Andas i bergen och under vatten. Andning under vatten Drag av andning under vatten hos människor

För att upprätthålla liv är det nödvändigt att å ena sidan kontinuerligt absorbera syre av cellerna i en levande organism och å andra sidan att avlägsna koldioxid som bildas som ett resultat av oxidationsprocesser. Dessa två parallella processer utgör andningens essens.

Hos högorganiserade flercelliga djur tillhandahålls andningen av speciella organ - lungorna.

De mänskliga lungorna består av många enskilda små lungblåsor i alveolerna med en diameter på 0,2 mm. Men eftersom deras antal är mycket stort (cirka 700 miljoner) är den totala ytan betydande och uppgår till 90 m 2.

Alveolerna är tätt sammanflätade med ett nätverk av de finaste blodkärlen - kapillärer. Väggen av lungvesikeln och kapillären tillsammans är endast 0,004 mm tjock.

Således kommer blodet som strömmar genom lungornas kapillärer i extremt nära kontakt med luften i alveolerna, där gasutbyte sker.

Atmosfärisk luft kommer in i lungblåsorna och passerar genom luftvägarna.

Själva andningsvägarna börjar med det så kallade struphuvudet på den plats där svalget passerar in i matstrupen. Struphuvudet följs av luftröret - luftstrupen med en diameter på cirka 20 mm, i vars väggar det finns broskringar (fig. 7).

Ris. 7. Övre andningsvägar:
1 - näshålan: 2 - munhålan; 3 - matstrupe; 4 - struphuvud och luftrör (luftrör); 5 - epiglottis

Luftstrupen passerar in i brösthålan, där den delar sig i två stora bronkier - höger och vänster, på vilka höger och vänster lungor hänger. Efter att ha kommit in i lungan blir bronkernas grenar, dess grenar (medelstora och små bronkier) gradvis tunnare och passerar slutligen in i de tunnaste terminala grenarna - bronkioler, på vilka alveolerna sitter.

Utsidan av lungorna är täckt med ett slätt, lätt fuktigt membran - lungsäcken. Exakt samma membran täcker insidan av väggen i brösthålan, bildad på sidorna av revbenen och interkostalmusklerna, och nedanför av diafragman eller bröstmuskeln.

Normalt är lungorna inte sammansmälta med bröstets väggar, de trycks bara hårt mot dem. Detta beror på att det inte finns någon luft i pleurahålorna (mellan lungsäckshinnorna i lungorna och bröstväggarna), som är som smala slitsar. Inne i lungorna, i alveolerna, finns det alltid luft som kommunicerar med atmosfärsluften, så det finns (i genomsnitt) atmosfärstryck i lungorna. Den pressar lungorna mot bröstkorgen med sådan kraft att lungorna inte kan slita sig ifrån dem och passivt följa dem när bröstkorgen expanderar eller drar ihop sig.

Blodet, som gör en kontinuerlig cirkulation genom alveolernas kärl, fångar upp syre och frigör koldioxid (CO 2). För korrekt gasutbyte är det därför nödvändigt att luften i lungorna innehåller den erforderliga mängden syre och inte är överfylld med CO 2 (koldioxid). Detta säkerställs genom konstant partiell förnyelse av luft i lungorna. När du andas in kommer frisk atmosfärisk luft in i lungorna och när du andas ut tas den redan använda luften bort.

Andning sker enligt följande. Under inandning expanderar kraften från andningsmusklerna bröstet. Lungorna, som passivt följer bröstet, suger in luft genom andningsvägarna. Då minskar bröstet, på grund av sin elasticitet, i volym, lungorna komprimeras och trycker in överflödig luft i atmosfären. Utandning sker. Under lugn andning kommer 500 ml luft in i en persons lungor under varje andetag. Han andas ut lika mycket. Denna luft kallas andningsluft. Men om du efter en normal inandning tar ett djupt andetag, kommer ytterligare 1500-3000 ml luft in i lungorna. Det kallas tillägg. Vid djup utandning efter normal utandning kan dessutom upp till 1000-2500 ml så kallad reservluft avlägsnas från lungorna. Men även efter detta finns ca 1000-1200 ml kvarvarande luft kvar i lungorna.

