойства, рвота, однако заметных изменений дыхания не наблю- далось. О происшествии пострадавший не помнил. При медицинском обсле- довании цвет кожных покровов и видимых слизистых оболочек пострадав- шего находился в пределах нормы, рефлексы были замедлены, а по всей окружности грудной клетки прослушивались крепитирующие хрипы. Через. 2'/2 часа пострадавший скончался. На вскрытии были обнаружены тяжелые в результате заполнения во- дой легкие. Лишь в нижних отделах легких имелись участки, подвергав- шиеся аэрации. В бронхах обнаружена розовая пена. В мозге и других тканях — умеренно выраженные застойные явления. Повреждения костей отсутствовали. Весьма вероятно, что пострадавший во время падения ударился головой о твердую поверхность, что вызвало контузию. Голова его была под водой в течение весьма короткого промежутка времени, но этого оказалось до- статочным для попадания в дыхательные пути морской воды. Пострадав- шему была оказана помощь еще до того, как у него могла развиться ас- фиксия. Однако морская вода, попавшая в легкие, вызвала выделение воды из крови в легкие, что увеличило заполнение легких жидкостью и привело к развитию легочного отека, это и послужило причиной гибели пострадавшего. Возможность гибели спасенных утопающих была известна еще Curry, который в 1815 г. писал: «Ухудшение состояния пострадавшего, возвращенного к жизни при спасении от утоп- ления, наступает очень быстро и сопровождается развитием воспалительных реакций в некоторых органах "грудной клетки. Это происходит в результате расширения артерий лег- ких вследствие резкого перехода от холода к теплу. Такие явления сопровождаются болями в груди или боку, увеличи- вающимися на вдохе, которым сопутствуют учащение и по- вышение наполнения пульса, а иногда и кашель». Общая картина утопления При расследовании всех без исключения случаев утоплёния следует принимать во внимание все обстоятельства, не оста- навливаясь лишь на факте утопления и его заключительных 215-
событиях. Ход расследования такого происшествия может на- чинаться от момента надевания купального костюма и закан- чиваться на столе патологоанатома в прозекторской. В каче- стве предрасполагающих к утоплению факторов могут выступать плохое самочувствие, беззаботность, хвастовство, неведение, нарушение пищевого режима или несчастный слу- чай. Иногда к утоплению приводят, казалось бы, невинные грубые шутки или грубые игры в воде. Понятие «утопление» без наличия данных об обстоятель- ствах происшествия так же неопределенно, как и понятие «от- равление», когда, кроме симптомов, свидетельствующих о на- личии у человека какого-то отравления, другие данные отсутствуют. Может быть, было бы целесообразно вообще от- казаться от этого термина, заменив его, скажем, таким поня- тием, как «смерть .от асфиксии в результате погружения в воду» — при отсутствии попадания воды в дыхательные пути, или понятием «асфиксия с заполнением легких водой» — в тех случаях, когда это имеет место, и при этом сделать спе- циальную ссылку на наличие у пострадавшего фибрилляции желудочков или сердечной аноксии. Анализ обстоятельств происшествия может многое дать и в случаях утопления, закойчившихся благополучно, хотя при этом основное внимание обычно уделяют изучению ощущений жертвы несчастного случая. В случаях, когда утопление является полным, при посмерт- ном обследовании в легких почти обязательно обнаруживают воду. Если же утопавшего удается привести в чувство, то при восстановлении у него хорошего самочувствия нередко забы- вают о возможности попадания воды в его легких, приводяще- го к отеку легких, в результате которого, несмотря на поддер- жание легочной деятельности, наступает смерть. Расследование утоплений Существенную помощь в деле расследования водных происше- ствий могут оказать как обычные врачи и спасательные орга- низации, так и отдельные граждане. Эта помощь заключается в создании таких условий, при которых каждое утопление рас- следуется настолько .полно, насколько это возможно. Крупные спасательные организации могут у себя иметь специальные подразделения, занимающиеся расследованием водных проис- шествий. Проведение расследования того или иного несчастного слу- чая должно включать изучение анамнеза пострадавшего, ана- лиз его водно-спортивного опыта, а также изучение общих предпосылок, которые могли лежать в основе несчастного слу- чая. 216
