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생명을 유지하려면 살아있는 유기체의 세포가 지속적으로 산소를 흡수하는 동시에 산화 과정의 결과로 생성된 이산화탄소를 제거해야 합니다. 이 두 가지 평행 과정이 호흡의 본질을 구성합니다.

고도로 조직화된 다세포 동물의 경우 호흡은 특수 기관인 폐에 의해 제공됩니다.

인간의 폐는 직경 0.2mm의 폐포의 개별적인 작은 폐소포로 구성됩니다. 그러나 그 수가 매우 많기 때문에(약 7억) 전체 표면적은 상당하며 90m 2에 이릅니다.

폐포는 가장 미세한 혈관 네트워크인 모세혈관과 촘촘하게 얽혀 있습니다. 폐소포와 모세혈관의 벽을 합친 두께는 0.004mm에 불과합니다.

따라서 폐의 모세혈관을 통해 흐르는 혈액은 가스 교환이 일어나는 폐포의 공기와 매우 밀접하게 접촉하게 됩니다.

대기 공기는 기도를 통과하여 폐포로 들어갑니다.

호흡기 자체는 인두가 식도로 들어가는 곳의 소위 후두에서 시작됩니다. 후두 뒤에는 기관이 있습니다. 기관은 직경이 약 20mm이고 벽에는 연골 고리가 있습니다 (그림 7).

쌀. 7. 상부 호흡 경로:
1 - 비강: 2 - 구강; 3 - 식도; 4 - 후두 및 기관(기관); 5 - 후두개

기관은 흉강으로 들어가 오른쪽과 왼쪽 폐가 매달린 오른쪽과 왼쪽의 두 개의 큰 기관지로 나뉩니다. 폐에 들어가면 기관지 가지, 그 가지 (중간 및 소형 기관지)가 점차 얇아지고 마지막으로 폐포가 앉는 가장 얇은 말단 가지 인 기관지로 전달됩니다.

폐의 외부는 부드럽고 약간 촉촉한 막인 흉막으로 덮여 있습니다. 정확히 동일한 막이 흉강 벽의 내부를 덮고 있으며 측면에는 갈비뼈와 늑간근이 형성되고 아래에는 횡경막 또는 가슴근이 형성됩니다.

일반적으로 폐는 흉벽에 붙어 있지 않고 흉벽에 단단히 밀착되어 있습니다. 이는 좁은 틈처럼 생긴 흉막강(폐의 흉막과 흉벽 사이)에 공기가 없기 때문에 발생합니다. 폐 내부, 폐포에는 항상 대기와 소통하는 공기가 있으므로 폐에는 (평균) 대기압이 있습니다. 이는 폐가 스스로 찢어지지 않고 가슴이 팽창하거나 수축할 때 수동적으로 따라갈 수 없을 만큼 큰 힘으로 폐를 흉벽에 압박합니다.

폐포 혈관을 통해 지속적으로 순환하는 혈액은 산소를 포착하고 이산화탄소(CO2)를 방출합니다. 따라서 적절한 가스 교환을 위해서는 폐 안의 공기에 필요한 양의 산소가 포함되어 있어야 하며 CO 2 (이산화탄소)가 과도하게 채워지지 않아야 합니다. 이는 폐 내 공기의 지속적인 부분 재생을 통해 보장됩니다. 숨을 들이마시면 신선한 대기가 폐로 들어가고, 숨을 내쉬면 이미 사용한 공기가 제거됩니다.

호흡은 다음과 같이 발생합니다. 흡입하는 동안 호흡 근육의 힘으로 가슴이 확장됩니다. 수동적으로 가슴을 따라가는 폐는 기도를 통해 공기를 흡입합니다. 그런 다음 가슴은 탄력성으로 인해 부피가 감소하고 폐는 과도한 공기를 압축하여 대기 중으로 밀어냅니다. 호기가 발생합니다. 조용한 호흡 중에는 매 호흡마다 500ml의 공기가 사람의 폐로 들어갑니다. 그는 같은 양의 숨을 내쉰다. 이 공기를 호흡공기라고 합니다. 그러나 정상적인 흡입 후 심호흡을하면 1500-3000ml의 공기가 폐로 들어갑니다. 추가라고 합니다. 또한, 정상적인 호기 후 깊게 숨을 내쉴 때 소위 예비 공기라고 불리는 최대 1000-2500ml가 폐에서 제거될 수 있습니다. 그러나 이후에도 폐에는 약 1000~1200ml의 잔여 공기가 남아 있습니다.

