Человек при давлении 10 атмосфер. Опасное давление у человека. Возрастные нормы артериального давления

Человеческое тело очень нежное. Без дополнительной защиты оно может функционировать только в узком интервале температур и при определенном давлении. Оно должно постоянно получать воду и питательные вещества. И не переживет падения с большей высоты, чем в несколько метров. Сколько может выдержать человеческое тело? Когда нашему организму грозит смерть? Фуллпикча представляет вашему вниманию уникальный обзор фактов о границах выживания человеческого тела.

8 ФОТО

Материал подготовлен при поддержке сервиса Docplanner, благодаря которому Вы быстро найдёте лучшие лечебные заведения в Санкт-Петербурге — например нии скорой помощи джанелидзе .

1. Температура тела.

Границы выживания: температура тела может варьироваться от +20° С до +41° С.

Выводы: обычно наша температура колеблется от 35,8 до 37,3° С. Такой температурный режим тела обеспечивает бесперебойное функционирование всех органов. При температурах выше 41° C происходит значительная потеря жидкости в организме, обезвоживание и повреждение органов. При температурах ниже 20° С останавливается кровоток.

Температура человеческого тела отличается от температуры окружающей среды. Человек может жить в среде при температуре от -40 до +60° С. Интересно, что понижение температуры так же опасно, как и ее рост. При температуре 35 C, начинают ухудшаться наши двигательные функции, при 33 ° C мы начинаем терять ориентацию, а при температуре 30 ° C — теряем сознание. Температура тела 20° C — это предел, ниже которого сердце перестает биться и человек умирает. Однако, медицине известен случай, когда удалось спасти мужчину, температура тела которого была всего лишь 13° C. (Фото: David Martín/flickr.com).

2. Работоспособность сердца.

Границы выживания: от 40 до 226 ударов в минуту.

Выводы: низкая частота сердечных сокращений ведет к снижению артериального давления и потере сознания, слишком большая — к сердечному приступу и смерти.

Сердце должно постоянно перекачивать кровь и распространять его по всему телу. Если работа сердца останавливается, происходит смерть мозга. Пульс — это волна давления, индуцированного высвобождением крови из левого желудочка в аорту, откуда она артериями распределяется по всему телу.

Интересно: «жизнь» сердца у большинства млекопитающих составляет в среднем 1 000 000 000 ударов, в то время как здоровое человеческое сердце выполняет за всю свою жизнь в три раза больше ударов. Здоровое сердце взрослого человека сокращается 100 000 раз в день. У профессиональных спортсменов пульс в состоянии покоя составляет часто всего лишь 40 ударов в минуту. Длина всех кровеносных сосудов в человеческом организме, если их соединить, — это 100 000 км, что в два с половиной раза больше, чем длина экватора Земли.

А вы знали, что суммарная мощность человеческого сердца за 80 лет человеческой жизни так велика, что смогла бы втащить паровоз на самую высокую гору в Европе — Монблан (4810 м над уровнем моря)? (Фото: Jo Christian Oterhals/flickr.com).

3. Перегрузка мозга информацией.

Границы выживания: у каждого человека индивидуальны.

Выводы: перегрузка информацией ведет к тому, что человеческий мозг впадает в состояние депрессии и перестает функционировать должным образом. Человек находится в замешательстве, начинает нести бред, иногда теряет сознание, а после исчезновения симптомов ничего не помнит. Длительная перегрузка мозга может привести к психическим заболеваниям.

В среднем человеческий мозг может хранить столько информации, сколько содержат 20 000 средних словарей. Тем не менее, даже такой эффективный орган может «перегреться» из-за избытка информации.

Интересно: шок, возникающий в результате крайнего раздражения нервной системы, может привести к состоянию оцепенения (ступора), человек при этом перестает себя контролировать: может внезапно выйти, стать агрессивным, говорить бессмыслицу и вести себя непредсказуемо.

А вы знали, что общая длина нервных волокон в мозге составляет от 150 000 до 180 000 км? (Фото: Zombola Photography/flickr.com).

4. Уровень шума.

Границы выживания: 190 децибел.

Выводы: при уровне шума в 160 децибел у людей начинают лопаться барабанные перепонки. Более интенсивные звуки могут повредить другие органы, в частности легкие. Волна давления разрывает легкие, в результате чего воздух попадает в кровь. Это, в свою очередь, приводит к закупорке кровеносных сосудов (эмболии), который вызывает шок, происходит инфаркта миокарда, и в конечном итоге смерть.

Обычно диапазон шума, который мы испытываем колеблется от 20 децибел (шепот) до 120 децибел (взлетающий самолет). Все, что находится выше этой границы, становится для нас болезненным. Интересно: пребывание в шумной среде вредно для человека, снижает его эффективность и отвлекает. Человек не в состоянии привыкнуть к громким звукам.

А вы знали, что громкие или неприятные звуки до сих пор используют, к сожалению, в ходе допросов военнопленных, а также при обучении солдат спецслужб? (Фото: Leanne Boulton/flickr.com).

5. Количество крови в организме.

Границы выживания: потеря 3 литров крови, то есть 40-50 процентов от общего количества в организме.

Выводы: нехватка крови приводит к замедлению работы сердца, потому что ему нечего перекачивать. Давление падает настолько, что кровь уже не может заполнять камер сердца, что приводит к его остановке. Мозг при этом не получает кислород, перестает работать и умирает.

Главная задача крови состоит в распространении кислорода по всему телу, то есть насыщении кислородом всех органов, включая мозг. Кроме того, кровь удаляет углекислый газ из тканей и разносит по всему организму питательные вещества.

