Кислород

[АндрейSf]

Кислород

 

 

"Отравление ЦНС - как песок на обочине. Если едете по дороге, проблем у вас не будет."

Терри Биллингсли
(Terry Billingsley)

 

1. ВВЕДЕНИЕ

О важности кислорода в физиологии организма человека известно очень давно. Также давно известно, что использование кислорода при погружениях под воду даёт большие преимущества. При его применении уменьшается насыщение тканей индифферентным газом (азотом, гелием и прочими), ускоряется декомпрессия, что повышает эффективность выполнения погружений. Кроме того, при возникновении ряда заболеваний (в частности, декомпрессионной болезни и баротравмы легких) кислород также оказывает выраженный лечебный эффект. Однако, применение кислорода под давлением таит в себе и некоторые опасности. Ганс Келлер, пионер глубоководного дайвинга (начало 60-х годов), окрестил кислород «принцессой газов», тем самым подчеркнув важность кислорода, его благотворный эффект, но также и необходимость обращаться с ним с осторожностью.

2. МЕТАБОЛИЗМ: КИСЛОРОД НЕОБХОДИМ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Как известно, кислород - единственный газ, который участвует в метаболизме, то есть он расходуется и преобразуется в ходе химических реакций в организме, и его основная роль - поддерживать процессы обмена веществ. Кислород из лёгких попадает в кровь, а из крови - в ткани. Около 80% кислорода, поступившего в организм, преобразуются в углекислый газ (CO2), который выдыхается из лёгких. Количество кислорода, потребляемое телом (потребление кислорода), есть мера интенсивности обмена веществ в организме и количества производимой энергии. Обычно около 25% энергии, производимой телом, расходуется на мышечную работу, остальная энергия необходима для выделения тепла и поддержания других метаболических функций. Кроме того, кислород постоянно требуется мозгу для поддержания его жизнедеятельности, для сохранения сознательного состояния, и тем самым, для поддержания жизни всего организма в целом. Мозг может получить повреждения, если доступ кислорода к нему нарушен более чем на 3-4 минуты.
3. ДВЕ ВОЗМОЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ: НЕДОСТАТОК И ИЗБЫТОК
Итак, кислород исключительно важен для организма, и его концентрация должна довольно точно поддерживаться в весьма узких пределах.
3.1. ГИПОКСИЯ – КИСЛОРОДНОЕ ГОЛОДАНИЕ
Недостаточное снабжение кислородом может привести к гипоксии, то есть к кислородной недостаточности. Некоторые симптомы гипоксии подобны симптомам азотного наркоза. Обычно гипоксия вызывает потемнение в глазах, «туннельное» зрение, зуд или покалывание кожи, онемение губ, нарушения дыхания, головокружение, а в более серьезных случаях - коллапс и потерю сознания. Общие признаки - цианоз, посинение губ и оснований ногтей. Опасность состоит в том, что перед наступлением серьёзных симптомов гипоксии человек часто ощущает эйфорию (чувство беспричинного счастья), что ослабляет бдительность, тем самым затрудняя предвосхищение проблемы.
Если рассматривать явление гипоксии с точки зрения парциальных давлений, то вплоть до парциального давления PO2=0.16 ата (концентрация кислорода 16%) не наблюдается заметных признаков гипоксии. При 12%-14% большинство людей начинают ощущать первые симптомы: покалывание кожи, онемение губ, туннельное зрение. Эти симптомы прогрессируют до 9%-10%, после чего наступает головокружение и коллапс (правда, не у всех). При уровнях ниже указанного некоторые люди умудряются оставаться в сознании ценой существенных усилий, но большинство впадают в бессознательное состояние. Толерантность (устойчивость) к гипоксии чисто индивидуальна. Между разными людьми имеется существенное различие в чувствительности к гипоксии и её проявлениях. Уровень физической подготовки может помочь переносить гипоксию, однако более важным представляется индивидуальная устойчивость организма.
3.2. ГИПЕРОКСИЯ – КИСЛОРОДНОЕ ОТРАВЛЕНИЕ
Первые сведения о том, что жизненно необходимый газ кислород является в то же время токсичным, появились практически одновременно с его открытием. Принимая во внимание сильное влияние кислорода на метаболизм, не должен удивлять тот факт, что в избыточных дозах он может быть опасным.
Реакция организма на токсичное воздействие кислорода проявляется в трёх формах: судорожной (интоксикация центральной нервной системы - «эффект Поля Бера»), лёгочной (пульмональная интоксикация – «эффект Лоррэйна Смита») и сосудистой (сердечно-сосудистая интоксикация). В дайвинге принято обьединять лёгочную и сосудистую формы, и для отравления, затрагивающего другие органы, кроме центральной нервной системы (ЦНС), использовать термин «общее отравление организма».
Отравление ЦНС является наиболее опасным для дайверов. Оно развивается при воздействии больших парциальных давлений кислорода при малой продолжительности такого воздействия. Отравление ЦНС может возникнуть через некоторое весьма неопределенное время (от 5 до 50 минут, причём, невозможно предсказать, через какое именно) при вдыхании кислорода при парциальном давлении более 1.8 ата. Результатом такого отравления могут стать конвульсии (подобные эпилептическому припадку), которые не опасны сами по себе, но могут привести к утоплению дайвера или нанесению им себе физических травм. Именно по этой причине максимальное допустимое в дайвинге парциальное давление кислорода при использовании обогащенных смесей не должно превышать 1.6 ата.
Признаки и симптомы отравления ЦНС кислородом - это подергивание губ и лицевых мышц, нарушения зрительного и слухового восприятия, тошнота, головокружение, затрудненное дыхание, одышка, беспокойство, спутанность сознания, нарушения координации, неожиданно быстрая утомляемость. Для более лёгкого их запоминания служит акроним [CON] VENTID:

