Dr K. David Sawatzky
druga połowa dwuczęściowej serii na toksyczność tlenu, po raz pierwszy opublikowany w magazynie Diver w lutym / Mar 2009.W ostatniej kolumnie skupiliśmy się głównie na mechanizmach toksyczności tlenowej.
Ta kolumna będzie kontynuowała tę dyskusję z opisem toksycznego wpływu tlenu na płuca i mózg. Dyskusja jest dość techniczna, więc wskazane byłoby przejrzenie ostatniej kolumny przed kontynuowaniem tej.
Dr J., Lorrain Smith po raz pierwszy opisał toksyczny wpływ tlenu na płuca w 1899 roku. Zauważył, że nasilenie efektu wzrasta wraz ze wzrostem pO2 i że efekty są w dużej mierze odwracalne. Jak pokazano na diagramie, toksyczne skutki tlenu przy ciśnieniach cząstkowych między 0,45 ATA i 1,6 ATA są przede wszystkim na płucach, podczas gdy toksyczny wpływ na pO2s ponad 1,6 ATA są przede wszystkim na mózgu.
najwcześniejszym objawem toksyczności płucnej (płucnej) tlenu jest łagodne podrażnienie tchawicy (gardła), które pogarsza się z głębokim natchnieniem., Następnie rozwija się łagodny kaszel, a następnie silniejsze podrażnienie i kaszel, aż Inspiracja staje się dość bolesna, a kaszel staje się niekontrolowany. Jeśli ekspozycja na tlen jest kontynuowana, osoba zauważy ucisk w klatce piersiowej, trudności w oddychaniu, duszność, a jeśli ekspozycja jest kontynuowana wystarczająco długo, osoba umrze, z braku tlenu! Postępujące uszkodzenia płuc ostatecznie uniemożliwia tlenu dostać się do krwi, jak przechodzi przez płuca.,
czas do wystąpienia objawów jest bardzo zmienny, ale większość osób może tolerować 12-16 godzin tlenu przy 1,0 ATA, 8-14 godzin przy 1,5 ATA i 3-6 godzin przy 2,0 ATA przed wystąpieniem łagodnych objawów. Istnieje kilka sposobów śledzenia rozwoju toksyczności tlenu w płucach, ale najbardziej wrażliwe i dokładne jest rozwój objawów. Drugą techniką jest monitorowanie pojemności życiowej. Pojemność życiowa (ilość powietrza, które można przenieść w jednym dużym oddechu) zmniejsza się wraz ze wzrostem toksyczności płuc., Zmniejszenie o około 2% zdolności życiowej koreluje z łagodnymi objawami, podczas gdy zmniejszenie o 10% koreluje objawy tak poważne, że większość osób nie będzie dobrowolnie kontynuować oddychania tlenem. Te łagodne objawy są całkowicie odwracalne i nie występuje trwałe uszkodzenie płuc. Jednak obrażenia zagoją się od 2 do 4 tygodni. Patologia toksyczności tlenu płucnego jest rozumiana, ale poza zakresem tej dyskusji.
trzecim sposobem śledzenia, w szorstkich kategoriach, toksyczności tlenu płucnego jest śledzenie narażenia na tlen., Technika ta nazywa się obliczaniem jednostkowej dawki toksycznej płuc (UPTD), a jeden UPTD jest równoważny oddychaniu 100% tlenu przez jedną minutę, przy 1,0 ATA. Jako przewodnik, 615 UPTDs w ciągu jednego dnia spowoduje zmniejszenie o 2% pojemności życiowej, a 1425 jednostek spowoduje spadek o 10%. Istnieje kilka różnych sposobów obliczania UPTD (niektóre próbują skorygować zwiększenie efektów toksycznych przy zwiększaniu dawki, oprócz prostego pO2) i istnieje dość duża różnica w indywidualnej tolerancji, tak że objawy są nadal najlepszym przewodnikiem., Sytuacja, w której UPTDs są najbardziej przydatne jest w planowaniu dużej liczby nurkowań, w ciągu kilku dni, wszystkie obejmujące dużą ilość tlenu dekompresji lub nurkowania CCR. Nawet wtedy plan nurkowania może być zmieniony, jeśli nurek rozwinie objawy toksyczności płucnej.
pierwszą i najważniejszą metodą zapobiegania toksycznemu działaniu tlenu w płucach jest ograniczenie narażenia na najniższy możliwy poziom pO2 przez jak najkrótszy okres czasu. Jeśli nurkujesz tylko powietrzem i ograniczasz głębokość do maksymalnie 130 fsw (40 msw), toksyczność tlenu w płucach jest mało prawdopodobna., Drugą metodą zapobiegania zatruciu tlenem płucnym jest zapewnienie przerw w powietrzu. Uszkodzenie komórek kumuluje się i jeśli na każde 25 minut ekspozycji na tlen podasz komórkom pięciominutowy okres, w którym nurek oddycha powietrzem, nurek może tolerować dwa razy więcej tlenu, zanim pojawią się toksyczne objawy, gdy podawane są przerwy powietrzne, w porównaniu do ciągłego oddychania tlenem. Zasadniczo dzieje się tak, że podczas przerw powietrznych komórki naprawiają uszkodzenia spowodowane rodnikami O2 znacznie szybciej niż dochodzi do uszkodzenia, więc „nadrabiają” niektóre uszkodzenia., W związku z tym akumulacja danego poziomu obrażeń zajmie znacznie więcej czasu.