Интересно: в человеческом теле содержится 4-6 литров крови (которая составляет 8% от массы тела). Потеря 0,5 литра крови у взрослых людей не представляет опасности, но, когда в организме не хватает 2 литра крови, существует большой риск для жизни, в таких случаях необходима медицинская помощь.

А вы знали, что у других млекопитающих и птиц такое же соотношение крови к массе тела — 8%? А рекордное количество потерянной крови у человека, который все-таки выжил, было 4,5 литра? (Фото: Tomitheos/flickr.com).

6. Высота и глубина.

Границы выживания: от -18 до 4500 м над уровнем моря.

Выводы: если человек без подготовки, не знающий правил, а также без специального оборудования нырнет на глубину больше 18-ти метров, ему грозит разрыв барабанных перепонок, повреждение легких и носа, слишком высокое давление в других органах, потеря сознания и смерть от утопления. Тогда как на высоте более 4500 метров над уровнем моря недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе в течение 6-12 часов может привести к отеку легких и мозга. Если человек не сможет спуститься на более низкую высоту, он умрет.

Интересно: неподготовленный человеческий организм без специального оборудования может жить в относительно небольшом диапазоне высот. Погружаться на глубину больше 18 метров и подниматься на вершины гор могут только тренированные люди (водолазы и альпинисты), и даже они используют для этого специальное оборудование — баллоны для дайвинга и альпинистское снаряжение.

А вы знали, что рекорд в нырянии на одном вдохе принадлежит итальянцу Умберто Пелиццари — он нырнул на глубину 150 м. Во время погружения он испытывал огромное давление: 13 килограммов на квадратный сантиметр тела, то есть около 250 тонн на все тело. (Фото: B℮n/flickr.com).

7. Нехватка воды.

Границы выживания: 7-10 дней.

Выводы: нехватка воды в течение долгого времени (7-10 дней) приводит к тому, что кровь становится настолько густой, что не может перемещаться по сосудам, а сердце не в состоянии распространить ее по телу.

На две трети человеческое тело (вес) состоит из воды, которая необходима для правильного функционирования организма. Почки нуждаются в воде, чтобы удалить из организма токсины, легким нужна вода, чтобы увлажнить выдыхаемый нами воздух. Вода также участвует в процессах, происходящих в клетках нашего организма.

Интересно: когда организму не хватает около 5 литров воды, у человека начинается головокружение или обморочное состояние. При недостатке воды в количестве 10 литров, начинаются сильные судороги, при 15-литрововм дефиците воды — человек умирает.

А вы знали, что в процессе дыхания мы потребляем ежедневно около 400 мл воды? Убить нас может не только нехватка воды, но ее избыток. Такой случай произошел с одной женщиной из Калифорнии (США), которая во время конкурса выпила 7,5 литра воды за короткий промежуток времени, в результате чего потеряла сознание и через несколько часов умерла. (Фото: Shutterstock).

8. Голод.

Границы выживания: 60 дней.

Выводы: отсутствие питательных веществ влияет на функционирование всего организма. У голодающего человека замедляется сердечный ритм, повышается уровень холестерина в крови, возникает сердечная недостаточность и необратимые повреждения печени и почек. У изнуренного голодом человека появляются также галлюцинации, он становится вялым и очень слабым.

Человек ест пищу, чтобы обеспечить себя энергией для работы всего организма. Здоровый, хорошо питавшийся человек, у которого есть доступ к достаточному количеству воды и который находится в дружеской среде, может выжить без еды около 60 дней.

Интересно: чувство голода обычно появляется через несколько часов после последнего приема пищи. В течение первых трех дней без еды человеческое тело расходует энергию из той пищи, которая была съедена последней. Потом печень начинает разрушать и потреблять жир из организма. Через три недели, организм начинает сжигать энергию из мышц и внутренних органов.

А вы знали, что дольше всего без пищи оставался и при этом выжил американец Amerykanin Charles R. McNabb, который в 2004 году голодал в тюрьме 123 дня? Он пил только воду, а иногда чашечку кофе.

А вы знаете, что каждый день в мире от голода умирает около 25 000 человек? (Фото: Rubén Chase/flickr.com).

Все мы слышали эпические истории о людях, переживших попадание пули в голову, выживших после падения с 10-го этажа, или месяцами скитавшихся в море. Но достаточно поместить человека в любое место известной вселенной за исключением тонкого слоя пространства, простирающегося на пару миль над уровнем моря на Земле, или под ним, и гибель человека неминуема. Каким бы прочным и эластичным не казалось бы наше тело в некоторых ситуациях, в контексте космоса в целом, оно пугающе хрупко.

Многие границы, в рамках которых средний человек способен выжить, определены достаточно хорошо. Примером является известное "правило троек", определяющее, как долго мы способны обходиться без воздуха, воды и пищи (примерно, три минуты, три дня, и три недели, соответственно). Другие пределы более спорны, поскольку люди очень редко проверяют их (или не проверяют вовсе). Например, как долго вы можете бодрствовать, прежде чем умрете? На какую высоту вы можете подняться, до того, как задохнетесь? Какое ускорение способно выдержать ваше тело, прежде чем разорвется на части?

Определить границы, в рамках которых мы живем, помогли определить эксперименты, проводившиеся в течение десятилетий. Некоторые из них были целенаправленными, некоторые - случайными.

Как долго мы можем оставаться в бодрствующем состоянии?