Summan av volymen av andnings-, extra- och reservluft kallas lungornas vitala kapacitet. Det mäts med hjälp av en speciell enhet - en spirometer. Hos olika människor varierar lungornas vitala kapacitet från 3000 till 6000-7000 ml.

En hög vitalkapacitet är avgörande för dykare. Ju större lungkapacitet, desto längre under vattnet kan en dykare stanna.

Andningen regleras av speciella nervceller - det så kallade andningscentrumet, som ligger intill det vasomotoriska centret i medulla oblongata.

Andningscentrumet är mycket känsligt för överskott av koldioxid i blodet. En ökning av koldioxid i blodet irriterar andningscentrum och ökar andningshastigheten. Omvänt orsakar en kraftig minskning av koldioxidhalten i blodet eller alveolär luft ett kortvarigt andningsuppehåll (apné) under 1-1,5 minuter.

Andningen är under viss kontroll av viljan. En frisk person kan frivilligt hålla andan i 45-60 sekunder.

Begreppet gasutbyte i kroppen(extern och inre andning). Extern andning säkerställer gasutbyte mellan luften utanför och mänskligt blod, mättar blodet med syre och tar bort koldioxid från det. Intern andning säkerställer utbytet av gaser mellan blodet och kroppens vävnader.

Utbytet av gaser i lungor och vävnader sker som ett resultat av skillnaden i partialtryck av gaser i alveolär luft, blod och vävnader. Venöst blod som strömmar till lungorna är fattigt på syre och rikt på koldioxid. Partialtrycket av syre i den (60-76 mm Hg) är betydligt mindre än i alveolarluften (100-110 mm Hg), och syre passerar fritt från alveolerna in i blodet. Men partialtrycket av koldioxid i det venösa blodet (48 mm Hg) är högre än i alveolluften (41,8 mm Hg), vilket tvingar koldioxid att lämna blodet och passera in i alveolerna, varifrån den avlägsnas under utandning . I kroppens vävnader sker denna process annorlunda: syre från blodet kommer in i cellerna, och blodet är mättat med koldioxid, som finns i överflöd i vävnaderna.

Förhållandet mellan partialtrycken av syre och koldioxid i atmosfärisk luft, blod och kroppsvävnader kan ses i tabellen (partialtrycksvärdena uttrycks i mmHg).

Det bör tilläggas att en hög andel koldioxid i blodet eller vävnaderna främjar nedbrytningen av hemoglobinoxid till hemoglobin och rent syre, och en hög syrehalt främjar avlägsnandet av koldioxid från blodet genom lungorna.

Funktioner för att andas under vatten. Vi vet redan att en person inte kan använda det lösta syret i vatten för att andas, eftersom hans lungor bara behöver gasformigt syre.

För att säkerställa kroppens vitala funktioner under vatten är det nödvändigt att systematiskt leverera andningsblandningen till lungorna.

Detta kan göras på tre sätt: genom ett andningsrör, genom att använda fristående andningsapparater och tillföra luft från vattenytan till isoleringsanordningar (rymddräkter, badyskafer, hus). Dessa vägar har sina egna egenskaper. Det har länge varit känt att under vattnet kan du andas genom en snorkel på ett djup av högst 1 m.

På större djup kan andningsmusklerna inte övervinna vattenpelarens ytterligare motstånd, som trycker på bröstet. För simning under vattnet används därför andningsrör som inte är längre än 0,4 m.

Men även med ett sådant rör är andningsmotståndet fortfarande ganska högt, dessutom är luften som kommer in i inandningen något uttömd på syre och har ett litet överskott av koldioxid, vilket leder till excitation av andningscentrum, uttryckt i måttlig korthet av andetag (andningsfrekvensen ökar med 5-7 andetag på en minut).

För att säkerställa normal andning på djupet är det nödvändigt att tillföra luft till lungorna med ett tryck som motsvarar trycket på ett givet djup och kan balansera det yttre trycket av vatten på bröstet.

I en syrgasdräkt komprimeras andningsblandningen till erforderlig grad innan den kommer in i lungorna, i en andningspåse komprimeras den direkt av omgivande tryck.

