Интересные факты о дыхании животных | ЗооБлог

Интересные факты о дыхании животных | ЗооБлог Кислород

Все что необходимо знать о кислороде и кислородной терапии / д.м.н.профессор бабак с.л.

Доктор Медицинских Наук, профессор кафедры фтизиатрии и пульмонологии лечебного факультета МГМСУ,
Сергей Львович Бабак

Степени кислородной недостаточности относительно сатурации (SpO2) — показания пульсоксиметра

  *Рекомендации, необходимый поток кислорода, режим и длительность кислородной терапии при ХОБЛ, назначает лечащий врач! Кислородотерапия в домашних условиях проводится с помощью кислородных концентраторов под контролем показаний пульсоксиметра.

legdok

—  Меня зовут Бабак Сергей Львович. я являюсь профессором кафедры фтизиатрии и пульмонологии лечебного факультета МГСУ А.И.Евдокимова. У меня есть несколько вопросов которым я хотел бы посвятить оставшееся время. Роль кислорода в повседневной жизнедеятельности человека. Дело в том, что те механизмы, которые мы обыкновенно оцениваем окислительной, невозможно без кислорода. Жизнь построена вокруг кислорода.

Он существует в разных формах. Есть понятия атомарного кислорода, есть понятия молекулярный кислород. Самое любопытное, что молекулярный кислород воздуха, в легких превращается в атомарный кислород, который проникает в кровь, доносит до мышцы. И уже внутри мышц, участвует активно в цепи  крэпса давая возможность  организму  получать необходимые белки, жиры, углеводы и питательные вещества окисляя продукты вступающие в организм с едой, водой с жидкостями и так далее. Поэтому, вот эта доставка кислорода легкими в кровь,  выполняет функцию газообмена.

Это важнейшая функция, и если коротко сказать, о том для чего мы дышим. Мы дышим только для того, чтоб поддерживать постоянство атомарного кислорода внутри нашего организма. Легкие человека приспособлены к тому, чтоб вдыхать воздух при давлении в одной  атмосферах содержащих 21% кислорода, почти 80% азота и не содержащие какие- либо дополнительные  другие примеси в виде дымов, в виде твердой частицы и так далее. Но имеющую влажность не выше 60% при температуре порядка 22 градуса.

Вот столько много условий необходимо легким, для того, чтоб превратить молекулярный кислород в атомарный и создать постоянство насыщения артериальной крови кислородом. Если человек например, курит или вдыхает какие-нибудь пылевые частицы, или какие-то еще происходят компоненты примеси в воздухе, то легкие очень жестко реагируют на это, и не позволяют, таким людям иметь адекватный уровень насыщения артериальной крови кислородом. То есть  как бы борется за то, чтобы мы вдыхали все таки  воздух наисвежайший без патогенных примесей или чужой частицы. Второй очень важный компонент, о котором следует говорить, когда мы говорим о роли кислорода в повседневной жизнедеятельности  человека,  это касается влажности окружающей среды и температуры.

Дело в том, что человек приспособлен к тому, чтобы жить и выживать в разных климатических условиях. В условиях очень повышенной влажности, условиях пониженной влажности, в условиях холодных температур, в условиях очень жарких температур. По сути дела, это уникальное существо имеющий высокий адаптационный резерв. Практически все легочные заболевания могут сопровождаться развитием дыхательной недостаточности.

Суть дыхательной недостаточности сводится к тому, что возникает несоответствие между потребностью в кислороде и возможностью доставки кислорода в артериальную кровь. Парциальное напряжение артериальной крови кислородом, менее 55 мл ртутного столба или же повышение парциального напряжения углекислоты в крови артериальной выше 45 мл ртутного столба. Два этих параметра говорит о том, что у человека наступила некая степень дыхательной недостаточности.

К нашей радости, есть косвенный способ, но он достаточно бывает точным, по которым мы можем тоже  узнать какова степень дыхательной недостаточность. Называется этот способ — пульсоксиметрии. Пульсоксиметрии  отражает насыщения артериальной крови кислородом в степень насыщения. По этой степени тоже можно предположить степень дыхательной недостаточности, например, насыщения артериальной крови кислородом в диапазоне от 90 до 93% соответствует парциальному напряжению крови кислородом от 60 до 80 мл ртутного столба. Что соответствует нулевой степени дыхательной недостаточности.

Параметр снижения  до 85% сатурации  крови будет соответствовать первой степени дыхательной недостаточности или снижения до уровня 50 мл ртутного столба. Параметр до 80% сатурации  крови, обычно соответствует уже второй степени  дыхательной недостаточности и 75% ниже насыщения  крови кислородом, соответствует третьей степени дыхательной недостаточности. Считается, что при любом самочувствии пациента, степень насыщения артериальной крови кислородом

не должна быть ниже 90% насыщения артериальной крови кислородом. Болезнь по другому будет протекать у человека , если его насыщения артериальной крови кислородом стоит ниже 90%, то есть, будет наступать некая степень, дыхательной недостаточности.

