Высотные декомпрессионные расстройства.

Полет на самолете всегда совершается в условиях изменяющегося атмосферного давления, давления в кабине или в высотном снаряжении. Изменение давления в кабине происходит вследствии изменения барометрического давления атмосферы при взлете, посадке и маневрах самолете по вертикале. При подъеме самолета давление в открытой кабине снижается (декомпрессия), при спуске - повышается (компрессия). Давление в кабине может также изменяться при нарушении ее герметичности в полете, причем как в сторону снижения, так и повышения. Изменение давления могут происходить постепенно, плавно или наподобие взрыва - мгновенно, за микроинтервалы времени. Снижение (повышение) давления за время менее 1 с условно называют взрывной декомпрессией (или взрывной компрессией).

Изменение давления характеризуется следующими основными параметрами:

- величиной (разница между исходным и конечным давлением),

- временем,

- скоростью,

- кратностью (соотношение исходного давления к конечному).

В организме человека перепад давления обычно возникает при нарушениях выравнивания давления в газосодержащих полостях тела с изменяющимся давленным среды, окружающей эти полости или граничащей с ими. При понижении внешнего давления (подъем на высоту) в полостях тела содается положительный перепад, а при повышении давления (спуск с высоты) - отрицательный.

Уменьшение давления при подъемах на высоту даже при устранении кислородного голодания может вызвать серьезные нарушения в организме, которые объединяют термином «высотные декомпрессионные расстройства» (ВДР). В данном определении подчеркнуты основное этиопатогенетические факторы - высота и связанное с ней понижение барометрического давления, декомпрессия.

Высотный метеоризм

Основной причиной развития высотного метеоризма является расширение газов и повышение их давления в желудочно-кишечном тракте, происходящее по закону Бойля - Мариотта вследствие уменьшения атмосферного давления на поверхность тела (и живота) при подъеме на высоту в условиях неполного выравнивания внутрибрюшинного давления с атмосферным. Определенную роль в относительном повышении внутрибрюшного давления и растяжении желудочно-кишечного тракта играет выход в его полости газов, растворенных в кишечном содержимом, и усиленное испарение жидких сред.

Увеличение давления и объема газов приводит к растяжению стенок желудка и кишечника, что вызывает локальное ухудшение кровотока, раздражение рецепторного аппарата этих органов и возникновение патологических рефлексов, нарушающих нормальное функционирование сердечно-сосудистой системы и дыхания. При этом возможна рефлекторная остановка дыхания и резкая брадикардия. Поднятие диафрагмы снижает жизненную емкость легких, уменьшает эффективную вентиляцию легких, изменяет положение сердца на более горизонтальное.

Симптоматика и тяжесть высотного метеоризма варьируют от чувства легкого вздутия и урчания к непереносимым болям в животе. В тяжелых случаях наблюдаются одышка, затруднение дыхания, резкое учащение или урежение сердечных сокращений, падение АД, тошнота, рвота, потеря сознания. При взрывной декомпрессии возможны травматические повреждения желудочно-кишечного тракта (баротравма).

Возникновение, течение и исход высотного метеоризма определяются величиной и скоростью декомпрессии, количеством газа в желудочно-кишечном тракте, его способностью освобождаться от газов, а также локализацией скоплений газа в кишечнике и чувствительностью последнего к растяжению. Показано, что на высоте 4 км кишечные газы увеличиваются в объеме в 1,7 раза, а на 8 км - более чем в 3 раза по сравнению с наземным уровнем. Объем газа в желудке при подъеме на высоту 9 км в здоровых лиц увеличивается с 100-110 до 500 мл. Причем 50% обследуемых отмечают при этом чувство вздутия живота. На высоте 11 км объем газа в желудке увеличивается до 1000-1200 мл, что может вызвать появление болей в желудке При локализации скоплений газа преимущественно в двенадцатиперстной кишке на высоте нередко наблюдаются тошнота, рвота и вазомоторные реакции, сопровождающиеся чувством жара или озноба, холодного пота.

На высотах до 5 км при плавных, медленных подъемах на большие высоты и умеренном скоплении газа в кишечнике человек может, освобождаясь от газов, предупредить развитие высотного метеоризма или в значительной мере ослабить его симптомы. Выраженные проявления метеоризма на больших высотах успешно купируются незамедлительным спуском на меньшие высоты.

Из факторов, способствующих развитию высотного метеоризма, следует назвать преждет всего слишком большой (или слишком малый) интервал времени между приемом пищи и полетом, прием перед полетом продуктов и напитков, вызывающих процессы брожения (горох, капуста, черный хлеб, квас, пиво и др.). Отсюда понятна важность соблюдения при выполнении высотных полетов (подъемов в барокамере) специального высотного режима питания.