I en fristående andningsapparat för tryckluft utförs denna funktion av en speciell mekanism. I det här fallet är det viktigt att observera vissa gränser för andningsmotstånd, eftersom en betydande mängd av det har en negativ effekt på det mänskliga kardiovaskulära systemet, orsakar trötthet i andningsmusklerna, vilket gör att kroppen inte kan upprätthålla det nödvändiga andningsmönstret.

I lungautomatiska apparater är andningsmotståndet fortfarande ganska högt. Dess storlek uppskattas på grund av ansträngningen från andningsmusklerna, vilket skapar ett vakuum i lungorna, andningsvägarna, inhalationsröret och i lungklaffens submembranhålighet. Under förhållanden med atmosfärstryck, såväl som i vertikalt läge för en dykare i vatten, när lungbehovsventilen är på samma nivå med "centrum" av lungorna, är andningsmotståndet under inandning cirka 50 mm vatten . Konst. Vid horisontell simning med dykning, vars lungbehovsventil är placerad bakom ryggen på cylindrar, är skillnaden mellan vattentrycket på lungbehovsventilens membran och på dykarens bröst cirka 300 mm vatten. Konst.

Därför når inandningsmotståndet 350 mm vatten. Konst. För att minska andningsmotståndet placeras det andra steget av reduktion av nya typer av dykutrustning i munstycket.

I ventilerad utrustning, där luft tillförs genom en slang från ytan, komprimeras den med speciella dykpumpar eller kompressorer, och kompressionsgraden måste vara proportionell mot nedsänkningsdjupet. Mängden tryck i detta fall styrs av en tryckmätare som är installerad mellan pumpen och dykslangen.

SPJUDFISKE

Funktioner för att andas under vatten

Vi vet redan att det lösta syret som finns i vatten inte kan användas av människor för att andas, eftersom lungorna bara behöver gasformigt syre. För att säkerställa kroppens vitala funktioner under vatten är det nödvändigt att systematiskt leverera en tillräcklig mängd syre till lungorna. Detta kan göras på följande sätt:

Genom ett andningsrör;

Användning av fristående andningsapparater;

Tillförsel från vattenytan till rymddräkter, badyskafer, hus av Cousteau-typ, etc.;

Genom regenerering (restaurering) i ubåtar.

Alla dessa vägar är inte naturliga för människor och har sina egna egenskaper.

Andas genom ett rör. Det är känt att medan du är under vatten på ett djup av högst en meter, kan du andas genom en snorkel. På större djup kan andningsmusklerna, som vi vet, inte övervinna det ytterligare motstånd som bildas både vid inandning och utandning. I praktiken, för simning under vattnet, används andningsrör som inte är längre än 0,4 m.

Andas in fristående enheter. För att säkerställa normal andning på ett betydande djup är det nödvändigt att tillföra luft till lungorna med ett tryck som kan balansera det yttre trycket av vatten på bröstet.

I en syrgasdräkt komprimeras andningsblandningen till erforderlig grad i andningspåsen direkt av omgivande tryck innan den kommer in i lungorna.

I en fristående andningsapparat för tryckluft utförs denna funktion av en lungbehovsventil.

I det här fallet är det särskilt viktigt att observera vissa gränser för andningsmotstånd, eftersom en betydande mängd av det har en negativ effekt på det mänskliga kardiovaskulära systemet, orsakar trötthet i andningsmusklerna, vilket gör att kroppen inte kan bibehålla det nödvändiga andningsmönstret.

I lungautomatiska apparater är andningsmotståndet fortfarande ganska högt. Dess värde uppskattas av det maximala vakuumet i det gasledande systemet i apparaten nära munstycket, det vill säga i omedelbar närhet av personens mun.

I inhemsk dykutrustning i luft är det obetydligt och lika med cirka 40-60 mm vatten. Konst. Men under vatten ökar motståndet, speciellt i början av inspirationen, avsevärt och når 200-330 mm vatten. Konst. (med simmaren i horisontellt läge).