Известно, что летчики ВВС, после трех-четырех дней бодрствования впадали в настолько неуправляемое состояние, что разбивали свои самолеты (засыпая за штурвалом). Даже одна ночь без сна влияет на способности водителя так же, как и опьянение. Абсолютный предел добровольного сопротивления сну, составляет 264 часа (около 11 дней). Этот рекорд установил 17-летний Рэнди Гарднер, для ярмарки научных проектов учащихся старших классов в 1965 году. Перед тем, как он заснул в 11-й день, он, фактически представляя собой растение с открытыми глазами.

Но через какое время он бы умер?

В июне этого года 26-летнй китаец умер через 11 дней, проведенных без сна в попытке просмотреть все игры Европейского Чемпионата. При этом он потреблял алкоголь и курил, что затрудняет точно установить причину смерти. Но только по причине недостатка сна, определенно, не умер ни один человек. И по очевидным этическим причинам ученые не могут определить этот срок в лабораторных условиях.

Но они смогли сделать это на крысах. В 1999 году исследователи сна из Университета Чикаго поместили крыс на вращающийся диск, расположенный над бассейном с водой. Они непрерывно записывали поведение крыс при помощи компьютерной программы, способной распознать наступление сна. Когда крыса начинала засыпать, диск неожиданно поворачивался, пробуждая ее, отбрасывая ее к стенке и угрожая сбросить ее в воду. Крысы, как правило, умирали через две недели такого обращения. Перед смертью грызуны демонстрировали симптомы гиперметаболизма, состояния, в котором скорость метаболизма организма в состоянии покоя увеличивается настолько, что сжигаются все излишние калории, даже при полной неподвижности тела. Гиперметаболизм ассоциируется с недостатком сна.

Как много радиации мы способны выдержать?

Радиация представляет собой долговременную опасность, так как она вызывает мутации ДНК, меняя генетический код таким образом, что это приводит к раковому росту клеток. Но какая доза радиации убьет вас немедленно? По словам Питера Каракаппа, инженера-ядерщика и специалиста по радиационной безопасности в Политехническом Институте Ренслера, доза в 5-6 зивертов (Sv) в течение нескольких минут разрушит слишком много клеток, чтобы организм смог с этим справиться. "Чем дольше период накопления дозы, тем выше шансы на выживание, так как организм в это время пытается провести самовосстановление", - пояснил Каракаппа.

Для сравнения, некоторые рабочие на японской атомной электростанции Фукусима получили от 0.4 до 1 Sv радиации в течение часа, во время противостояния аварии в марте прошлого года. Хотя они и выжили, риск заболевания раком у них значительно повышен, говорят ученые.

Даже если удастся избежать аварий на АЭС и взрывов сверхновых, естественный радиационный фон на Земле (от таких источников, как уран в почве, космические лучи и медицинские устройства) увеличивают наши шансы заболеть раком в любой год на 0.025 процента, говорит Каракаппа. Это устанавливает несколько странный предел продолжительности жизни человека.

"Средний человек... получая среднюю дозу фоновой радиации каждый год в течение 4000 лет, в отсутствии других факторов, неизбежно получит рак, вызванный радиацией", - говорит Каракаппа. Другими словами, даже если мы сможем победить все болезни, и отключить генетические команды, которые управляют процессом старения, мы все равно не будем жить более 4000 лет.

Какое ускорение мы можем выдержать?

Грудная клетка защищает наше сердце от сильных ударов, но она не является надежной защитой от рывков, которые стали сегодня возможны благодаря развитию технологии. Какое ускорение способен выдержать этот наш орган?

НАСА и военные исследователи проведи ряд испытаний в попытке ответить на этот вопрос. Целью этих испытаний была безопасность конструкций космических и воздушных летательных аппаратов. (Мы же не хотим, чтобы астронавты теряли сознание при взлете ракеты.) Горизонтальное ускорение - рывок в бок - оказывает отрицательное влияние на наши внутренности, из-за асимметричности воздействующих сил. Согласно недавно опубликованной в журнале "Popular Science" статье, горизонтальное ускорение величиной в 14 g способно оторвать наши органы друг от друга. Ускорение вдоль тела в направлении головы может сместить всю кровь к ногам. Такое вертикальное ускорение величиной от 4 до 8 g лишит вас сознания. (1 g - это та сила тяжести, которую мы ощущаем на земной поверхности, в 14 g - эта сила тяжести на планете, в 14 раз массивнее нашей.)

Ускорение, направленное вперед или назад, является наиболее благоприятным для тела, так как при этом и голова и сердце ускоряются одинаково. Проведенные военными в 1940-х и в 1950-х годах эксперименты по "торможению человека" (в которые, в сущности, использовались ракетные салазки, двигающиеся по всей базе ВВС "Edwards" в Калифорнии), показали, что мы можем тормозить с ускорением 45 g, и при этом остаться в живых, чтобы рассказать об этом. При таком торможении, двигаясь со скоростью выше 1000 км в час, вы можете остановиться за доли секунды, проехав несколько сотен футов. При торможении в 50 g, мы, по оценкам специалистов, мы, вероятно, превратимся в мешок с отдельными органами.

Какие изменения окружающей среды мы способны выдержать?

Разные люди способны выдержать различные изменения привычных атмосферных условий, независимо от того, будь то изменение температуры, давления, или содержания кислорода в воздухе. Пределы выживания также связаны с тем, насколько медленно происходят изменения окружающей среды, поскольку наш организм способен постепенно настраивать потребление кислорода, и изменять метаболизм в ответ на экстремальные условия. Но, тем не менее, можно приблизительно оценить, что мы способны выдержать.