[CONVULSION] (Судороги)
Visual (Нарушение зрения)
Ears (Нарушение слуха)
Nausea (Тошнота)
Twitching (Подёргивание)
Irritability (Раздражительность)
Dizziness (Головокружение)

Эти признаки могут служить предвестниками надвигающих конвульсий, но, в то же время, конвульсии могут наступить и безо всякого предупреждения. Кроме того, внезапная потеря сознания может произойти и без конвульсий - бывали и такие случаи.
Подверженность отравлению ЦНС зависит от многих факторов, например, от различий в толерантности - разные люди имеют разную степень подверженности кислородному отравлению, да и у одного и того же человека степень чувствительности может меняться время от времени.
Кроме того, подверженность отравлению зависит от тех факторов, которые могут увеличить внутреннее парциальное давление углекислого газа (PCO2), как, например, физических упражнений, дыхании газами с повышенной плотностью, дыхании при наличии сопротивления вдоху. Таким образом, погружение уже само по себе увеличивает чувствительность к кислородному отравлению (в водной среде токсическое действие наступает значительно быстрее, чем в сухой барокамере). Тяжёлая физическая работа, усталость, применение лекарств, крайние значения температур (очень низкие или очень высокие), а так же повышенное парциальное давление азота в смеси также значительно снижают устойчивость к токсическому действию кислорода. Из-за большого количества этих факторов предсказание времени наступления кислородного отравления ЦНС сильно затруднено.
В отличие от отравления ЦНС, общее кислородное отравление может развиваться и при небольших парциальных давлениях кислорода (начиная с 0.5 ата), но при более продолжительном воздействии этих давлений. Главным образом, такое отравление затрагивает лёгкие, хотя и другие органы также оказываются в той или иной степени затронутыми, в частности, возникает резкое сужение кровеносных сосудов головного мозга, почек, сердца, кожных покровов, сетчатки глаз.
Классические симптомы общего отравления организма кислородом прежде всего проявляют себя как «лёгочные симптомы» - боль в груди, ощущение дискомфорта, кашель, неспособность сделать глубокий вдох без боли или кашля, накопление жидкости в легких, уменьшение жизненной ёмкости лёгких. «Нелёгочные симптомы» общего отравления проявляются, как понижение кожной чувствительности и онемение кончиков пальцев, зуд, покалывание, головная боль, головокружение, тошнота, звон в ушах, нарушение работы глаз (мелькание, «туннельное» зрение), сильное уменьшение эффективности вдоха при физической деятельности, общая слабость и падение артериального давления.
Результатом общего отравления является развитие острой дыхательной недостаточности, обусловленной отёком лёгких, а так же ослабление сердечной деятельности, что приводит к потере сознания и смерти.
Общее отравление организма может стать проблемой при выполнении длительных или повторяющихся декомпрессий на кислороде или при проведении рекомпрессионной терапии. Для предотвращения отравлений подобного рода были разработаны специальные процедуры, в частности, была разработана и введена единица измерения и отслеживания кислородной экспозиции – UPTD (Unit Pulmonary Toxicity Dose). Данный метод также использует понятие суммарной дозы CPTD (Cumulative Pulmonary Toxicity Dose). Более недавний подход, названный методом Repex (предложенный доктором Биллом Гамильтоном (Bill Hamilton) в 1989 году), позволяет вычислять и определять дозы на основе единицы кислородной устойчивости OTU (Oxygen Tolerance Unit). Этот метод принимает во внимание периоды восстановления и предлагает процедуры для избежания токсических эффектов при продолжительных экспозициях. Несмотря на то, что расчеты по методу Repex менее сложны, чем по методу UPTD/CPTD, формула OTU достаточно громоздка даже в случае профиля с постоянной глубиной (постоянного PO2), не говоря уже о переменном, и содержит возведение в дробную степень.