호흡량, 추가 공기량, 예비 공기량의 합을 폐의 폐활량이라고 합니다. 이는 폐활량계라는 특수 장치를 사용하여 측정됩니다. 다른 사람들의 폐활량은 3000~6000-7000ml입니다.

다이버에게는 높은 생체 용량이 필수적입니다. 폐활량이 클수록 다이버는 수중에서 더 멀리 머물 수 있습니다.

호흡은 연수의 혈관 운동 센터 옆에 위치한 소위 호흡 센터라는 특수 신경 세포에 의해 조절됩니다.

호흡 센터는 혈액 내 과도한 이산화탄소에 매우 민감합니다. 혈액 내 이산화탄소의 증가는 호흡 중추를 자극하고 호흡 속도를 증가시킵니다. 반대로, 혈액이나 폐포 공기의 이산화탄소 함량이 급격히 감소하면 1~1.5분 동안 단기 호흡 정지(무호흡증)가 발생합니다.

호흡은 의지의 어느 정도 통제를 받습니다. 건강한 사람은 자발적으로 45~60초 동안 숨을 참을 수 있습니다.

신체의 가스 교환 개념(외부 및 내부 호흡). 외부 호흡은 외부 공기와 인간 혈액 사이의 가스 교환을 보장하고 혈액을 산소로 포화시키고 혈액에서 이산화탄소를 제거합니다. 내부 호흡은 혈액과 신체 조직 사이의 가스 교환을 보장합니다.

폐와 조직의 가스 교환은 폐포 공기, 혈액 및 조직의 가스 분압 차이로 인해 발생합니다. 폐로 흐르는 정맥혈은 산소가 부족하고 이산화탄소가 풍부합니다. 산소 분압 (60-76 mm Hg)은 폐포 공기 (100-110 mm Hg)보다 훨씬 낮으며 산소는 폐포에서 혈액으로 자유롭게 전달됩니다. 그러나 정맥혈의 이산화탄소 분압(48mmHg)은 폐포 공기(41.8mmHg)보다 높기 때문에 이산화탄소가 혈액에서 빠져나와 폐포로 들어가 호기 중에 제거됩니다. . 신체 조직에서 이 과정은 다르게 발생합니다. 혈액의 산소가 세포로 들어가고 혈액은 조직에 풍부하게 존재하는 이산화탄소로 포화됩니다.

대기, 혈액 및 신체 조직의 산소와 이산화탄소 분압 사이의 관계를 표에서 볼 수 있습니다 (분압 값은 mmHg로 표시됩니다).

혈액이나 조직 내 이산화탄소 비율이 높으면 산화 헤모글로빈이 헤모글로빈과 순수한 산소로 분해되는 것을 촉진하고, 산소 함량이 높으면 폐를 통해 혈액에서 이산화탄소 제거를 촉진한다는 점을 추가해야 합니다.

수중 호흡의 특징. 우리는 사람의 폐에는 기체 산소만 필요하기 때문에 물 속의 용존 산소를 호흡에 사용할 수 없다는 것을 이미 알고 있습니다.

수중 신체의 중요한 기능을 보장하려면 호흡 혼합물을 폐에 체계적으로 전달하는 것이 필요합니다.

이는 세 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 호흡 튜브를 통해, 자급식 호흡 장치를 사용하고, 수면에서 단열 장치(우주복, 목욕 스카프, 주택)로 공기를 공급합니다. 이러한 경로에는 고유한 특성이 있습니다. 수중에서는 1m 이하의 깊이에서 스노클을 통해 숨을 쉴 수 있다는 것이 오랫동안 알려져 왔습니다.