Перед высотным полетом пищу необходимо принимать за 1/2 — 2 ч до полета и избегать употребления продуктов, способствующих повышенному газообразованию в кишечнике: горох, фасоль, бобы, жирную свинину, грибы, дыню, квас, пиво. Следует также ограничить потребление черного хлеба, квашеной капусты, редиски, огурцов, фруктов, арбузов. Накануне и в дни высотных полетов (подъемов в барокамере) в качестве пищевых продуктов рекомендуются: мясо, творог, сметана (нежирная), молоко, кефир, яйца, сыр (неострый), цветная капуста, рис, вермишель, фруктовый сок, чай, кофе, шоколад, хлеб пшеничный. Болезни, нарушающие перистальтику и проходимость желудочно-кишечного тракта и вызывающие усиленное образование и задержку газов, будут также способствовать развитию метеоризма в высотных полетах. Поэтому своевременное выявление и лечение желудочно-кишечных заболеваний у летного состава является важным мероприятием в профилактике развития высотного метеоризма.

Высотная парогазовая эмфизема (эбуллизм, подкожное вздутие) – нарушение, связанное с закипанием жидких сред организма (крови, лимфы, межтканевой жидкости) при снижении внешнего давления к уровня упругости насыщенных паров при температуре тела, т.е. до 47 мм рт. ст. и менее, что соответствует высоте 19,2 км и более. Пузыри водного пара, в которые впоследствии диффундируют и газы, образуются при высоком кипении преждет всего в участках с низким гидростатическим и внутритканевым давленным: в крупных венах и лимфатических сосудах, полости плевры, желудка, перикарда, в правом предсердии и желудочке, в рыхлой жировой клетчатке. Парогазовые пузыри вызывают отслоение кожи, объем отдельных участков тела или всего тела резко увеличивается. При спуске к высотам менее 19,2 км наблюдается быстрое и резкое уменьшение эмфизематозных полостей, что обусловлено конденсацией в них паров воды под воздействием повышающегося барометрического давления. Следует заметить, что высотное кипение жидкостей тела происходит при отсутствии внешнего термического влияния на ткани. Высотное кипение не затрагивает клеточные структуры, а происходит только в межклеточной и в свободной жидкости тела, вследствии чего Белки не коагулируютсяя и не повреждаются. Вместе с тем большие пузырьки пара и газа, образовавшиеся на всоте в системе кровообращения, могут блокировать работу сердца и циркуляцию крови, как это имеет место при тампонаде сердца.

Клиническое проявление. Высотная эмфизема характерируется образованием пузырьков в наиболее рыхлых тканях (подкожная клетчатка, жировая ткань) - это, так называемые, эмфизематозные пузыри. Образование таких полостей приводит к отслаиванию кожи с подкожной клетчаткой вот подлежащих тканей. Подобные явления опасности для жизни челокева не представляют, однако возникающие при этом болезненные явления мешают нормальной деятельности летчика. Все явления быстро купируются при спуске к высоты 12 000 г.

Предупредить (профилактика) возникновение эмфиземы возможно созданием внешнего давления на тело летчика. Это достигается использованием герметических кабин, а при их разгерметизации - специального высотного снаряжения: скафандров, высотных компенсирующих костюмов с гермошлемами, компенсирующими носками и перчаткими.

Высотная декомпрессионная болезнь (ВДВ) — патологическое состояние, развивающееся на высоте при понижении давления вследствие образования в крови, лимфе и тканях организма газовых пузырьков.

ВДБ обозначают и вторыми менее удачными и менее распространенными терминами: «высотные боли», «высотные декомпрессионные расстройства», «субатмосферная декомпрессионная болезнь», «декомпрессионная болезнь летчиков», «аэроэмболия», «бендз». ВДВ может развиться в полетах в негерметичной кабине или при разгерметизации последней па высотах более 6-7 км, при подъемах в барокамере, опытах на животных ВДВ моделируют посредством воздействия разреженной атмосферы, а также внутривенным введением воздуха или инертного газа.

В основе этиопатогенеза ВДВ лежат главным образом нарушения кровообращения, вызванные появлением в крови и тканях пузырьков газа, переходящего при понижении внешнего давления из растворенного в газообразное состояние. При высотной декомпрессии (снижении давления вот 1 атм к ее долей) ведущая роль в образовании газовых пузырьков принадлежит азота. Если азот предварительно будет удален из организма посредством длительного дыхания чистым кислородом, то при последующей экспозиции на высоте ВДВ не развивается. Однако при определенных режимах декомпрессии и активной мышечной работе в формировании газовых пузырьков определенное участие принимают углекислый газ и пары воды [Николаев В. П., 1969].