4. ПРАКТИКА
Метод предотвращения проблем, связанных с кислородом, состоит в том, чтобы находиться в экспозиционных пределах, рассчитанных исходя из величины его парциального давления, которому подвергается дайвер. Для этого, прежде всего, необходим грамотный подход к применению газовых смесей с учётом всех возможных факторов. Так, например, кроме ошибки при учете CNS-времени на всех уровнях в плане погружения, возможны отклонения во время выполнения самого погружения (например, по глубине/времени), а также и в приготовлении смесей и анализе их состава, что может привести к увеличению фактической кислородной экспозиции по сравнению с теоретически рассчитанной.
Гипоксия. Опасность гипоксии существует при использовании в погружениях смесей, содержание кислорода в которых меньше, чем в воздухе. Гипоксичные смеси (обычно, тримиксы) применяются при совершении глубоководных погружений. В случае перехода на гипоксичную смесь на малой глубине угроза достаточно велика, и многие дайверы погибли от гипоксии. Для избежания подобных проблем необходимо чёткое планирование и контроль используемых смесей, исключающих дыхание газом с парциальным давлением кислорода ниже 0.16 ата, например, использование тревел, а не боттом-газа в начальной фазе погружения, а также при выполнении «воздушных перерывов» (air breaks).
Гипероксия. Опасность кислородной интоксикации возникает чаще всего при использовании обогащённых кислородом газовых смесей (найтроксов). Для избежания подобных проблем необходимо соблюдать допустимые пределы как по парциальному давлению, так и по экспозиции воздействия кислорода. Очень важным моментом явлется не только величина PO2, но и время его воздействия на организм. Эти два фактора являются взаимосвязанными, то есть, в зависимости от парциального давления кислорода разрешена определенная продолжительность экспозиции.
Максимально допустимым парциальным давлением кислорода в дайвинге принято значение 1.4 ата для донной смеси и 1.6 ата для декомпрессионных смесей. В настоящее время «путевые» и «донные» газовые смеси чаще всего готовятся из расчета PO2 = 1.2 - 1.45 ата, в зависимости от условий и вида погружения, причем РО2 = 1.4 - 1.6 ата, как правило, считаются зоной повышенной осторожности.

