ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ГАЗОДЫМОЗАЩИТНОЙ СЛУЖБЫ

Физиология дыхания и кровообращения человека

Известно, что жизнь организма возможна только при условии пополнения энергии, которая непрерывно расходуется. Свои энергетические потери организм покрывает за счет той энергии, которая освобождается при окислении питательных веществ, а для обеспечения окислительных процессов необходимо постоянное поступление кислорода. Однако при окислительных процессах образуются продукты распада, в первую очередь углекислый газ, который должен быть удален из организма, эту функцию осуществляют органы дыхания и кровообращения.

Дыхательные пути начинаются от входных отверстий носа и рта и продолжаются через дыхательное горло (гортань) и трахею, последняя делится на бронхи, каждый из которых, последовательно раздваиваясь, образует так называемое бронхиальное дерево. Бронхи самого малого диаметра (бронхиолы) заканчиваются расширениями — легочными пузырьками (альвеолами). В легких человека находится около 700 млн альвеол диаметром 0,2 мм каждая, которые составляют общую площадь легких примерно 90 м². Через альвеолы кислород поступает в кровь, которая расходится по кровеносной системе, отдавая тканям для питания кислород и принимая углекислый газ.

Жизненная емкость легких определяется спирометром — прибором для измерения количества воздуха, выделенного при максимальном выдохе после глубокого вдоха. Объем воздуха в легких измеряется с точностью до 100 см³. У мужчин на 1 кг веса должно быть в среднем 60 см³ воздуха. Например, при весе 70 кг нормальная жизненная емкость легких составляет 4200 см³.

Кислород, поступающий в кровь, доставляет его ко всем клеткам организма. В клетках происходят важные для жизни окислительные процессы. Отдавая кислород клеткам, кровь захватывает углекислоту, а также молекулы воды и доставляет их в альвеолы. Главным условием жизни является обмен веществ (энергии), а основными источниками энергии — питательные вещества. При окислении этих веществ образуются различные соединения, которые являются составляющими энергии. В результате окисления в клетках парциальное давление углекислого газа увеличивается по сравнению с его содержанием в артериальной кровии в условиях покоя и достигает 6,25 кПа (47 мм рт. ст.),

ю

при физической работе это значение увеличивается. Углекислый газ, взаимодействуя с водой, образует угольную кислоту (Н₂С0₃). Угольная кислота, соединяясь с солями гемоглобина, превращается в бикарбонат гемоглобина и с кровью транспортируется к легким. В легких происходит обратная реакция: отщепляется углекислый газ, восстанавливается гемоглобин и вода. Количество поглощенного кислорода обычно больше количества выделяемого организмом углекислого газа. Это объясняется тем, что окислительные процессы идут не только с углеводами, но и с белками, жирами и другими веществами. Отношение количества выделенного углекислого газа к поглощенному кислороду называется дыхательным коэффициентом, который колеблется в значениях от 0,80 до 0,95.

Кроме того, через поверхность тела, т.е. через кожу, обеспечивается 1—2% всего газообмена, происходящего в организме. Дыхание — важнейший процесс, протекающий в организме непрерывно. При нарушении внешнего дыхания продолжается внутреннее дыхание. Если за 5—6 мин внешнее дыхание не восстановится, наступает смерть.

Регулирование дыхания осуществляется автоматически центральной нервной системой в зависимости от условий, в которых находится организм, и с помощью волевых усилий.

С количественной стороны процесс дыхания характеризуется следующими показателями: частотой дыхания, жизненной емкостью легких, легочной вентиляцией, «мертвым» пространством, газообменом в легких человека, дозой потребления кислорода.

Частота дыхания / (1/мин) человека определяется числом вдохов, производимых за единицу времени. Частота дыхания не является постоянной и зависит от нескольких факторов: физической нагрузки (прямопропорционально) и степени тренированности человека. Частота дыхания у тренированного человека составляет в среднем 6—8 дыхательных циклов в минуту, у нетренированного человека — 12— 18 циклов в минуту. При физической нагрузке частота дыхания нетренированного человека увеличивается. Частота дыхания зависит также от пола и возраста человека.

Жизненная емкость легких ЖЕЛ (л) характеризуется объемом воздуха, который человек может выдохнуть из легких после глубокого вдоха. В среднем эта величина составляет 3,5 л.

Легочная вентиляция (9_Л (л/мин) определяется количеством воздуха, циркулирующего в легких за единицу времени, т.е. тем объемным количеством воздуха, который за 1 мин вдыхается или выдыхается человеком.