Большинство людей начинает страдать от перегрева через 10 минут нахождения в крайне влажной и жаркой среде (60 градусов по Цельсию). Установить границы смерти от охлаждения сложнее. Человек обычно умирает, когда температура его тела падает до 21 градуса по Цельсию. Но сколько времени для этого требуется, зависит от того, насколько человек "привычен к холоду", и проявился ли загадочная, латентная форма "зимней спячки", которая, как известно, иногда имеет место.

Границы выживания гораздо лучше установлены для долговременного комфорта. По данным отчета НАСА за 1958 год, люди могут неопределенного долго жить в окружающей среде, температура которой находится в пределах от 4 до 35 градусов по Цельсию, при условии, что последняя температура приходится на относительную влажность не более 50 процентов. При меньшей влажности максимальная температура увеличивается, так как меньшее количество влаги в воздухе облегчает процесс потения, и тем самым, охлаждения тела.

Как можно судить из научно-фантастических фильмов, в которых шлем астронавта открывается вне космического корабля, мы не способны долго продержаться при очень низких уровнях давления или кислорода. При нормальном атмосферном давлении, воздух содержит 21 процент кислорода. Мы умрем от удушья, если концентрация кислорода опустится ниже 11 процентов. Слишком большая концентрация кислорода также убивает, постепенно вызывая воспаление легких в течение нескольких дней.

Мы теряем сознание, когда давление падает ниже 57 процентов атмосферного давления, что соответствует подъему на высоту 4500 метра. Альпинисты способны подниматься на более высокие горы, поскольку их организм постепенно приспосабливается к снижению количества кислорода, но никто не сможет прожить достаточно долго без кислородных баллонов на высоте более 7900 метров.

Это около 8 километров вверх. А до границы известной вселенной остается еще почти 46 миллиардов световых лет.

Наталия Волховер (Natalie Wolchover)

"Маленьките загадки жизни" (Life"s Little Mysteries)

август 2012

Перевод: Гусев Александр Владимирович

Мы живем на планете воды, но земные океаны знаем хуже, чем некоторые космические тела. Больше половины поверхности Марса артографировано с разрешением около 20 м — и только 10−15% океанского дна изучены при разрешении хотя бы 100 м. На Луне побывало 12 человек, на дне Марианской впадины — трое, и все они не смели и носа высунуть из сверхпрочных батискафов.

Погружаемся

Главная сложность в освоении Мирового океана — это давление: на каждые 10 м глубины оно увеличивается еще на одну атмосферу. Когда счет доходит до тысяч метров и сотен атмосфер, меняется все. Жидкости текут иначе, необычно ведут себя газы… Аппараты, способные выдержать эти условия, остаются штучным продуктом, и даже самые современные субмарины на такое давление не рассчитаны. Предельная глубина погружения новейших АПЛ проекта 955 «Борей» составляет всего 480 м.

Водолазов, спускающихся на сотни метров, уважительно зовут акванавтами, сравнивая их с покорителями космоса. Но бездна морей по‑своему опаснее космического вакуума. Случись что, работающий на МКС экипаж сможет перейти в пристыкованный корабль и через несколько часов окажется на поверхности Земли. Водолазам этот путь закрыт: чтобы эвакуироваться с глубины, могут потребоваться недели. И срок этот не сократить ни при каких обстоятельствах.

Впрочем, на глубину существует и альтернативный путь. Вместо того чтобы создавать все более прочные корпуса, можно отправить туда… живых водолазов. Рекорд давления, перенесенного испытателями в лаборатории, почти вдвое превышает способности подлодок. Тут нет ничего невероятного: клетки всех живых организмов заполнены той же водой, которая свободно передает давление во всех направлениях.

Клетки не противостоят водному столбу, как твердые корпуса субмарин, они компенсируют внешнее давление внутренним. Недаром обитатели «черных курильщиков», включая круглых червей и креветок, прекрасно себя чувствуют на многокилометровой глубине океанского дна. Некоторые виды бактерий неплохо переносят даже тысячи атмосфер. Человек здесь не исключение — с той лишь разницей, что ему нужен воздух.

Под поверхностью

Кислород Дыхательные трубки из тростника были известны еще могиканам Фенимора Купера. Сегодня на смену полым стеблям растений пришли трубки из пластика, «анатомической формы» и с удобными загубниками. Однако эффективности им это не прибавило: мешают законы физики и биологии.

Уже на метровой глубине давление на грудную клетку поднимается до 1,1 атм — к самому воздуху прибавляется 0,1 атм водного столба. Дыхание здесь требует заметного усилия межреберных мышц, и справиться с этим могут только тренированные атлеты. При этом даже их сил хватит ненадолго и максимум на 4−5 м глубины, а новичкам тяжело дается дыхание и на полуметре. Вдобавок чем длиннее трубка, тем больше воздуха содержится в ней самой. «Рабочий» дыхательный объем легких составляет в среднем 500 мл, и после каждого выдоха часть отработанного воздуха остается в трубке. Каждый вдох приносит все меньше кислорода и все больше углекислого газа.

Чтобы доставлять свежий воздух, требуется принудительная вентиляция. Нагнетая газ под повышенным давлением, можно облегчить работу мускулам грудной клетки. Такой подход применяется уже не одно столетие. Ручные насосы известны водолазам с XVII века, а в середине XIX века английские строители, возводившие подводные фундаменты для опор мостов, уже подолгу трудились в атмосфере сжатого воздуха. Для работ использовались толстостенные, открытые снизу подводные камеры, в которых поддерживали высокое давление. То есть кессоны.

