Органы дыхания и кровообращение человека

Дыхание человека обеспечивается специальными органами – легкими, состоящих из отдельных маленьких легочных пузырьков – альвеол диаметром 0,2 мм, общая поверхность которых составляет 90 м² и более. Кровь, совершая по сосудам альвеол непрерывный кругооборот, захватывает кислород и выделяет углекислый газ. Следовательно, для правильного газообмена необходимо, чтобы воздух, находящийся в легких, содержал необходимое количество кислорода и не переполнялся углекислым газом.

Внешнее дыхание – это газообмен, происходящий на участке легкие – кровь, т.е. газообмен между атмосферным воздухом и кровью (малый круг кровообращения). Внешнее дыхание обеспечивается рядом механизмов: легочной вентиляцией, диффузией через альвеолярные мембраны, легочным кровотоком, нервной регуляцией и т.д.

Внутреннее или тканевое дыхание – газообмен между кровью капилляров тканей и клеткой, т. е. окислительно-восстановительный процесс.

Суммарная величина воздуха, которую могут вместить легкие при максимальном вдохе, называется общей емкостью легких. В общей емкости легких можно выделить 4 составляющих ее компонента:

1. Дыхательный объем, т.е. количество воздуха проходящее через легкие при одном вдохе (выдохе)

2. Резервный объем вдоха, т.е. воздух, который дополнительно можно вдохнуть после обычного вдоха.

3. Резервный объем выдоха – воздух, который дополнительно можно выдохнуть после обычного выдоха.

4. Остаточный объем – воздух, который остается в легких после максимального выдоха.

Сумма дыхательного объема воздуха, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха составляет жизненную емкость легких (ЖЕЛ).

В состав дыхательного воздуха входит объем так называемого мертвого пространства, образуемого воздухоносными путями, заполненными не участвующим в газообмене воздухом. Этот воздух играет положительную роль в поддержании дополнительной влажности и температуры альвеолярного воздуха.

Для газообмена между организмом и атмосферным воздухом большое значение имеет вентиляция легких, способствующая обновлению альвеолярного воздуха. Легочной вентиляцией называется количество вентилируемого воздуха в легких за одну мин. (минутный объем дыхания – МОД).

Легочная вентиляция, а следовательно и расход кислорода при дыхании значительно возрастает с увеличением нагрузки на организм.

Из воздуха находящегося в альвеолах, кислород переходит в кровь и в него поступает углекислый газ. Поэтому альвеолярный воздух содержит меньше кислорода и больше углекислого газа по сравнению с воздухом, вдыхаемым из атмосферы.

Выдыхаемый воздух состоит из смеси альвеолярного воздуха и воздуха мертвого пространства, по составу не отличающегося от атмосферного. Поэтому выдыхаемый воздух содержит больше кислорода и меньше углекислого газа по сравнению с альвеолярным.

Причиной перехода углекислого газа из крови в альвеолярный воздух является то, что напряжение газа в венозной крови капилляров выше парциального давления углекислого газа в альвеолярном воздухе.

В связи с тем, что парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе выше, чем в крови, притекающей к легким, происходит диффузия кислорода в кровь.

Кровь осуществляет доставку кислорода к тканям тела. Химическим переносчиком кислорода служит пигмент крови гемоглобин. Он обладает способностью вступать с кислородом в непрочное соединение - оксигемоглобин. Количество кислорода, связанного гемоглобином в 100 мл, носит название кислородная емкость крови. В трудных условиях мышечной работы кислородная емкость крови может оказаться существенным энергетическим резервом организма. В различных условиях деятельности может возникать острое снижение насыщения крови кислородом (гипоксемия). Причины гипоксемии весьма разнообразны. Она может возникнуть в крови легких в связи со снижением давления кислорода в альвеолярном воздухе. Например, при произвольной задержке дыхания или при недостатке кислорода во вдыхаемом воздухе (гипоксии), а так же при неравномерности вентиляции в различных частях легких.

Как было отмечено ранее, при пожарах значительно меняется процентный состав газов, входящих в атмосферный воздух, изменяется физиологическая реакция человека на продукты полного и неполного сгорания и газы входящие в состав атмосферы.

