Szélsőséges körülmények között történő lélegeztetés a biológia hallgatói szótár tanulási segítőiben
A tüdőt lélegző organizmusok légzése és ezáltal az oxigénellátása általában a környező légnyomáshoz igazodik. A legtöbb ember 101 kPa légnyomással és 21,3 kPa oxigén parciális nyomással él. Ez garantálja a sejtek folyamatos oxigénellátását légzéssel. 5000 m feletti magasságban, amelyet mászáskor lehet elérni, például a légnyomás kevesebb mint 30 kPa, az oxigén parciális nyomása pedig csak 6 kPa. Az oxigén csak nagyon lassan szívódik fel a vérben, ennek eredményeként a test alul ellátja a létfontosságú gázt.
Merüléskor 400 kPa (30 m mélységnek megfelelő) nyomás gyakorolható a búvárra. Több gáz oldódik fel a vérben, ami gyorsan felszínre kerülve merülési betegséghez vezethet.
Emberi légzés
# Légzés # tüdő # oxigén # diafragma # bronchi # alveolusok # hemoglobin # légzési felület # gázcsere # szén-dioxid # tüdő # tüdő légzés # tüdő keringése # bőr
#Vér
Bár a 78% nitrogén, 21% oxigén és 0,04% szén-dioxid levegő összetétele a tengerszinten és a Himalája legmagasabb hegyein egyaránt megegyezik, nagy magasságban „kifulladunk”. A magas hegyek megmászásához légzőkészülékre van szükségünk.
Ha a levegő százaléka független a tengerszint feletti magasságtól, akkor a légzési nehézséget csak a nyomásváltozás okozhatja.
Lakóterünkben a légnyomás 101 kPa és a Részleges oxigénnyomás 21,3 kPa.
A Himalájában a légnyomás továbbra is 30 kPa és kevesebb, az oxigén parciális nyomása alig éri el a 6 kPa-t. Ez a nyomáscsökkenés nagyobb magasságokban nehézségeket okozhat az emberi test oxigénellátásában, amikor ilyen magasságban tartózkodik. A csökkent parciális nyomás következtében az oxigén lassabban diffundál a véráramba, azaz már nem képes megfelelő "nyomással" felszabadulni a levegőből. Ez a sebességvesztés természetesen hatással van a vér oxigéntartalmára is. Az eritrociták csökkent oxigénmennyiségének következtében csökken az oxigén felszabadulása a vérből a test sejtjeibe. A test elégtelenül van ellátva oxigénnel, azaz az izmok és a szervek korlátozottak funkcióik gyakorlása során.
Sűrített levegővel ellátott légzőkészülék használata ellensúlyozhatja ezt a veszteséget, amikor ilyen magasságot ér el.
Az ilyen magasságban élő állatok és emberek idővel alkalmazkodtak ezekhez a körülményekhez. Sokkal több vörösvértestet képeznek, mint az élőlények a térségünkben. A megnövekedett eritrociták száma miatt több oxigén képes felszívódni a levegőből, és kizárható a test alulellátottsága.
Búvárkodáskor a probléma ellentétes: a külső nyomás a mélység növekedésével csökken. Nyomásbiztos öltözet nélkül 30 m mélységben 400 kPa nyomást gyakorolnak a búvárra. Ez a megnövekedett nyomás azt eredményezi, hogy a lélegző palackból származó nagyobb mennyiségű gáz felszívódik a vérben és feloldódik benne, így a vérben több gáz van, mint normál nyomás alatt. Gyors felszínre kerülésekor a gáz sok kis buborék formájában távozik a véráramba (hasonló hatás, mint a szódásüveg kinyitásához). A vérben ezek a gázbuborékok blokkolják a kapillárisokat (gázembólia), vagy közvetlenül károsítják a szövetet. Érintettek v. a. Tüdő, szívizom, belső fül és központi idegrendszer. Az agy eltömődött kapillárisai eszméletvesztést okoznak. További tünetek a viszketés (úgynevezett búvár bolhák), ízületi és izomfájdalmak. Az akut mellkasi fájdalom és súlyos légszomj a tüdő károsodását jelzi, ami a tüdőszövet felszakadásához vezethet. Ezenkívül szívfájdalom, szédülés vagy tudatzavarok és bénulás léphetnek fel a paraplegiaig.
Ezek a búvárbetegség jelei (még: Cassion-betegség). Ezért a búvároknak nagyon lassan, nagy mélységből kell felemelkedniük és rendszeresen szüneteket kell tartaniuk, hogy a vérben oldott gáz lassan és károsodás nélkül felszabadulhasson. Ha a leírt tünetek megjelennek, a búvárnak haladéktalanul orvoshoz kell fordulnia, és esetleg hiperbarikus kamra kezelésen kell átesnie.
Hasonló jelenségek akkor is megfigyelhetők, ha a nyomásviszonyok túl gyorsan változnak egy repülőgépen.
Egy másik jelenség a mély részegség. Ő is a megváltozott nyomásviszonyokat okozza. A fokozott gázkibocsátással a vérbe nagyobb mennyiségű nitrogén is szállítódik a véráramba, mivel a nitrogén a normális légzési levegő 78% -a
Tehát minél tovább tartózkodik egy bizonyos mélységben, annál több nitrogén oldódik fel a vérben. A nitrogénnek kábító hatása van, amely a sejtmembrán zsíros komponenseiben való jó oldhatóságon alapul. Mivel az agy a test egyik olyan szövete, amelynek a legjobb a vérellátása, a nitrogén tárolása itt a legnagyobb. A nitrogén károsítja az agy szinapszisainak működését, amelyek felelősek az idegi impulzusok továbbadásáért. Mámoros állapot lép fel, amely összehasonlítható egy enyhén ittas állapottal.
A mély mérgezés több tényezőtől függ. Egyes búvároknál körülbelül 20 méter mélységből, másokkal csak sokkal nagyobb mélységből lehet bejutni. Ez gyakran összefügg a búvárok eltérő fizikai követelményeivel. Így az egyik hajlamosabb a mély mérgezésre, mint a másik. A kimerültség, a víz, az alkohol, a drogok és a gyógyszerek hiánya jelentősen növelheti a mély mérgezés kockázatát.
Az oxigénpalack kifejezés ebben az értelemben helytelen, mert nem tiszta oxigént tartalmaz, hanem egy környezeti alapú légkeveréket, amelyet nem káros nyomásviszonyok között táplálnak. Ezért a sűrített levegős henger vagy a légző henger kifejezést kell használni.