Данные, которые могли бы пролить свет на причину не- счастного случая, могут быть получены из следующих источ- ников: 1) от пострадавшего, если его удалось спасти; 2) от товарищей пострадавшего и от его родственников; 3) от членов поисковой команды и свидетелей происшест- вия; 4) от любого человека, который оказывал пострадавшему первую помощь; 5) от персонала машины скорой помощи, на которой по- страдавший доставлялся в больницу; 6) от любого медицинского работника или врача, оказы- вавших пострадавшему помощь в тех случаях, когда он остал- ся в живых; 7) от патологоанатома, который производил ' вскрытие трупа. Протокол о несчастном случае должен быть составлен в самые сжатые сроки, после чего он посылается в органы ме- стной власти, несущие ответственность за ход дальнейшего расследования. Для большей убедительности протокол должен состоять из двух частей. Первая часть должна содержать сведения, харак- теризующие несчастный случай, вторая — медицинское заклю- чение. Часть 1. Протокол о несчастном случае. Наряду с данными, характеризующими жертву несчастного случая (пол, возраст, национальность, род занятий, водно-спортивный стаж и изве- стные данные о здоровье пострадавшего) , в протоколе должны быть отражены время и место происшествия, условия погоды и состояние воды в момент происшествия, включая температу- ру и качество воды (пресная или соленая). Если это возмож- но, в сжатом виде следует отразить деятельность пострадав- шего в течение 24 часов, предшествовавших несчастному слу- чаю, и указать, как долго пострадавший пробыл в воде и что он делал непосредственно перед входом в воду. Необходимо также описать поведение пострадавшего в воде, причину, вызвавшую нарушение его состояния, и какие проявления это- го нарушения были замечены со стороны. Описание поиска пострадавшего должно включать упоми- нание о промежутке времени между получением сигнала бед- ствия и началом поиска пострадавшего, методе поиска, состо- янии пострадавшего при обнаружении его в воде, описание имевшихся у него повреждений, применявшихся на воде мер оживления и состояния пострадавшего во время спасения и реанимации. При этом следует отметить внешний вид, цвет и количество рвотных масс, если таковые имеются, наличие у пострадавшего сознания и дыхания. Если пострадавший ды- шит, то следует упомянуть о том, заметно ли у него во время 217
дыхания образование пены во рту. В протоколе должны так- же найти свое отражение детальное описание реанимационных мероприятий, продолжительности процесса реанимации, труд- ностей, связанных с ее осуществлением, а также с реакцией организма пострадавшего на меры, предпринимаемые по его оживлению. Здесь же должны фигурировать показания свиде- телей происшествия, из которых особую ценность представля- ют показания медицинских работников. Часть 2. Медицинское заключение. Если утопающий остал- ся в живых, то наиболее ценным методом определения его состояния является как можно более ранняя рентгеноско- пия грудной клетки. Практически рентгеноскопию грудной клетки следует делать при обследовании всех пострадавших такого года независимо от того, направляются они в больни- цу или нет. Особое внимание должно быть уделено изучению клинического состояния легких и верхних дыхательных путей. После взятия пробы воды из легочных путей для определе- ния «объема набухшей клетки» и определения электролитно- го баланса организма у пострадавшего следует как Можно ско- рее взять на анализ кровь. Если представляется возможность, то все это следует проделывать и в случаях утоплений со смер- тельным исходом. В случаях со смертельным исходом к медицинскому заклю- чению должен быть приложен протокол вскрытия, в котором особое внимание следует обращать на состояние легких, со- держимое желудка, наличие у пострадавшего какого-либо пов- реждения или заболевания, которое могло бы служить пред- посылкой утопления. Важность рассматриваемой проблемы Несмотря на внимание, уделяемое изучению проблемы утоп- ления и лечения его последствий, успехи в этом направлении поистине ничтожны, хотя важность ее все время возрастает; . Так, летом 1955 г. Donald писал: «Несмотря на большой интерес, проявляемый к проблеме утопления различными ор- ганизациями нашей страны, поражает пренебрежение, с ко- торым относятся к этой проблеме физиологи и врачи. Начался новый купальный сезон, который, как и всегда, будет сопро- вождаться увеличением числа утоплений». Летом 1960 г. на открытии международной конференции по вопросам спасения утопающих Judge Curlewis, президент австралийской спасательной ассоциации, заявил: «Жгучая не- обходимость снижения смертности от утопления и всех форм асфиксии путем разработки новых методов спасения была и остается одной из наиболее важных проблем, с которыми нам приходится сталкиваться...» 218
Литература Baker A. Z. The Practitioner, 1954, 172, 655. Cullen. Brit. Med. J., 1894, 2, 941. Curry J. Observations on Apparent Death. E. Cox and Son. London, 1815. Donald K. W. Brit. Med. J., 1955, 2, 155. Editorial. Brit. Med. J., 1894a, 2, 823; 1894b, 2, 373. Fainer D. C., Martin C. G., Ivy A. C. J. Applied Physiol., 1951, 3, 417. Fuller R. H. Milit. Med., 1963, 128, 22. •Glasiter J. Medical Jurisprudence and Toxicology. E. a. S. Livingston. London, 1942. Halmagyi D. F. J., Colebatch H. J. И. Internationql Conference on Life Saving Techniques Sydney, 1960. Halmagyi D. F. J., Colebatch H. J. H. J. Applied Physiol., 1961, 16, 35. Jack D. B. J. Roy. Nav. Med. Service, 1959, 45, 228. Lowson J. A. Edin. Med. J., 1903, 13, 41. Pattie R. E. Brit. Med. Bull., 1963, 19, 41. Smith S. a. Cook W. G. H. Taylor’s Principles and Practice of Medical Jurispudence. V. 1, p. 537. J. a. A. Churchill. London,’1949. Smith S., Fiddes F. S. Forensic Medicine. J. a. A. Churchill. London. 1949. Swann H. G. Circ. Research., 1956, 4, 241.
ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ Оказание помощи утопающим и их лечение Операция спасения При спасении утопающих необходимо: 1) подержать утопающего на плаву и предотвратить попа- дание воды в его дыхательные пути, ликвидировав тем самым угрозу его утопления; 2) как можно быстрее доставить пострадавшего в безопас- ное место; 3) обеспечить наиболее раннее оказание такому постра- давшему медицинской помощи. Разработкой методов спасения утопающих занимался ряд известных специалистов, но, несомненно, ключом к достиже- нию успеха в этой области является планирование операций спасения и постоянная тренировка. Для того чтобы лечение таких пострадавших было наибо» лее эффективным, его следует начинать в короткий промежу- ток времени между остановкой дыхания и прекращением сер- дечной деятельности, который длится лишь несколько минут. Чаще всего продолжительность этого периода не превышает 5 минут, а в пресной воде до 2 минут. Лечение утопавших Прежде всего необходимо сделать все возможное для того, чтобы предотвратить у пострадавшего развитие аноксии, кото- рая наступает при изменении химического состава крови, вы- званного, попаданием воды в легкие. По возможности сразу же следует приступить- к искусст- венному дыханию с применением наиболее эффективных его методов, а также принять все меры для того, чтобы вывести из легких пострадавшего избыток жидкости. Если спасатель знает, как это делать, он должен постарать- ся заполнить легкие пострадавшего воздухом еще до того, как тот будет доставлен на берег или на борт спасательного суд- на, проделав эту манипуляцию несколько раз. Это мероприя- тие может оказаться более эффективным по сравнению с более сложными методами искусственного дыхания, которые могут быть использованы позже. Этого можно достичь за счет вду- 220
вания спасателем выдыхаемого им воздуха в легкие постра- давшего. В случае остановки сердца вдувание в легкие пострадавше- го воздуха или кислорода окажется бесполезным, так как при отсутствии циркуляции крови кислород не сможет достичь жизненно важных органов. Именно поэтому искусственное ды- хание следует начинать не медля ни секунды еще до остановки -сердца. В том случае, когда в полости рта имеются рвотные массы, пена или водоросли, препятствующие прохождению воздуха в легкие, их следует удалить пальцем, носовым плат- ком или любыми другими доступными средствами. Искусственное дыхание должно быть длительным, непре- рывным и продолжаться до тех пор, пока врач не констатиру- ет смерть или пока не будет полной уверенности в безнадеж- ности положения. Если такое заключение не сделано, искусст- венное дыхание должно продолжаться в течение часа или да- же более. Зачастую искусственное дыхание продолжают и тог- да, когда никаких надежд на спасение пострадавшего уже нет. Чаще всего это бывает в тех случаях, когда возле пострадав- шего находятся его близкие друзья или родственники, которые не могут поверить в невозможность его спасения. Описано мно- го случаев, когда искусственное дыхание проводилось очень долго, однако успех при этом достигнут не был. Curry (1815), например, рекомендовал проводить искусственное дыхание не- прерывно и упорно до возобновления естественного дыхания или в течение 6 часов со времени его начала независимо от наличия у пострадавшего признаков жизни. Во время искусственного дыхания не занятые этим процес- сом люди, находящиеся поблизости, могут оказать спасателям посильную помощь, сняв с пострадавшего мокрую одежду, укутав его в сухую одежду, простыни или что-либо другое. Рас- тирать конечности и прикладывать к ним тепло при этом не следует, так как это приводит к расширению сосудов кожи, что в свою очередь создает дополнительную нагрузку на серд- це, которое и так может быть крайне ослабленным. Вполне до- статочным оказывается укутывание пострадавшего, которое препятствует развитию озноба. При появлении признаков возобновления естественного ды- хания за ним надо тщательно следить и проводить искусствен- ное дыхание синхронно с дыхательными усилиями самого по- страдавшего. При этом следует избегать ненужных движений: любое грубое движение может привести к нежелательным ос- ложнениям и даже послужить причиной появления рвоты у пострадавшего. Если после шести или восьми заполнений легких постра- давшего выдыхаемым воздухом (или другим способом) при- знаков жизни у него не наблюдается, если у него отсутствует пульс сонной и лучевой артерии и если у него нет несомненных 221
признаков смерти, следует приступить к закрытому массажу сердца. Заполнения легких пострадавшего выдыхаемым воз- духом прекращать при этом не следует, повторяя их после каждых 6—8 сжатий грудной клетки в области сердца. Еслц есть возможность, пострадавшего следует немедлен- но госпитализировать и подвергнуть дополнительному обсле- дованию, включая рентгеноскопию грудной клетки. Здесь же может быть начато и более интенсивное лечение, включая при- менение кислорода, внутривенное введение плазмы и даже ле- чение с помощью гипотермии, которое, как полагают, обеспе- чивает некоторую защиту мозга пострадавшего от действия аноксии. Методы реанимации утопавших Основное требование, предъявляемое к методам реанимации утопавших, очень простое. Оно сводится к необходимости раз- работки универсального метода реанимации, который мож- но было бы легко изучить и применить на практике. Этот ме- тод должен обеспечивать необходимую вентиляцию легких, не требовать дополнительного оборудования, быть достаточно простым для использования, скажем, 12-летним ребенком при оказании помощи взрослому и, наконец, быть не слишком уто- мительным для лиц, прибегших к его помощи. Представители службы спасения, долгом которых являет- ся оказание помощи утопающим, при реанимации утопавших в случае необходимости могут пользоваться как дополнитель- ным оборудованием, которое у них всегда должно быть под ру- ками, так и более сложными методами реанимации. Методы реанимации утопавших, которые используются в настоящее время, могут быть разделены на две группы, а именно: 1) методы с использованием отрицательного давле- ния и 2) методы с использованием положительного давления. Каждая из этих групп может быть в свою очередь подразде- лена на следующие подгруппы. I. Методы с использованием отрицательного давления. а. Ручной. б. Путем качания. в. Механический. 2. Методы с использованием положительного давления. а. Использование выдыхаемого воздуха. б. Применение воздуходувных мешков. в. Механический. Методы реанимации, перечисленные в первой подгруппе каждой из этих групп, могут быть применены без использова- ния дополнительной аппаратуры людьми, имеющими минимум знаний в этой области. Что касается методов реанимации, пе-