По степени воздействия на организм вредные вещества подразделяются на 4 класса опасности:

Кроме продуктов горения на организм человека (газодымозащитника) оказывает влияние температура и влажность вдыхаемого воздуха, напряженность выполняемой работы.

Физическая нагрузка при выполнении работ газодымозащитником на пожаре в зависимости от затрат энергии, расхода кислорода и частоты пульса (ЧСС) подразделяется на 4 группы: легкая, средняя, тяжелая, очень тяжелая.

Средние показатели внешнего дыхания при выполнении работы

Чем выше температура окружающей среды и напряженней выполняемая работа, тем большее количество теплоты отводится за счет испарения пота. При невозможности отвести всю образующуюся теплоту температура тела человека повышается до 39 – 40⁰С, это приводит к быстрому утомлению мышц и возникновению ощущения слабости; снижается умственная деятельность, появляется раздражительность, ощущение подавленности. В этом случае учащается пульс, повышается артериальное давление и т.д.

Проведенное в 1999 году анкетирование среди подразделений ГПС в различных регионах России показало, что около 75% личного состава ГПС испытывает периодическое перегревание.

Одним из направлений обеспечения теплозащиты газодымозащитников является разработка составов витаминно-минеральных напитков (ВМН) - «теплопротекторов», влияющих на функциональное состояние газодымозащитников, позволяющих снизить ошибочность при принятии управленческих решений и увеличить продолжительность ведения боевых действий.

Например, разработанный в России витаминно-минеральный напиток «АЭРОВИТ» не уступает по своим качествам зарубежным аналогам. Он повышает адаптативную устойчивость человека и предупреждает нарушения электролитного обмена и дегидрации организма. Его необходимо принимать в комплексе с растворимыми в стакане питьевой воды (200-250мл) минеральными солями – HCl, и Na₂HPO₄. В состав «Аэровита» входят витамины А,С и Е, относящиеся к группе к адаптогенов. Данный ВМН относится к группе так называемых парафармакологических, т.е. для его использования не нужно разрешение фармакологического комитета. Проведенные исследования показали, что предварительный (перед работой) однократный прием ВМН приводит к снижению прироста чистоты пульса практически в 2 раза и к уменьшению влагопотерь организма. После употребления ВМН время работы в СИЗОД испытуемого добровольца увеличивается на 10-12%, кроме того его применение приводит к снижению температуры тела на 0,4±0,06 ⁰С.

Вопрос № 2. Способы защиты органов дыхания от воздействия продуктов сгорания.

Первыми примитивными приборами, действующими по принципу фильтрации, были губчатые повязки, приборы Папагеоргия и Кенига.

Приборы состояли из полой бархатной губки с эластичной резиновой лентой для крепления респиратора к голове. Губка смачивалась водой или слабым раствором уксуса с водой. Для того, чтобы в дыму можно было видеть и не попортить глаза, применялись особые очки.

Более сложные приборы Шенкеля (Германия), Тиндаля и Шоу (Англия) с применением резиновых клапанов вдоха и выдоха и нескольких фильтр-слоев (вата, крупинки древесного угля, губка) стали родоначальниками в семье фильтрующих противогазов.

Большой сдвиг в деле современных фильтрующих противогазов произошел в результате первой мировой войны, вызвавшей к жизни совершенно новую отрасль промышленности – изготовление противогазов. Предприятия, изготовлявшие военные противогазы, использовали свой опыт и производственные достижения, приступив после войны к выпуску фильтрующих приборов, направленных на борьбу с вредными парами и газами на предприятиях и производствах, а также в пожарном деле.

При всей простоте устройства фильтрующие противогазы имеют ряд недостатков, которые не позволяют эффективно применять их в пожарной охране:

1. Фильтрующие противогазы нельзя применять при недостатке кислорода в воздухе.

2. Возможность пропуска через фильтр вредных примесей при их высокой концентрации.

3. Противогаз с патроном обычного типа не защищает от окиси углерода.

Первые упоминания о шланговых приборах встречаются в иллюстрированном журнале «Пожарный» 1892 года. Основными частями этихапаратов являются:

1. Лицевая часть, обеспечивающая изоляцию дыхательных путей человека от окружающей среды.

2. Воздухо-охлаждающая часть, состоящая из шланга с присоединенным к нему воздушным насосом или без него.