 

При планировании повторных погружений на найтроксе или глубоких погружений с длительной найтроксной и/или кислородной декомпрессией необходимо учитывать общее допустимое время кислородной экспозиции. Для этого обычно используют таблицу, разработанную NOAA – Национальным Агенством США по исследованию Океана и Атмосферы, в которой для каждого значения давления кислорода приведена как максимальная продолжительность одиночного погружения, так и максимальная кумулятивная продолжительность за 24 часа.
Она хорошо подходит для планирования погружений на фиксированную глубину (квадратный профиль), либо анализа декомпрессионных экспозиций на фиксированных глубинах декоостановок. Однако случаи, когда дайвер пребывает на фиксированной глубине в течение всего погружения, достаточно редки. Поэтому, важно знать долю экспозиции для каждого фрагмента погружения, чтобы вычислить общее значение экспозиции за время всего погружения. Для этого можно использовать таблицу зависимости CNS % в минуту от PO2, которая иногда называется «кислородными часами», отсчитывающими время в процентах от предельно допустимого предела, который приравнен к 100% для каждого значения PO2. Последовательно вычисляются величины экспозиций для всех фрагментов погружения (для всех значений парциального давления кислорода). Например, при давлении кислорода 1.4 ата максимальное допустимое значение экспозиционного предела составляет 150 мин. Если дайвер имеет продолжительность экспозиции 75 мин, то его показания его «кислородных часов» равны 50% от значения экспозиционного предела. Если далее в том же погружении дайвер подвергается воздействию еще одной экспозиционной дозы, например, 60 мин при PO2=1.3 ата, то показания его «кислородных часов» дополнительно увеличиваются на 33% и становятся равными 83%. Как только показания «кислородных часов» достигнут значения 100%, считается, что дайвер получил максимально допустимую кислородную экспозицию, и дальнейшее её увеличение связано с повышенным риском. Погружения с превышением экспозиционного предела (с показаниями «кислородных часов» более 100%) не рекомендуются.
Подобная таблица существует и для подсчёта количества приобретённых единиц OTU, в соответствии со временем воздействия кислорода при определённом парциальном давлении. Максимальный суточный предел OTU - 850 единиц.
В настоящее время применение этих таблиц (как и вообще таблиц в дайвинге, например, декомпрессионных) является более теоретическим, и необходимо лишь для общего понимания подхода к планированию. Точные предварительные рассчёты кислородных экспозиций выполняются с применением компьютерных планировщиков. Под водой с этой задачей весьма неплохо справляются компьютеры для совершения погружений на обогащённых смесях.
Отравление кислородом может быть в значительной степени уменьшено (или отсрочено его наступление), если в процессе дыхания кислородом под повышенным парциальным давлением делать перерывы, и дышать в этих перерывах смесью с нормальным PO2. Эти так называемые «воздушные перерывы» (air breaks) позволяют значительно увеличить безопасное время дыхания кислородом. Для их проведения используется либо нормоксическая смесь (раньше обычно это был воздух, отсюда и название), либо гипоксическая - донная (bottom mix) или путевая (travel mix), поэтому, в современной литературе такие перерывы называются газ-брейками (gas breaks). Для эффективного проведения перерыва парциальное давление кислорода в смеси должно быть ниже 0.5 ата (при напряжённой по PO2 декомпресии - чем ниже, тем лучше, но не менее 0.16 ата!).
Существует несколько общепринятых схем проведения подобных перерывов. У военных и коммерческих водолазов (например, ВМФ США), после каждых 20-30 минут дыхания чистым кислородом выполняется 5-минутный перерыв с дыханием обычным воздухом. У дайверов наиболее распространёнными являются схемы 20-5 (IANTD), 15-5 (TDI) и 12-6 (GUE). Некоторые эксперты рекомендуют делать перерывы, когда «кислородные часы» достигают значения 80% (поэтому, например у VR3, установка оповещения о необходимости выполнить айр-брейк по умолчанию равна 80%).
При выполнении серий рекомендации следующие: повторные погружения могут быть проведены без нормоксического промежутка между ними, если сумма времени воздействия PO2 для всех этих погружений не превышает максимального предела однократной экспозиции. Если же хоть в одном погружении он был достигнут или превышен, то перед следующим погружением необходимо провести минимум 2 часа при нормоксическом PO2. Если же был достигнут суточный лимит экспозиции, то прежде, чем снова погружаться, дайвер должен провести не менее 12 часов при нормоксическом PO2.
Во время погружения необходимо контролировать собственное состояние, и появление любых симптомов интоксикации служит сигналом к прекращению погружения (или временному переходу на смесь с более низким содержанием кислорода, если прекращение погружения невозможно).
Что делать, если во время погружения произошла интоксикация? К сожалению, наступление конвульсий под водой в большинстве случаев означает только одно - смерть от утопления. Но, некоторая вероятность благополучного исхода всё-таки существует (если это не соло и не дайв в надголовных средах).
Чаще всего, интенсивные сокращения мышц шеи и челюстного сустава вызывают выпадение загубника изо рта дайвера. Вставить его обратно, как правило, невозможно, поэтому, в большинстве ситуаций, не стоит тратить на это драгоценное время. Поскольку, после завершения конвульсий происходит рефлекторный вдох, дайвера необходимо как можно быстрее поднять к поверхности. При выполнении дайвером быстрого или неуправляемого подъёма есть, разумеется, риск возникновения баротравмы лёгких, однако, этот риск всё-таки меньше, чем риск утонуть. Здесь нужно балансировать между двух зол: артериальной газовой эмболией при черезмерно быстром подъёме, и гарантированным утоплением при промедлении. По достижении поверхности дайверу нужно оказать помощь, как при утоплении, в соответствии с признаками и симптомами. При наличии кислорода его рекомендуется использовать. Если дайвер имеет большое значение требуемой и не выполненной декомпрессии, или если высока вероятность развития у него декомпрессионной болезни, то он должен быть как можно скорее доставлен в барокамеру. Дайвер, который потерял сознание, минуя фазу конвульсий, не выронил загубник и сохранил дыхание, должен быть поднят на поверхность в медленном темпе (желательно, около 6 м/мин). После такой потери сознания дайвер обычно сам приходит в себя.