речисленных в остальных подгруппах обеих групп, то для их использования требуется специальная аппаратура и более вы- сокий уровень специальной подготовки лиц, оказывающих по- мощь пострадавшим такого рода. Методы реанимации утопавших с использованием отрицательного давления Применение этих методов основано на заполнении легких воз- духом за счет искусственного увеличения объема грудной клет- ки. Они по своему механизму напоминают до некоторой сте- пени процесс естественного дыхания. У пострадавших с параличом дыхания легкие в состоянии покоя заполнены воздухом лишь на 40% их жизненной емко- сти. При осуществлении естественного дыхания увеличение объема грудной клетки начинается именно с этого уровня за- полнения легких воздухом. При применении обычных ручных методов искусственного дыхания делается попытка увеличения объема легких за счет вытяжения рук вперед и в стороны при положении пострадавшего на спине (метод Сильвестера) или путем движения локтей пострадавшего вперед и назад при по- ложении его на животе (метод Хольгера—Нельсена). К сожа- лению, при осуществлении такого искусственного дыхания дви- жение рук передается грудной клетке через мышцы, которые весьма эластичны, особенно у лиц, потерявших сознание, по- этому ’основные усилия тратятся на растяжение этих. мышц. При этом объем воздуха, попадающий в легкие, весьма мал. Этот объем может быть увеличен с помощью периодического надавливания на грудную клетку с целью уменьшения ее объ- ема. Когда давление на грудную клетку снимается, она возвра- щается в первоначальное положение, в результате чего проис- ходит всасывание воздуха в легкие. Подобная вентиляция лег- ких лежит в основе метода искусственного дыхания Шефера. Этот метод нас полностью удовлетворить также не может, так как, когда грудная клетка находится в состоянии покоя, мож- но активно использовать лишь выдыхательный момент ее дви- жения, связанный с выведением из легких части резервного объема воздуха. При этом расширение легких ограничено, из- за чего альвеолы расширяются недостаточно и площадь ле- гочной ткани, на которой осуществляется активный газообмен, уменьшается. Больший уровень вентиляции легких можно достигнуть при чередовании движений рук пострадавшего с подъемом или вращением его бедер; однако этот метод более трудоемок. Эффективность ручных методов искусственного дыхания. В настоящее время обучают трем ручным методам искусст- венного дыхания. 223
1. Метод Шефера, при котором производят периодическое ритмичное надавливание на заднюю часть грудной клетки при положении пострадавшего на животе. 2. Метод Хольгера—Нельсена, при использовании которого пострадавший также лежит лицом вниз. Периодическое на- давливание на спину чередуется при этом с движениями его рук в переднем направлении, которые обычно держит за локти человек, осуществляющий искусственное дыхание. 3. Метод Сильвестера, при использовании которого постра- давший лежит на спине. Надавливания на грудную клетку че- редуют при этом с движениями рук пострадавшего вперед и в стороны. В последнее время применяется модификация этого мето- да, получившая название метода Сильвестера — Броша, при использовании которого под спину пострадавшего несколько ниже плеч укладывают твердую подушку или сверток с одеж- дой. Грудная клетка пострадавшего при этом приподнимается, а голова откидывается назад, что создает лучшие условия для расширения грудной клетки и попадания воздуха в легкие. Изо всех ручных методов искусственного дыхания этот метод наиболее эффективен. Оценка эффективности перечисленных выше методов искус- ственного дыхания нашла свое отражение в ряде работ. Так, например, Gordon с группой сотрудников (1951) производил измерение дыхательного объема у добровольцев, находивших- ся под тиопенталовым наркозом. Остановка дыхания у этих испытуемых достигалась< помощью а-тубокурарина. При пол- ном расслаблении мускулатуры испытуемым вводили изогну- тую эндотрахеальную трубку. Karpovitch, Hale и Bailey (1951) использовали в своей работе испытуемых, которые в состоянии физического расслабления осуществляли спокойный выдох в спирометр. После снятия этих фоновых данных на естествен- ные дыхательные движения накладывались движения грудной клетки, воспроизводимые при применении ручных методов ис- кусственного дыхания. Результаты, полученные этими двумя группами исследователей, оказались совершенно одинаковыми (табл. 12). Таблица 12 Среднее значение дыхательного объема при различных методах искусственного дыхания в миллилитрах Метод искусственного дыхания Исследования Gordon Исследования Karpovitch Пределы дыхательного объема, мл Шефера 378 541 275—593 Хольгера—Нельсена 975 938 445—1 183 Сильвестера .... — 1068 591—1 835 224
Ручные методы искусственного дыхания без применения специального оборудования в большинстве случаев обеспечи- вают хорошую вентиляцию легких только тогда, когда нет рез- кого нарушения проходимости дыхательных путей. Это поло- жение подробно разобрано в одной из работ Gordon и сотр. (1958), в которой он специально разбирает случаи успешной вентиляции легких у утопавших без применения каких-либо дыхательных трубок (табл. 13). Таблица 13 Величина дыхательного объема при использовании различных средств и методов искусственного дыхания Метод искусственного дыхания При исполь- зовании изогнутой эндотрахе- альной трубки При исполь- зовании загубника дыхательного аппарата и носового зажима % случаев успешной вентиля- ции легких дыхательный объем, мл Сильвестера 920 450 50 Хольгера—Нельсена 950 580 63 С подъемом бедер 1 090 650 75 „ Представленные в табл. 13 данные свидетельствуют о том, что без введения пострадавшим эндотрахеальной трубки ле- гочная вентиляция значительно ниже. В большом числе слу- чаев без введения трубки достаточную вентиляцию легких вообще не удавалось наладить. Safat (1958) проводил аналогич- ные исследования на группе хорошо подготовленных спаса- телей (167 человек). В качестве критерия успеха при искус- ственном дыхании считалось достижение в течение 1 минуты дыхательного объема, равного 500 мл. В процентном отноше- нии достижение таких результатов при использовании различ- ных методов искусственного дыхания распределялось следую- щим образом (табл. 14). Таблица 14 Процент случаев успешной вентиляции легких при различных методах искусственного дыхания Метод искусственного дыхания При введении эндотрахе- альной трубки Без введения эндотрахе- альной трубки Хольгера—Нельсена 39 14 Сильвестера .... 50 31 Подводная медицина 225
