Působení vysokého tlaku na lidský organizmus

1. Působení vysokého tlaku na lidský organizmus PhDr. Miloslav Klugar UPOL

2. Krátký náhled do fyziky

3. Torriceli – atmosféra má vlastní tíhu P • 760 mm Hg • 760 torr • 101356 Pa • 1 atm Atmosferický tlak 1 atm

4. Pascal – atmosférický tlak je • ekvivalentní tlaku vodního sloupce o • výšce 10msv • P = 1 atm 1,01 bar Hydrostatický tlak P = hρg

5. pozitivní • Archimédes –„předmět ponořený zcela nebo částečně do kapaliny je nadlehčován silou, která se rovná tíze kapaliny tělesem vytlačené“ neutrální vztlak tělesa (tíha tělesa, objem tělesa, hustota kapaliny) negativní

6. 1 bar rtuť • Boyle & Marriot – „Objem tlaku plynu je nepřímo úměrný absolutnímu tlaku, zatímco hustota je přímo úměrná atmosférickému tlaku při zachování konstantní teploty“ P1V1 = P2V2 4 bar 1/4 objemu rtuť

7. Charles – různé plyny se roztahují o stejný zlomek objemu při stejném zvýšení teploty Atom kyslíku 0 °C zahřátí 50 °C

8. Dalton – každý z plynů ve směsi se podílí na celkovém tlaku takovým dílem, jako je jeho podíl ve směsi Parciální tlak Σxi = 1 P(celkový) = pP1 + pP2 + pP3………..pPn 100% 1

9. Jak dlouho vydrží pod vodou? Vorvani - 2 hod Delfíni- 20 min Velryby a tuleni- 18 minBobr, kachna- 15 minKrysa, králík, kočka, pes- 2 - 4 minČlověk - 1 - 3 minTrénované lovkyně perel - ~2 min Martin Štěpánek - 8:06

10. Kdy se nás týká vysoký tlak: Přístrojové potápění (s potápěčským přístrojem) Nádechové potápění (Free diving) Tunelování (přetlak proti prosakování vody) Hyperbarická oxygenoterapie (barokomora) No a jak je to v ponorce? NE!!!!

11. Větší okolní tlak způsobuje podtlak, který musí být vyrovnán. Přístrojové potápění • Lidské tělo je složeno ze 70 % z tekutin Dutiny vyplněné vzduchem Nezbytné vyrovnávat tlak! lebeční potápěčská maska středoušní plíce

12. Základní pravidlo:DÝCHEJTE PRŮBĚŽNĚ A NIKDY NEZADRŽUJTE DECH!!! Pan Boyl 20 l 5 l ve 30m nádech

13. Dýchání vzduchu pod tlakem • Složení vzduchu se nemění • Se vzrůstající hloubkou při sestupu se zvětšuje tlak i hustota plynů • Procentní obsah plynů se při změnách tlaků nemění • Celková hustota plynů (koncentrace) vzrůstá se vzrůstající hloubkou a v důsledku toho dostává potápěč jejich větší dávky

14. Dusík • Dusík je inertní plyn, který lidský organismus nevyužívá, ale ve tkáních se rozpouští. • Při sestupu do hloubky se vzrůstajícím tlakem vzrůstá i množství dusíku rozpuštěného ve tkáních (saturace). • Když začneme vystupovat, dusík rozpuštěný ve tkáních pod tlakem se začne uvolňovat do krevního oběhu a putuje zpět do plic a je vydechován (desaturace). • Proto: • Větší hloubky a delší časy ponoru znamenají větší nasycení N2. • Opakované ponory znamenají větší nasycení N2. • Bezdekompresní limity jsou založeny na saturaci a desaturaci.

15. Saturace dusíkem Po prvním ponoru Po povrchovém intervalu Po druhém ponoru Normální stav

16. Nejčastější potápěčské nemoci a nehody • Utonutí • Arteriální plynová embólie - AGE • Dekompresní nemoc - DCS • Dusíková narkóza • Pneumothorax plic • Barotrauma masky • Barotrauma zubu • Barotrauma ucha • Alternobarické vertigo • Kyslíková toxicita CNS

17. Alteriální plynová embólie AGE • Jedna z nejhorších nehod • Zadržení dechu (potápění s Asthma) • Při zvýšeném tlaku v plicích se vzduch protlačí přes nejslabší místo v plicní tkáni (jsou to místa přisedlá k plicním vlásečnicím) • Bubliny plynu se dostávají přímo do srdce a odtud prochází do tepenného systému • Tepenným systémem putují do té doby, než narazí na místo, které je pro ně příliš úzké, uváznou a zabrání přívodu krve k buňkám • Tepenný embolismus pohybující se v těle potápěče, se poměrně rychle dostane do mozku. Tím vznikne zranění, které nazýváme mozková plynová embolie CAGE

18. Dekompresní nemoc DCS • Následky: • Tvorba mikrobublinek • Tvorba „shluků“ • Zastavení transportu krve • Fatální poškození organismu na buněčné úrovni • Příčiny: • Nasycení tkání dusíkem • Rychlý výstup na hladinu >18 m/min(doporučeno <10 m/min) • Nedodržení případných dekompresních zastávek • Dehydratace

