ПЕРЕПАД ДАВЛЕНИЯ

Перепад давления — разница уровней давления в двух и более точках одного и того же тела (системы) или в различных, но взаимодействующих телах (системах). Не рекомендуется употреблять термин «перепад давления» для обозначения собственно процессов понижения или повышения давления, а также процесса взрывной декомпрессии — снижения давления за микроинтервалы времени при разгерметизации кабины на больших высотах.

Перепад давления характеризуется величиной, направленностью (отрицательный и положительный), скоростью создания и продолжительностью действия.

В организме человека Перепад давления обычно возникает при нарушении выравнивания давления в газосодержащих полостях тела и в среде, окружающей эти полости или граничащей с ними. При понижении внешнего давления (при всплытии с глубины на поверхность, подъеме на высоту, разгерметизации кабины) в полостях тела создается положительный П. д., а при его повышении (при погружении на глубину, спуске с высоты, наддуве кабины и скафандра) — отрицательный. П. д. может возникать также между каким-либо участком тела и граничащим с ним объемом газа более низкого давления, замкнутого жесткими поверхностями, напр, при разрежении воздуха в кровососных банках или в вакуумной емкости для пробы ОДНТ (отрицательное давление на нижнюю половину тела, создаваемое специальным устройством), а также в некоторых полостях организма при кашле, чиханье, форсированном выдохе.

Перепад давления может оказывать на организм повреждающее действие, характер которого в большей степени обусловлен направленностью и локализацией перепада; при этом интенсивность нарушений определяется скоростью создания П. д., величиной и длительностью его воздействия.

При отрицательном П. д. могут наблюдаться венозная гиперемия, выход плазмы и форменных элементов крови, отек, кровоизлияния, уменьшение объема газосодержащих полостей, травма сосудов и тканей. При положительном перепаде возможна ишемия (вследствие сдавления сосудов), увеличение объема полостей тела, растяжение и разрыв сосудов и тканей.

Действие П. д. сопровождается возникновением различных субъективных ощущений и рефлекторных реакций, природа которых определяется основными физическими параметрами П. д. и его локализацией. Так, при нарастании П. д. в полости среднего уха соответственно в 3—5, 10—15, 20—30, 60—80 и 100—200 мм рт. ст. появляются и прогрессируют следующие симптомы: чувство «полноты», заложенность и слабый шум, выраженная заложенность и сильный шум, острая боль, иррадиирующая в височную область, щеку и околоушную область, разрыв барабанной перепонки. Избыточное давление в легких до 30 мм рт. ст., вызывая заметное затруднение дыхания и уменьшение венозного возврата крови к сердцу, все же является переносимым; при изолированном повышении внутрилегочного давления до 80—100 мм рт. ст. наблюдается резкое расстройство дыхания и циркуляции крови, чрезмерное растяжение легких, повреждение сосудов и легочной ткани и другие отрицательные последствия (см. Баротравма). Эти изменения развиваются тем быстрее, чем быстрее создается та или иная величина П. д. и чем продолжительнее его действие.

Перепад давления является основным патогенетическим звеном многих декомпрессионных нарушений, развивающихся в организме человека под воздействием повышения или понижения давления извне. Так, при быстром и непрерывном погружении под воду с задержкой дыхания могут создаваться условия, когда внутрилегочное давление будет отставать от нарастающего давления в кровеносных сосудах легких и в окружающих мягких тканях возникает отрицательный П. д. Напр., при нырянии на глубину 30 м и более общий объем легких становится равным их остаточному объему, а дальнейшему сжатию легких препятствует опорный аппарат грудной клетки. Под действием П. д. может произойти выпотевание жидкости из альвеолярных капилляров, отек легких, разрыв сосудов легких, возникнуть легочное кровотечение, а в крайних случаях — перелом ребер и вдавливание грудной клетки. Отрицательный П. д. в легких возможен при погружении в воду и при дыхании через трубку, соединяющую полость рта с поверхностью воды. Поэтому дыхательные трубки изготавливают максимально короткими, а пользование ими допускается только при горизонтальном положении тела.