Какие заболевания обычно сопровождаются дыхательной недостаточностью?  В первую очередь, обструктивные заболевания легких. К  ним относят, бронхиальная астма, к ним относят обструктивный бронхит, к ним относят хроническую обструктивную болезнь легких, к ним относят бронхоэктатическую болезнь, к ним относят муковисцидоз. Насколько распространена популяция дыхательная недостаточность?

Здесь прямого ответа дать невозможно. Поскольку  мы говорим о распространенности болезни, а не о распространенности синдрома. Дыхательная недостаточность, это  синдром и отдельно посчитать  о распространенности синдрома, достаточно тяжело. Если мы говорим про то, какое сравнение болезни при которых может возникать дыхательная недостаточность, то это практически 80% всех легочных заболеваний мы встречаем среди людской популяции.

Поэтому, можно сказать сатонировать данные экстраполяцию данной крови. Сказать, что дыхательная недостаточность, это часто встречаемые явления при обструктивных заболеваниях легких. Что лежит в основе развития дыхательной недостаточности? В первую очередь лежат два основных механизма. Механизм сужения бронхов и невозможность стравления воздуха содержащего 21% кислорода и второй механизм очень важный, это невозможность проникновению кислорода через альвеолярные мембраны .

Вот два основных компонента влияющих на развитие дыхательной недостаточности. Поэтому мы ее делим на два разных типа возникающих при обструктивных заболеваниях легких, возникающих при интерстициальных поражениях легочной ткани. Давайте с вами  попробуем расшифровать обструктивный компонент развития дыхательной недостаточности. С чем связано это? В первую очередь, связано с тем, что при ряде заболеваний появляется сужения просвета бронхиального дерева, сужения просвета бронх.

Это вызвано бронхоспазмом, это вызвано отеком, накоплением слизи. Вот три механизма эти приводят к сужению просвета и невозможность поступления воздуха в дыхательные  пути. Поэтому, даже при нормальных условиях, когда кислорода в воздухе  достаточно вполне,  для обеспечения газообменной функции, он физически не может проникнуть в нижний отдел дыхательной системы и насытить кровь кислородом. За счет того, что не достигается развития неких дыхательных объемов необходимых для поддержания  газообменной функции.

Вторая ситуация совершенно по другому  складывается, она связана с интерсоциальным  поражениям легочной ткани. Когда дыхательный объем уменьшен за счет сжатия легкого. Легкое как поджато немножко с одной стороны, а с другой стороны утолщается мембраны и кислород при давлении в одну атмосферу не может проникнуть через мембраны и проникает хуже , чем должен проникать, не может насыщать адекватно артериально кровь кислородом. В обоих случаях повышение концентрации кислородной смеси подаваемые в легкие, приводит к очень интересному эффекту.

Кислород с большей величиной проникает в кровь и практически человек лишается дыхательной недостаточности. Поэтому мы говорим именно об устройствах в этом случае, которые способны создать повышенную концентрацию  кислорода во выдыхаемой смеси, они называются кислородный концентратор. Отдельно стоит в ряд дыхательной недостаточностью вызванный не кислородным компонентом,  а накоплением углекислоты, называется она гиперкапническая дыхательная недостаточность.

Первый тип дыхательной недостаточности, о которой мы говорили до этого, называется гипоксемическая или гипоксическая дыхательная недостаточность, там где кислород не проникает в кровь, низкие концентрации. А второй тип дыхательной недостаточности называется гиперкапническая, связанная  с накоплением углекислоты. Виновником протогинезии развития этого типа дыхательной недостаточности лежит как раз дыхательная мышца. Человек не может физически создать экскурсию, адекватную потребности проникновения кислорода воздуха в дыхательные пути.  

Обычно это  связано с нейромышечными заболеваниями, с ожирением связано очень часто или с поражением костного скелета грудной клетки. Тоже играет важную роль в расправлении  легких. Как же себя клинически проявляет дыхательная недостаточность? В первую очередь человек ощущает, чувство нехватки воздуха, который носит органическое название — одышка. Одышка бывает в покое, одышка бывает при физической нагрузке, поэтому мы эту одышку градуируем по некой шкале. Присваиваем  бальную оценку, чем выше балл, тем тяжелее одышка такого человека

Всего шкала предусматривает четыре балла, начиная с двух баллов одышка носит хронический характер и является поводом тому, чтобы серьезно подумать о причинах  такой одышки.  Клиническая одышка проявляет себя, если посмотреть на такого пациента с одышкой, вы увидите, что обычно бывают синюшные кожные покровы, синие губы , часто пыхтит.

