Азотный наркоз - Nitrogen narcosis

	Некоторые компоненты дыхательных газов и их относительные наркотические свойства:
Он	0,045
Ne	0,3
H 2	0,6
№ 2	1.0
O 2	1,7
Ar	2.3
Kr	7.1
CO 2	20,0
Xe	25,6

	Дайверы дышат смесью кислорода, гелия и азота для глубоких погружений, чтобы избежать последствий наркоза. Этикетка баллона показывает максимальную рабочую глубину и смесь (кислород / гелий).
Специальность	Медицинская токсикология

Наркоз во время погружения (также известный как азотный наркоз , наркоз инертным газом , восторги глубины , эффект Мартини ) - это обратимое изменение сознания, которое происходит при погружении на глубину. Это вызвано анестезирующим действием определенных газов под высоким давлением. Греческое слово νάρκωσις (narkōsis), «акт принятия Numb», является производным от νάρκη (Нерке), «онемение, оцепенение», термин , используемый Гомера и Гиппократа . Наркоз вызывает состояние, подобное опьянению (алкогольному опьянению) или вдыханию закиси азота . Это может произойти во время неглубоких погружений, но обычно не становится заметным на глубине менее 30 метров (100 футов).

За исключением гелия и, вероятно, неона , все газы, которыми можно дышать, обладают наркотическим действием, хотя и сильно различаются по степени. Эффект неизменно сильнее для газов с более высокой растворимостью липидов , и хотя механизм этого явления до сих пор полностью не ясен , есть убедительные доказательства того, что эти два свойства механически связаны. По мере увеличения глубины умственное расстройство может стать опасным. Дайверы могут научиться справляться с некоторыми эффектами наркоза, но невозможно выработать толерантность . Наркоз поражает всех дайверов, хотя восприимчивость к нему широко варьируется от одного человека к другому.

Наркоз можно полностью прекратить за несколько минут, поднявшись на меньшую глубину, без каких-либо долгосрочных эффектов. Таким образом, наркоз во время погружений в открытой воде редко перерастает в серьезную проблему, если дайверы знают о его симптомах и могут подняться, чтобы справиться с ними. Погружения на глубину более 40 м (130 футов) обычно не рассматриваются как рекреационный дайвинг . Поскольку наркоз и кислородное отравление становятся критическими факторами риска для погружений на большие глубины, требуется специальная подготовка по использованию различных гелийсодержащих газовых смесей, таких как тримикс или гелиокс . Эти смеси предотвращают наркоз, заменяя часть или всю инертную фракцию дыхательного газа ненаркотическим гелием.

Классификация

Наркоз возникает при вдыхании газов под повышенным давлением, и его можно классифицировать по основному газу. Эти благородные газы , кроме гелия и , возможно , неон , а также азота , кислорода и водорода вызывают декремента в психической функции , но их влияние на психомоторную функции (процессы , влияющие на координацию сенсорных или когнитивных процессов и двигательной активности) варьирует в широких пределах. Эффект углекислого газа - постоянное снижение умственных и психомоторных функций. Благородные газы аргон , криптон и ксенон более наркотичны, чем азот при заданном давлении, а ксенон обладает настолько сильной анестезирующей активностью, что может использоваться как анестетик при концентрации 80% и нормальном атмосферном давлении. Ксенон исторически был слишком дорогим, чтобы его можно было широко использовать на практике, но он успешно применялся для хирургических операций, и системы ксеноновой анестезии все еще предлагаются и проектируются.

Признаки и симптомы

В центральной области четко виден ЖК-дисплей, но по мере удаления от центра он становится все более тусклым.

Наркоз может вызвать туннельное зрение, что затрудняет считывание показаний нескольких датчиков.