5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Несмотря на обширные научные знания о кислороде, его воздействие на организм во время погружений до конца не изучено. Надо понимать, что значения пределов парциального давления и времени экспозиции получены, по большей части, эмпирическим путём, отсюда и такая разница в этих значениях в разных странах и у разных организаций. Поэтому (как и в случае с декомпрессией), принятые пределы являются в достаточной степени приблизительными, и их условно можно определить как некую линию, отделяющую ситуацию «никаких проблем» от ситуации «гарантированные проблемы». На практике же первая ситуация переходит во вторую плавно, через довольно широкую полосу постепенно увеличивающегося риска.
Пределы, принятые практически во всех дайверских ассоциациях, являются рекомендованными к соблюдению для использования их в нормальных условиях. Они проверены практикой. Они работают для большинства людей в большинстве ситуаций, но никто не гарантирует, что они будут работать всегда для любого человека в любой ситуации. Поэтому, крайне важно относиться к использованию кислорода с разумной осторожностью и при совершении погружений в более стрессовых условиях необходимо придерживаться более консервативных пределов.
Но, тем не менее, не стоит также быть догматичным до такой степени, что, под страхом превышения стандартных пределов, отказаться, например, от аварийного использования газа на глубине, превышающей операционную, предполагая, что это смертельно опасно и немедленно вызовет конвульсии и утопление.
Понимание принципов того, как это работает, может однажды спасти вам жизнь.

[Dmitry.BY]

Видео из классики о кислородном отравлении. Челу реально повезло.

 

[АндрейSf]

Наткнулся на статью познавательно 

 

 

Статья про кислород

В.В.Смолин, Г.М.Соколов
(ГНЦ РФ – Институт медико-биологических проблем РАН)

По поводу различия нормативов дыхания кислородом под давлением
для водолазов и дайверов