Образующиеся в организме газовые пузырьки приводят к эмболии кровеносных и лимфатических сосудов, раздражают нервные окончания, деформируют ткани. Следовательно, патогенез ВДВ определяется процессом формирования, роста и миграции газовых пузырьков.

Кислород постоянно потребляется организмом в процессе жизнедеятельности и, обладая к поэтому же относительно низкой растворимостью, не оказывает существенного влияния на формирование газовых пузырьков при высотной декомпрессии. Углекислый газ, напротив, вследствие высокой диффузионной способности и растворимости даже при относительно низких (в сравнении с азотом) уровнях напряжения может способствовать развитию газовых зародышей и пузырьков при пониженном барометрическом давлении.

При подъеме на высоту газовое динамическое равновесие нарушается: напряжение азота и вторых газов в тканях и крови превышает внешнее давление. Ткани и кровь становятся относительно перенасыщенными азотом и СО₂. Выведение избыточного азота из организма (десатурация) к установления нового газового равновесия может идти двумя путями - без и с образованием газовых пузырьков.

В случае быстрой и значительной декомпрессии (подъем на высоту более 6-7 км за 5-10 мин) перенасыщенность тканей газами достигает или даже превышает критический уровень. Суммарное напряжение газов в крови и тканях становится более чем в 2 раза выше внешнего давления. В этих условиях ткани и жидкие среды не в состоянии удерживать газы в растворенном состоянии. Создаются предпосылки для образования газовых пузырьков. Диффузия газов внутрь первоначально возникшего пузырька обусловливает его рост к установления нового газового равновесия.

Основными звеньями этиопатогенеза ВДВ являются: декомпрессия, пересыщение газами тканей и жидких сред, газовые зародыши, формирование и рост вне- и внутрисосудистых газовых пузырьков, миграция последних с кровотоком, аэроэмболия, аэротромбоз, локальные и системные нарушения циркуляции крови, деформация тканей, развитие патологических и защитных реакций.

На развитие ВДВ влияют общие (высота, кратность декомпрессии, длительность пребывания, повторность подъемов, температура воздуха, физическая работа, гиперкапния, гипоксия и др.) и индивидуальные (предрасположенность, возраст, масса тела, травмы) факторы. Порогом возникновения ВДВ большинство исследователей считают высоту 7 км, когда напряжение газов в организме превышает величину внешнего давления более чем в 2 раза. Однако имеются достоверные сведения в единичных случаях развития тяжелых форм ВДВ и на высотах 5, 5-6 км. Предварительное подводное плавание при дыхании воздухом, увеличивая сатурацию организма азотом, снижает высотный порог ВДВ до 2,5 км. С увеличением высоты и кратности декомпрессии вероятность развития ВДВ также возрастает. На формирование в организме патогенных газовых пузырьков требуется определенное время, минимум 3-5 мин. И только при подъемах на высоту 10-12 км после предварительной экспозиции на меньших высотах ( 6-7 км) симптомы ВДВ могут развиться сразу или даже в процессе подъема. По-видимому, в этом случае в патогенные газовые пузырьки превращаются уже сформировавшиеся на допороговых высотах «немые», бессимптомные газовые зародыши.

К факторам, повышающим частоту и тяжесть ВДВ, следует, кроме того, отнести гипоксию, гиперкапнию и низкую окружающую температуру. Так же влияет и физическая работа. Установлено, что провоцирующий эффект интенсивных мышечных упражнений в отношении увеличения случаев ВДВ эквивалентен дополнительному подъему на высоту 1, 5-1,6 км. Примечательно, что развившиеся во время работы высотные боли чаще поражают работающие мышцы и суставы.

В исследованиях с повторными подъемами различных лиц в одних и тех же условиях отчетливо установленная индивидуальная предрасположенность к ВДВ. Обследуемые с симптомами ВДВ в первом подъеме более склонны к этому заболеванию и при повторных высотных декомпрессиях. Однако отмеченная индивидуальная предрасположенность к ВДВ очень вариабельна даже в одного и того же лица. Это обстоятельство затрудняет проведение эффективного отбора лиц летной профессии по их устойчивости к декомпрессионным воздействиям. Вместе с тем декомпрессионная экспертиза считается целесообразной в целях исключения лиц с предрасположенностью к тяжелым формам ВДВ при отборе и подготовке экипажей к полетам с запланированными высотными декомпрессиями.