Глубже 10 м

Азот Во время работы в самих кессонах никаких проблем не возникало. Но вот при возвращении на поверхность у строителей часто развивались симптомы, которые французские физиологи Поль и Ваттель описали в 1854 году как On ne paie qu’en sortant — «расплата на выходе». Это мог быть сильный зуд кожи или головокружение, боли в суставах и мышцах. В самых тяжелых случаях развивались параличи, наступала потеря сознания, а затем и гибель.

Чтобы отправиться на глубину без каких-либо сложностей, связанных с экстремальным давлением, можно использовать сверхпрочные скафандры. Это чрезвычайно сложные системы, выдерживающие погружение на сотни метров и сохраняющие внутри комфортное давление в 1 атм. Правда, они весьма дороги: например, цена недавно представленного скафандра канадской фирмы Nuytco Research Ltd. EXOSUIT составляет около миллиона долларов.

Проблема в том, что количество растворенного в жидкости газа прямо зависит от давления над ней. Это касается и воздуха, который содержит около 21% кислорода и 78% азота (прочими газами — углекислым, неоном, гелием, метаном, водородом и т. д. — можно пренебречь: их содержание не превышает 1%). Если кислород быстро усваивается, то азот просто насыщает кровь и другие ткани: при повышении давления на 1 атм в организме растворяется дополнительно около 1 л азота.

При быстром снижении давления избыток газа начинает выделяться бурно, иногда вспениваясь, как вскрытая бутылка шампанского. Появляющиеся пузырьки могут физически деформировать ткани, закупоривать сосуды и лишать их снабжения кровью, приводя к самым разнообразным и часто тяжелым симптомам. По счастью, физиологи разобрались с этим механизмом довольно быстро, и уже в 1890-х годах декомпрессионную болезнь удавалось предотвратить, применяя постепенное и осторожное снижение давления до нормы — так, чтобы азот выходил из организма постепенно, а кровь и другие жидкости не «закипали».

В начале ХХ века английский исследователь Джон Холдейн составил детальные таблицы с рекомендациями по оптимальным режимам спуска и подъема, компрессии и декомпрессии. Экспериментируя с животными, а затем и с людьми — в том числе с самим собой и своими близкими, — Холдейн выяснил, что максимальная безопасная глубина, не требующая декомпрессии, составляет около 10 м, а при длительном погружении — и того меньше. Возвращение с глубины должно производиться поэтапно и не спеша, чтобы дать азоту время высвободиться, зато спускаться лучше довольно быстро, сокращая время поступления избыточного газа в ткани организма. Людям открылись новые пределы глубины.

Глубже 40 м

Гелий Борьба с глубиной напоминает гонку вооружений. Найдя способ преодолеть очередное препятствие, люди делали еще несколько шагов — и встречали новую преграду. Так, следом за кессонной болезнью открылась напасть, которую дайверы почти любовно зовут «азотной белочкой». Дело в том, что в гипербарических условиях этот инертный газ начинает действовать не хуже крепкого алкоголя. В 1940-х опьяняющий эффект азота изучал другой Джон Холдейн, сын «того самого». Опасные эксперименты отца его ничуть не смущали, и он продолжил суровые опыты на себе и коллегах. «У одного из наших испытуемых произошел разрыв легкого, — фиксировал ученый в журнале, — но сейчас он поправляется».

Несмотря на все исследования, механизм азотного опьянения детально не установлен — впрочем, то же можно сказать и о действии обычного алкоголя. И тот и другой нарушают нормальную передачу сигналов в синапсах нервных клеток, а возможно, даже меняют проницаемость клеточных мембран, превращая ионообменные процессы на поверхностях нейронов в полный хаос. Внешне то и другое проявляется тоже схожим образом. Водолаз, «словивший азотную белочку», теряет контроль над собой. Он может впасть в панику и перерезать шланги или, наоборот, увлечься пересказом анекдотов стае веселых акул.

Наркотическим действием обладают и другие инертные газы, причем чем тяжелее их молекулы, тем меньшее давление требуется для того, чтобы этот эффект проявился. Например, ксенон анестезирует и при обычных условиях, а более легкий аргон — только при нескольких атмосферах. Впрочем, эти проявления глубоко индивидуальны, и некоторые люди, погружаясь, ощущают азотное опьянение намного раньше других.

Избавиться от анестезирующего действия азота можно, снизив его поступление в организм. Так работают дыхательные смеси нитроксы, содержащие увеличенную (иногда до 36%) долю кислорода и, соответственно, пониженное количество азота. Еще заманчивее было бы перейти на чистый кислород. Ведь это позволило бы вчетверо уменьшить объем дыхательных баллонов или вчетверо увеличить время работы с ними. Однако кислород — элемент активный, и при длительном вдыхании — токсичный, особенно под давлением.

Чистый кислород вызывает опьянение и эйфорию, ведет к повреждению мембран в клетках дыхательных путей. При этом нехватка свободного (восстановленного) гемоглобина затрудняет выведение углекислого газа, приводит к гиперкапнии и метаболическому ацидозу, запуская физиологические реакции гипоксии. Человек задыхается, несмотря на то что кислорода его организму вполне достаточно. Как установил тот же Холдейн-младший, уже при давлении в 7 атм дышать чистым кислородом можно не дольше нескольких минут, после чего начинаются нарушения дыхания, конвульсии — все то, что на дайверском сленге называется коротким словом «блэкаут».

Жидкостное дыхание

Пока еще полуфантастический подход к покорению глубины состоит в использовании веществ, способных взять на себя доставку газов вместо воздуха — например, заменителя плазмы крови перфторана. В теории, легкие можно заполнить этой голубоватой жидкостью и, насыщая кислородом, прокачивать ее насосами, обеспечивая дыхание вообще без газовой смеси. Впрочем, этот метод остается глубоко экспериментальным, многие специалисты считают его и вовсе тупиковым, а, например, в США применение перфторана официально запрещено.