Представленные в табл. 14 результаты нельзя считать на- дежными. Есть все основания полагать, что успех в данном случае зависит в основном от проходимости дыхательных пу- тей. При проведении искусственного дыхания с помощью руч- ного метода одним человеком следить за положением головы пострадавшего достаточно трудно. Так, например, при прове- дении искусственного дыхания по методу Хольгера—Нельсена или Шефера голова пострадавшего повернута в сторону. Уже одно это может привести к нарушению проходимости дыха- тельных путей. При положении пострадавшего на животе его голова должна быть максимально оттянута назад, причем за- тылок должен располагаться ближе к позвоночнику. Подбо- родок пострадавшего может при этом покоиться на его руках. При проведении искусственного дыхания по методу Сильве- стера под лопатки пострадавшего подкладывают подушку или валик, что способствует максимальному отклонению головы назад. Методы реанимации утопавших с помощью качания. Одним из разновидностей ранних методов реанимации утопавших яв- ляется метод Евы. При этом методе можно использовать лю- бое приспособление типа носилок или простую доску, на кото- рой можно раскачивать утопавшего с отклонением его голо- вы вверх и вниз от горизонтальной плоскости на 45°. При этом тяжелые органы брюшной полости, в том числе печень и се- лезенка, действуют подобно поршню, расположенному ниже диафрагмы. Несмотря на то что дыхательный объем при ис- пользовании этого метода составляет около 600 мл, относить его к разряду легковыполнимых не следует, так как оборудо- вание для его проведения достаточно громоздко и редко ока- зывается под рукой в случаях необходимости. Механические методы искусственного дыхания. Механиче- ские методы искусственного дыхания, имитирующие естествен- ное дыхание, применимы обычно лишь в больничных условиях. Наиболее известным из них является метод с использованием аппарата Drinker, который иначе называют «железными лег- кими». При использовании этого аппарата тело пострадавше- го, за исключением шеи и головы, помещают в герметичный ящик, в который с помощью компрессора непрерывно подает- ся и отсасывается определенный объем воздуха. Благодаря этому такой же объем воздуха вытесняется из легких постра- давшего и всасывается в них. В последнее время были разра- ботаны небольшие механические дыхательные аппараты, ра- ботающие по этому принципу, в которые заключается только грудная клетка пострадавшего. Механические методы искусственного дыхания для реа- нимации утопавших почти не применяются, поскольку они требуют для обслуживания высококвалифицированный пер- сонал. 226
Методы реанимации с использованием положительного давления В последнее время ручные методы искусственного дыхания из- за их низкой эффективности подвергаются все большей крити- ке; все чаще применяют методы искусственного дыхания с ис- пользованием положительного давления. Один из этих мето- дов, наиболее общедоступный из-за его простоты и отсутствия необходимости в специальных приспособлениях, основан на применении выдыхаемого воздуха. К сожалению, пропаганда этого весьма эффективного ме- тода оставляет желать много лучшего. Обучение этому мето- ду оказалось довольно трудным из-за необходимости приобре- тать довольно дорогие манекены и учебные фильмы, издавать специальную литературу и преодолевать некоторое предубеж- дение против нового метода. Множество названий этого мето- да, предлагавшихся в процессе его внедрения в практику, вно- сило только путаницу. Среди этих названий можно упомянуть такие, как «реанимация выдыхаемым воздухом», метод искус- ственного дыхания «рот в рот», метод искусственного дыхания «рот в нос», метод искусственного дыхания «лицо в лицо», ме- тод искусственного дыхания «легкие в лёгкие», «спасательное дыхание» и даже «поцелуй жизни». Автору настоящей работы наиболее приемлемым названием этого метода представляется «реанимация выдыхаемым воз- духом». Реанимация выдыхаемым воздухом. 1. Быстро освободите полость рта пострадавшего от содержимого, препятствующего прохождению воздуха в легкие. Наиболее быстро это можно сделать с помощью пальца или куска материи. 2. Откиньте голову пострадавшего назад так, чтобы его рот и глотка образовали как бы прямую линию. 3. После этого приступайте к многократному заполнению вашим выдыхаемым воздухом легких пострадавшего через его рот или нос. У детей эту процедуру можно проводить одномо- ментно через рот и нос. Признаком заполнения легких пострадавшего выдыхаемым воздухом является движение его грудной клетки. По возмож- ности процессом оказания помощи таким пострадавшим долж- ны руководить опытные специалисты. Именно они должны разъяснять своим помощникам, что необходимо откинуть го- лову пострадавшего назад и подложить под его спину плотный валик. У большинства людей при максимальном откидывании головы назад рот оказывается открытым. В тех случаях, ког- да проходимость дыхательных путей плохая, важное значение приобретает правильное положение головы пострадавшего. При этом изредка приходится прибегать к выдвижению ниж- 8‘/2* 227