Про кислород:  Как перекрасить машину своими руками? - Онлайн энциклопедия автовладельца

Правда, при некоторых болезнях, хронических обструктивных болезнях легких, при которых очень характерна одышка, мы выделяем даже два разных  фенотипа такой болезни. Один фенотип называется, розовый пыхтящие больные, а другие больные, синие с одышкой . Розово — пыхтящие носят названия Пинкпуферы, а синие с одышкой носят названия Блю Блоутеры.

Так вот, у Блю Блоутеров обычно является гипоксемический тип дыхательной недостаточности, они синюшные, подача  воздуха им очень полезна. Розово-пыхтящие больные, чаще имеют гиперкапнический тип дыхательной недостаточности с накоплением СО2 и кислород в этом случае бывает не очень полезен. А нужно наоборот иметь способы усиления дизационной части.То есть изменяя вентиляцию легких для того чтоб вымываться СО2 у таких больных, поскольку накопление кислорода в крови вызывает повышение уровень СО2 крови.

Частота и сезонность болезни вызывающих  дыхательной недостаточностью. Если говорить про частоту и сезонность этих болезней, то надо все таки эти болезни, на мой взгляд, разделить на две основных категории: на обструктивные заболевания и заболевания рестриктивные с поражением легких. Если мы говорим про обструктивность заболевания, то конечно в первую очередь, они связаны с изменением влажности и температуры окружающего воздуха.

Поскольку это приводит к тому что мокрота способна разбухать в просвете бронха закупорить бронхи мелкие, это вызывает нарушения хода воздуха  по бронхиальному дереву. Поэтому, два раза в год обычно больные имеют хронический обструктивные  бронхиты. ХОБЛ имеют такого типа обострения связаны с изменением климата. Очень важный компонент влияющий на частоту обострения, это продолжающиеся  курения, у таких  пациентов имеются обструктивные заболевания.

Регулярные ингаляции от токсических газов и дымов поддерживают очень ярко выраженные  воспаления в дыхательных путях и оно наслаивается на ход лечения самой болезни, вызывает повышает частоту обострения. В этом случае обострения болезни, поднимается резкое нарастание одышки, увеличения  секреции мокроты слизи больше обычного, это служит поводом к тому, что пациент начинает задыхаться испытывает разную  степень дыхательной  недостаточности.

С чем он поступает обычно к нам в стационар или подлежит лечению в домашних условиях. Сезонность при этом, не столь важна, как именно поддержания тех факторов, способных поддерживать воспаление дыхательных путей. Совершенно по другому  обстоит  дело с такой обструктивной болезнью, как бронхиальная астма. Это отдельная категория больных , которые обычно являются аллергиками имеют поллиноз и вот в момент цветения трав, растений и флоры, на которую они реагируют очень остро, у них происходит как раз обострения бронхиальной астмы.

Обострения связаны именно с аллергическим компонентом и очень большое внимание уделяется понятию гипоаллергенного режима у больных с астмой, поддержанию этого и борьбы  с поллинозом или с реакцией на цветения растений, трав всевозможных, деревьев и так далее. Если мы говорим про рестриктивные заболевания, таких как легочные фиброзы, то они не имеют ни частоты, ни сезонности обострения, процесс связан с другим.

Процесс связан чаще с дополнительной инфекцией , которую пациент может получить на фоне простуды, на фоне вирусной инфекции. Мы по сути говорим о пневмонии, о воспалении легких. Очень тяжело протекает воспаление легких у таких пациентов и очень часто больных мучают деструктивные заболевания, получая воспаление легких, получают очень выраженную степень дыхательной недостаточности. И буквально погибают от нехватки кислорода в артериальной крови.

Надо сказать, что кислород является лекарством. Как каждое лекарство надо рассматривать его, как некий яд, который дается понемножку в определенных условиях. Поскольку принцип не навредим, должен работать и в этом случае. Нельзя просто так взять и дышать неким объемом или потоком кислорода. Тем самым можно серьезно нарушить и влажность дыхательных путей, и нарушить структуру дыхательных путей, нанесете себе серьезный вред. Кислород, это мощнейший окислитель. Я очень хотел бы, чтобы наши слушатели, зрители запомнили, что озон, о котором говорите:
«- Очень хорошо дышать озоном.»

— Это шибка! Трагическая ошибка! Очень многие люди, которые специально озонируют помещение, создавая так называемый трех молекулярный кислород. Они настолько сильно повреждают легочный аппарат, что могут умереть в итоге, от тяжелых поражений легких тканей от дыхания озона. Поэтому, любое проведение кислородотерапии требует четкого конкретного вмешательства врача.

Интенсивность потока. Какую нужно ставить интенсивность потока для того, чтобы достичь успеха в кислородотерапии?

