ДЫХАНИЕ В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР: КРИТИЧЕСКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ, МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ, ФАКТОР ВРЕМЕНИ И СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ О.В.ГРИШИН ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ СО РАМН

ЭКСПЕДИЦИИ ЛАБОРАТОРИИ В РАЗНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ПОЯСАХ РОССИИ:

ЭКСТРЕМАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ СЕВЕРА Факторы Севера 1.Световой режим 2.Геомагнитные воздействия 3.Ионизированный воздух 4.Холодный воздух 5.Низкая влажность воздуха Проявления 1.Депрессии 2.Полярная одышка 3.Повышенная утомляемость Последствия 1.Раннее развитие хронических заболеваний 2.Преждевременное старение

ГЛАВНЫЙ ФАКТОР ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ Атмосферный воздух с низкой температурой и низкой влажностью Экстремальная функциональная задача Вдыхаемый воздух в верхних дыхательных путях должен быть прогрет в течение 0,5-1 сек до температуры + 37° С и 100 % влажности

НОВЫЙ УРЕНГОЙ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЕГОЧНОГО ГАЗООБМЕНА В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ОТ -12 ДО -43°С

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА ДЫХАНИЯ НА ХОЛОДЕ Взаимоисключающие функциональные задачи Защитить органы дыхания от холода, обеспечить поступление теплого и увлажненного воздуха Обеспечить массоперенос кислорода в соответствии с возрастающим энергетическим запросом

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТОИМОСТЬ ДЫХАНИЯ И ЗАЩИТНЫЕ РЕАКЦИИ Энергетическая стоимость дыхания от общих энергозатрат организма В комфортных условиях: 30 % Защитные реакции системы внешнего дыхания 1.Повышение бронхиального сопротивления на вдохе; 2.Снижение вентиляции легких за счет глубины вдоха; 3.Уменьшение площади газообмена в легких и увеличение функционального мертвого пространства

УМЕНЬШЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОСТАТОЧНОЙ ЕМКОСТИ НА ХОЛОДЕ ПРИ – 25 ГР. С

ГИПОКСИЯ У ЗДОРОВЫХ АДАПТИРОВАННЫХ МУЖЧИН НА ХОЛОДЕ

УВЕЛИЧЕНИЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА НА ХОЛОДЕ

КРИТИЧЕСКИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭНЕРГОДЕФИЦИТА Для неадаптированных к холоду – прохладный воздух ниже +13 °С при физических нагрузках средней интенсивности: 1) Снижение эффективности легочной вентиляции 2) Снижение энергозатрат на ед. выполненной работы Для адаптированных к холоду пришлых северян – холодный воздух ниже ­­ – 24 °С проявляется в состоянии покоя: 1)Падение напряжения О2 в альвеолярном воздухе; 2)Снижение эффективности легочной вентиляции; 3)Падение интенсивности обмена

ПУТИ СРЫВА АДАПТАЦИИ Индивидуальные особенности (?) Адаптация к холодному воздуху, снижение реакций защиты Адаптация к респираторной гипоксии, мобилизация резервов Частые «простуды», хронические заболевания органов дыхания Перегрузка сердечно-сосудистой системы, артериальная гипертензия Сочетанная хроническая патология: Пневмосклероз, эмфизема, Хроническая дыхательная недостаточность, Атеросклероз, ИБС, хроническая сердечная недостаточность Стаж Севера, лет Отъезд с Севера

«СЕВЕРНЫЕ» МИФЫ 1)Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе на Севере понижено настолько, что вызывает полярную одышку 2)Полярная одышка – результат структурных нарушений в аэрогематическом барьере легких 3)У северян вентиляция легких повышена 4)Северяне постоянно испытывают гипоксию 5)Основной (базальный) обмен у северян повышен 1)Содержание О 2 в атмосфере везде составляет 0,209 2)Полярная одышка – результат рефлекторного ограничения вентиляции легких и повышения бронхиального сопротивления 3)У адаптированных северян вентиляция легких в норме 4)Северяне испытывают гипоксию при дыхании холодным воздухом 5)При исследовании в тепле основной (базальный) обмен у северян в норме или понижен

ИНТЕНСИВНОСТЬ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ У ПРИШЛЫХ СЕВЕРЯН В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СЕВЕРНОГО СТАЖА, МЛ/МИН НА КГ МАССЫ ТЕЛА норма

ЗАЩИТА ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ ОТ ХОЛОДА 1)Снижает температурный фактор холода; 2)Повышает влажность вдыхаемого воздуха; 3)Увеличивает мертвое пространство 4)Увеличивает сопротивление дыхательных путей на вдохе и выдохе Современные средства защиты способствуют стратегии защиты дыхательных путей при этом увеличивают гипоксию и энергетический дефицит

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.Исследование легочного газообмена при низких температурах; 2.Исследование энергетических процессов при действии холода в покое и при физических нагрузках; 3.Изучение проблемы метаболического синдрома у пришлых северян 4.Разработка критериев определения энергетического дефицита; 5.Разработка систем индивидуального мониторинга холодовых и физических нагрузок; 6.Разработка систем индивидуального мониторинга физиологических функций основных звеньев системы транспорта кислорода; 7.Разработка новых средств защиты органов дыхания от холода