Andningsmotståndet beror på:

a) på placeringen av lungklaffen i förhållande till mänskliga lungor;

b) på mängden mekaniskt motstånd hos maskinen, som övervinns av andningsmusklerna. Detta är fjädrarnas kraft, mottryck på ventiler, friktionskraft i axiella leder, etc.;

c) på längden på inlopps- och utloppsslangarna, arten av deras inre yta, storleken på munstyckeslådan och förekomsten av ventiler i den.

Av det totala andningsmotståndet är den största delen motstånd som beror på placeringen av lungklaffen, det vill säga på skillnaden i tryck på klaffmembranet och bröstkorgen. För att minska denna skillnad placeras lungbehovsventilen framför, i nivå med simmarens bröstkorg, på magen och nära munlådan.

För närvarande finns det också konstruktioner av lungbehovsventiler där en minskning av mängden andningsmotstånd uppnås av olika typer av kompensationsanordningar, vilket minskar volymen av lungbehovsventilkammaren och slangarna.

Även en kortvarig vistelse under vatten kräver både speciell teknisk utrustning och lämplig mänsklig utbildning. De största svårigheterna vid undervattensarbete är förknippade med att förse dykaren med en andningsblandning.

Faktum är att gasblandningen måste komma in i dykarens lungor under samma tryck som vattenpelaren skapar på ett givet djup. Om detta förhållande bryts, kommer yttre tryck helt enkelt att komprimera bröstet, vilket hindrar dig från att andas in. Med denna typ av andning ökar andningsmusklernas arbete kraftigt. Det är därför erfarna dykare andas djupt men långsamt. En del av dem tar bara 3-4 andetag per minut och tar varje gång 2-2,5 liter luft in i lungorna.

Sammansättningen av andningsblandningen är också av stor betydelse för djuphavsdykning. Om du använder tryckluft för att andas under vattnet kommer syrepartialtrycket att öka när du dyker och på ett djup av 90 m överstiga det normala med 10 gånger. På ett djup av 40 m får dykaren en blandning som innehåller 5% syre och på ett djup av 100 meter - bara 2% (istället för de vanliga 20,9%). Vid långvarig inandning av både rent syre och under ett tryck på ca 3 atm. , dysfunktion av nervsystemet kan uppstå i form av en konvulsiv attack.

Partialtrycket av kväve i andningsblandningen är också viktigt för kroppen. I vår vanliga atmosfär, där kväve utgör nästan 79 %, är denna gas ett enkelt utspädningsmedel av syre och deltar inte i några processer som sker i kroppen. Men vid högt tryck blir kväve en lömsk fiende. Det orsakar ett narkotiskt tillstånd som liknar alkoholförgiftning. Därför, från ett djup av 60 m, förses dykare med kväve - en syreblandning, där kväve helt eller delvis ersätts av helium, som inte är fysiologiskt aktivt.

För normalt mänskligt liv, såväl som de allra flesta levande organismer, är syre nödvändigt. Som ett resultat av ämnesomsättningen binder syre till kolatomer för att bilda koldioxid (koldioxid). Uppsättningen av processer som säkerställer utbytet av dessa gaser mellan kroppen och miljön kallas andning.

Syre som kommer in i människokroppen och avlägsnandet av koldioxid från kroppen säkerställs av andningssystemet. Den består av luftvägarna och lungorna. De övre luftvägarna inkluderar näsgångarna, svalget och struphuvudet. Sedan kommer luften in i luftstrupen, som är uppdelad i två huvudbronker. Bronkierna, som ständigt delar sig och förtunnas, bildar det så kallade bronkialträdet i lungorna. Varje bronkiol (bronkernas tunnaste grenar) slutar i alveoler, där gasutbyte sker mellan luft och blod. Det totala antalet alveoler hos människor är cirka 700 miljoner, och deras totala yta är 90-100 m2.

Strukturen av andningsorganen.

Ytan av andningsvägarna, med undantag för alveolernas yta, är ogenomtränglig för gaser, därför kallas utrymmet inuti luftvägarna dött utrymme. Dess volym hos män är i genomsnitt cirka 150 ml, hos kvinnor - 100 ml.

Luft kommer in i lungorna på grund av det undertryck som skapas när de sträcks av diafragman och interkostala muskler under inandning. Vid normal andning är endast inandning aktiv, utandning sker passivt, på grund av avslappning av musklerna som ger inandning. Endast vid forcerad andning aktiveras utandningsmusklerna, vilket säkerställer en maximal minskning av lungvolymen som ett resultat av ytterligare kompression av bröstet.