Водолазы, использующие легкое снаряжение, состоящее из жесткого шлема и эластичного гидрокостюма, (воздух для дыхания подается с поверхности) подвергаются воздействию положительного или отрицательного П. д. Положительный П. д. создается при давлении в скафандре, превышающем давление воды на глубине погружения (напр., вследствие отказа стравливающего клапана, избыточного поступления воздуха с поверхности и т. д.), что вызывает резкое раздувание гидрокостюма. Вследствие возросшей плавучести водолаз может быть выброшен на поверхность воды. Резкое изменение давления, возникающее при этом, вызывает, как правило, баротравму легких или декомпрессионную болезнь (см.).

Типичные случаи возникновения отрицательного П. д. связаны с более низким давлением под жестким шлемом по сравнению с давлением воды, обжимающей тело через мягкое снаряжение (напр., при недостаточной подаче воздуха с поверхности, чрезмерном его стравливании через клапан, внезапном погружении и т. д.). В этих условиях отрицательное давление оказывает на заключенные в шлеме части тела действие, подобное кровососной банке, и вызывает функциональные и морфологические нарушения, называемые обжимом. Характер и тяжесть нарушений при обжиме зависят от величины П. д., объема подшлемного (подмасочного) пространства, размеров поверхности тела, закрытой жесткими оболочками снаряжения, и т. д. Степень нарушений варьирует от нарушений гемодинамики типа приливов крови к голове, отека легких, кровоизлияний, кровотечений из ушей, носа, легких до всасывания и вдавливания участков тела в шлем с переломами костей черепа, шейного отдела позвоночника, костей плечевого пояса и обширным травмированием мягких тканей. Напр., отрицательный П. д. в подмасочном пространстве аквалангиста вызывает симптомы местного обжима — кровоизлияния в подкожную клетчатку под очками, в оболочки глаз, носовое кровотечение. Тяжелые последствия отрицательного П. д. могут наблюдаться у лиц, работающих в камерах высокого давления. При стравливании газа из этих камер в отверстиях отводных труб создается значительное разрежение. При контакте тела человека с незащищенным отверстием отводной трубки происходит присасывание того или иного участка тела, сопровождающееся обширным травмированием.

Перепад давления (чаще положительный) в высотном и космическом полетах обусловлен изменением давления в кабине летательного аппарата; в этих условиях у пилота могут развиваться высотный метеоризм, бароотит, баросинусит, бароденталгия, баротравма легких. Основной причиной возникновения высотного метеоризма является повышение давления расширяющих газов в жел.-киш. тракте, вызываемое уменьшением атмосферного давления на поверхность живота при подъеме на высоту. Увеличение объема газов приводит к растяжению стенок желудка и кишечника, локальному ухудшению кровообращения, а также раздражению рецепторного аппарата этих органов и возникновению патологических рефлексов, нарушающих нормальную координацию и функционирование сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Субъективные симптомы высотного метеоризма варьируют от ощущения легкого вздутия и урчания до непереносимых болей в животе. Могут наблюдаться также одышка, затруднение дыхания, резкое учащение или урежение сердечных сокращений, падение АД, тошнота, рвота. На высотах до 5 км или при плавных медленных подъемах на большие высоты и умеренном скоплении газа в кишечнике, освобождаясь от газов, можно предупредить развитие высотного метеоризма или в значительной мере ослабить его проявление. Развитию метеоризма способствуют прежде 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.). Поэтому при выполнении высотных полетов необходимо соблюдать специальный высотный режим питания.

Предрасполагающими факторами являются также заболевания, нарушающие перистальтику и проходимость жел.-киш. тракта или усиливающие образование и задержку газов. В связи с этим своевременное выявление и лечение жел.-киш. заболеваний является профилактикой высотного метеоризма.