Из-за эффектов, изменяющих восприятие, начало наркоза бывает трудно распознать. В самом лучшем случае наркоз приводит к облегчению беспокойства - ощущению спокойствия и господства над окружающей средой. Эти эффекты практически идентичны различным концентрациям закиси азота. Они также напоминают (хотя и не так сильно) действие алкоголя или каннабиса и знакомых бензодиазепиновых препаратов, таких как диазепам и алпразолам . Такие эффекты не вредны, если только они не создают непосредственную опасность, которая остается незамеченной и незамеченной. После стабилизации эффекты обычно остаются такими же на заданной глубине, только ухудшаются, если дайвер рискнет глубже.

Наиболее опасными аспектами наркоза являются нарушение рассудительности, многозадачности и координации, а также потеря способности принимать решения и сосредоточенности. Другие эффекты включают головокружение и нарушения зрения или слуха. Синдром может вызвать возбуждение, головокружение, крайнюю тревогу, депрессию или паранойю , в зависимости от индивидуального дайвера и медицинской или личной истории водолаза. В более серьезном случае дайвер может чувствовать себя самоуверенным, игнорируя обычные правила безопасного погружения. Замедление умственной активности, на что указывает увеличенное время реакции и увеличение числа ошибок в когнитивных функциях, - это эффекты, которые увеличивают риск того, что дайвер не справится с инцидентом. Наркоз уменьшает ощущение дискомфорта от холода и дрожь и, таким образом, влияет на выработку тепла телом и, как следствие, способствует более быстрому падению внутренней температуры в холодной воде, снижая осведомленность о развивающейся проблеме.

Отношение глубины к наркозу иногда неофициально называют «законом Мартини», идея о том, что наркоз приводит к ощущению одного мартини на каждые 10 м (33 фута) ниже 20 м (66 футов) глубины. Профессиональные дайверы используют такой расчет только в качестве приблизительного ориентира, чтобы дать новым дайверам метафору, сравнивая ситуацию, с которой они могут быть более знакомы.

Сообщенные признаки и симптомы суммированы относительно типичных глубин морской воды в метрах и футах в следующей таблице, тщательно адаптированной из книги Deeper into Diving Липпмана и Митчелла:

Признаки и симптомы наркоза, дыхание воздухом
Давление (бар)	Глубина (м)	Глубина (футы)
1-2	0–10	0–33
2–4	10–30	33–100
4–6	30–50	100–165
6–8	50–70	165–230
8–10	70–90	230–300
10+	90+	300+

Причины

Причина наркоза связана с повышенной растворимостью газов в тканях тела в результате повышенного давления на глубине ( закон Генри ). Современные теории предполагают , что инертные газы , растворяясь в липидный бислой из клеточных мембран вызывают наркоз. Совсем недавно исследователи стали рассматривать механизмы белка рецептора нейротрансмиттера как возможную причину наркоза. Смесь газов для дыхания, поступающая в легкие дайвера, будет иметь такое же давление, как и окружающая вода, известное как давление окружающей среды . После любого изменения глубины давление газов в крови, проходящей через мозг, сравняется с давлением окружающей среды в течение одной или двух минут, что приводит к замедленному наркотическому эффекту после погружения на новую глубину. Быстрое сжатие усиливает наркоз из-за задержки углекислого газа .

На познание дайвера может повлиять погружение на глубину до 10 м (33 фута), но обычно эти изменения не заметны. Не существует надежного метода для прогнозирования глубины, на которой наркоз становится заметным, или серьезности воздействия на отдельного дайвера, поскольку оно может варьироваться от погружения к погружению даже в один и тот же день.

Существенное ухудшение состояния из-за наркоза представляет собой возрастающий риск ниже глубины около 30 м (100 футов), что соответствует атмосферному давлению около 4 бар (400 кПа). Большинство организаций, занимающихся спортивным подводным плаванием, рекомендуют глубину не более 40 м (130 футов) из-за риска наркоза. При вдыхании воздуха на глубине 90 м (300 футов) при атмосферном давлении около 10 бар (1000 кПа) наркоз у большинства дайверов приводит к галлюцинациям, потере памяти и потере сознания. Несколько водолазов погибли при попытках установить рекорды глубины ниже 120 м (400 футов). Из-за этих инцидентов Книга рекордов Гиннеса больше не сообщает об этой цифре.