Andningsprocess

Frekvensen och andningsdjupet beror på fysisk aktivitet. Således utför en vuxen i vila 12-24 andningscykler, vilket ger ventilation av lungorna inom 6-10 l/min. Vid tungt arbete kan andningsfrekvensen öka till 60 cykler per minut, och mängden lungventilation kan nå 50-100 l/min. Andningsdjupet (eller tidalvolymen) under tyst andning är vanligtvis en liten del av den totala lungkapaciteten. När lungventilationen ökar kan tidalvolymen öka på grund av inspiratorisk och expiratorisk reservvolym. Om vi ​​fixar skillnaden mellan den djupaste inandningen och den maximala utandningen får vi värdet på lungornas vitala kapacitet (VC), som inte bara inkluderar restvolymen, som tas bort först när lungorna kollapsar helt.

Reglering av andningens frekvens och djup sker reflexmässigt och beror på mängden koldioxid, syre i blodet och blodets pH. Den huvudsakliga stimulansen som styr andningsprocessen är nivån av koldioxid i blodet (blodets pH-värde är också associerat med denna parameter): ju högre CO2-koncentration, desto större lungventilation. En minskning av mängden syre påverkar ventilationen i mindre utsträckning. Detta beror på specificiteten hos syrebindning till hemoglobin i blodet. En betydande kompensatorisk ökning av lungventilation inträffar först efter att partialtrycket av syre i blodet sjunker under 12-10 kPa.

Hur påverkar dykning under vatten andningsprocessen?? Låt oss först överväga situationen för snorkling. Att andas genom röret blir betydligt svårare även när man dyker några centimeter. Detta beror på att andningsmotståndet ökar: för det första, vid dykning, ökar det döda utrymmet med andningsrörets volym, och för det andra, för att andas in, tvingas andningsmusklerna att övervinna ökat hydrostatiskt tryck. På ett djup av 1 m kan en person andas genom ett rör i högst 30 sekunder, och på större djup är andning nästan omöjlig, främst på grund av att andningsmusklerna inte kan övervinna trycket från vattenpelaren för att andas in från ytan. Andningsslangar med en längd på 30-37 cm anses vara optimala.Användning av längre andningsslangar kan leda till störningar i hjärtats och lungornas funktion.

En annan viktig egenskap som påverkar andningen är rörets diameter. Med en liten diameter på röret strömmar inte tillräckligt med luft in, särskilt om det finns ett behov av att utföra något arbete (till exempel att simma snabbt), och med en stor diameter ökar volymen av dödutrymme avsevärt, vilket också gör andningen mycket svårt. Den optimala rördiametern är 18-20 mm. Användning av en slang som inte är standard i längd eller diameter kan resultera i ofrivillig hyperventilering.

Vid simning i fristående andningsapparat de huvudsakliga andningssvårigheterna är också förknippade med ökat motstånd mot inandning och utandning. Avståndet mellan det så kallade tryckcentrumet och andningsmaskinlådan har minst effekt på att öka andningsmotståndet. "Tryckcentret" etablerades av Jarrett 1965. Det är 19 cm nedanför och 7 cm bakom halshålan. Vid utveckling av olika modeller av andningsapparater tas det alltid i beaktande och andningsmaskinlådan placeras så nära denna punkt som möjligt. Den andra faktorn som påverkar ökningen av andningsmotståndet är mängden ytterligare dödutrymme. Den är särskilt stor i enheter med tjocka korrugerade rör. Det totala motståndet hos olika ventiler, membran och fjädrar i systemet för att minska trycket i andningsblandningen spelar också en viktig roll. Och den sista faktorn är ökningen i gasdensitet på grund av ökande tryck med ökande djup.

I moderna modeller av regulatorer strävar designers efter att minimera effekterna av att öka andningsmotståndet och skapa så kallade balanserade andningsmaskiner. Men amatörer som ubåtar har fortfarande en hel del gamla modeller med ökat andningsmotstånd. Sådana enheter är i synnerhet de legendariska AVM-1 och AVM-1m. Att andas in dessa enheter leder till hög energiförbrukning, så det rekommenderas inte att utföra tungt fysiskt arbete i dem och göra långa dyk till djup över 20 m.