toksyczność tlenowa mózgu (CNS) jest problemem wyższych pO2s przez krótsze okresy czasu. Podczas oddychania powietrzem, pO2 1.6 ATA nie jest osiągany aż do głębokości 218 fsw (67 msw). Dlatego toksyczność tlenowa CNS nie jest problemem dla standardowych nurkowań rekreacyjnych. Jednak coraz więcej nurków używa Nitroxu i jeśli nurkujesz oddychając mieszanką 40% tlenu, pO2 będzie 1.6 ATA na głębokości tylko 99 fsw (30 msw), a jeśli dekompresujesz na 100% tlenu, pO2 będzie 1.6 ATA na głębokości 20 FSW (6 msw)!, Dlatego toksyczność tlenowa CNS jest poważnym problemem dla niektórych nurków rekreacyjnych i poważnym problemem dla nurków technicznych i komercyjnych.
pierwszym i najpoważniejszym objawem toksyczności tlenu w ośrodkowym układzie nerwowym są często drgawki typu grand-mal. Istnieje wiele innych objawów toksyczności tlenowej, ale nie ma spójnego ostrzeżenia, że napad ma nastąpić. Nawet EEG jest całkowicie normalne do momentu pojawienia się drgawek., Uważa się, że drgawki spowodowane toksycznością tlenu nie powodują żadnych stałych problemów, ponieważ organizm zaczyna drgawki z nadmiarem tlenu na pokładzie, a zatem niedotlenienie obserwowane przy normalnych napadach nie występuje. Jednak nurek, który konwulsje w wodzie może utonąć lub, jeśli wznoszą się podczas glottis jest zamknięty, może cierpieć barotrauma płucna.
istnieje ogromna zmienność w ilości tlenu, które osoby mogą tolerować, zanim przejawią oznaki toksyczności tlenu w ośrodkowym układzie nerwowym, a nawet większe obawy, Ogromna zmienność u tej samej osoby w różne dni., Nurek może wykonać wiele nurkowań, w których jest narażony na wysokie pO2s bez trudności i fałszywie stwierdzić, że są one odporne na toksyczność tlenu. Następnie, bez wyraźnego powodu, mogą doznać uderzenia OUN podczas nurkowania, gdzie są narażeni na niższe pO2. Ogólnie rzecz biorąc, ludzie mogą tolerować więcej tlenu w suchej komorze niż w wodzie. W rzeczywistości większość nurków toleruje dwie godziny tlenu przy 3,0 ATA (66 FSW lub 20 msw) w komorze z niewielkimi trudnościami. Podczas ćwiczeń w wodzie jednak kilku nurków miało drgawki w pO2s tak niskie, jak 1,6 ATA., Co gorsza, w komorze nurkowie często mają jeden z mniej poważnych objawów toksyczności tlenowej, takich jak widzenie tunelowe, dzwonienie w uszach lub drganie, podczas gdy w wodzie pierwszym objawem jest często atak. Napad rozpoczyna się natychmiastową utratą przytomności i okresem około 30 sekund, gdy mięśnie są rozluźnione. Wszystkie mięśnie ciała kurczą się gwałtownie przez około minutę. Nurek zaczyna szybko oddychać i jest bardzo zdezorientowany przez kilka minut później. Jak można sobie wyobrazić, jeśli dzieje się to podczas nurkowania, nurek zwykle umiera., Tabela zawiera krótką listę objawów toksyczności tlenowej CNS, ale prawie wszystko jest możliwe.
istnieją pewne czynniki, które zwiększają ryzyko toksycznego działania na ośrodkowy układ nerwowy. Wspomniałem już o dwóch, zanurzeniu w wodzie i ciężkiej pracy. Ryzyko ciężkiej pracy polega na zwiększeniu pCO2 w organizmie, co zwiększa przepływ krwi do mózgu. Inne przyczyny zwiększonego pCO2 są pomijanie oddychania i zwiększenie dwutlenku węgla w gazie oddechowym., Zwiększony stres na nurka i zwiększone poziomy adrenaliny, atropiny, aspiryny, amfetaminy i innych używek wydają się zwiększać ryzyko toksyczności tlenu w ośrodkowym układzie nerwowym.
nie ma leków, które mogą być stosowane w celu zapobiegania toksyczności tlenu w ośrodkowym układzie nerwowym. W doświadczeniach na zwierzętach można było zapobiec napadom, ale uszkodzenia komórek OUN wykryte po długotrwałych napadach nadal występowały. Jedynymi skutecznymi metodami zapobiegania toksycznemu działaniu tlenu na ośrodkowy układ nerwowy są ograniczenie pO2, czas narażenia i powodowanie przerw w oddychaniu tlenowym.,
jako ogólne wytyczne, pO2 podczas dekompresji w spoczynku nigdy nie powinien przekraczać 2.0 ATA, a większość nurków używa 100% tlenu na maksymalnej głębokości 20 fsw (6 msw, 1.6 ATA). Podczas aktywnej części nurkowania, pO2 nigdy nie powinien przekraczać 1.6 ATA, a wielu nurków używa 1.5, 1.4 lub nawet 1.3 jako maksymalnego pO2 dla wszystkich części nurkowania. NOAA, US Navy, Royal Navy, Canadian Forces i wiele innych organizacji mają wytyczne dotyczące akceptowalnych pO2s i Maksymalnego Czasu, który może być spędzony w każdej z nich., Jeśli jesteś zainteresowany nurkowaniem, w którym będziesz narażony na zwiększone pO2, konieczne jest odpowiednie szkolenie.