Наркоз сравнивают с высотной болезнью в отношении вариабельности начала (хотя и не симптомов); его эффекты зависят от многих факторов, в зависимости от человека. Тепловой холод, стресс , тяжелая работа, усталость и задержка углекислого газа увеличивают риск и тяжесть наркоза. Углекислый газ обладает высоким наркотическим потенциалом, а также вызывает усиленный приток крови к мозгу, усиливая действие других газов. Повышенный риск наркоза возникает из-за увеличения количества углекислого газа, удерживаемого в результате тяжелых упражнений, поверхностного или прерывистого дыхания , или из-за плохого газообмена в легких.

Наркоз, как известно, дополняет даже минимальное алкогольное опьянение. Другие седативные и обезболивающие , такие как опиатные наркотики и бензодиазепины, усиливают наркоз.

Механизм

Иллюстрация липидного бислоя, типичного для клеточной мембраны, с гидрофильными головками снаружи и гидрофобными хвостами внутри.

Точный механизм не совсем понятен, но, похоже, это прямой эффект растворения газа в нервных оболочках и временного нарушения нервной передачи. Хотя этот эффект впервые наблюдался с воздухом, другие газы, включая аргон, криптон и водород, вызывают очень похожие эффекты при давлении выше атмосферного. Некоторые из этих эффектов могут быть из - за антагонизма на NMDA - рецепторов и потенцирования из ГАМК _А рецепторов, подобно механизму неполярных анестетики , такие диэтиловый эфир или этилена . Однако их воспроизводство химически неактивным газом аргоном делает маловероятным, что они будут строго химически связаны с рецепторами в обычном смысле химической связи . Следовательно, для воздействия на ионные каналы нервных клеток, управляемые лигандами, потребуется косвенный физический эффект - например, изменение объема мембраны . Trudell et al. предложили нехимическое связывание из-за притягивающей силы Ван-дер-Ваальса между белками и инертными газами.

Подобно механизму действия этанола , увеличение количества газа, растворенного в мембранах нервных клеток, может вызывать изменение свойств ионной проницаемости липидных бислоев нервных клеток . Парциальное давление газа необходимо вызвать измеренную степень обесценения хорошо коррелирует с растворимостью в липидах газа: чем больше растворимость, необходимо тем меньше парциальное давление.

Ранняя теория, гипотеза Мейера-Овертона , предполагала, что наркоз происходит, когда газ проникает в липиды нервных клеток мозга, вызывая прямое механическое вмешательство в передачу сигналов от одной нервной клетки к другой. Совсем недавно были идентифицированы определенные типы химически закрытых рецепторов в нервных клетках, которые участвуют в анестезии и наркозе. Однако основная и наиболее общая идея о том, что нервная передача изменяется во многих диффузных областях мозга в результате растворения молекул газа в жировых мембранах нервных клеток, остается в значительной степени неизменной.

Ведение и диагностика

Управление наркозом - это просто подняться на более мелкие глубины; затем эффекты исчезают в течение нескольких минут. В случае возникновения осложнений или других условий, восходящая реакция всегда является правильной начальной реакцией. Если проблемы не исчезнут, погружение необходимо прервать. График декомпрессии можно выполнять, если другие условия не требуют экстренной помощи.

Симптомы наркоза могут быть вызваны другими факторами во время погружения: проблемами с ушами, вызывающими дезориентацию или тошноту ; ранние признаки кислородного отравления, вызывающие нарушения зрения; или переохлаждение, вызывающее учащенное дыхание и дрожь. Тем не менее, наличие любого из этих симптомов должно указывать на наркоз. Снижение последствий при подъеме на меньшую глубину подтвердит диагноз. В данной обстановке другие вероятные условия не вызывают обратимых эффектов. В редких случаях ошибочного диагноза, когда симптомы вызывают другое заболевание, первоначальное лечение - подъем ближе к поверхности - все еще имеет важное значение.