더 깊은 곳에서는 호흡근이 가슴을 누르는 물기둥의 추가적인 저항을 극복할 수 없습니다. 따라서 수중 수영에는 0.4m 이하의 호흡 튜브가 사용됩니다.

그러나 이러한 튜브를 사용하더라도 호흡 저항은 여전히 ​​상당히 높으며 흡입으로 들어가는 공기는 산소가 다소 고갈되고 약간의 이산화탄소가 과잉되어 호흡 센터가 자극되어 중간 정도의 부족으로 표현됩니다. 호흡(호흡수는 1분에 5-7회 증가합니다).

깊은 곳에서 정상적인 호흡을 보장하려면 주어진 깊이의 압력에 해당하고 가슴에 가해지는 물의 외부 압력과 균형을 맞출 수 있는 압력으로 폐에 공기를 공급해야 합니다.

산소복에서는 호흡 혼합물이 폐에 들어가기 전에 필요한 정도로 압축되며, 호흡 백에서는 주변 압력에 의해 직접 압축됩니다.

독립형 압축공기 호흡장치에서 이 기능은 특별한 메커니즘에 의해 수행됩니다. 이 경우 호흡 저항의 특정 한계를 관찰하는 것이 중요합니다. 상당량이 인간 심혈관 시스템에 부정적인 영향을 미치고 호흡 근육의 피로를 유발하여 신체가 유지할 수 없기 때문입니다. 필요한 호흡 패턴.

폐자동 장치에서는 호흡 저항이 여전히 상당히 높습니다. 그 크기는 폐, 호흡기관, 흡입관 및 폐동맥 판막의 막하강에 진공을 생성하는 호흡 근육의 노력으로 인해 추정됩니다. 대기압 조건과 수중 스쿠버 다이버의 수직 위치에서 폐 요구 밸브가 폐의 "중심"과 동일한 수준에 있을 때 흡입 중 호흡 저항은 물 약 50mm입니다. . 미술. 스쿠버 다이빙으로 수평 수영하는 동안 폐 요구 밸브는 실린더 등 뒤에 위치하며 폐 요구 밸브 막과 스쿠버 다이버 가슴의 수압 차이는 약 300mm입니다. 미술.

따라서 흡입 저항은 물의 350mm에 도달합니다. 미술. 호흡 저항을 줄이기 위해 새로운 유형의 스쿠버 장비 감소의 두 번째 단계가 마우스피스에 배치됩니다.

환기식 장비에서는 표면에서 호스를 통해 공기가 공급되는 경우 특수 다이빙 펌프나 압축기를 사용하여 압축하며, 압축 정도는 침수 깊이에 비례해야 합니다. 이 경우 압력의 양은 펌프와 다이빙 호스 사이에 설치된 압력 게이지에 의해 제어됩니다.

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수중 호흡의 특징

우리는 폐에 기체 산소만 필요하기 때문에 물에 존재하는 용존 산소가 인간의 호흡에 사용될 수 없다는 것을 이미 알고 있습니다. 물속에서 신체의 중요한 기능을 보장하려면 충분한 양의 산소를 폐에 체계적으로 전달하는 것이 필요합니다. 이 작업은 다음과 같은 방법으로 수행할 수 있습니다.

호흡관을 통해;

자급식 호흡 장치 사용

수면에서 우주복, 바티스카프, 쿠스토형 주택 등에 공급합니다.

잠수함의 재생(복원)을 통해.

이 모든 경로는 인간에게 자연스러운 것이 아니며 고유 한 특성을 가지고 있습니다.

튜브를 통해 호흡합니다. 1미터 이하의 수심에서 스노클을 통해 숨을 쉴 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 우리가 알고 있듯이 더 깊은 곳에서는 호흡 근육이 들숨과 날숨 중에 형성되는 추가적인 저항을 극복할 수 없습니다. 실제로 수중 수영에는 0.4m 이하의 호흡 튜브가 사용됩니다.