Поток кислорода должен быть таким, чтобы цифры насыщения артериального кислорода колебались в диапазоне 90% — 95% насыщения артериального кислорода. Если удается достичь этого потока в полтора литра в минуту, этого достаточно. Не нужно повышать поток до 2 литров, 3 литров, 4 литров. Если необходимо 3 литра для этого, нужно создать условия, чтобы пациент получал 3 литра. Поэтому в каждом конкретном случае происходит титрация или подбор того потока кислорода, создающего нормальные цифры насыщения крови кислорода. Считается, что потоки свыше полутора литров в минуту, является небезопасным. То есть, они требуют специальной системы увлажнения воздуха, поскольку могут высушивать дыхательные пути. И требует согревания своего, потому что приведет к охлаждению дыхательных путей.

Приведу простой пример. Например, охлаждение дыхательных путей на один градус, то есть 37.4 там становится 36.4.  Это приводит к тому, что влажность воздуха понижается на 12%. Понижение на 12 % высушивает фактически слизь, она делается в виде корочек, эти корочки никогда не отойдут из нижнего отдела дыхательных путей, образуются дыхательные пробки. Или слизистая пробка мы называем.

Поэтому очень важно, чтобы мы правильно доставляли кислород в дыхательные пути. Правильно увлажняли и при необходимости правильно согревали доставляемый воздух для того, чтобы не вызывать переохлаждение дыхательных путей. Нужно обратиться к специалисту к врачу в первую очередь владеющий данной технологией. И установить параметры необходимые для проведения данного вида лечения.

Как же назначить кислородотерапию, каким больным назначить и как правильно подобрать  этот уровень? Существует понятие дифомизиома тест, если диффузия кислорода снижается, мы видим существенное снижение. То есть процент крови становится ниже 55 мл. ртутного столба, то таким больным показана показана длительная оксигенотерапия. Каким способом оттитровать уровень такой терапии, на титровке используется как раз курс оксинтер, позволяющий достаточно точно определить поток кислорода, поддерживающий нормальные цифры насыщения артериальной крови кислорода.

Необходимость проведения длительности терапии возникает у всех пациентов имеющих дыхательную недостаточность начиная со второй стадии. Поскольку  при такой стадии снижается напряжение артериальной крови кислорода обычно ниже 55 мл. ртутного столба. Фактически, это все больные поступившие в стационар в обострении хронической обструктивной болезни легких, обострение обструктивного бронхита или с тяжелыми приступами бронхиальной астмы. Они будут нуждаться в проведении кислородотерапии.

Если мы говорим про длительность такого маневра, длительность проведения этой методики, здесь как раз важно смотреть на поддерживающую жизнь методику и методику проводимую некоторое время. Естественно, если мы ожидаем, что у пациента восстановится дыхательная функция, восстановится газообмен, то такую терапию мы отменим.

Обычно когда терапия занимает около двух, трех недель кислородной терапии. Мы проводим такую терапию в стационаре и при выписке больные не получают в дальнейшем кислород. Но ряд пациентов, особенно при интерстициальных поражениях легких при тяжелых обструктивных нарушениях, когда невозможно восполнения газообмена, нуждается в пожизненном применении данного вида терапии.

И тогда они вынуждены использовать кислородные концентраторы в домашних условиях. Это важный фактор в продлении жизни таким больным. Было изучено и показано, что применение кислородного концентратора  в домашних условиях продлевает жизнь пациента на 15-20 лет. Это существенно для таких больных при этом степень и риски обострений снижаются до четырех раз.

То есть, если пациента незначительное обострение в год, при использовании длительной кислородотерапии фактически весь год, он не испытывает каких-либо серьезных обострений болезней, требующих госпитализации или изменения объема лекарственной терапии.

Это существенный вклад длительности оксигенотерапии или кислородотерапии в доктрину лечения больных с хронической дыхательной недостаточностью. Есть кислородные концентраторы работающие в диапазоне от одного литра до пяти литров в минуту с высокой концентрацией на выходе. Создающие условия для хорошего насыщения артериального крови кислородом. Они дорогостоящие и у пациента нет денег для того, чтобы приобрести  такое устройство, он ограничивается простыми концентраторами, которые  работают либо нестабильно, с низкой концентрацией кислорода на выходе, либо не дают потока скажем в пять в три с половиной, четыре литра в минуту.

Про кислород:  Реферат/Курсовая Химизм окисления изопропилбензола

К чему это приводит?Приводит к тому, что реальная  концентрация кислорода  во вдыхаемой смеси падает очень низкой величины и фактически ничем не отличается от комнатного воздуха. А мы знаем прекрасно, что комнатного воздуха пациента не достаточно для снятия нарушения газообмена у такого больного. И дыхательная недостаточность прогрессирует у таких больных, несмотря на то, что якобы они используют кислородную концентраторы в своей  жизни, лечатся с помощью концентраторов. В этом случае предлагаем воспользоваться арендой концентратора кислорода, стоимость аренды кислородного концентратора от 6000 рублей в месяц.

Поэтому именно надежность, процентная надежная выгода кислорода, широкая вариация потоков кислородных устройств, позволяет иметь некий маневр. Для того, чтобы подобрать каждому пациенту в каждом конкретном случае, адекватную надежную кислородотерапию на очень длительное время использования. Одна из компаний, в которых такая линейка легализована это компания Агмунг. Которая взяла на вооружение доктрину различных кислород концентраторов, для различных методик лечения.

Так например, есть модель линейка концентраторов для стационаров и домашнего использования например, где достаточно высокие потоки, сочетаются с очень высокой концентрацией кислородной вдыхаемой смеси.

А есть концентраторы кислорода для домашнего использования, маленькие, портативные, малошумные, когда поток колеблется от одного до трех литров в минуту.

Замечу, что обычно для домашнего использования, потоки свыше полутора литров в минуту, не используются.Поэтому кислород подаваемые в потоке даже три литра в минуту в два раза превосходит потребности пациента, что обеспечивает гарантию надежности и стабильности для таких больных, даже в случае экстренных ситуаций случившихся в домашних условиях. Важно понимать, что иногда и  пациенты сами должны знать, как себя правильно вести в сложившейся ситуации.Например с больным лихорадящим, он ставит градусник или термометр под мышку или в рот и определяет для себя температуру понимает, что с температурой 37.он ведет себя по одному, с температурой 38 по другому, 39 по третьему.

Вопрос: — А как вести себя правильно пациенту имеющему дыхательную недостаточность получающему длительную кислородотерапию?

Для этого существуют понятия пульсоксиметры, маленькое портативное устройство располагающееся на фаланге пальца, и позволяющее измерять насыщение  артериальной крови кислородом.Так вот, если пациент чувствует нарастающую одышку не получая кислород, ставит на фалангу пальца пульсоксиметр и видит, что пульс, показатели оксиметрии начинают снижаться ниже 90%. Это повод к тому, чтоб пересмотреть объем такой терапии, но в присутствии или после консультации со своим лечащим врачом, который назначал ему данный вид длительной кислородотерапии.

Если же он чувствует какие-то недомогания, какую-то слабость, утомляемость, но пульсоксиметрия поддерживается выше 90%, насыщения артериальной крови кислородом, то изменять объем такой терапии не нужно. Эти симптомы связаны с другим проявлением болезни, например, с недополучением бронхолитика, получения гормональной терапии или нарушения дренажа слизи в дыхательной системе, но никак не связаны с проведением длительной кислородотерапии.

Такой простой метод контроля мониторирования самочувствия и насыщения крови кислородом, заставляет пациента быть уверенным в регулярности и надежности проведения данного вида лечения.

Как длительно необходимо подавать кислород в дыхательные пути человека?  

Профессор Людо в начале 80-х годов, во Франции провел огромные исследование клиническое, на огромный выборке пациентов и было установлено. Что при длительной кислородотерапии необходимо двадцать часов в сутки, не менее двадцати часов в сутки, подавать кислород в дыхательные пути для того, чтобы дыхательная недостаточность подвергалась своей коррекции.

При этом, если мы уменьшаем количество часов проведения кислородотерапии до 15 и меньше, то это равносильно тому, как если бы мы вообще не проводили таких сеансов длительной кислородотерапии.

То есть границы поведения колеблется от 15 до 24 часов в сутки. А желательное время проведения, это двадцать часов который пациент дышит некоей концентрацией кислорода для купирования любой степени дыхательной недостаточности.

Инструкция

Ниже приведена пошаговая инструкция, соблюдение которой существенно облегчит процесс изготовления компрессора для аэрации.

Шаг 1. Разрежьте воздушный шарик пополам при помощи ножниц.

Шарик разрезается пополам
Шарик разрезается пополам

Шаг 2. Просверлите два небольших отверстия в пластиковой крышке, диаметром 3 и 6 м. Все неровные края нужно отшлифовать, чтобы получить гладкую поверхность.

Сверлятся отверстия
Сверлятся отверстия

Шаг 3. Вырежьте фигуру в форме подковы из резины. Затем полученную подкову аккуратно приклейте с помощью клеевого пистолета к просверленной крышке (к внутренней ее части).

Вырежьте такую деталь
Вырежьте такую деталь

Шаг 4. Натяните на крышку половину воздушного шарика. Проследите за тем, чтобы поверхность конструкции была упругой. Зафиксируйте шарик с помощью скотча, а все лишнее аккуратно отрежьте.

Натяните на крышку половину воздушного шарика
Натяните на крышку половину воздушного шарика

Шаг 5. Вырежьте маленький треугольник из листа фанеры. Его размеры должны соответствовать размерам моторчика. Приклейте к фанере этот моторчик. Теперь сделайте основу для компрессора, сделав из брусков ножки. Должен получиться маленький стол, на котором расположен моторчик и блок питания.

Моторчик на основе
Моторчик на основе

Шаг 6. Изготовьте эксцентрик, укоротив палочку термоклея, отрезав 6-8 мм. Затем проделайте отверстие сбоку и сверху, используя обычное шило. Проведите проволоку в боковое отверстие. Готовый эксцентрик установите на вал моторчика.

Шилом проделывается отверстие
Шилом проделывается отверстие

Шаг 7. Укоротите деревянную палочку от леденца до 4 см и приклейте ее к подсвечнику. Затем эту конструкцию нужно присоединить к эксцентрику. Другой конец палочки необходимо приклеить к пластиковой крышке с шариком по центру. Саму крышку необходимо прикрепить к фанере при помощи того же клея.

Крепление палочки
Крепление палочки

Шаг 8. Проделайте небольшое отверстие к крышке с шариком и зафиксируйте в нем переходник. К этому переходнику нужно прикрепить уже резиновую трубку. На этом все. Компрессор для Самодельный компрессор для аэрации
Как рыба в воде. Может ли человек дышать жидкостью и зачем это нужно
Недавно Научно-технический совет государственного Фонда перспективных исследований одобрил «проект по созданию технологии спасения подводников свободным всплытием с использованием метода жидкостного дыхания», реализацией которого должен заняться московский Институт медицины труда (на момент написания статьи руководство института было недоступно для комментариев). «Чердак» решил разобраться, что скрывается за таинственным словосочетанием «жидкостное дыхание».Наиболее впечатляюще жидкостное дыхание показано в фильме Джеймса Кэмерона «Бездна».Правда, в таком виде опыты на людях еще никогда не проводились. Но в целом ученые не сильно уступают Кэмерону по части исследования этого вопроса. Мыши как рыбыПервым, кто показал, что млекопитающие в принципе могут получать кислород не из смеси газов, а из жидкости, был Йоханнес Килстра (Johannes Kylstra) из медицинского центра университета Дьюка (США). Вместе с коллегами он в 1962 году опубликовал работу «Мыши как рыбы» (Of mice as fish) в журнале Transactions of American Society for Artificial Internal Organs.Килстра и его коллеги погружали мышей в физраствор. Чтобы растворить в нем достаточное для дыхания количество кислорода, исследователями «вгоняли» газ в жидкость под давлением до 160 атмосфер — как на глубине 1,5 километра. Мыши в этих экспериментах выживали, но не очень долго: кислорода в жидкости было достаточно, а вот сам процесс дыхания, втягивания и выталкивания жидкости из легких требовал слишком больших усилий.«Вещество Джо»Стало понятно, что нужно подобрать такую жидкость, в которой кислород будет растворяться намного лучше, чем в воде. Требуемыми свойствами обладали два типа жидкостей: силиконовые масла и жидкие перфторуглероды. После экспериментов Леланда Кларка (Leland Clark), биохимика из медицинской школы университета Алабамы, в середине 1960-х годов выяснилось, что оба типа жидкостей можно использовать для доставки кислорода в легкие. В опытах мышей и кошек полностью погружали и в перфторуглероды, и в силиконовые масла. Однако последние оказались токсичны — подопытные звери погибали вскоре после эксперимента. А вот перфторуглероды оказались вполне пригодны для использования.Перфторуглероды были впервые синтезированы в ходе Манхэттенского проекта по созданию атомной бомбы: ученые искали вещества, которые бы не разрушались при взаимодействии с соединениями урана, и они проходили под кодовым названием «вещества Джо» (Joe’s stuff). Для жидкостного дыхания они подходят очень хорошо: «вещества Джо» не взаимодействуют с живыми тканями и прекрасно растворяют газы, в том числе кислород и углекислый газ при атмосферном давлении и нормальной температуре человеческого тела.Килстра и его коллеги исследовали технологию жидкостного дыхания в поисках технологии, которая бы позволяла людям погружаться и всплывать на поверхность, не опасаясь развития кессонной болезни. Быстрый подъем с большой глубины с запасом сжатого газа очень опасен: газы лучше растворяются в жидкостях под давлением, поэтому по мере того, как водолаз всплывает, растворенные в крови газы, в частности азот, образуют пузырьки, которые повреждают кровеносные сосуды. Результат может быть печальным, вплоть до смертельного.В 1977 году Килстра представил в Военно-морское министерство США заключение, в котором писал, что, по его расчетам, здоровый человек может получать необходимое количество кислорода при использовании перфторуглеродов, и, соответственно, их потенциально возможно использовать вместо сжатого газа. Ученый указывал, что такая возможность открывает новые перспективы для спасения подводников с больших глубин.Эксперименты на людяхНа практике техника жидкостного дыхания, к тому времени получившая название жидкостной вентиляции легких, была применена на людях всего один раз, в 1989 году. Тогда Томас Шаффер (Thomas Shaffer), педиатр из медицинской школы Темпльского университета (США), и его коллеги использовали этот метод для спасения недоношенных младенцев. Легкие зародыша в утробе матери заполнены жидкостью, а когда человек рождается и начинает дышать воздухом, тканям легких на протяжении всей оставшейся жизни не дает слипаться смесь веществ, называемая легочным сурфактантом. У недоношенных младенцев он не успевает накопиться в нужном количестве, и дыхание требует очень больших усилий, что чревато летальным исходом. В тот раз, правда, жидкостная вентиляция младенцев не спасла: все трое пациентов вскоре умерли, однако этот печальный факт был отнесен на счет других причин, а не на счет несовершенства метода.Больше экспериментов по тотальной жидкостной вентиляции легких, как эта технология называется по-научному, на людях не проводилось. Однако в 1990-х годах исследователи модифицировали метод и проводили на пациентах с тяжелым воспалительным поражением легких эксперименты по частичной жидкостной вентиляции, при которой легкие заполняются жидкостью не полностью. Первые результаты выглядели обнадеживающими, но в конечном счете до клинического применения дело не дошло — оказалось, что обычная вентиляция легких воздухом работает не хуже.Патент на фантастикуВ настоящее время исследователи вернулись к идее использования полной жидкостной вентиляции легких. Однако фантастическая картина водолазного костюма, в котором человек будет дышать жидкостью вместо специальной смеси газов, далека от реальности, хотя и будоражит воображение публики и умы изобретателей.Так, в 2008 году отошедший от дел американский хирург Арнольд Ланде (Arnold Lande) запатентовал водолазный костюм с использованием технологии жидкостной вентиляции. Вместо сжатого газа он предложил использовать перфторуглероды, а избыток углекислоты, которая будет образовываться в крови, выводить при помощи искусственных жабр, «воткнутых» прямо в бедренную вену водолаза. Изобретение получило некоторую известность после того, как о нем написало издание The Inpependent.Как считает специалист по жидкостной вентиляции из Шербрукского университета в Канаде Филипп Мишо (Philippe Micheau), проект Ланде выглядит сомнительным. «В наших экспериментах (Мишо и его коллеги проводят эксперименты на ягнятах и крольчатах со здоровыми и поврежденными легкими — прим. «Чердака») по тотальному жидкостному дыханию животные находятся под анестезией и не двигаются. Поэтому мы можем организовать нормальный газообмен: доставку кислорода и удаление углекислого газа. Для людей при физической нагрузке, такой как плавание и ныряние, доставка кислорода и удаление углекислоты будут проблемой, так как выработка углекислоты в таких условиях выше нормы», — прокомментировал Мишо. Ученый также отметил, что технология закрепления «искусственных жабр» в бедренной вене ему неизвестна.Главная проблема «жидкостного дыхания»Более того, Мишо считает саму идею «жидкостного дыхания» сомнительной, поскольку для «дыхания» жидкостью человеческая мускулатура не приспособлена, а эффективная система насосов, которая бы помогала закачивать и выкачивать жидкость из легких человека, когда он двигается и выполняет какую-то работу, до сих пор не разработана.«Я должен заключить, что на современном этапе развития технологий невозможно разработать водолазный костюм, используя метод жидкостной вентиляции», — считает исследователь.Однако применение этой технологии продолжает исследоваться для других, более реалистичных целей. Например, для помощи утонувшим, промывания легких при различных заболеваниях или быстрого понижения температуры тела (применяется в случаях реанимации при остановке сердца у взрослых и новорожденных с гипоксически-ишемическим поражением мозга). Екатерина Боровикова
Какие аквариумные рыбки живут без кислорода и воздуха
Какие рыбки живут без кислорода?Вначале хотелось бы сразу сказать, что все живое на Земле не может жить без кислорода, а точнее без воздуха. Поэтому аквариумных рыбок, которые живут без О2 просто не существуют. Есть лишь рыбки, которые при помощи особых органов приспособились дышать атмосферным воздухом.Большинство рыб дышат при помощи жабр, которые в свою очередь бывают различной формы. Как правило, жаберные щели располагаются по бокам (около 4-5 пар жаберных лепестков). Вода, омывающая и проходящая через жабры, отдает растворенный в ней кислород и уносит выделенный углекислый газ. Далее кислород разносится по всему организму рыбки. Однако, некоторые виды аквариумных рыбок могут дышать кожей или набирать воздух в полость плавательного пузыря. Кроме того, есть так называемое кишечное дыхание, которым обладают, например, крапчатые сомики коридорасы и вьюновые акантофтальмусы. Оно позволяет им усваивать кислород за счет модифицированного высоко васкуляризированного кишечника.