Кислород давно привлек внимание водолазных врачей и других специалистов водолазного дела как газ, при применении которого уменьшается насыщение тканей индифферентным газом (азотом, гелием и др.), ускоряется декомпрессия, что повышает эффективность выполнения подводных работ. При возникновении ряда заболеваний (в частности, декомпрессионной болезни и баротравмы легких) кислород также оказывает выраженный лечебный эффект. Кроме того, использование кислорода в снаряжении с замкнутой схемой дыхания специальными подразделениями водолазов обеспечивает скрытность их пребывания под водой. Однако применение кислорода под давлением таит в себе и некоторые опасности, одной из которых является его токсическое действие.
Первые сведения о том, что жизненно необходимый газ кислород является в то же время токсичным, появились практически одновременно с его открытием. Один из первооткрывателей кислорода английский химик и философ Джозеф Пристли, получивший в 1774 г. «дефлогистированный воздух» (названный затем кислородом), в 1775 г. обнаружил, что мыши, помещенные в его среду, заболевают и гибнут. В связи с этим Пристли предсказал, что этот газ может быть вреден для здоровья человека. Повторно отравляющее действие повышенного парциального давления кислорода было открыто французскими учеными К.Дюма в 1793 г. и А.Фуркруа в 1797 г. Однако прошло еще сто лет, прежде чем были проведены более обстоятельные и всесторонние исследования токсического действия О2 на живые организмы – в 1873 г. французским ученым, основоположником гипербарической физиологии Полем Бером и отечественным физиологом И.Р.Тархановым (Тарханишвили), а в 1897-98 гг. – английским физиологом Дж. Лоррэном Смитом. После этого появились понятия «эффект Поля Бера» (судорожная форма отравления кислородом) и эффект «Лоррэна Смита» (легочная форма). Наиболее основательное исследование токсического действия кислорода до конца XIX века принадлежит П.Беру. В середине прошлого века появилась третья форма отравления кислородом – сосудистая.
Интерес к этому сложному и неоднозначному биологическому явлению, появление и развитие глубоководных водолазных спусков, спусков с использованием чистого кислорода и обогащенных кислородом дыхательных газовых смесей, а также лечебное применение кислорода при нормальном и повышенном давлении явились стимулом для проведения в ХХ веке за рубежом и в нашей стране многочисленных исследований по изучению различных сторон физиологического и патологического действия кислорода при различных величинах давления и продолжительности действия на организм животных и человека. Изучалось действие кислорода на центральную нервную, сердечно-сосудистую и дыхательную системы, систему крови, тканевые ферменты и др. В результате этих исследований на основе выявления физиологических и патологических реакций организма на действие кислорода определялись максимальные безопасные величины его парциального давления и допустимая продолжительность дыхания.
Кислород является ядом хроноконцентрационного действия, то есть его поражающее действие зависит в основном от величины парциального давлении и продолжительности дыхания им. В плане водолазных погружений и дайвинга, особенно при кратковременных погружениях на малые и средние глубины, наибольший интерес представляет острая, судорожная форма отравления кислородом, «эффект Поля Бера».
В первой половине ХХ в разных странах было проведено большое количество опасных экспериментов в барокамерах, часто самоэкспериментов, по определению времени наступления судорог при высоком парциальном давлении кислорода.
В 1910 г. Борнштейн дышал чистым кислородом под давлением 20 м вод.ст. (3 абс. кгс/см2) в течение 48 мин. без неблагоприятных последствий.
В 1933 г. английские офицеры Г.Даман и Филипс дышали кислородом под давлением 30 м вод.ст. (4 абс. кгс/см2). У Филипса через 13 мин. возникли судороги, а у Дамана через 16 мин. появилось подергивание мышц лица.
А.Р.Бенке и соавт. (1935) на основании собственных экспериментов с участием испытуемых в условиях барокамеры пришли к заключению, что сравнительно безопасно для человека дыхание кислородом при 1,0 абс. кгс/см2 в течение 4 ч., при 2,0 кгс/см2 – 3 ч., при 3,0 кгс/см2 – 2 ч.
