Токсичность кислорода: гипероксия

Кислород - наиболее распространенный элемент в природе. Он не имеет ни цвета, ни вкуса, ни запаха. Необходимый для жизни, он активно вступает в реакции в присутствии многих химических веществ. Поль Берт, великий физиолог, «отец дайверов», изучил влияние сжатого кислорода на организм на большой высоте и при погружении. На себе и на своих коллегах он проверил действие пониженного и повышенного кислород­ного давления. В 1874-м он первым описал явления гипероксии и гипоксии.

Гипероксия влияет на центральную нерв­ную систему и проявляется в приступах судорог. На суше это не представляет особой проблемы, но в воде это может привести к потере регулятора и, в след­ствие этого, к гибели. Первыми извест­ными признаками являются судороги лицевых мышц и мышц диафрагмы, тошнота, головокружение, свист в ушах, затуманенное боковое зрение («туннель­ное зрение»), тремор мышц.

В случае ухудшения самочувствия Вашего напарника можно заподозрить начи­нающийся приступ гипероксии, хотя под модой и нелегко поставить быстрый диагноз. Единственно разумная реакция - поддерживая загубник напарника таким образом, чтобы он не выпадал изо рта. медленно поднять пострадав­шего на поверхность, соблюдая макси­мальную осторожность.

Профилактикой гипероксии является соблюдение безопасною уровня Рр0₂ и особое внимание к появлению первых признаков. Необходимо усвоить правило: погружаться с напарником и вести взаимное наблюдение друг за другом. Усугубляющими факторами явля­ются физическое усилие, усталость, холод, стресс и все то, что способствует повышенной выработке СО2, так как этот газ снижает переносимость кислорода (Гиперкапния).

В 50-х годах в результате исследований, проведенных физиологом Кеннетом Дональдом, предельным парциальным давлением кислорода считалось давление 1,7 бар. а в газовой смеси - 2 бар. Теория утверждала, что любой газ-разбавитель отодвигает порог токсичности кислорода. Впоследствии работы ученой Андреа Харабена показали, что нижний порог в 1,3 бар практически исключает появление неврологических симптомов. Изучив появление серьезных симптомов и судорог, она определила этот порог величиной 1,7 бар.

Американское национальное управление по исследованию океанов и атмосферы NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) подходит к этому вопросу более осторожно, учитывая продолжитель­ность воздействия газа - понятие, тесно связанное с парциальным давлением. Результаты можно отобразить в следующей простой в использовании таблице.

Комментарии к таблице:

В таблице указаны приемлемые для организма кислородные лимиты. Максимально разрешен­ное значение Рр0₂ -1.6 бар. Кислородный лимит для нескольких погружений выше, чем разовый кислородный лимит, что объясняется способностью организма к восста­новлению в период нахождения на суше.

Существует следующее правило для двух погружений вдень: суммируют общее время погружений с одинаковым значением Рр0₂. Во время перерыва следует дышать воздухом с нормоксическим Рр0₂. Перерыв должен составлять не менее двух часов. При разли­чии значений Рр0₂ в расчетах следует учиты­вать более высокое значение Рр0₂.

Данная таблица подходит только для расчетов с фиксированными значениями Рр0₂. Предвестники американского технического дайвинга изобрели прибор, применимый для нескольких значений Рр0₂ во время одного погружения, - CNS Clock («кислородные часы» или «счетчик центральной нервной системы»), позволяющий вести подсчет токсичной дозы кислорода для одного погружения. Этот счет­чик (часы) начинает отсчет от 0 %, когда дайвер начинает дышать кислородом с Рр0₂ выше 0,5 бар и считает до 100 %. что соот­ветствует кислородному лимиту из таблицы.

Как правило, показатель CNSуказывается в табли­ца» для погружений с Найтроксом и Тримиксом, на всех компьютерах для мультигазовых смесей и программах для расчета декомпрессии.

Кислородно-лёгочное отравление, или «эффект Лоррена-Смита»

Это еще одно воздействие гипероксии, провоцирующее «раздражение» легких при дыхании в течение продолжительной экспозиции при Рр0₂ более 0.5 бар. При продолжительном воздействии наблюда­ются следующие симптомы: кашель, боли в ретростернальной области (за грудиной) и альвеолярные поражения. Степень кислородного отравления измеряется в единицах дозы легочной интоксикации UPTD (Unit of Pulmonary Toxic Dose). 1 UPTD = вдыхаемый в течение 1 минуты 100 процентный кислород при давлении 1 бар.

В некоторых программах и компьютерах используется также единица кислородной токсичности OTU (Oxygen Toxic Unit). В спортивном дайвинге считается, что 625 OTU - максимальная суточная доза. В действительности это касается только погру­жений методом насыщения или при гипер­барической оксигенации. В спортивном дайвинге случаев с такой дозой не зафик­сировано. Даже во время очень длительной декомпрессии (более 8 часов), осущест­вляемой при исследовании пещер или при всплытии с глубины 330 м, Паскаль Бернабе испытывал лишь небольшие легочные нару­шения, не имевшие последствий.

Принцип эквивалентной глубины. Таблицы погружений на воздухе состав­ляются в соответствии с большим или меньшим насыщением организма азотом для того, чтобы сделать декомпрессию максимально безопасной. Таблицы Найтрокса составляются путем экстраполяции таблиц для воздуха. Но, кроме того необходимо учитывать токсичность кисло рода. Поскольку в Найтроксе уменьшается процент азота, а в расчетных таблицах обращается внимание именно на азот, можно рассматривать погружение с Найтроксом как погружение на меньшую глубину, чем та, которую показывает глубиномер.