독립형 장치에서 호흡. 상당한 깊이에서 정상적인 호흡을 보장하려면 가슴에 있는 물의 외부 압력과 균형을 이룰 수 있는 압력으로 폐에 공기를 공급해야 합니다.

산소복에서 호흡 혼합물은 폐에 들어가기 전에 주변 압력에 의해 직접 호흡 주머니에서 필요한 정도로 압축됩니다.

자급식 압축 공기 호흡 장치에서 이 기능은 폐 요구 밸브에 의해 수행됩니다.

이 경우 호흡 저항의 특정 한계를 관찰하는 것이 특히 중요합니다. 그 중 상당량이 인간 심혈관 시스템에 부정적인 영향을 미치고 호흡 근육의 피로를 유발하여 신체가 할 수 없기 때문입니다. 필요한 호흡 패턴을 유지하십시오.

폐자동 장치에서는 호흡 저항이 여전히 상당히 높습니다. 그 값은 마우스피스 근처, 즉 사람의 입 바로 근처에 있는 장치의 가스 전도 시스템의 최대 진공으로 추정됩니다.

국내 스쿠버 장비의 공기 중 이는 중요하지 않으며 약 40-60mm의 물과 같습니다. 미술. 그러나 물 속에서는 특히 흡기 시작 시 저항이 크게 증가하여 200-330mm의 물에 도달합니다. 미술. (수평 자세로 수영하는 사람)

호흡 저항은 다음에 따라 달라집니다.

a) 인간의 폐와 관련된 폐동맥 판막의 위치;

b) 호흡 근육에 의해 극복되는 기계의 기계적 저항의 양. 이는 스프링의 힘, 밸브의 배압, 축 조인트의 마찰력 등입니다.

c) 입구 및 출구 호스의 길이, 내부 표면의 특성, 마우스피스 상자의 크기 및 밸브의 존재 여부.

총 호흡 저항 중에서 가장 큰 부분은 폐동맥 판막의 위치, 즉 판막과 흉부의 압력 차이에 따라 달라지는 저항입니다. 이러한 차이를 줄이기 위해 폐 요구 밸브는 선수의 가슴 높이, 복부 및 마우스피스 박스 근처 앞쪽에 배치됩니다.

현재 다양한 유형의 보상 장치를 통해 호흡 저항량을 감소시켜 폐 요구 밸브 챔버와 호스의 부피를 줄이는 폐 요구 밸브 설계도 있습니다.

단기간 물속에 머무르는 경우에도 특수 기술 장비와 적절한 인력 교육이 필요합니다. 수중 작업에서 가장 큰 어려움은 다이버에게 호흡 혼합물을 제공하는 것과 관련이 있습니다.

사실은 가스 혼합물이 주어진 깊이에서 물기둥이 생성하는 것과 동일한 압력 하에서 다이버의 폐로 들어가야 한다는 것입니다. 이 비율을 위반하면 외부 압력이 가슴을 압축하여 흡입을 방지합니다. 이러한 유형의 호흡을 사용하면 호흡 근육의 활동이 급격히 증가합니다. 이것이 경험이 풍부한 다이버들이 깊지만 천천히 호흡하는 이유입니다. 그들 중 일부는 분당 3~4회만 호흡하며, 매번 2~2.5리터의 공기를 폐로 흡입합니다.

호흡 혼합물의 구성은 심해 다이빙에도 매우 중요합니다. 수중에서 호흡하기 위해 압축 공기를 사용하는 경우 다이빙을 할 때 산소 부분압이 증가하고 수심 90m에서는 정상의 10배를 초과하게 됩니다. 40m 깊이에서 다이버는 5% 산소를 함유한 혼합물을 받고, 100m 깊이에서는 2%(보통 20.9% 대신)만 받습니다. 순수한 산소와 약 3기압의 압력을 장기간 흡입하는 경우. , 신경계의 기능 장애는 경련 발작의 형태로 발생할 수 있습니다.