Предрасположенность к ВДВ заметно увеличивается с возрастом. Например, в аналогичных условиях при 2-часовой экспозиции на 8,5 км в лиц 27-29 лет процент случаев ВДВ был в 9-10 раз выше, чем в обследуемых 17-20 лет. Избыточная масса также является фактором, предрасполагающим к развитию ВДВ, нередко тяжелой формы. В тучных людей с превышением массы на 20 кг процент случаев ВДВ в 1/2-2 раза выше, чем в лиц нормального телосложения. Нередкие случаи развития высотных болей в травмированных суставах и конечностях дают основание отнести и травмы к факторам, способствующим развитию ВДВ.

Клиническая картина ВДВ отличается разнообразием форм и определяется размерами, количеством и локализацией газовых пузырьков в организме, действием провоцирующих факторов, развитием защитных и патологических реакций. Высотная декомпрессионная болезнь имеет несколько групп симптомов [Малкин В. В., 1975; Исаков П. К. и др., 1975].

Кожные нарушения (зуд, парестезии, мраморность, отек) появляются из-за образования газовых пузырьков в сосудах кожи и потовых железах. Мышечно-суставные боли, «бендз» (наиболее частый симптом ВДВ), возникают вследствие местной ишемии и механического раздражения газовыми пузырьками болевых рецепторов мышц, сухожилий, надкостницы. Чаще всего боля отмечаются в коленных и плечевых, реже в локтевых и голеностопных суставах. При образовании большого количества пузырьков газа в легочных сосудах наблюдается так называемый субстернальный дискомфорт, «чоукс» - боли и жжение за грудиной, особенно на вдохе, кашель, удушье, падение системного давления крови', бра-дикардия. Неврологические и циркуляторные нарушения (парезы, параличи, зрительные и вестибулярные расстройства, коллапс) наблюдаются при газовой эмболии сосудов главного и спинного мозга, коронарных сосудов.

По характеру и тяжести проявленный выделяют легкую, среднюю и тяжелую формы ВДВ.

Легкая форма характеризуется кожными симптомами, нерезкими, легко переносимыми мышечно-суставными и костными болями.

Симптомами ВДВ средней тяжести являются острые, трудно переносимые мышечно-суставные боли, сопровождающиеся тахикардией и повышением АД.

При тяжелой форме в пострадавших развиваются симптомы нарушения дыхания (боли за грудиной, кашель, удушье), деятельности сердечно-сосудистой системы (бледность, брадикардия, падение АД, обморок) и ЦНС (парезы и параличи конечностей, расстройства зрения).

Исход ВДВ в большинстве случаев благоприятный.

Симптомы заболевания часто исчезают при увеличении давления в барокамере до 300 мм рт. ст. и более или снижении высоты полета менее 7 км. Однако в некоторых случаях они сохраняются и даже усиливаются после нормализации давления, т.е. в наземных условиях. Кроме того, иногда появляются первичные признаки заболевания или рецидивируют исчезнувшие симптомы (так называемый постдекомпрессионный коллапс).

Стойкие формы ВДВ, которые не исчезают после нормализации окружающего давления, к недавнего времени лечили симптоматически, однако часто лечение было неэффективным. К настоящему времени экспериментально обоснована возможность в качестве радикального, этиопатогенетического средства купирования ВДВ, как и при баротравме легких, использовать дыхание кислородом под повышенным (к 2-3 атм) давлением, гипербарическую оксигенацию [Черняков И. Н. и др., 1980]. Повышенное давление, уменьшая размеры газовых пузырьков, способствует восстановлению нарушенной ими циркуляции крови. Резко оксигенированная при ГБО кровь эффективно устраняет местную гипоксию и ацидоз тканей. Дыхание кислородом вызывает десатурацию газовых пузырьков вот азота, что ускоряет их рассасывание. В качестве симптоматического лечения при циркуляторном коллапсе назначают кровезаменители (декстран, плазма) и препараты, стабилизирующие системное АД.

Профилактика ВДВ обеспечивается применением герметических кабин с режимом давления 260—560 мм рт. ст., а также предварительной десатурацией организма вот азота посредством достаточно длительного дыхания чистым кислородом перед подъемом на высоту или кислородно-воздушной газовой смесью на высотах до 7 км.

В заключение следует отметить, что в изучении теоретических и прикладных аспектов проблемы ВДВ в последние годы наметились перспективные направления. Создание и успешная экспериментальная апробация неинвазионного ультразвукового метода локации газовых пузырьков в крови позволяет с гораздо меньшим риском для здоровья обследуемых лиц проводит исследования с декомпрессионными воздействиями. Регистрация появления ультразвуковых сигналов газовых пузырьков в легочной артерии, возможность качественной и количественной оценки этих сигналов к развития отчетливых симптомов ВДВ позволяют изучать безопасность режимов высотной декомпрессии, эффективность профилактических и лечебных мероприятий, особенности развития ВДВ при действии различных факторов стратосферного и космического полетов.