О.В.Гришин Институт физиологии СО РАМН

1. Дыхание в условиях низких температур: критические температуры, механизмы повреждения, фактор времени и современные способы защиты О.В.Гришин Институт физиологии СО РАМН

2. Экспедиции лаборатории в разных Климатических поясах России: 1976-1997

3. Экстремальные Факторы севера • Факторы Севера • Световой режим • Геомагнитные воздействия • Ионизированный воздух • Холодный воздух • Низкая влажность воздуха Проявления Депрессии Полярная одышка Повышенная утомляемость Последствия Раннее развитие хронических заболеваний Преждевременное старение

4. Главный Фактор воздействия на органы дыхания Атмосферный воздух с низкой температурой и низкой влажностью Экстремальная функциональная задача Вдыхаемый воздух в верхних дыхательных путях должен быть прогрет в течение 0,5-1 сек до температуры + 37° С и 100 % влажности

5. НОВЫЙ УРЕНГОЙИССЛЕДОВАНИЕ ЛЕГОЧНОГО ГАЗООБМЕНА В НАТУРНЫХ УСЛОВИЯХ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ ОТ -12 ДО -43°С

6. Центральная проблема дыхания на холоде Взаимоисключающие функциональные задачи Защитить органы дыхания от холода, обеспечить поступление теплого и увлажненного воздуха Обеспечить массоперенос кислорода в соответствии с возрастающим энергетическим запросом

7. Энергетическая стоимость дыхания и Защитные Реакции • Энергетическая стоимость дыхания от общих энергозатрат организма • В комфортных условиях: <5 % • На морозе (ниже – 25°С): > 30 % • Защитные реакции системы внешнего дыхания • Повышение бронхиального сопротивления на вдохе; • Снижение вентиляции легких за счет глубины вдоха; • Уменьшение площади газообмена в легких и увеличение функционального мертвого пространства

9. Уменьшение функциональной остаточной емкости на холоде при – 25 гр. С

10. Гипоксия у здоровых адаптированных мужчин на холоде

11. Увеличение потребления кислорода на холоде

12. Критические температуры энергодефицита • Для неадаптированных к холоду – прохладный воздух ниже +13 °С при физических нагрузках средней интенсивности: • 1) Снижение эффективности легочной вентиляции • 2) Снижение энергозатрат на ед. выполненной работы Для адаптированных к холоду пришлых северян – холодный воздух ниже ­­ – 24 °С проявляется в состоянии покоя: Падение напряжения О2 в альвеолярном воздухе; Снижение эффективности легочной вентиляции; Падение интенсивности обмена

14. Пути срыва адаптации Индивидуальные особенности (?) Стаж Севера, лет 3-7 10-12 15-20 Адаптация к холодному воздуху, снижение реакций защиты Адаптация к респираторной гипоксии, мобилизация резервов Перегрузка сердечно-сосудистой системы, артериальная гипертензия Частые «простуды», хронические заболевания органов дыхания Отъезд с Севера Сочетанная хроническая патология: Пневмосклероз, эмфизема, Хроническая дыхательная недостаточность, Атеросклероз, ИБС, хроническая сердечная недостаточность

15. «северные» мифы • Содержание О2 в атмосфере везде составляет 0,209 • Полярная одышка – результат рефлекторного ограничения вентиляции легких и повышения бронхиального сопротивления • У адаптированных северян вентиляция легких в норме • Северяне испытывают гипоксию при дыхании холодным воздухом • При исследовании в тепле основной (базальный) обмен у северян в норме или понижен • Содержание кислорода во вдыхаемом воздухе на Севере понижено настолько, что вызывает полярную одышку • Полярная одышка – результат структурных нарушений в аэрогематическом барьере легких • У северян вентиляция легких повышена • Северяне постоянно испытывают гипоксию • Основной (базальный) обмен у северян повышен

16. Интенсивность энергетических процессов у пришлых северян в зависимости от северного стажа, мл/мин на кг массы тела норма

17. Защита дыхательных путей от холода • Снижает температурный фактор холода; • Повышает влажность вдыхаемого воздуха; • Увеличивает мертвое пространство • Увеличивает сопротивление дыхательных путей на вдохе и выдохе Современные средства защиты способствуют стратегии защиты дыхательных путей при этом увеличивают гипоксию и энергетический дефицит

18. Перспективные направления исследований • Исследование легочного газообмена при низких температурах; • Исследование энергетических процессов при действии холода в покое и при физических нагрузках; • Изучение проблемы метаболического синдрома у пришлых северян • Разработка критериев определения энергетического дефицита; • Разработка систем индивидуального мониторинга холодовых и физических нагрузок; • Разработка систем индивидуального мониторинга физиологических функций основных звеньев системы транспорта кислорода; • Разработка новых средств защиты органов дыхания от холода