Барометрическая гипоксия Нырятельная гипоксия

физиологии Лекция 6 Барометрическая гипоксия Нырятельная гипоксия

белок)
↓
Внутриклеточные пути доставки О2 в митохондриях
↓
Скорость реакций с образованием

и расходованием АТФ
↓
Вынос конечных продуктов из клетки и из организма
↓

78.09
Кислород 20.95
Аргон 0.93
Двуокись углерода 0.03

двуокиси углерода в крови
и альвеолярном газе человека [24]

при падении барометрического давления,

2. при снижения его концентрации
во вдыхаемом

(альвеолярном) воздухе.
,

Первый случай –подъем в горы.
Второй случай – задержка дыхания,
например, при нырянии,

недостатка
кислорода,

2-наибольшая высота постоянных
поселений человека,

3-наибольшая высота, на

которой
акклиматизированные люди
могут выжить несколько часов,
вдыхая воздух,

4-наибольшая высота, доступная
человеку при дыхании
чистым кислородом.

Рис. 45. Зависимость атмосферного давления
и парциального давления кислорода
от высоты (Dejours, 1966), по: [71].

Уровень моря – 30 мин

Высота 2270 м – 11 мин
3490 м – 2 мин

У солдат максимальное потребление О2 ,
мл О2 /(мин∙кг)

Уровень моря – 51
Высота 1700 м – 52
3800 м – 35

находящихся

1 ч в воздушной среде
с разным содержанием кислорода [26]

во время
пребывания в горах Тянь-Шаня
на высоте 3200 м

[79].

1 – исходное состояние
на высоте 760 м.
2, 3, 4, 5 – пребывание
на высоте 6, 20, 30, 45 сут.

к гипоксии (Барбашова, 1964), по: [54].

кислорода 8.5%

до

5 мин 10 мин
5.3 8.3 9.0

время месячного пребывания
на высоте 3200 м над

ур. м. [3].

спокойных собак во время пребывания
на высоте 3200 м

над ур. м. [3].

вискунов (2) и овец (3),
обитающих на разных высотах

(Hall et al, 1936), по: [54]

[32]

у собак, выросших на разных высотах
(Hurtado et al., 1937),

по: [54]

по сравнению с теми же кривыми у других млекопитающих (заштрихованная

область)
Hall еt al., 1936), по: [71]

ее плода (Barcroft, 1935);
пунктиром показаны пределы, в которых лежат

те же кривые для небеременных коз, по: [71].

НbО2 влево,
при котором сродство О2 и белка Нb увеличивается,
что

улучшает оксигенацию гемоглобина в легких.


Чаще наблюдают сдвиг этой кривой вправо
(он наблюдается у коз при беременности),
при котором отрыв молекулы О2 от Нb, облегчается
что важно для тканей организма, поглощающих О2.
Такой сдвиг наблюдают у человека
- аборигена высокогорья.

(Gareila-Oyola, Saldana, 1974), по: [32]

пребывании на большой высоте
концентрация в ней Нb
и насыщенность

ее О2 повышаются
и, самое интересное,
почти в 2 раза увеличивается системная АВО2
( от 5% до 9% ).

Это означает: у адаптированных рабочих
при небольшой разнице в величинах МОК
(4.7 и 4.4 л/мин)
выход О2 из кровеносных сосудов растет,
что и обеспечивает у них неизменное,
а порой и повышенное потребление О2.

обеспечения кислородом
работы скелетных мышц
учащается дыхание (а это работа дыхательных

мышц),
ускоряется и усиливается сокращение
нашей главной мышцы – сердца.

Для этого нужен дополнительный кислород.

Подсчитано, если МОД и МОК увеличиваются
до максимальных значений,
то дыхательные мышцы и сердце будут потреблять
почти половину вдыхаемого кислорода,

Для скелетных мышц
кислорода останется недостаточно .

поверхность легочных альвеол выше.

Клеточные системы переноса и окисления питательных

продуктов (и кислорода) более эффективны (табл. 24 и 25).