19. DCS příznaky • DCS II: • halucinace • křeče • ztráta kontroly svěračů • zhoršená rovnováha • poruchy vidění a sluchu • slabost až bezvědomí • rychlé a mělké dýchání • suchý kašel • bolesti na prsou • šok • DCS I: • bolesti kloubů • bolesti svalů • svědění a mramorování pokožky • bolesti v uzlinách • nápadné zduření tkání • velká únava

20. Rekreační potápění • Bez dekompresní • Používání dekompresního počítače (tabulek) • Bez dekompresní ponor: • Dekompresní ponor:

21. Dusíková narkóza • Je velmi individuální • Není zcela objasněno • Popisuje se kolem hloubky 30 m – 4 bar • Při technických sestupech – pod 40 m jiné směsi (trimix, heliox, argonox) • Hélium má 5x nižší narkotické účinky než dusík • Příčiny: • Vysoký pPN2 • Nasycení dusíkem • Zvýšená fyzická námaha • Zvýšená hladina pPCO2 • Příliš rychlý sestup • Následky: • Stav euforie • Pocit strachu • Pocit tísně • Dezorientace

22. První pomoc při potápěčských nehodách V naprosté většině: • Podání čistého kyslíku • Doplnění tekutin • Případně léčba v barokomoře • Expozice vysokému tlaku • Intervalové dýchání čistého kyslíku • Infuze

23. První pomoc při potápěčských nehodách Barokomora

24. Kyslíková toxicita CNS Pan Dalton • Způsobuje poměrně krátkodobé dýchání kyslíku pod vysokým parciálním tlakem. • Nejčastěji k ní dochází v podmínkách, kdy parciální tlak kyslíku převyšuje 1,6 bar. Na hladině pP02 – 0,21 bar pP02 1,6 bar – hloubka? 1,6/0,21= 7,6 bar 66 m – limit pro vzduch!!!

25. Kyslíková toxicita CNS • Rekreační potápění 40 – m • Potápění s Nitroxem (EAN) • EAN 40 – 40% 02 • Rekreační pP02 – 1,4 bar • Přichází nečekaně „bez varování“ – křeče • Při zvýšení pP02 – nad 1,6 bar • Příznaky signalizující nastupující křeče: nevolnost, rozšíření zornic, závratě, zmatenost, zvonění v uších a škubání rtů a obličejového svalstva

26. Nepotápěj se bez rozmyslu a bez výcviku!!! Potápěj se s rozvahou a bezpečně!!!

27. Potápění s ABC Dýchací trubice – „šnorchl“ Čím delší tím hlouběji se můžu ponořit? Ne!!!! Další problém je mrtvý dýchací prostor 1m okolo 150 ml + Většina lidí nepřekoná rozdíly tlaků „mrtvý prostor“ trubice

28. Praxe ukázala, že kritické úrovně mrtvého dýchacího prostoru pod kterou dochází k výraznému omezení výměny plynů, se dosahuje při průměru trubice kolem 1,5 cm a délce 38 cm 38 cm

29. Hyperventilace Snížení pPCO2 Nepatrné zvýšení pPO2 V alveolách a krvi Potopení do hloubky – zvýšení parciálních tlaků plynů Po uplynutí doby t – zvýšení pPCO2 – nutnost nádechu Zahájení výstupu Snížení parciálních tlaků plynů Snížení pPO2 – snížením tlaku a spotřebou O2 Pokles pPO2 na nulu – „black out“

30. Potápění „na nádech“ free diving Parciální tlak CO2 (Podráždění dýchacího centra) nádech hyperventilace nádech Kritická hranice hypoxie K podráždění dýchacího centra dochází později! Spotřeba O2 tlak Parciální tlak O2

31. Řízení dýchání Dýchání řízeno CNS Volní změny dýchání – regulace mozkovou kůrou Automatika dýchání – strukturami v oblasti míchy a mostu Eferentní dráhy zprostředkovány páteřní míchou Periferní chemoreceptory (karotické a aortální tělíska) Baroreceptory (plíce) Proprioreceptory(svaly, kl. pouzdra) Centrální chemoreceptory (prodloužená mícha) Heringo-Bauerovy reflexy, prodloužení dechu a klesající frekvence Zrychlení dýchání při horečce Jsou citlivé na vzestup pPCO2 a reagují na pokles pH ECT Zvýší ventilaci při vzestupu pPCO2 a snížení pH krve a snižení pPO2 Hypotalamus, kůra, limbický systém Při emocích, bolesti, kýchání, zívání atd.

32. Děkuji za pozornost

33. Seznam literatury: GANONG, W. F. (2005). Přehled lékařské fyziologie. Praha: Galén. KLUGAR, M. (2006). Výuka přístrojového potápění na českých univerzitách. Rigorózní práce, Univerzita Palackého, Fakulta tělesné kultury, Olomouc. PIŠKULA, F., PIŠKULA, M., ŠTĚTINA, J. (1985). Sportovní potápění. Praha: Naše vojsko. SILBERNAGL, S. - DESPOPOULOS, A. (2004). Atlas fyziologie člověka. Praha: Grada. TROJAN, S. (2003). Lékařská fyziologie. Praha: Grada.