В нашей стране Б.Д.Кравчинский и С.П.Шистовский в 1936 г. провели на себе более 30 успешных испытаний, при которых до 10-20-й мин. дышали кислородом под давлением 5,5 абс. кгс/см2 и 6 абс. кгс/см2. По результатам этих испытаний авторы посчитали безопасным для человека дыхание под давлением 4 абс. кгс/см2 в течение 20 мин., под давлением 5-6 кгс/см2 – 10 мин. Однако затем они дали менее оптимистичные нормативы: 2 абс. кгс/см2 – 50 мин., 3 абс. кгс/см2 – 30 мин., 4 абс. кгс/см2 – 8 мин.
В 1941 г. группа Дж.Б.С.Холдейна (сына Джона Скотта Холдейна – создателя таблиц ступенчатой декомпрессии) провела серию самоэкспериментов по дыханию под разными величинами давления кислорода. Элен Сперуэй 17 раз испытала дыхание кислородом под давлением 3,7 абс. кгс/см2, один раз она выдержала 88 мин., а в другой через 13 мин. у нее начались судороги. Мартин Хазе и Дж.Б.С.Холдейн при дыхании кислородом под давлением 7 абс. кгс/см2 получили судороги через 4,5 и 5 мин. соответственно. В другом эксперименте при дыхании кислородом под давлением 6 абс. кгс/см2 ни у одного из четырех испытуемых в течение 5 мин. не было судорог, но у троих были другие симптомы кислородной интоксикации. Потрясающий самоэксперимент провели Дж.Б.С.Холдейн и К.В.Дональд, которые примерно в течение 20 секунд дышали кислородом под давлением 10 абс. кгс/см2, пытаясь ответить на вопрос: имеет ли в такой высокой концентрации кислород какой-нибудь вкус? Дональд пишет: «Я не собираюсь повторять этот эксперимент».
В 1942 г. К.В.Дональд провел большую серию работ, состоящую из 200 экспериментов при дыхании испытуемых кислородом под повышенным давлением. 36 человек дышали кислородом под давлением от 3 до 7 абс. кгс/см2. При 3,5 абс. кгс/см2 у пяти человек на 19-35-й мин. появились судороги, остальные в пределах 6-96 мин. выключались из аппаратов при появлении различных симптомов отравления. Затем были проведены эксперименты при дыхании испытуемых в водной среде гидробарокамеры под давлением от 1,75 до 4 кгс/см2. На основании проведенных экспериментов были сделаны следующие выводы:
1) устойчивость к токсическому действию кислорода широко варьирует не только у разных лиц, но также у одного и того же лица в разные дни (у одного появились симптомы через 7 мин., а на следующий день – через 148 мин);
2) в водной среде токсическое действие наступает значительно быстрее, чем в сухой барокамере;
3) при выполнении физической работы устойчивость к токсическому действию кислорода значительно снижается.
Отечественные и зарубежные исследователи выявили также значительное усиление токсического действия кислорода при наличии во вдыхаемой газовой смеси диоксида углерода (углекислого газа). Дональд сделал вывод о том, что работа под водой при дыхании кислородом при парциальном давлении выше 1,7 кгс/см2 является опасной.
Кроме того, во всем мире было выполнено большое количество исследований на животных по определению времени дыхания кислородом, при котором возникают те или иные проявления со стороны легких, центральной нервной системы, других органов и систем. В нашей стране всесторонние многолетние исследования по данной проблеме были проведены А.Г.Жиронкиным.
Данные, полученные в опытах на животных и в исследованиях с участием испытуемых, были необходимы для нормирования дыхания водолазов, в первую очередь водолазов военно-морских сил под водой и в барокамерах.
На основании данных, полученных Дональдом, в зарубежных ВМС глубины использования кислорода были ограничены 6-9 м (1,6-1,9 кгс/см2) и в виде исключения – 12 м (2,2 кгс/см2). Так, в США в обычных условиях военные водолазы могут спускаться на кислороде до 7,6 м (до 75 мин.) и в особых случаях – до 12 м (до 10 мин.), в Великобритании и Австралии в покое они могут дышать кислородом на глубине 9 м, а при выполнении работ – на 7 м. Максимальное парциальное давление кислорода для дайверов составляет 1,6 кгс/см2.
При установлении нормативов по кислороду в нашей стране за основу были взяты не данные Дональда, а результаты предыдущих исследований отечественных и зарубежных ученых. С 1943 г. максимальная глубина погружений на кислороде составила 20 м. Следует сказать, что воздушные перерывы позволяют значительно увеличить безопасное время дыхания кислородом.
Принятые в нашей стране нормативы согласуются с результатами отечественных и зарубежных исследований, в частности с широко известным графиком, составленным К.Дж.Ламбертсоном в 1968 г.