Повышенные плотность капилляров в тканях,
и концентрация миоглобина в клетках,
пониженное сродство Нb к О2 ,
возможно, более низкое критическое рО2 для органных клеток.

Образующийся в условиях гипоксии лактат,
ускоренно синтезируется в углеводы.

В результате скорость потребления О2 аборигенами
в условиях низкого парциального рО2
может сохраняться и даже повышаться.

3 мин в барокамере
на высоте 7500 м
(Василенко, 1958), по:

[32].

дыхания и кровообращения,
доля анаэробной энергетики в клетках растет
и

в тканях повышается
количество недоокисленных продуктов,
таких как молочная кислота.

В результате резко падает
жизнедеятельность организма
и, как пример – снижается
мышечная и умственная работоспособность

МОД остается повышенным,
альвеолярная поверхность легких увеличивается.

2. Растут объем

циркулирующий крови и концентрация Hb,
меняется его сродство к О2 ;
у человека кривая диссоциации HbО2 сдвигается вправо ,
что облегчает выход О2 из молекулы HbО2.

3. Артерио-венозная разница О2 увеличивается, что отражает
ускорение транспорта О2 из крови в ткани
и возможное снижение рО2 крит для тканевых клеток.

4. В тканях появляется в заметных количествах миоглобин
и ускоряются реакции связывания молочной кислоты.

5. Работоспособность адаптированного человека растет,
однако только у аборигенов она приближается
к работоспособности человека, живущего на уровне моря.

Мт [41, 95]

подсчетах было принято:
1) для связывания 1 мл О2 требуется

746 мг Мb;
2) концентрация О2 в артериальной крови щенков и взрослых составляет
30 и 37 об. %, а системная АВО2 равна 7 об. %;
3) соотношение венозного и артериального отделов русла равняется 3;
4) коэффициент растворимости О2 в жидкостях тела и жире равняется 3•10-5 и
16•10-5 мл•мл-1 мм рт. ст.-1;
5) масса жидкостей 15%;
6) среднее рО2 в жидкостях и жире 70 мм рт. ст..

морского котика [11]

серого тюленя (3) (Scholander, 1940; Lenfant et. al.,1970; Lapennas, Reeves,

1982)
и МbО2 у различных морских млекопитающих (Rossi-Fanelli, Antonini, 1958),
по: [33]. По оси ординат степень их насыщения в %.
Показаны рО2 полунасыщения для Мb (а) и для Нb (б и б*).

депонированным кислородом.

нырянии [5, 36, 76]. Внизу - средняя Мт и

в скобках - число нерп. Показано
различие с контролем (для головного мозга с коротким нырянием).

гликолиза.
Поэтому органы этих животных, даже такие как головной мозг

и почки,
содержат много гликогена с глюкозой,
ммоль глюкозы/кг ткани, [24, 65, 101]:

Морские млекопитающие после исчерпания кислородных депо
(при длительных исследовательских ныряниях)
используют энергию анаэробного гликолиза [24, 65, 101].

Поэтому органы этих животных,
даже такие как головной мозг и почки, содержат много
гликогена с глюкозой, мМоль глюкозы / кг ткани:


Крыса Собака Тюлень Байкальская
Уэделла нерпа
Скелетные мышцы 26 31 40 30
Миокард 28 28 90 43
Головной мозг 3 4 12 28

20 кг до, в конце 19-минутного ныряния и
через

2 мин после него [64]

это морские животные)

Энергетика коротких пищевых ныряний
аэробна и

обеспечена депонированным кислородом.

Энергетика длительных ныряний обеспечивается

а) запасами кислорода,

б) способностью сердечно-сосудистой системы к централизации
кровотока (перераспределение кровотока в ЦНС),

в) энергией анаэробного гликолиза, в основном, гликогенолиза,

г) низкой чувствительностью нервных центров
к повышению кислотности крови из-за накопления
недоокисленных продуктов клеточных реакций [11].

и
концентрация миоглобина (Мb) в скелетных мышцах
щенков байкальской

нерпы до ныряния [76]