Den optimala typen av andning när du simmar med en fristående andningsapparat bör anses långsammare och djupare andning. Den rekommenderade frekvensen är 14-17 andetag per minut. Med denna typ av andning säkerställs tillräckligt gasutbyte med minimalt arbete av andningsmusklerna, och aktiviteten i det kardiovaskulära systemet underlättas. Frekvent andning gör det svårt för hjärtat att arbeta och leder till överbelastning.

Påverkar andningssystemets funktion och nedsänkningshastigheten i djupet. Med en snabb ökning av trycket (kompression) minskar lungornas vitala kapacitet, med en långsam ökning förblir den praktiskt taget oförändrad. Minskningen av vitalkapacitet beror på flera orsaker. För det första, när man dyker i djupet, för att kompensera för yttre tryck, rusar en extra volym blod in i lungorna och tydligen, med snabb kompression, komprimeras vissa bronkioler av "svullna" blodkärl; Denna effekt kombineras med en snabb ökning av gasdensiteten, och som ett resultat blockeras luften i vissa delar av lungorna ( "luftfällor" dyker upp»). « Luftfällor" är extremt farliga, eftersom de avsevärt ökar risken för lungbarotrauma både under fortsatt nedsänkning och under uppstigning, särskilt om uppstigningsläget och hastigheten inte observeras. Oftast bildas sådana "fällor" av dykare som befinner sig under vattnet i vertikalt läge. Det finns ytterligare en nyans förknippad med dykarens vertikala position. Detta är heterogeniteten av gasutbyte i vertikal position: under påverkan av gravitationen kommer blod in i de nedre delarna av lungorna, och gasblandningen ackumuleras i de övre delarna, utarmad på blod. Om dykaren är under vattnet i en horisontell position, med framsidan nedåt, ökar det relativa värdet av alveolär ventilation avsevärt, jämfört med hans vertikala position, förbättras gasutbytet och syremättnaden av artärblod.

Under dekompressionsperioden och en tid efter den tycks vitalkapaciteten också minska på grund av ökat blodflöde till lungorna.

Påverkar andningsorganen negativt Det finns också det faktum att luften som kommer från cylindrarna vanligtvis är kall och praktiskt taget inte innehåller någon fukt. Inandning av kall gas kan orsaka andningsproblem, som visar sig i darrningar i andningsmusklerna, smärta i bröstet, ökad utsöndring av slemhinnor i näsan, luftstrupen och luftrören samt andningssvårigheter. När man simmar i kallt vatten blir problemet med slemsekretion särskilt akut: sväljrörelser, nödvändiga för att utjämna trycket i mellanörat, blir svåra. Och på grund av det faktum att den inkommande luften praktiskt taget inte innehåller fukt, kan irritation av ögonens slemhinnor, näsa, luftstrupe och bronkier utvecklas. En försvårande faktor här är också kylning av kroppen.

När du stiger upp i bergen sjunker syretrycket i luften stadigt, vilket leder till att detta tryck sjunker i alveolerna och, som en konsekvens, till en minskning av syrespänningen i blodet. Om syrespänningen sjunker under 50-60 mmHg, börjar syremättnaden av hemoglobin att minska mycket snabbt.

Egenskaper för fysiologiska förändringar under andning i bergen

De flesta upplever inga problem att andas i bergen upp till 2,5 km höjd. Detta betyder inte att på en höjd av 2 km är kroppen i samma tillstånd som vid barometertryck vid havsnivån. Även om blodet på en höjd av upp till 3 km är mättat med syre till inte mindre än 90 % av sin kapacitet, är spänningen av syre löst i blodet redan reducerad här och detta förklarar ett antal observerade förändringar i andningen i bergen . Dessa inkluderar:

  • fördjupning och lätt ökning av andningen;
  • ökad hjärtfrekvens och ökad minutvolym;
  • lätt ökning av BCC;
  • ökad nybildning av röda blodkroppar;
  • en liten nedgång i receptorexcitabilitet, som endast kan detekteras med mycket subtila metoder, som försvinner efter två eller tre dagar på den angivna höjden.