호흡 혼합물의 질소 분압도 신체에 중요합니다. 질소가 거의 79%를 차지하는 일반적인 대기에서 이 가스는 단순한 산소 희석제이며 신체에서 일어나는 어떤 과정에도 참여하지 않습니다. 그러나 고압에서 질소는 교활한 적이 됩니다. 알코올 중독과 유사한 마취 상태를 유발합니다. 따라서 수심 60m부터 다이버에게 질소(산소 혼합물)가 공급되는데, 여기서 질소는 생리학적으로 활성이 없는 헬륨으로 부분적으로 또는 완전히 대체됩니다.

정상적인 인간의 삶과 대다수의 살아있는 유기체에는 산소가 필요합니다. 신진대사의 결과로 산소는 탄소원자와 결합하여 이산화탄소(이산화탄소)를 형성합니다. 신체와 환경 사이의 이러한 가스 교환을 보장하는 일련의 과정을 호흡이라고 합니다.

인체에 들어가는 산소신체에서 이산화탄소 제거는 호흡기 시스템에 의해 보장됩니다. 기도와 폐로 구성되어 있습니다. 상기도에는 비강, 인두 및 후두가 포함됩니다. 그런 다음 공기는 두 개의 주요 기관지로 나누어지는 기관으로 들어갑니다. 끊임없이 갈라지고 얇아지는 기관지는 소위 폐의 기관지 나무를 형성합니다. 각 기관지(기관지의 가장 얇은 가지)는 폐포로 끝나며, 여기서 공기와 혈액 사이에 가스 교환이 발생합니다. 인간의 폐포 총 수는 약 7억 개이며, 총 표면적은 90~100m2입니다.

호흡 기관의 구조.

폐포 표면을 제외한 호흡기 표면은 가스가 통과하지 못하므로 기도 내부 공간을 사강이라고 합니다. 남성의 부피는 평균 약 150ml, 여성의 경우 100ml입니다.

흡입하는 동안 횡경막과 늑간근에 의해 신장될 때 생성되는 음압으로 인해 공기가 폐로 들어갑니다. 정상적인 호흡 중에는 들숨만 활동하며, 날숨은 들숨을 제공하는 근육의 이완으로 인해 수동적으로 발생합니다. 강제 호흡을 통해서만 호기 근육이 활성화되며, 이는 가슴을 추가로 압축하여 폐용적을 최대로 감소시킵니다.

호흡 과정

호흡의 빈도와 깊이는 신체 활동에 따라 달라집니다. 따라서 휴식 시 성인은 12~24회 호흡 주기를 수행하여 6~10ℓ/분 이내에 폐 환기를 제공합니다. 힘든 작업을 수행할 때 호흡률은 분당 60사이클까지 증가할 수 있으며 폐 환기량은 분당 50~100ℓ에 도달할 수 있습니다. 조용한 호흡 중 호흡 깊이(또는 일회 호흡량)는 일반적으로 전체 폐활량의 작은 부분입니다. 폐 환기가 증가하면 흡기 및 호기 예비량으로 인해 일회 호흡량이 증가할 수 있습니다. 가장 깊은 흡입과 최대 호기의 차이를 고정하면 폐의 폐활량(VC) 값을 얻게 되는데, 여기에는 폐가 완전히 허탈되었을 때만 제거되는 잔기량만 포함되지 않습니다.

호흡 빈도와 깊이의 조절은 반사적으로 발생하며 혈액 내 이산화탄소 양, 혈액 내 산소량 및 혈액 pH에 따라 달라집니다. 호흡 과정을 제어하는 ​​주요 자극은 혈액 내 이산화탄소 수준입니다(혈액 pH 값도 이 매개변수와 연관됨). CO2 농도가 높을수록 폐 환기가 더 커집니다. 산소량의 감소는 환기에 덜 영향을 미칩니다. 이는 혈액 내 헤모글로빈에 산소가 결합하는 특이성 때문입니다. 폐 환기의 상당한 보상 증가는 혈액 내 산소 분압이 12-10 kPa 아래로 떨어진 후에만 발생합니다.