«Мертвое» (вредное) пространство определяется объемом воздуха, не участвующего в процессе газообмена. «Мертвое» пространство равно сумме объемов воздуха, остающегося в носовой полости, гортани, трахее, бронхах и бронхиолах при выдохе. Объем «мертвого» пространства у взрослого человека в среднем составляет 140 мл. Воздушная смесь, не участвующая в процессе газообмена, содержит мало кислорода и в значительной степени загрязнена углекислым газом. Каждый ДАСК имеет «мертвое» пространство, объем которого суммируется с объемом «мертвого» пространства человека. Поэтому при конструировании очень важно обеспечить минимальный объем «мертвого» пространства ДАСКа.

Газообмен в легких человека определяется составом вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и характеризуется данными, приведенными в табл. 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1

Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха

Таблица 1.2

Содержание нейтральных газов в воздухе

Процентное содержание нейтральных газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе остается без изменения (см. табл. 1.2). Это свидетельствует о том, что перечисленные газы в газообмене, протекающем в легких человека, не участвуют.

Содержание кислорода в выдыхаемом воздухе снижается примерно на 4,5%. Вместо поглощаемого кислорода в альвеолярный воздух выделяется углекислый газ, содержание которого в выдыхаемом воздухе доходит до 4,1 %. Газообмен в легких человека зависит от степени напряженности работы. Потребление кислорода с увеличением нагрузки возрастает, соответственно, увеличивается и выделение углекислого газа и его концентрация в выдыхаемом воздухе.

Доза потребления человеком кислорода (воздуха) (л/мин) определяется количеством кислорода (воздуха), израсходованного человеком за единицу времени. Величина потребления зависит от степени тяжести выполняемой работы. В табл. 1.3 приведена оценка степени тяжести некоторых видов работ, выполняемых газодымозащитниками на пожарах и тренировках, которая определяется в зависимости от частоты сердечных сокращении.

В организме человека имеется два круга кровообращения (рис. 1.1).

Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка сердца, затем идет в аорту, артерии, артериолы, капилляры и заканчивается в правом предсердии. Малый круг начинается из правого желудочка сердца, идет в легочные артерии и капилляры и заканчивается в левом предсердии.

Рис. 1.1. Принцип газообмена в легких

При выслушивании сердца ясно различают два звука (тона). Первый тон называется систолическим, второй тон — диастолическим. У здорового человека сердце в минуту сокращается в среднем 70 раз, однако на частоту сердцебиения влияет положение тела человека и выполняемая им физическая нагрузка. Сердце подает кровь в сосуды не беспрерывно, а прерывистой струей, однако кровь по кровеносным сосудам течет беспрерывно, что достигается благодаря эластичности стенок артерий. Давление крови не одинаково в разных сосудах: оно выше в артериальном конце — 130 мм рт. ст. и ниже в венозном — ниже атмосферного на 2—5 мм рт. ст. В мелких капиллярах кровь

Оценка степени тяжести некоторых видов работ, выполняемых газодымозащитниками

встречает очень большое сопротивление из-за большого разветвления сосудов и их малого сечения.

Ритмические колебания стенок артерий называют артериальным пульсом. Но пульсовые колебания нельзя путать с током крови. Скорость распространения пульсовой волны не связана со скоростью течения крови по сосудам. Пульсовая волна распространяется со скоростью 9 м/с, а наибольшая скорость, с которой течет кровь, не превышает 0,5 м/с; распространяясь по артериям, она постепенно ослабевает и окончательно теряется в капиллярной сети. Пульс в значительной степени отражает работу сердца, и, прощупывая его, можно составить предварительное представление о работе сердца, состоянии всей сердечно-сосудистой системы и о полученной физической нагрузке.

В табл. 1.4 приведена зависимость потребления кислорода (воздуха) и частоты пульса от степени тяжести выполняемой работы.

Таблица 1.4

Зависимость потребления кислорода (воздуха) и частоты пульса от степени тяжести выполняемой работы

Следует особо отметить, что каждый газодымозащитник должен быть обучен самоконтролю за частотой пульса. Пульс ощущается пальцами, приложенными к какой-нибудь поверхностно лежащей артерии. Наиболее доступными для подсчета пульса являются места: у основания большого пальца на ладонной части руки, у височной областей у сонной артерии. Для подсчета пульса к указанным местам надо приложить два или три пальца, избегая сильного надавливания на артерию.

Определение частоты пульса одновременно у всего звена производится по команде руководителя занятия «Приготовиться к подсчету», а затем по команде «Раз» и через 15 с — «Стоп» необходимо сосчитать количество пульсовых ударов. После этого каждый газодымозащитник должен доложить о результатах подсчета руководителю. Количество пульсовых ударов в минуту определяется путем умножения результатов измерения пульса на 4.