Alla dessa förändringar under andning i bergen hos en frisk person är dock just reglerande processer, vars normala förlopp säkerställer prestanda på höjden. Det är inte för inte som att stanna på en höjd av 1-2 km ibland används som en terapeutisk teknik i kampen mot vissa sjukdomar.

Från en höjd av 3 km, och hos ett antal människor (i frånvaro av muskelarbete) först från en höjd av 3,5 km, börjar olika störningar att upptäckas, som huvudsakligen beror på förändringar i aktiviteten hos högre centra. Vid andning i bergen minskar spänningen av syre löst i blodet, och mängden syre bundet av hemoglobin minskar också. Symtom på respiratorisk hypoxi uppstår när blodets syremättnad faller under 85 % av blodets syrekapacitet. Om syremättnaden under andningshypoxi faller under 50-45% av syrekapaciteten, inträffar döden hos en person.

När uppgången till en betydande höjd sker långsamt (till exempel vid klättring), utvecklas symtom på hypoxi, som inte upptäcks under snabbt utvecklande hypoxi, vilket leder till förlust av medvetande. I detta fall, på grund av en störning av högre nervös aktivitet, noteras trötthet, dåsighet, darrningar, andnöd, hjärtklappning, ofta illamående och ibland blödning (höjdsjuka eller bergssjuka).

Förändringar i nervaktivitet kan börja redan innan mängden oxyhemoglobin i blodet minskar, beroende på minskningen av syrespänningen i blodet. Hos hundar observeras ibland vissa förändringar i nervaktiviteten redan vid 1000 m, först uttryckt i en ökning av betingade reflexer och en försvagning av hämmande processer i hjärnbarken. På högre höjder minskar de konditionerade reflexerna och försvinner sedan (på 6-8 km höjd). Okonditionerade reflexer minskar också. Hämningen ökar i hjärnbarken. Om på låga höjder (2-4 km) förändringar i betingade reflexer noteras först först, så minskar inte störningarna i betingad reflexaktivitet på betydande höjder med fortsatt hypoxi, utan fördjupas snarare.

Förändringar i hjärnbarkens tillstånd orsakade av hypoxi från andning i bergen påverkar naturligtvis förloppet av alla fysiologiska funktioner. Hämning som utvecklas i cortex kan också överföras till subkortikala formationer, vilket påverkar både störningar av motoriska handlingar och förstärkning av reflexer till impulser från interoceptorer.

Höjdgräns

Beroende på individuella egenskaper och träning kan höjden där andningsstörningar uppstår i bergen vara olika, men dessa störningar, även om de är på olika höjder, uppträder nödvändigtvis hos alla.

För friska människor kan vi i genomsnitt indikera följande höjdskala, där vissa funktionella förändringar i kroppen inträffar:

  • upp till en höjd av 2,5 km upplever de flesta människor (och vissa personer upp till en höjd av 3,5-4 km) inte betydande nöd. Mättnaden av blodet med syre här är till och med högre än 85% av syrekapaciteten, och förändringarna i kroppens tillstånd kännetecknas endast av ökad aktivitet i andnings- och kardiovaskulära systemen, samt ökad nybildning av rött blod celler;
  • på en höjd av 4-5 km börjar störningar av högre nervös aktivitet, reglering av andning och blodcirkulation att noteras (eufori eller tung hälsa, lätt trötthet, Cheyne-Stokes andning, en kraftig ökning av hjärtfrekvensen, ibland kollaps) ;
  • på en höjd av 6-7 km blir dessa symtom mycket allvarliga för de flesta, med undantag för de specialutbildade;
  • att andas i bergen på en höjd av 7-8 km leder alltid till ett allvarligt tillstånd och är farligt för de flesta, och en höjd på 8,5 km är gränsen över vilken en person inte kan resa sig utan att andas in syre.

Hos djur som ständigt lever i bergen finns en betydande undermättnad av blodet med syre. Till exempel, hos får på en höjd av 4000 m, är blodets syremättnad endast cirka 65 % av syrekapaciteten, men det finns inga patologiska symtom på hypoxemi.