수중 다이빙은 호흡 과정에 어떤 영향을 미치나요?? 먼저 스노클링의 상황을 생각해 봅시다. 몇 센티미터 잠수할 때에도 튜브를 통한 호흡이 훨씬 더 어려워집니다. 이는 호흡 저항이 증가하기 때문에 발생합니다. 첫째, 다이빙할 때 호흡관의 부피에 따라 사강이 증가하고, 둘째, 흡입하기 위해 호흡근이 증가된 정수압을 극복해야 합니다. 1m 깊이에서는 사람이 튜브를 통해 30초 이상 숨을 쉴 수 없으며, 더 깊은 곳에서는 호흡이 거의 불가능합니다. 이는 주로 호흡 근육이 물기둥의 압력을 극복할 수 없기 때문입니다. 표면에서 흡입하십시오. 길이가 30-37cm인 호흡관이 최적으로 간주되며, 더 긴 호흡관을 사용하면 심장과 폐 기능에 장애가 발생할 수 있습니다.

호흡에 영향을 미치는 또 다른 중요한 특성은 관의 직경입니다. 튜브의 직경이 작으면 공기가 충분히 유입되지 않으며, 특히 작업을 수행해야 하는 경우(예: 빠르게 수영하는 경우), 직경이 크면 사강의 부피가 크게 증가하여 호흡도 가능해집니다. 매우 어렵다. 최적의 튜브 직경은 18-20mm입니다. 길이나 직경이 표준이 아닌 튜브를 사용하면 비자발적인 과호흡이 발생할 수 있습니다.

자급식 호흡 장치를 착용하고 수영할 때호흡의 주요 어려움은 흡입 및 호기에 대한 저항 증가와도 관련이 있습니다. 소위 압력 중심과 호흡 기계 상자 사이의 거리는 호흡 저항 증가에 가장 적은 영향을 미칩니다. "압력 중심"은 1965년 Jarrett에 의해 확립되었습니다. 이는 경정강의 아래쪽 19cm, 뒤쪽 7cm입니다. 호흡 장치의 다양한 모델을 개발할 때 항상 이를 고려하고 호흡 장치 상자를 이 지점에 최대한 가깝게 배치합니다. 호흡 저항 증가에 영향을 미치는 두 번째 요소는 추가 사강의 양입니다. 두꺼운 골판지 튜브가 있는 장치에서는 특히 큽니다. 호흡 혼합물의 압력을 줄이기 위한 시스템의 다양한 밸브, 멤브레인 및 스프링의 전체 저항도 중요한 역할을 합니다. 그리고 마지막 요인은 깊이가 증가함에 따라 압력이 증가하여 가스 밀도가 증가한다는 것입니다.

현대식 조절기 모델에서 설계자는 호흡 저항 증가의 영향을 최소화하여 소위 균형 잡힌 호흡 기계를 만들기 위해 노력합니다. 그러나 아마추어 잠수함은 여전히 ​​호흡 저항이 향상된 구식 장치를 많이 보유하고 있습니다. 특히 이러한 장치는 전설적인 AVM-1 및 AVM-1m입니다. 이러한 장치를 호흡하면 에너지 소비가 높아지므로 장치에서 무거운 육체적 작업을 수행하거나 20m가 넘는 깊이까지 장시간 다이빙하는 것은 권장되지 않습니다.

자급식 호흡 장치를 사용하여 수영할 때 최적의 호흡 유형더 느리고 깊은 호흡을 고려해야 합니다. 권장 빈도는 분당 14-17 호흡입니다. 이러한 유형의 호흡을 사용하면 호흡 근육의 활동을 최소화하면서 충분한 가스 교환이 보장되고 심혈관 시스템의 활동이 촉진됩니다. 호흡을 자주 하게 되면 심장의 활동이 어려워지고 과부하가 발생하게 됩니다.