Поэтому парциальное давление кислорода при дыхании на глубине поддерживается даже ниже обычного, а азот заменяют на безопасный и не вызывающий эйфории газ. Лучше других подошел бы легкий водород, если б не его взрывоопасность в смеси с кислородом. В итоге водород используется редко, а обычным заменителем азота в смеси стал второй по легкости газ, гелий. На его основе производят кислородно-гелиевые или кислородно-гелиево-азотные дыхательные смеси — гелиоксы и тримиксы.

Глубже 80 м

Сложные смеси Здесь стоит сказать, что компрессия и декомпрессия при давлениях в десятки и сотни атмосфер затягивается надолго. Настолько, что делает работу промышленных водолазов — например, при обслуживании морских нефтедобывающих платформ — малоэффективной. Время, проведенное на глубине, становится куда короче, чем долгие спуски и подъемы. Уже полчаса на 60 м выливаются в более чем часовую декомпрессию. После получаса на 160 м для возвращения понадобится больше 25 часов — а ведь водолазам приходится спускаться и ниже.

Поэтому уже несколько десятилетий для этих целей используют глубоководные барокамеры. Люди живут в них порой целыми неделями, работая посменно и совершая экскурсии наружу через шлюзовой отсек: давление дыхательной смеси в «жилище» поддерживается равным давлению водной среды вокруг. И хотя декомпрессия при подъеме со 100 м занимает около четырех суток, а с 300 м — больше недели, приличный срок работы на глубине делает эти потери времени вполне оправданными.

Методы длительного пребывания в среде с повышенным давлением прорабатывались с середины ХХ века. Большие гипербарические комплексы позволили создавать нужное давление в лабораторных условиях, и отважные испытатели того времени устанавливали один рекорд за другим, постепенно переходя и в море. В 1962 году Роберт Стенюи провел 26 часов на глубине 61 м, став первым акванавтом, а тремя годами позже шестеро французов, дыша тримиксом, прожили на глубине 100 м почти три недели.

Здесь начались новые проблемы, связанные с длительным пребыванием людей в изоляции и в изнурительно некомфортной обстановке. Из-за высокой теплопроводности гелия водолазы теряют тепло с каждым выдохом газовой смеси, и в их «доме» приходится поддерживать стабильно жаркую атмосферу — около 30 °C, а вода создает высокую влажность. Кроме того, низкая плотность гелия меняет тембр голоса, серьезно затрудняя общение. Но даже все эти трудности вместе взятые не поставили бы предел нашим приключениям в гипербарическом мире. Есть ограничения и поважнее.

Глубже 600 м

Предел В лабораторных экспериментах отдельные нейроны, растущие «в пробирке», плохо переносят экстремально высокое давление, демонстрируя беспорядочную гипервозбудимость. Похоже, что при этом заметно меняются свойства липидов клеточных мембран, так что противостоять этим эффектам невозможно. Результат можно наблюдать и в нервной системе человека под огромным давлением. Он начинает то и дело «отключаться», впадая в кратковременные периоды сна или ступора. Восприятие затрудняется, тело охватывает тремор, начинается паника: развивается нервный синдром высокого давления (НСВД), обусловленный самой физиологией нейронов.

Помимо легких, в организме есть и другие полости, содержащие воздух. Но они сообщаются с окружающей средой очень тонкими каналами, и давление в них выравнивается далеко не моментально. Например, полости среднего уха соединяются с носоглоткой лишь узкой евстахиевой трубой, которая к тому же часто забивается слизью. Связанные с этим неудобства знакомы многим пассажирам самолетов, которым приходится, плотно закрыв нос и рот, резко выдохнуть, уравнивая давление уха и внешней среды. Водолазы тоже применяют такое «продувание», а при насморке стараются вовсе не погружаться.

Добавление к кислородно-гелиевой смеси небольших (до 9%) количеств азота позволяет несколько ослабить эти эффекты. Поэтому рекордные погружения на гелиоксе достигают планки 200−250 м, а на азотсодержащем тримиксе — около 450 м в открытом море и 600 м в компрессионной камере. Законодателями в этой области стали — и до сих пор остаются — французские акванавты. Чередование воздуха, сложных дыхательных смесей, хитрых режимов погружения и декомпрессии еще в 1970-х позволило водолазам преодолеть планку в 700 м глубины, а созданную учениками Жака Кусто компанию COMEX сделало мировым лидером в водолазном обслуживании морских нефтедобывающих платформ. Детали этих операций остаются военной и коммерческой тайной, поэтому исследователи других стран пытаются догнать французов, двигаясь своими путями.

Пытаясь опуститься глубже, советские физиологи изучали возможность замены гелия более тяжелыми газами, например неоном. Эксперименты по имитации погружения на 400 м в кислородно-неоновой атмосфере проводились в гипербарическом комплексе московского Института медико-биологических проблем (ИМБП) РАН и в секретном «подводном» НИИ-40 Министерства обороны, а также в НИИ Океанологии им. Ширшова. Однако тяжесть неона продемонстрировала свою обратную сторону.