ней челюсти. Вдувание выдыхаемого воздуха в рот или нос пострадавшего зависит главным образом от выбора оказыва- ющего помощь. После каждого выдоха спасатель во время пе- рерыва, необходимого для очередного вдоха, смотрит на груд- ную клетку пострадавшего. Когда растянутая вдуваемым воздухом грудная клетка пострадавшего уменьшится до перво- начального объема, пора приступать к очередному ее растя- жению. В тех случаях, когда вдувание выдыхаемого воздуха производится через рот, нос пострадавшего может быть за- крыт щекой.или зажат пальцами свободной руки спасателя. При вдувании воздуха через нос рот пострадавшего, если он открыт, может быть закрыт щекой спасателя. Применение этого метода на практике никаких трудностей не представляет. В заключение следует отметить, что если при реанимации взрослых с помощью этого метода легкие по- страдавшего следует раздувать с силой, то при оказании по- мощи детям сила выдоха спасателя должна быть резко умень- шена, а при реанимации грудных детей и новорожденных дол- жна быть совсем незначительной. При этом во всех случаях надо следить за движениями грудной клетки пострадавшего. При использовании этого метода для оказания помощи утопавшим не удается значительно уменьшить смертность по- страдавших, так как в большинстве случаев исход таких про- исшествий предопределен еще до того, как пострадавшего из- влекают из воды. Однако он приносит ощутимые результаты лишь в том случае, если его используют раньше обычных ме- тодов искусственного дыхания, когда пострадавший еще нахо- дится в воде или когда его транспортируют по мелководью к берегу. Приводим преимущества и недостатки метода реанимации выдыхаемым воздухом. 1. Эстетические соображения. Существует боль- шое число людей, полагающих, что этот метод при спасении умирающих неприемлем, поскольку он связан с появлением чувства отвращения и боязнью инфекции.в результате контак-' та с незнакомым человеком. Несмотря на это, маловероятно, чтобы в нужный момент кто-нибудь из окружающих не нашел в себе сил прибегнуть к помощи этого метода для того, чтобы спасти жизнь постра- давшему. Жизнь показывает, что этот метод с успехом приме- няется лицами разных профессий даже в тех случаях, когда ротовая полость пострадавшего заполнена кровавой пеной и рвотными массами. Обычно в таких случаях лицо пострадав- шего обмывают водой и протирают ладонью или краем одежды. 2. Трудности обучения методу реанимации выдыхаемым воздухом. Основным препятствием к ши- рокому внедрению в практику метода реанимации выдыхае- 228
мым воздухом, включая любую из его разновидностей, явля- ются трудности, связанные с обучением этому методу, .так как прямой контакт между людьми в процессе обучения нежела- телен. - Прекрасным в этом отношении средством могут служить специальные манекены в человеческий рост, в легкие которых воздух может быть вдут только в том случае, если голова ма- некена занимает правильное положение. Buchanan (1960) раз- работал легкую прозрачную маску, которая может надеваться на лицо добровольца. Благодаря боковому отводу, имеющему- ся на этой маске, она может быть использована в процессе обу- чения методу реанимации выдыхаемым’воздухом без прямого контакта участников. В последнее время создан ряд очень хороших учебных фильмов, посвященных этому вопросу. По сообщению Safar (1958) после однократного просмотра одного из таких филь- мов 131 из 145 (т. е. 90%) совершенно неподготовленных к ро- ли спасателей мужчин сразу же смогли применить метод ис- кусственного дыхания «рот в рот» на испытуемых, которые на- ходились под наркозом и которым был введен препарат ку- раре. Этот опыт следует использовать повсеместно. В 1963 г. в Великобритании была выпущена серия прекрасных фильмов, посвященных реанимации с помощью выдыхаемого воздуха и производству закрытого массажа сердца, которые в настоя- щее время получили поистине всемирное признание и распро- странение. Использование этих методов на практике никаких трудностей не представляет, причем их применению могут быть с легкостью обучены как взрослые, так и дети школьного возраста. 3. Како'му методу следует отдать предпочте- ние — «рот в рот» или «рот в но с»? Единого мнения специалистов по поводу того, какой из этих двух методов ис- кусственного дыхания эффективнее, не существует. Это, одна- ко, не означает, что данцый вопрос может быть снят с повестки дня. Поскольку при применении как того, так и другого метода спасительный воздух достигает легких пострадавшего, путь его попадания в легкие — через рот или через нос — существенно- го значения не имеет. Сторонники метода «рот в нос» утверждают, что его легче применить на практике, что он обеспечивает лучшие условия для прохождения воздушной струи, что он менее опасен с точ- ки зрения перерастяжения легких и вздутия желудка. Защитники метода «рот в рот» придерживаются иной точ- ки зрения. Они утверждают, что именно этот метод обеспечи- вает лучшие условия для заполнения легких пострадавшего воздухом, что он более естествен, а также, что закупорка носа пострадавшего может создать такие условия, при которых при- менение метода «рот в нос» окажется невозможным. Наряду 8 Подводная медицина 229
с этим было показано, что закупорка носа имеет место не бо- лее чем у 2% утопавших. В тех случаях, когда приходится оказывать помощь детям, зачастую взрослый при применении метода реанимации выды- хаемым воздухом оказывается в состоянии захватить своим ртом как рот, так и нос пострадавшего. Во всех случаях применения этого метода рот спасателя должен быть широко открыт для того, чтобы плотно покрыть рот или нос пострадавшего (или и то и другое) и обеспечить хорошую герметичность в момент осуществления выдоха в лег- ких пострадавшего. 4. Влияние р'еанимации выдыхаемым возду- хом на сердечно-сосудистую систему постра- давшего. При осуществлении естественного дыхания, во вре- мя которого воздух всасывается в легкие благодаря увеличе- нию объема грудной клетки, во время вдоха происходит при- ток крови к легким, а это в свою очередь способствует запол- нению кровью сердца. При заполнении легких воздухом с помощью положитель- ного давления благотворное (присасывающее) действие уве- личения объема грудной клетки отсутствует. При этом наблю- дается замедление кровотока в легких. Определяющим, однако, при применении этого метода ис- кусственного дыхания является степень насыщения кислоро- дом крови пострадавшего. Clifton (1960) определил уровни на- сыщения кислородом артериальной крови находящихся под наркозом кураризированных испытуемых-добровольцев при применении методов искусственного дыхания «рот в рот» и -«рот в нос» и обнаружил, что это насыщение составляло в том и другом случае 95—98% в течение всего периода «реанима- ции», длившегося 30 минут. При аналогичных условиях Flam и сотр. (1959), проводя исследования на 25 добровольцах, смогли при использовании этих методов искусственного дыха- ния поддерживать насыщение кислородом артериальной кро- ви испытуемых на уровне 87—100%. 