호흡계의 기능과 깊이에 잠기는 속도에 영향을 미칩니다. 압력이 급격히 증가하면(압축) 폐의 폐활량은 감소하고, 천천히 증가하면 거의 변하지 않습니다. 폐활량의 감소는 여러 가지 이유 때문입니다. 첫째, 깊이 잠수하면 외부 압력을 보상하기 위해 추가 양의 혈액이 폐로 돌진하고 분명히 빠른 압축으로 일부 세기관지는 "부은"혈관에 의해 압축됩니다. 이 효과는 가스 밀도의 급격한 증가와 결합되어 결과적으로 폐의 일부 영역에서 공기가 차단됩니다( "에어 트랩"이 나타납니다»). « 에어트랩"는 지속적인 침수와 상승 중, 특히 상승 모드와 속도를 준수하지 않는 경우 폐 압력 손상의 위험을 크게 증가시키기 때문에 매우 위험합니다. 대부분의 경우 이러한 "트랩"은 수중 수직 위치에 있는 다이버에 의해 형성됩니다. 다이버의 수직 위치와 관련된 뉘앙스가 하나 더 있습니다. 이것은 수직 위치에서의 가스 교환의 이질성입니다. 중력의 영향으로 혈액이 폐의 하부로 들어가고 가스 혼합물이 상부에 축적되어 혈액이 고갈됩니다. 다이버가 엎드린 자세로 수중에 있으면 폐포 환기의 상대적 가치가 수직 자세에 비해 크게 증가하고 동맥혈의 가스 교환 및 산소 포화도가 향상됩니다.

감압 기간과 그 이후 일정 기간 동안 폐로 유입되는 혈류가 증가하여 폐활량도 감소하는 것으로 보입니다.

호흡기 시스템에 부정적인 영향을 미칩니다실린더에서 나오는 공기는 일반적으로 차갑고 사실상 습기가 전혀 포함되어 있지 않다는 사실도 있습니다. 차가운 가스를 흡입하면 호흡 근육의 떨림, 가슴 통증, 코 점막, 기관 및 기관지 분비 증가, 호흡 곤란 등으로 나타나는 호흡 문제가 발생할 수 있습니다. 찬물에서 수영할 때 점액 분비 문제는 특히 심각해집니다. 중이강의 압력을 균등화하는 데 필요한 삼키는 동작이 어려워집니다. 그리고 들어오는 공기에는 수분이 거의 포함되어 있지 않기 때문에 눈, 코, 기관 및 기관지의 점막에 자극이 발생할 수 있습니다. 여기서 악화 요인은 또한 몸을 식히는 것입니다.

산에 오르면 공기 중의 산소압이 꾸준히 감소하여 폐포의 압력이 떨어지고 결과적으로 혈액의 산소압이 떨어집니다. 산소 장력이 50-60mmHg 아래로 떨어지면 헤모글로빈의 산소 포화도가 매우 빠르게 감소하기 시작합니다.

산에서 호흡하는 동안의 생리적 변화의 특징

대부분의 사람들은 최대 2.5km 고도의 산에서 호흡하는 데 문제가 없습니다. 이는 고도 2km에서 신체가 해수면의 기압과 동일한 상태에 있음을 의미하지 않습니다. 최대 3km의 고도에서는 혈액이 수용력의 90% 이상으로 산소로 포화되어 있지만, 여기에서는 혈액에 용해된 산소의 장력이 이미 감소되어 있으며 이는 산에서 관찰되는 호흡의 여러 변화를 설명합니다. . 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 호흡이 심화되고 약간 증가합니다.
• 심박수 증가 및 분당 볼륨 증가;
• BCC가 약간 증가했습니다.
• 적혈구의 새로운 형성 증가;
• 매우 미묘한 방법으로만 감지할 수 있는 수용체 흥분성의 작은 감소. 이는 지정된 고도에서 2~3일 후에 사라집니다.

그러나 건강한 사람이 산에서 호흡하는 동안 이러한 모든 변화는 정확하게 규제 과정이며, 정상적인 과정은 고도에서의 성능을 보장합니다. 1-2km의 고도에 머무르는 것이 때때로 특정 질병과의 싸움에서 치료 기술로 사용되는 것은 아무것도 아닙니다.