Кроме спусков под воду и в барокамерах кислород используется для сокращения времени декомпрессии в барокамерах, а также для лечения как заболеваний водолазов, дайверов и кессонных рабочих, так и самых различных заболеваний, главным образом, сопровождающихся гипоксическими явлениями.
При декомпрессии с малых и средних глубин Б.Д.Кравчинский и С.П.Шистовский (1940) начали применять 80 %-ную кислородно-азотную смесь с «глубины» 30 м. С 1943 г. переход на чистый кислород осуществлялся с 18 м, а с 1952 г. до настоящего времени – с «глубины» 15 м, хотя обычно военные и гражданские водолазы до конца декомпрессии дышат из воздушной среды барокамеры. В ВМФ переход на дыхание кислородом при декомпрессии после глубоководных спусков (на глубины от 60 до 200 м) выполнялся под давлением 20 м вод.ст. (3 абс. кгс/см2). В народном хозяйстве уже первые глубоководные режимы, составленные в начале 1970-х гг., не содержали кислородных выдержек.
Для лечебных целей кислород в нашей стране обычно используется при абсолютном давлении до 2-3 кгс/см2 (для лечения декомпрессионной болезни легкой степени и для оказания помощи при баротравме легких до последующей лечебной рекомпрессии – под давлением 3 кгс/см2). Стандартное лечение декомпрессионной болезни I и II типов у водолазов и дайверов за рубежом предусматривает две ступени использования кислорода: 2,8 и 1,9 кгс/см2.
Таким образом, для спусков водолазов под воду в нашей стране допускается кислород при парциальном давлении в 1,5-2 раза больше, чем для зарубежных водолазов и для дайверов. Различие в допустимом парциальном давлении для профессиональных водолазов разных стран имеет исторически корни более 60-летней давности, что связано с тем, на какие экспериментальные данные ориентировались составители нормативов.
Различие по нормам дыхания кислородом у дайверов и отечественных водолазов вполне объяснимо. Первая причина – это то, что в отличие от дайверов водолазы (и особенно водолазы-глубоководники) проходят профессиональный отбор, тщательное начальное медицинское обследование и ежегодные медицинские осмотры (обследования), в ходе водолазных спусков осуществляется медицинское обеспечение квалифицированным медицинским персоналом, в какой-то степени имеется и «естественный отбор» по данным динамического наблюдения за выполнением водолазами подводных работ, их самочувствием и состоянием здоровья. Авторы данной статьи приняли участие в медицинском обеспечении более тысячи глубоководных человеко-спусков с переходом на дыхание кислородом под давлением 20 м вод.ст. (3 абс. кгс/см2) и неоднократно испытали эти режимы на себе. При этом не отмечалось случаев судорожной и легочной форм отравления кислородом.
Каковы же выводы из вышеизложенного? Ограничение парциального давления кислорода при спусках под воду дайверов сделано не напрасно, а соответствующие отечественные нормативы для водолазов даже более щадящие (следует, правда, отметить, что водолазы дольше находятся на максимальной глубине и выполняют работы, часто тяжелые). Применение чистого кислорода для спусков водолазов под воду (за исключением специальных работ) постепенно уходит из практики, что в основном связано с повсеместным внедрением воздушного снаряжения с открытой схемой дыхания. Спуски в барокамерах под давлением воздуха до 100 м вод.ст. с целью тренировок или лечения не опасны в отношении воздействия кислорода при парциальном давлении 2,3 кгс/см2 ввиду краткого времени пребывания на максимальной «глубине» (до 15-20 мин.).

[watson70]

О важности кислорода в физиологии организма человека известно очень давно. Также давно известно, что использование кислорода при погружениях под воду даёт большие преимущества. 

[Эскандер]

 давно это было , 80-82 г.г. , ( годы службы в ВВС )... имел дело с погрурением на глубины 3-5 метров  на чистом медицинском кислороде  минут  по (20- 25 )    два раза  подряд  в день  , ощущение как 100 гр  водки на пустой желудок  , лёгкий кайф  , но вовремя  перешёл на воздух  , т.к. знал , что это не безопасно ( привкус кислятины на вдохе  )  , но после бодуна очень помогает дышать чистым кислородом при нормальном давлении ( из опыта , жизненного )   

[Ninmf]

а проблем с легкими или ожога легок что нет?

[Алик Дынник]

Не забываем о свободных радикалах.

Милые дамы, это вас касается.