5. Возможности применения - метода реанима- ции выдыхаемым воздухом. Наибольшее преимущест- во этого метода искусственного дыхания, в том числе и всех его разновидностей, заключается в том, что он может быть при- менен в наиболее трудных условиях — в воде, на опорах вы- соковольтных линий электропередач, в небольших лодках, во время транспортировки пострадавших, в ограниченных прост- ранствах, а также практически во всех тех случаях, когда спа- сатель может привести в соприкосновение свое лицо с лицом пострадавшего. При этом не следует забывать, что утопление является лишь одним из состояний организма, при котором необходимо проведение искусственного дыхания. Более того, эффективность 230
различных методов искусственного дыхания при оказании по- мощи утопавшим ниже по сравнению с их эффективностью при оказании помощи другим категориям пострадавших. Пораже- ние электрическим током, отравление газами и асфиксия, вы- званная самыми различными причинами, могут иногда требо- вать такого же подхода, как и при оказании первой помощи утопавшим. Именно в таких случаях метод реанимации выды- хаемым воздухом может быть еще более усовершенствован. Риск применения метода реанимации выдыхаемым возду- хом при оказании первой помощи отравленными газами или другими химическими веществами весьма невелик, так как воз- дух, выдыхаемый пострадавшим, в легкие спасателя не попа- дает. В тех случаях, когда такая опасность все же существует, лицо пострадавшего может быть покрыто одним из предметов одежды, ткань которого с легкостью пропускает воздух. Ино- гда это рекомендуется делать из эстетических соображений. В особых случаях, когда мы имеем дело с параличом дыхания в результате отравления антихолинэстеразными инсектицида- ми или близкими к ним по структуре химическими вещества- ми, риск поражения спасателей, применяющих метод реанима- ции выдыхаемым воздухом, значительно возрастает и требует применения других методов искусственного дыхания — ручных или механических. По всей видимости, отравление такими ин- сектицидами является единственным случаем, когда примене- ние метода реанимации выдыхаемым воздухом противопока- зано. В местах, где вероятность таких отравлений наиболее высока, должны быть созданы все условия для оказания помо- щи и лечения пострадавших. 6. Опасность перерастяжения легких. Этот вопрос приобретает большую важность при проведении искусственно- го дыхания с помощью воздуходувных мешков или других устройств подобного типа. При использовании для этих целей выдыхаемого воздуха перерастяжение легких взрослого по- страдавшего при оказании ему помощи другим взрослым: практически исключается. Как было показано в опытах на со- баках, для того чтобы вызвать у них разрыв легких, избыточ- ное внутрилегочное давление должно составлять 60—80 мм рт. ст. Аналогичные данные в отношении людей отсутствуют, хотя разрыв легких был зарегистрирован при всплытии по- страдавшего с такой небольшой глубины, как 2,1 м, на которой избыточное давление в легких составляло 160 мм рт. ст. При реанимации выдыхаемым воздухом взрослых опас- ность перерастяжения легких практически отсутствует, одна- ко с детьми или новорожденными необходимо быть крайне- осторожным. Это очень важно, и мы еще раз напоминаем, что- вводить выдыхаемый воздух в детские легкие надо очень неж- но. При этом достаточно убедиться в движении грудной клет- ки ребенкд. 231
7. Вздутие желудка. Вздутие желудка во время реанима- ции пострадавшего выдыхаемым воздухом означает, что голо- ва пострадавшего занимает неправильное положение. При пол- ном отведении головы назад и хорошей проходимости дыха- тельных путей воздух в желудок попадать не должен. В тех случаях, когда имеются признаки воздушного перерастяжения желудка, для изгнания избытка воздуха из желудка наружу достаточно надавливания на эпигастральную область живота. При этом, однако, следует проявлять определенную осторож- ность, чтобы не вызвать у пострадавшего рвоты. Вздутие желудка при реанимации выдыхаемым воздухом чаще всегда имеет место у детей, причем бороться с таким со- стоянием у них наиболее легко. 8. Положение пострадавшего при использова- нии метода реанимации выдыхаемым возду- хом. Этот метод обычно применяют при положении пострадав- шего на спине и зачастую с приподнятыми плечами. Такое по- ложение было в свое время подвергнуто серьезной критике, так как оно не позволяет дренировать легкие, а также вслед- ствие того, что при придании телу пострадавшего такого по- ложения резко повышается вероятность попадания рвотных масс в его дыхательные пути. После извлечения утопавшего из воды его опускают вниз головой, что приводит к освобож- дению от воды верхних дыхательных путей. В то же время из более мелких ветвей дыхательных путей и альвеол вода почти или совсем не выходит. В свое время метод Сильвестера крити- ковали за то, что пострадавший при его применении находится в положении лежа на спине. В настоящее время этот метод при несколько приподнятом положении пострадавшего считается лучшим ручным методом искусственного дыхания. Если плечи пострадавшего приподняты выше желудка, то возникновение у него рвоты маловероятно. В тех же случаях, когда мы име- ем дело с глубокой потерей сознания, рвота вообще исключена. Она может возникнуть только после восстановления дыхания, когда обычно восстанавливается защитный кашлевой рефлекс. В тех случаях, когда в желудок пострадавшего попало боль- шое количество морской воды,,рвота весьма вероятна. После того как у пострадавшего восстановилось дыхание, его следу- ет осторожно повернуть на бок. При этом надо следить за мо- ментом появления рвоты и делать все возможное для обеспе; чения свободного выхода рвотных масс. Веское возражение против положения такого пострадавше- го на животе заключается в том, что при возобновлении естест- венного дыхания человеку в этом положении при каждом вдо- хе приходится перемещать большую массу собственного тела( чем в положении на спине или на боку. В любом случае правильное положение головы пострадав- шего имеет жизненно важное значение. У человека, потеряв- 232