Механизм развития бароотита, баросинусита, бароденталгии аналогичен высотному метеоризму. Они проявляются в виде чувства заложенности и болей в ушах и придаточных синусах (чаще в лобных), а также зубной болью при резком изменении внешнего давления. Заложенность и болевые ощущения в среднем ухе чаще возникают не во время подъема, а при быстром спуске с высоты, т. к. увеличивающееся внешнее давление прижимает края отверстия евстахиевой (слуховой, Т.) трубы, соединяющей среднее ухо с носоглоткой, а также сдавливает этот воздухоносный канал, препятствуя поступлению воздуха в полость среднего уха и тем самым — выравниванию давления. Барабанная перепонка, прогибаясь внутрь полости под действием возникшего перепада давлений, растягивается, вызывая чувство заложенности и боли в ушах (так наз. аэроотит). При резких и больших перепадах давления может произойти разрыв перепонки (баротравма). Замедление или прекращение спуска (подъема), глотательные движения, энергичные движения нижней челюстью, произвольное (затяжное) зевание способствуют открытию глоточного устья евстахиевой трубы и восстановлению ее проходимости. Это приводит к выравниванию давления в полости среднего уха и носоглотке, ослаблению и даже полному исчезновению боли в ушах. Избавиться от боли можно и посредством произвольной вентиляции среднего уха. Для этого следует зажать нос пальцами и осторожно натужиться, как это делается при сморкании.

Бароденталгия (зубная боль) в полете возникает вследствие давления на нервные окончания расширяющегося при декомпрессии воздуха кариозных полостей.

Профилактика декомпрессионных нарушений основана на купировании воспалительных процессов в носоглотке, санации зубов, своевременном выявлении на предполетных осмотрах лиц с ОРЗ, а также с пониженной барофункциеи среднего уха и придаточных полостей носа.

В высотном полете при мгновенной разгерметизации кабины с избыточным давлением (срыв фонаря или люка, значительные разрушения стенок или остекления) происходит взрывная декомпрессия — падение давления в кабине до уровня внешнего давления за время менее 1 сек. При этом газы в газосодержащпх полостях и органах мгновенно расширяются, и возникает избыточное, по отношению к внешнему, давление. В частности, легкие содержат много воздуха и сообщаются с атмосферой через сложную систему дыхательных путей, затрудняющую истечение воздуха из легких по мере нарастания в них давления. Быстрое нарастание внутрилегочного давления вызывает значительное расширение легочной ткани, что при отсутствии защитных средств может способствовать баротравме легких.

Своеобразным проявлением «естественного» перепада внутригрудного и внутрибронхиального давления при чрезмерных дыхательных усилиях является так наз. динамическая компрессия дыхательных путей («воздушная ловушка»). Она иногда наблюдается при форсировании дыхания в гипербарических условиях, при действии ускорений и при астматических приступах. При этом выход воздуха из части альвеолярного пространства ограничивается, что способствует быстрому развитию симптомов асфиксии.

Лечение развившихся нарушений проводится с учетом основных этиопатогенетических звеньев в каждом конкретном случае проявления патологического действия П. д.

Профилактика последствий Перепада давления и защита организма от воздействия П. д. включает разработку мер безопасности, исключающих возникновение критических, повреждающих уровней П. д.

См. также Высотная болезнь.

Библиография: Авиационная и космическая медицина, под ред. Г. И. Гурвича, с. 14 7, Л., 1971; Армстронг Г. Авиационная медицина, пер. с англ., с. 276, М., 1954; 3альцман Г. Л., Кучук Г. А. и Гургенидзе А. Г. Основы гипербарической физиологии, е. 26, Л., 1979; Лавнико в А. А. Основы авиационной медицины, с. 94, М., 1971: Майлс С. Подводная медицина, пер. с англ., с. 59, М., 1971; Основы космической биологии и медицины, под ред. О. Г. Газенко и М. Кальвина, т. 2, кн. 1, с. 11, т. 3, с. 395, М., 1975.

И. Н. Черняков.