Можно подсчитать, что уже при давлении 35 атм плотность кислородно-неоновой смеси равна плотности кислородно-гелиевой примерно при 150 атм. А дальше — больше: наши воздухоносные пути просто не приспособлены для «прокачивания» такой густой среды. Испытатели ИМБП сообщали, что, когда легкие и бронхи работают со столь плотной смесью, возникает странное и тяжелое ощущение, «будто ты не дышишь, а пьешь воздух». В бодрствующем состоянии опытные водолазы еще способны с этим справиться, но в периоды сна — а на такую глубину не добраться, не потратив долгие дни на спуск и подъем — они то и дело просыпаются от панического ощущения удушья. И хотя военным акванавтам из НИИ-40 удалось достичь 450-метровой планки и получить заслуженные медали Героев Советского Союза, принципиально это вопроса не решило.

Новые рекорды погружения еще могут быть поставлены, но мы, видимо, подобрались к последней границе. Невыносимая плотность дыхательной смеси, с одной стороны, и нервный синдром высоких давлений — с другой, видимо, ставят окончательный предел путешествиям человека под экстремальным давлением.

Когда появилась возможностью погружаться на глубину, появилось и стремление стать в этом деле лучшим. Идет постоянная борьба за рекорды, не смотря на негативное влияние, которое оказывает глубина на человека. Например, из-за давления воды возникает боль в ушах и есть угроза того, что барабанная перепонка лопнет.

Хотя с этой проблемой профессиональные дайверы справляются налегке. Главное, выровнять давление с помощью глотательных движений. Кроме того, с каждым метром глубины давление воды возрастает, а объем воздуха в легких уменьшается.

Из-за этого пловцы часто неправильно оценивают запасы кислорода, что впоследствии может сыграть злую шутку с дайвером. Да и подъем из глубины имеет свою специфику и трудности. Но, не смотря на это, битва за рекорды продолжается.

Максимальная глубина погружения человека

Первое погружение на глубину в сто метров даже не было занесено в спортивные рекорды. Но имена дайверов, которые это сделали, знают все ныряльщики. Это Энцо Майорка и Жак Майоль. Кстати, именно они стали прообразами главных героев известного фильма Люка Бессонна «Голубая бездна».

Отметка в 100 метров давно перестала быть рекордной. Во совершил австрийский пловец Герберт Ницш. Его рекорд в 2001 году составил 214 метров. Кстати, Ницша зовут легендой фридайвинга.

За всю свою жизнь в этом виде погружения он устанавливал мировые рекорды 31 раз. Среди женщин рекордсменкой в стала американка Таня Стритер. В 2002 году она опустилась на глубину в 160м.

Мировой рекорд принадлежит французскому дайверу Паскалю Бернабе, который, кстати, в повседневной жизни учитель младших классов.

В июле 2005 года он меньше чем за 10 минут погрузился на глубину в 330 метров (хотя изначально планировал покорить расстояние в 320 метров, но веревка растянулась и он преодолел лишние 10 метров). Зато всплытие тянулось 9 . К этому результату дайвер готовился 3 года.

Хотя, возможно, это и не максимальная глубина погружения человека. Ведь многие результаты не фиксируются и официально не озвучиваются. Например, вряд ли кто-то расскажет в прессе про действия военных аквалангистов или возможности их специального снаряжения.

А вообще, глубина всегда будет манить к себе человека, главное, не потерять голову от ее прелестей и не забыть о безопасности. Также важно умение длительно находиться под водой.

Изменение артериального давления (АД), как в сторону увеличения, так и снижения, может быть не только опасно для здоровья, но и представлять угрозу жизни. Каждому, кто хоть раз сталкивался с внезапным изменением АД, необходимо знать, что такое критическое давление для человека, как его распознать и чем опасны его внезапные скачки.

Идеальное значение артериального давления для человека – это 120 на 80 мм.рт.ст. При этом такой показатель редко наблюдается, обычно отклонения от нормы составляют до 10 единиц как верхнего, так и нижнего показателя.

Нормы меняются с возрастом. У людей старше 50 лет нормальным можно считать повышение верхнего показателя до 130 мм.рт.ст.

Снижение артериального давления не всегда является опасным. Так, снижение АД до 110 на 70 или 100 на 60 не является патологией. Во многом нормальное АД для каждого человека – это понятие сугубо индивидуальное и зависит от особенностей организма. Некоторые пациенты всю жизнь живут с немного пониженным давлением и их самочувствие ухудшается при повышении АД до нормальных значений.

У людей старшего возраста снижение АД до 110 на 70 может сопровождаться упадком сил и головокружением, хотя для других возрастных групп такое значение считается близким к идеальному.

С возрастом норма давления повышается, но некоторые люди хорошо себя чувствуют при других показателях

Таким образом, изменение АД на 10-15 единиц выше или ниже нормы не свидетельствует о какой-либо патологии, но только если человек при этом не ощущает дискомфорта. Насторожиться следует тогда, когда всю жизнь сохранялось низкое давление, например, 100 на 60, однако под действием каких-либо негативных факторов оно внезапно поднялось до 120 на 80, и при этом чувствуется недомогание. Это же справедливо в случаях, когда пациент всегда жил с давление 130 на 90, однако внезапно оно опустилось до 110 на 70. Такие показатели не являются критическими и обычно не опасны для здоровья, однако любые внезапные отклонения АД от значений, которые считаются нормальными для пациента, могут выступать первым сигналом о нарушении работы организма.

Критические показатели АД

Невозможно однозначно сказать, какие показатели являются критическим давлением для человека, и приводят к летальному исходу. Многое зависит от общего состояния организма и возраста пациента.

В некоторых случаях артериальное давление 180 на 120 смертельно для человека. Это справедливо тогда, когда произошел резкий скачок показателей АД у пациента, живущего с нормальным давлением, но при этом своевременно не были приняты меры по купированию криза. Результатом стремительного скачка давления может стать инфаркт миокарда или кровоизлияние в мозг.