В разные года вплоть до 1960 года в пожарной охране применялись следующие аппараты: «ШР-Л», ША-40», «ДПА-5», «Огнелаз» и др.

Несмотря на относительную простоту устройства шланговых аппаратов, легкость в их обслуживании и неограниченный срок действия в непригодной для дыхания среде, они не нашли широкого применения из-за присущих им некоторых недостатков, таких как:

1. Ограничение радиуса действия, зависящего от длины шланга.

2. Уязвимость шланга от случайных повреждений, особенно в условиях пожара.

Стремление избежать существенных недостатков выше описанных приборов и придать пожарному полную независимость, а отсюда и неограниченный радиус действия, привело к созданию таких приборов, которые имели бы при себе запас сжатого воздуха, обеспечивающий определенную продолжительность действия.

Идея использования сжатого воздуха при работе в непригодной для дыхания среде впервые была предложена в 1871 г. русским инженером А.Н. Ладыгиным, а уже через 2 года русский изобретатель А. Хотинский сконструировал автономный аппарат, работающий на сжатом воздухе и кислороде.

Дальнейшее свое развитие аппараты на сжатом воздухе получили в виде дыхательного прибора инженера Вассермана «Аудос» 1925 г., аппаратов «Влада», «Украина», «АСВ-2»,«Лана», «АИР» и других.

В настоящее время аппараты на сжатом воздухе составляют около 20% общего количества средств индивидуальной защиты органов дыхания, применяемых в пожарной охране.

В нашей стране основное место в пожарной охране занимают изолирующие регенеративные аппараты, устройство которых основано на предохранении органов дыхания человека от вредных газов и непрерывном очищении воздуха от углекислоты, выделяющейся при дыхании.

Регенеративные аппараты нашли широкое применение, прежде всего в горноспасательной службе. Респираторы Дрегера модификации 1904 – 1909, 1910 – 1911, 1923 – 1924 годов, «Вестфадия» были самыми распространенными аппаратами почти на всех горноспасательных станциях бывшего СССР.

В 1925 г. на Орлово-Еленовской станции горноспасательного оборудования был разработан и изготовлен советский респиратор ТП-1925, что дало толчок развитию советского противогазостроения. Респиратор «ТП» модели 1929 г. имел ряд преимуществ перед заграничными аналогами: вес меньше на 2,5 кг, меньшее количество соединительных частей, более простое устройство редукционного клапана и ряд других преимуществ.

В пожарной охране регенеративные противогазы начали использовать в начале 30 годов. В основном это были аппараты зарубежного производства «Аудос», «Дрегер», «Инхабат», «Магирус», имеющие одночасовой срок защитного действия.

В середине 30-х годов Всесоюзным трестом техники безопасности начинается разработка противогазов для защиты органов дыхания на вредных производствах, в том числе и в пожарной охране.

Первыми образцами изолирующих регенеративных противогазов, действующих на сжатом кислороде, были противогазы: КИП-1, КИП-2, КИП-3, КИП-4 с защитным действием 1 час.

Более совершенный образец аппарата, работающего на принципе регенерации, был разработан в 1954 г. профессором Льежского университета Шваном и до сегодняшнего дня схема его работы осталась неизменной.

В конструкцию аппарата КИП-5 был внесен ряд изменений, повышающих его технические качества. Вместо одного дыхательного шланга стали применять два, что обеспечило односторонний постоянный поток воздуха и позволило смонтировать клапанную коробку на лицевой части противогаза. Применение без рычажного редукционного клапана с байпасом высокого давления повысило надежность пользования аппаратом при случайном выходе из строя основного вида подачи кислорода.

Одновременно выпускались противогазы с 3-х, 4-х часовым сроком защитного действия: РКК-1, РКК-2.

В подразделениях газодымозащиной службы пожарной охраны в разные годы наибольшее распространение получили такие противогазы как: КИП-5, КИП-7, КИП-8, РКК-2, Урал-1, Урал-2М, Урал-6М, Луганск-2, Р-12, РВЛ-1, Р-30.

Вопрос № 3. Классификация средств защиты органов дыхания человека и их назначение.

Приборы, аппараты, установки, которые используются на пожарах, авариях для защиты органов дыхания и зрения людей, работающих в этих условиях, называются средствами защиты органов дыхания человека.

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: