Кислородное окно

При нырянии и декомпрессии кислородное окно представляет собой разницу между парциальным давлением кислорода О (Р _{О 2} ) в артериальной крови и Р _{. 2} в тканях тела Это вызвано метаболическим потреблением кислорода.

Описание

Термин «кислородное окно» впервые был использован Альбертом Р. Бенке в 1967 году. Бенке ссылается на раннюю работу Момсена о «вакансии парциального давления» (PPV), где он использовал парциальные давления кислорода и гелия до 2–3 ATA для создания максимального PPV. Затем Бенке описывает «изобарный транспорт инертного газа» или «природную ненасыщенность», как это называют Ле Мессюрье и Хиллз и отдельно Хиллз. которые одновременно сделали свои независимые наблюдения. Ван Лью и др. также сделали аналогичное наблюдение, имя которого тогда не назвали. Клиническое значение их работы позднее было показано Сассом.

Эффект кислородного окна при декомпрессии описан в медицинских текстах по дайвингу, а его пределы рассмотрены Ван Лью и др. в 1993 году.

Когда живые животные находятся в устойчивом состоянии, сумма парциальных давлений растворенных газов в тканях обычно меньше атмосферного давления - явление, известное как «кислородное окно», «вакансия парциального давления» или «собственная ненасыщенность». Это происходит потому, что метаболизм снижает парциальное давление О ₂ в тканях ниже значения в артериальной крови, а связывание О ₂ гемоглобином вызывает относительно большую разницу Р _{О 2} между тканями и артериальной кровью. Производство CO ₂ обычно примерно такое же, как и потребление O ₂ в пересчете на моль, но увеличение P _{CO 2} незначительно из-за его высокой эффективной растворимости. Уровни O ₂ и CO ₂ в тканях могут влиять на кровоток и тем самым влиять на вымывание растворенного инертного газа, но величина кислородного окна не оказывает прямого влияния на вымывание инертного газа. Кислородное окно обеспечивает тенденцию к поглощению количества газа в организме, например, при пневмотораксе или пузырьках декомпрессионной болезни (DCS). В случае пузырьков DCS «окно» является основным фактором скорости сжатия пузырька, когда субъект находится в устойчивом состоянии, изменяет динамику пузырька, когда инертный газ поглощается или выделяется тканями, и иногда может предотвратить трансформацию пузырька. ядра в стабильные пузыри.

- Этот отрывок цитируется из технической заметки Ван Лью:

Ван Лью и др. описать измерения, важные для оценки кислородного окна, а также упростить «предположения, доступные для существующей сложной анатомической и физиологической ситуации, чтобы обеспечить расчеты кислородного окна в широком диапазоне воздействий».

Предыстория

Кислород используется для сокращения времени, необходимого для безопасной декомпрессии при дайвинге , но практические последствия и преимущества требуют дальнейших исследований. Декомпрессия еще далека от точной науки, и дайверам при глубоких погружениях приходится принимать многие решения, основываясь на личном опыте, а не на научных знаниях.

В техническом дайвинге применение эффекта кислородного окна за счет использования декомпрессионных газов с высоким содержанием P _{O 2} увеличивает эффективность декомпрессии и позволяет сократить декомпрессионные остановки. Сокращение времени декомпрессии может быть важным для сокращения времени, проведенного на небольших глубинах в открытой воде (избегая таких опасностей, как водные течения и движение лодок), а также для уменьшения физического напряжения, оказываемого дайверу.

Механизм

Кислородное окно не увеличивает скорость газовыделения при заданном градиенте концентрации инертного газа, но снижает риск образования и роста пузырьков, который зависит от общего напряжения растворенного газа. Повышенная скорость газовыделения достигается за счет обеспечения большего градиента. Меньший риск образования пузырей при заданном градиенте позволяет увеличивать градиент без чрезмерного риска образования пузырей. Другими словами, большее кислородное окно из-за более высокого парциального давления кислорода может позволить дайверу выполнить декомпрессию быстрее при более мелкой остановке с тем же риском или с той же скоростью на той же глубине с меньшим риском или с промежуточной скоростью. на средней глубине при среднем риске.

Приложение

Использование 100% кислорода ограничено токсичностью кислорода на больших глубинах. Судороги более вероятны, когда P _{O 2} превышает 1,6 бар (160 кПа). Технические дайверы используют газовые смеси с высоким содержанием P _{O 2} на некоторых участках декомпрессионного графика. Например, популярный декомпрессионный газ представляет собой 50% найтрокс на декомпрессионных остановках, начиная с 21 метра (69 футов).

Место добавления газа с высоким содержанием P _{O 2} в графике зависит от того, какие пределы P _{O 2} считаются безопасными, а также от мнения дайвера об уровне дополнительной эффективности. Многие технические дайверы решили удлинить декомпрессионные остановки там, где P _{O 2} высок, и увеличить градиент на более мелких декомпрессионных остановках.

Тем не менее, многое еще неизвестно о том, насколько продолжительным должно быть это расширение и какой уровень достигнутой эффективности декомпрессии. При обсуждении продолжительности декомпрессионных остановок с высоким содержанием P _{O 2} важны как минимум четыре переменных декомпрессии :

• Время, необходимое для циркуляции и выведения газа через легкие ;
• Сосудосуживающее начале действие (уменьшение размеров сосудов) кислорода, снижающее эффективность декомпрессии при сосудов ; сокращения
• Пороговая глубина, на которой из критических тканевых компартментов начинается выделение газа, а не его поступление.
• Кумулятивный эффект острой кислородной токсичности.

См. также

• Декомпрессия (ныряние) - Снижение давления и его последствия при подъеме с глубины.
• Гипербарическая медицина - Лечение при повышенном атмосферном давлении.
• Технический дайвинг - рекреационный дайвинг расширенного объема.

Дальнейшее чтение

• Хиллз, Бакалавр ; ЛеМессюрье, Д.Х. (1969). «Ненасыщенность живой ткани относительно давления и состава вдыхаемого газа и ее значение в теории декомпрессии». Клиническая наука . 36 (2): 185–95. ПМИД   5772098 .
• Ван Лью, HD (1976). «Изменчивость парциального давления инертного газа в пузырьках и тканях» . Подводные биомедицинские исследования . 3 (Дополнение). ISSN   0093-5387 . ОСЛК   2068005 . Архивировано из оригинала 15 апреля 2013 года . Проверено 23 апреля 2008 г. {{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )
• Йонт, Делавэр; Лалли, Д.А. (1980). «Об использовании кислорода для облегчения декомпрессии». Авиационная, космическая и экологическая медицина . 51 (6): 544–50. ISSN   0095-6562 . ПМИД   6774706 .
• Райнертсен, Р.Э.; Флук, В; Котенг, С; Брубакк, Альф О (1998). «Влияние напряжения кислорода и скорости снижения давления во время декомпрессии на центральные пузырьки газа». Журнал прикладной физиологии . 84 (1): 351–356. дои : 10.1152/яп.1998.84.1.351 . ISSN   0021-8987 . ОСЛК   11603017 . ПМИД   9451656 .
• Блатто, Жан-Эрик; Суро, Жан-Батист; Гемпп, Эммануэль; Буссюж, Ален (2006). «Газовые ядра, их происхождение и роль в образовании пузырьков» . Авиационная, космическая и экологическая медицина . 77 (10): 1068–76. ISSN   0095-6562 . ПМИД   17042253 . Проверено 23 апреля 2008 г.

Внешние ссылки

• «Сеть оповещения дайверов (DAN)» . Проверено 15 июня 2007 г.
• Брайан, Эдди. «Кислородное окно» . Глобальные исследователи подводного мира. Архивировано из оригинала 30 ноября 2007 года . Проверено 17 декабря 2008 г. хорошая глубокая статья
• Репозиторий исследований Рубикона ^{[узурпировал]}