Некоторые же виды рыб имеют специальные орган – жаберный лабиринт. Лабиринт — это специализированный орган дыхания позволяющий поглощать кислород прямо из воздуха. Лабиринтовые рыбки заглатывают воздух с поверхности воды. И таким рыбкам, напряму, аэрация компрессор не нужны. Но при всем при этом, не смотря на вышесказанное, есть одна весьма серьезная заковырка. О которой мы хорошо сказали в этом видео. Так что кому удобно сейчас посмотреть ролик, сразу включайте его. Далее суть проблемы текстом. Перед вами уравнение азотного цикла (источник — С.Спотт «Содержание рыб в замкнутых системах»). Даже Маша-восьмиклассница увидит в нем наличие кислорода. Так уж получается, что нормальное течение азотного цикла — введения ядов из аквариума: аммиака, нитрита и нитрат невозможно без должной концентрации кислорода в воде. Полезные бактерии и прочие организмы нитрификаторы, которые собственно и едят эти яды, в большей своей степени — аэробные «животные». Без кислорода они либо гибнут, либо мутируют, приспосабливаясь к анаэробному дыханию.Да, аквариум и сама Природа многогранны, да есть всевозможные анаэробные (бескислородные) процессы нитрификации. Но поверьте в этом анаэробном сусле рыбы долго не выживут.Да! Есть лабиринтовые рыбки, которые приспособились дышать атмосферным воздухом, заглатывая его с поверхности воды. Но это не означает, мать Нептуна за ляшку, что этих рыб можно содержать в маленьких унитазиках без компрессора. Особо упертые личности сейчас взвизгнут: «Эй, але! Фантазеры, а как же лабиринтовые рыбки — те же петушки, живут в природе? В бескислородных рисовых полях, лужицах и канавках?! Там же нет компрессора. И норм! Живут же».Але, але! Отвечаем. Не надо сравнивать естественные природные процессы, с содержанием рыб в домашнем биде с цветным грунтом и стекляшками. Плошать рисового поля несравнимо больше, чем поверхность любого домашнего водоема. Соответственно диффузия — то есть растворение, проникновение молекул воздуха в воду несравнимо выше. Прибавьте сюда другие природные процессы — ветерок, ряб на поверхности воды, журчание ручейка у канавки, лягушка пукнула в камышах, да что угодно. Все это увеличивает площадь контакта воды и воздуха, а значит и насыщение воды кислородом. Таким образом, даже в небольшой канавке, где обитают лабиринтовые рыбки всегда есть достаточно количество кислорода для нормального течения процесса нитрификации. И именно поэтому водоем не киснет и не тухнет, а рыбы прекрасно себя чувствуют.Еще раз повторимся, природные процессы безграничны и порой непостижимы человеческим сознанием, можно и дальше приводить примеры и механизмы, которые обеспечивают жизнь гидробионтов в естественной среде обитания.Но, главная мысль статьи в том, что ни один нормальный аквариум не может существовать без должной аэрации.При помощи компрессора или фильтра с функцией аэрации, мы ж на самом деле не подаем гидробионтам напрямую кислород. У многих новичков происходит инсайт — озарение, когда им это говоришь. Но тем не менее. За счет этих ваших аэрационных приблуд, мы просто увеличиваем площадь соприкосновения воды и воздуха. А следовательно и диффузию. Проще говоря, за счет колебания и растяжения поверхности воды в аквариуме, за счет площади каждого отдельно взятого воздушного пузырька выскакивающего из компрессора, мы просто увеличиваем поверхность соприкосновение двух сред — воды и воздуха. Площадь сферыВот и все и ни какого волшебства. Условно можно сказать, что компрессором мы просто пытаемся, растянуть площадь аквариума до размеров рисового поля. И за счет этого обеспечить должное насыщение аквариумной воды кислородом. При котором процесс нитрификации идет должным образом. И рыбы не травятся ядами. Живут долго и счастливо.Увы и ах, но именно у лабиринтовых рыбок самое большое аквариумное кладбище. И ладно бы мы жили в 1963 году. Но сейчас, в век высоких технологий и технического прогресса — есть все! Есть даже больше, чем нужно.Для маленьких аквариумов есть нано-грелки, например, такие Лагуновские. Они рассчитаны именно на кубики для тех же петушков.Есть удобные фильтрики водопад. Есть фактически бесшумные пьезокомпрессоры, например, Tetra AirSilent Махi рассчитанный на объем аквариума от 40 до 80 литров и Tetra AirSilent Mini для аквариумов от 10 до 40 литров. Удобные, компактные, обеспечивают качественную аэрацию небольших водоемов. В чем сложность один раз купить, поставить и забыть не понятно.Ладно друзья, в завершении статьи, пускаем подборку лабиринтовых рыб, которые типа живут без кислорода. И надеемся, что данная статья хоть как-то исправит ситуацию на аквариумно-петушином кладбище. Всем добра.ПетушокГУРАМИ ЛялиусыМакропод 
Рекомендуемые видео-ролики:Подписывайтесь на наш YouTube-канал, чтобы ничего не пропустить

Про кислород:  Щелково и Заправка газовых баллонов в Щёлково
Оцените статью
Кислород