шего сознание, язык нередко западает назад, полностью закры- вая доступ воздуха в легкие. При максимальном отведении головы назад язык отходит от задней стенки глотки и откры- вает свободный доступ воздуха в легкие. Это положение голо- вы следует сохранять в течение всего времени проведения ис- кусственного дыхания. В большинстве случаев при таком по- ложении головы рот пострадавшего слегка открыт.. В очень- редких случаях, когда заполнение легких пострадавшего выды- хаемым воздухом затруднено, может оказаться необходимым захватить руками его нижнюю челюсть и выдвинуть ее вперед. Использование дыхательных трубок и воздуховодов В последнее время в основном из-за эстетических соображе- ний при реанимации пострадавших выдыхаемым воздухом стали применять специальные трубки и воздуховоды (Safarr McMahon, 1958). Несмотря на то что трубки с этой точки зре- ния обладают рядом преимуществ, использование их в широ- ких масштабах нельзя рекомендовать, так как основной смысл этого метода как раз в том и заключается, что он может быть- использован без какого-либо дополнительного оборудования. Также нежелательно, чтобы сравнительно неопытный спаса- тель вставлял воздуховод или дыхательную трубку в трахею пострадавшего, потерявшего сознание. Вместе с тем врачи к другие медицинские работники, которым часто приходится де- лать искусственное дыхание, обязаны уметь пользоваться воз- духоводами, которые всегда должны быть у них под; рукой.. Для успешного введения пострадавшим таких трубок необхо- димо иметь соответствующую подготовку. Кроме того, надо» иметь трубки различного размера. Трубка Сафара по сравне- нию с остальными видами таких трубок имеет то преимуще- ство, что ею можно пользоваться при спасении как взрослых,, так и детей. Весьма эффективно применение трубок, специаль- но приспособленных для оказания помощи утопавшим. В ка- честве альтернативы в таких случаях можно использовать нар- козные рото-носовые маски, короткие куски резиновых трубок и ряд других простейших приспособлений. 1. Воздуходувные меха и м е ш к и. Несмотря на то что» эти приспособления никогда не заменят метод реанимации уто- павших выдыхаемым воздухом, ими можно с успехом восполь- зоваться в тех случаях, когда они вовремя окажутся под ру- ками. Идея применения этих средств не нова, так как еще Curry (1815), описывая самшитовую трубку, используемую в» качестве воздухопроводящего пути, говорил: «Изредка случа- ется так, что человек, пытающийся заполнить легкие постра- давшего воздухом через трубку, оказывается не в состоянии это- 233
сделать, так как у него не хватает на это сил. Если он устанет, его место должен занять другой. Для этих целей можно ис- пользовать и обычные ручные воздуходувные меха, которые должны быть плотно прикреплены к одному из концов труб- ки с помощью полотняной или шелковой ленты или с помощью обыкновенной подвязки». Воздуходувные меха оказываются наиболее ценными в тех случаях, когда у пострадавшего развившаяся асфиксия явля- ется следствием отравления химическими веществами, исклю- чающими применение метода реанимации выдыхаемым возду- хом путем прямого контакта спасателя с пострадавшим. Наиболее важно в таких случаях не превысить безопасно- го давления. Если при этом «вдох» осуществляется за счет ра- боты воздуходувных мехов, то «выдох» происходит за счет эластичности грудной клетки. Воздуходувные меха, применяе- мые для производства искусственного дыхания, обычно осна- щаются стравливающим клапаном, предупреждающим слиш- ком большое повышение давления в системе дыхания постра- давшего. При расширении грудной клетки с помощью вдува- емого в легкие воздуха давление в них не должно превышать 30 мм рт. ст. При отсасывании воздуха из легких отрицатель- ное давление не должно быть больше 20 мм рт. ст. Один из вариантов воздуходувных мехов, пригодных для осуществления искусственного дыхания и снабженных страв- ливающим клапаном и рото-носовой маской, был, описан Lucas nWhitcher (1958). Эти меха компактны, удобны при ис- пользовании, безопасны и эффективны, однако при примене- нии их, как, впрочем, и всех других методов искусственного ды- хания, необходимо поддерживать достаточную проходимость дыхательных путей. Более простыми устройствами по сравнению с воздуходув- ными мехами являются специальные мешки из губчатой рези- ны. После выдавливания из них воздуха они восстанавливают первоначальную форму, заполняясь при этом воздухом. От мешка отходит гофрированная трубка, которая заканчивается рото-носовой маской или загубником. При использовании та- кого мешка загубник или рото-носовую маску удерживают на лице пострадавшего с помощью резинового наголовника. Пе- , ред началом реанимации голова пострадавшего должна быть в максимальной степени отведена назад. 2. Аппараты прерывистого действия для про- ведения искусственного дыхания с помощью положительного давления. В последнее время было выпущено несколько моделей портативных аппаратов с авто- матическим управлением, предназначенных для производства искусственного дыхания. При использовании этих аппаратов в легкие пострадавшего обычно подается кислород. Аппараты сконструированы таким образом, что они не только подают 234
кислород в легкие, но и отсасывают из них газовое содержи- мое. Эти аппараты неоднократно усовершенствовались. Так, например, они были оснащены специальными отсасывающи- ми аспираторами и приспособлениями для одновременного' оказания помощи нескольким пострадавшим. Эти аппараты оказались очень полезными при оснащении ими хорошо орга- низованных спасательных групп, машин скорой помощи, по- жарных команд и т. д. Однако эти аппараты очень дороги. Дополнительное лечение утопавших Несмотря на то что при лечении утопавших наибольшее зна- чение имеет аэрация легких,