Этот принцип расчета, лежащий в основе всех таблиц Найтрокса, интере­сен с познавательной точки зрения. На практике существует множество таблиц, готовых к использованию (MN 90, IANTD, PADI, СОМЕХ и т.д.). Таким образом, в идеале следовало бы иметь компьютер с расчетом Найтрокса и запасной набор найтроксных таблиц, как это обычно делается при погруже­ниях на воздухе.

Очень важно знать, что при отсутствии специальных найтроксных таблиц можно использовать расчетные таблицы для воздуха или компьютер для воздуха, что лишь увеличивает безопасность. Некоторые пользуются этим системати­чески. чтобы уменьшить усталость после погружения или потому, что входят в группу риска (старше 40 лет. страдаю­щие ожирением, ведущие сидячий образ жизни и т.д.). Сочетание дыхатель­ной смеси Найтрокс и компьютера или декомпрессионных таблиц для воздуха дает очень хороший результат!

Максимальная глубина для Найтрокса. Учитывая установленное максимальное PpO2 (между 1,4 и 1,6 бар), выясним, чему это соответствует в плане максимальной глубины использования смеси MOD (Maximum Operating Depth). Используется либо приведенная справа таблица, либо следующая формула:

Это значение должно быть обязательно отмечено на этикетке, наклеенной на баллон.

Найтрокс и/или чистый кислород для декомпрессии. Преимущества Найтрокса и кислорода для декомпрессии. Как объясняет физиолог Питер Беннетт, это дает возможность быстрее избавиться от газа-разбавителя (азота или гелия): «Вдыхая смесь, более насыщенную кислородом, уменьшают парциальное давление азота (разбавителя). Когда давление азота в тканях становится выше, чем в крови, то растворенный в крови газ пере­носится кровью в легкие и удаляется. Чем значительнее разница давлений, тем скорее газ выводится из организма».

Согласно Жан-Пьеру Эмбер: «Это очень важный элемент безопасности. Повышенное РрO2 позволяет минимизиро­вать количество пузырьков газа в цирку­лирующей крови во время и после деком­прессии. Это является эффективным методом при достаточно продолжитель­ных глубоководных погружениях, когда Nx50 позволяет сократить декомпрессию. И, наконец, это обязательный этап для дайверов, переходящих на Тримикс, при погружениях с которым необходимо использовать одну, две, а то и три смеси Nx для поддержания достаточного уровня РрO2 во время всплытия».

- Таким образом, для обеспечения повы­шенного Рр02 в течение всего времени всплытия необходимо использовать 1,2 или 3 смеси.
- При использовании аппарата с откры­тым циклом оставаться в пределах Рр02 = 1,6 - о,8 бар.
- С ребризером замкнутого цикла можно сохранять постоянное значение Рр02. На ребризерах с электронным управле­нием можно запрограммировать Рр02 на постоянном уровне, например, 1,3 бар для всего времени погружения. Это позволит максимально оптимизиро­вать декомпрессию!

В идеале, хорошо было бы поддерживать повышенное Рр02 в течение всего всплытия, но для этого нужно было бы брать с собой множество баллонов, что на практике не осуществимо. Необходимо найти компромисс между качеством декомпрессии и конфигурацией оборудо­вания. В большинстве случаев при погру­жениях используется 1 или 2 баллона с Найтроксом. которые берут с собой, а затем чистый кислород на глубине 6 м на декомпрессионной остановке. При погру­жениях с Тримиксом можно использовать для декомпрессии смеси Триокс, то есть Тримиксы, обогащенные кислородом, что позволит избежать (при смене газа) использования смеси, чрезмерно обога­щенной азотом.

В ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
- Кислородное отравление не касается рекреационных дайверов.
- В большинстве случаев во время погружения значение CNS никогда не достигает 100 %.
- Понятие CNS применяется лишь для общего сведения.
- Во время сложных погружений с исследованием пещер или затонувших кораблей (например, 25 минут на глубине 100 м) значение CNS иногда превы­шает допустимое без серьезных последствий.

Прежде всего важно соблюдать допустимые значения Рр02:
- максимум 1,4 бар в донных смесях для небольшой глубины (Найтрокс и нормоксический Тримикс);
- максимум 1,3 бар в донных смесях для глубоких погружений (гипоксический Тримикс);
- максимум 1.6 бар для декомпрессии, независимо от смеси (Найтрокс, Триокс (Тримикс для декомпрессии), чистый кислород) и при хороших условиях погружения;
- во время длительной декомпрессии с Рр02 около 1,6 бар рекомендуется осуществлять пятиминутную «вентиляцию» легких каждые 15-25 минут смесью, как можно менее насыщенной кислородом (например, воздухом или не гипок­сическим Тримиксом во время декомпрессионных остановок).

Тщательное соблюдение значений параметров в допустимых пределах также повышает безопасность в случае:
- возможной ошибки глубиномера;
- ошибки дайвера на глубине: проблема стабилизации, недостаток бдительности;
- неточных показаний кислородного анализатора: смесь более насыщена кислородом, чем предусматривалось.
- Найтрокс - это абсолютно незаменимое дополнение для декомпрессии при погружениях на Тримиксе.