Резкий скачок давления может закончиться инсультом

Опасное низкое давление – это ниже 80 на 60. Для человека критично внезапное снижение давления ниже 70 на 50 мм.рт.ст. Это может привести к коме или смерти.

Какое давление считается критическим для людей – это зависит, в первую очередь, от того, какое АД является нормой для каждого конкретного пациента. В среднем, привести к летальному исходу может резкое изменение АД на 50-60 пунктов в обе стороны.

Повышение АД

Гипертонией называется состояние, при котором АД повышается свыше 140 на 100. Кратковременные скачки давления случаются у каждого человека и не являются опасной патологией, в отличие от постоянно повышенного давления.

Заболевание связано с различными патологиями сердечно-сосудистой и эндокринной системы, достаточно часто развивается на фоне нарушения функции почек и атеросклероза. В зависимости от степени повышения давления, различают три стадии заболевания. Первые 2 стадии развития гипертонической болезни протекают бессимптомно, на последней стадии отмечаются признаки сбоя в работе организма – мигрени, одышка, тахикардия. Заболевание является неизлечимым, для нормализации показателе АД пациенту необходимо постоянно принимать гипотензивные средства.

Опасное состояние – это резкий скачок давления, при котором происходит повышение показателей свыше 180 мм.рт.ст. Такое состояние называется гипертоническим кризом и требует немедленной медицинской помощи.

При гипертоническом кризе давление у человека может повышаться до 200 на 140 и выше. Это критические значения, угрожающие жизни пациента. При этом важно отметить: постепенное повышение давления в течение долгих дней или недель в большинстве случаев не вызывает скорого летального исхода, однако может стать причиной нарушения работы внутренних органов. При этом важно обратиться к кардиологу и принять меры по нормализации АД, но, в отличие от гипертонического криза, риск летального исхода значительно ниже.

Риск летального исхода при резком скачке давления на фоне гипертонии повышается при одновременном повышении нижнего значения давления (диастолическое АД). Разница между верхним и нижнем показателем называется пульсовым давлением. Высокое пульсовое давление свидетельствует о повышенной нагрузке на сердечную мышцу. Важно понимать, что риск развития сердечного приступа при давлении 180 на 100 выше, чем при показателях 200 на 130, именно из-за высокого пульсового давления в первом случае.

Еще одно опасное состояние – большая разница между верхним и нижним давлением. Так, при показателях 200 на 90 необходимо принять меры для нормализации АД в течение часа, в противном случае высок риск поражения головного мозга вследствие гипоксии.

Пульсовое давление может повышаться и у здорового человека, например, после физических нагрузок, но возвращается в норму в течение 10 минут

Чем опасно низкое давление?

Гипотония – это состояние, при котором верхнее давление меньше 100, а нижнее меньше 70. Опасность этого состояния – недостаток кислорода, поступающего к головному мозгу и внутренним органам.

Само по себе пониженное давление неопасно и редко выступает самостоятельным заболеванием. В большинстве случаев гипотония диагностируется при давлении 100 на 70 (60), и развивается на фоне нарушения работы щитовидной железы или вегетативного отдела нервной системы.

Опасными являются показатели АД ниже 80 на 60. При этом ухудшение самочувствия нарастает очень быстро и часто приводит к обмороку. В некоторых случаях, внезапное понижение АД может стать причиной комы.

Гипотония опасна риском инсульта. Это состояние развивается из-за гипоксии головного мозга. Критическое значение артериального давления, при котором риск летального исхода очень высок – это ниже 50 мм.рт.ст. При таких показателях происходят необратимые изменения в тканях головного мозга.

При снижении давления до 70 на 50 мм.рт.ст. человеку необходима срочная госпитализация.

Первая помощь при резких изменениях АД

Лечение гипотонии сводится к повышению АД до пределов нормы. При давлении 100 на 70 достаточно выпить пару чашек кофе, что заметить улучшение. Более низкие показатели требуют врачебной помощи. Госпитализация показана при давлении 80 (70) на 60 (50). При этом важную роль играет самочувствие пациента. Если давление ниже 100 не сопровождается головокружением и упадком сил, достаточно просто отдохнуть и успокоиться, чтобы избежать еще большего понижения АД.

Симптомы пониженного давления:

• головокружение и упадок сил;
• бледность кожи;
• онемение рук и ног;
• сонливость;
• дезориентация.

В ряде случаев, внезапное снижение АД может привести к обмороку. Это обусловлено гипоксией тканей мозга из-за недостатка кровоснабжения.

При резком снижении давления человек может потерять сознание

При стойком повышении давления до 140 на 100 и выше, необходимо наблюдаться у кардиолога. Гипертония лечится комплексно, необходим прием ряда препаратов, направленных на нормализацию работы сердечно-сосудистой системы. При гипертоническом кризе следует сразу же вызвать бригаду врачей на дом, но не пытаться сбить давление гипотензивными препаратами – резкое падение АД чревато опасными осложнениями.

Симптомы гипертонического криза:

• покраснение лица;
• чувство паники и тревоги;
• пульсация крови в ушах;
• тахикардия;
• боль в области сердца;
• недостаток кислорода (одышка).

При кризе следует оказать пациенту доврачебную помощь. Ему необходимо принять полу-сидячее положение, откинуться на подушки. Нужно открыть окна в помещении, чтобы обеспечить приток свежего воздуха. Затем следует принять таблетку нитроглицерина, для нормализации сердечного ритма, и вызвать врачей. Строжайше запрещено принимать какие-либо другие препараты для снижения АД либо антиаритмического действия.