3km 높이에서, 그리고 3.5km 높이에서만 많은 사람들(근육 활동이 없는 경우)에서 주로 상위 센터의 활동 변화에 따라 다양한 장애가 감지되기 ​​시작합니다. 산에서 숨을 쉬면 혈액에 용해된 산소의 장력이 감소하고 헤모글로빈과 결합된 산소의 양도 감소합니다. 호흡성 저산소증의 증상은 혈액 산소 포화도가 혈액 산소 용량의 85% 미만으로 떨어질 때 발생합니다. 호흡 저산소증 중 산소 포화도가 산소 용량의 50-45% 아래로 떨어지면 사람이 사망합니다.

상당한 높이까지 천천히 상승하면 (예 : 등반시) 저산소증 증상이 나타나며 저산소증이 빠르게 진행되는 동안에는 감지되지 않아 의식 상실로 이어집니다. 이 경우 신경 활동의 장애로 인해 피로, 졸음, 떨림, 숨가쁨, 심계항진, 종종 메스꺼움, 때로는 출혈이 나타납니다 (고산병 또는 고산병).

신경 활동의 변화는 혈액에 용해된 산소 장력의 감소에 따라 혈액 내 산소헤모글로빈 양이 감소하기 전에도 시작될 수 있습니다. 개에서는 신경 활동의 일부 변화가 이미 1000m에서 관찰되는 경우가 있는데, 처음에는 조건 반사의 증가와 대뇌 피질의 억제 과정의 약화로 표현됩니다. 더 높은 고도에서는 조건 반사가 감소한 다음(고도 6-8km에서) 사라집니다. 무조건 반사도 감소합니다. 대뇌 피질의 억제가 증가합니다. 낮은 고도(2-4km)에서 조건 반사의 변화가 처음에만 나타나는 경우, 상당한 고도에서는 조건 반사 활동의 교란이 지속적인 저산소증으로 인해 감소하지 않고 오히려 심화됩니다.

물론 산에서의 호흡으로 인한 저산소증으로 인한 대뇌 피질 상태의 변화는 모든 생리 기능 과정에 영향을 미칩니다. 피질에서 발생하는 억제는 또한 피질하 형성으로 전환될 수 있으며, 이는 운동 활동의 중단과 인터셉터의 충동에 대한 반사 신경의 강화에 영향을 미칩니다.

높이 제한

개인의 특성과 훈련에 따라 산에서 호흡 장애가 발생하는 고도는 다를 수 있지만 이러한 장애는 고도는 다르지만 모든 사람에게 필연적으로 발생합니다.

건강한 사람의 경우 신체의 특정 기능적 변화가 발생하는 다음과 같은 키 척도를 평균적으로 나타낼 수 있습니다.

• 고도 2.5km까지는 대부분의 사람들(및 고도 3.5-4km까지의 일부 사람들)은 심각한 고통을 경험하지 않습니다. 여기에서 산소에 의한 혈액의 포화도는 산소 용량의 85%보다 훨씬 높으며 신체 상태의 변화는 호흡기 및 심혈관계의 활동 증가와 새로운 적혈구 형성 증가만이 특징입니다. 세포;
• 4-5km의 고도에서 더 높은 신경 활동 장애, 호흡 조절 및 혈액 순환 장애가 나타나기 시작합니다 (행복감 또는 과도한 건강, 쉬운 피로, Cheyne-Stokes 호흡, 심박수의 급격한 증가, 때로는 붕괴) ;
• 6-7km 고도에서 이러한 증상은 특별히 훈련받은 사람들을 제외하고 대부분의 사람들에게 매우 심각해집니다.
• 고도 7-8km의 산에서 호흡하는 것은 항상 심각한 상태로 이어지며 대부분의 사람들에게 위험하며, 고도 8.5km는 사람이 산소를 흡입하지 않고는 올라갈 수 없는 한계입니다.

지속적으로 산에 사는 동물의 경우 혈액의 산소 포화도가 상당히 낮습니다. 예를 들어, 고도 4000m에 있는 양의 경우 혈중 산소 포화도는 산소 용량의 약 65%에 불과하지만 저산소증의 병리학적 증상은 없습니다.