Профилактика

Наркоз при глубоком погружении предотвращается заполнением баллонов для погружений газовой смесью, содержащей гелий. Гелий хранится в коричневых баллонах.

Самый простой способ избежать азотного наркоза - ограничить глубину погружения дайвером. Поскольку с увеличением глубины наркоз становится более суровым, дайвер, погружающийся на меньшую глубину, может избежать серьезного наркоза. Большинство школ любительского дайвинга сертифицируют только базовых дайверов до глубины 18 м (60 футов), и на этих глубинах наркоз не представляет значительного риска. Для получения сертификата на расстояние до 30 м (100 футов) в воздухе обычно требуется дополнительное обучение, и это обучение должно включать в себя обсуждение наркоза, его последствий и лечения. Некоторые агентства по обучению дайверов предлагают специализированное обучение для подготовки дайверов-любителей к погружениям на глубину 40 м (130 футов), часто состоящее из дальнейшей теории и некоторой практики глубоких погружений под тщательным наблюдением. Организации подводного плавания, которые тренируются для погружений за пределами рекреационных глубин, могут запретить погружения с газами, которые вызывают слишком сильный наркоз на глубине у среднего дайвера, и настоятельно рекомендуют использование других смесей дыхательных газов, содержащих гелий вместо части или всего азота в воздухе. - такие как тримикс и гелиокс - потому что гелий не оказывает наркотического действия. Использование этих газов является частью технического дайвинга и требует дальнейшего обучения и сертификации.

Хотя индивидуальный дайвер не может точно предсказать, на какой глубине наркоза наступит в данный день, первые симптомы наркоза для любого дайвера часто более предсказуемы и индивидуальны. Например, у одного дайвера могут быть проблемы с фокусировкой зрения (близкое размещение для дайверов среднего возраста), у другого может возникнуть чувство эйфории, а у другого - чувство клаустрофобии . Некоторые дайверы сообщают, что у них изменился слух и изменился звук выдыхаемых ими пузырей. Специальная подготовка может помочь дайверам определить эти личные первые признаки, которые затем могут быть использованы в качестве сигнала для всплытия во избежание наркоза, хотя сильный наркоз может помешать принятию решения, необходимого для принятия превентивных мер.

Глубокие погружения следует совершать только после постепенного обучения, чтобы проверить индивидуальную чувствительность дайвера к увеличению глубины, под тщательным наблюдением и записью реакций. Научные данные не показывают, что дайвер может научиться преодолевать любую дозу наркоза на заданной глубине или стать толерантным к нему.

Эквивалентная наркотическая глубина (END) - это широко используемый способ выражения наркотического эффекта различных дыхательных газов. В Руководстве по дайвингу Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) говорится, что кислород и азот следует рассматривать как наркотические вещества. В стандартных таблицах, основанных на относительной растворимости липидов, перечислены коэффициенты пересчета наркотического действия других газов. Например, водород при заданном давлении имеет наркотический эффект, эквивалентный азоту при 0,55-кратном давлении, поэтому в принципе его следует использовать на более чем удвоенной глубине. Аргон, однако, имеет в 2,33 раза наркотическое действие, чем азот, и является плохим выбором в качестве дыхательного газа для дайвинга (он используется в качестве газа для надувания сухого костюма из-за его низкой теплопроводности). Некоторые газы имеют другие опасные эффекты при вдыхании под давлением; например, кислород под высоким давлением может привести к кислородному отравлению . Хотя гелий является наименее опьяняющим из дыхательных газов, на больших глубинах он может вызвать нервный синдром высокого давления - все еще загадочное, но явно не связанное с этим явление. Наркоз инертным газом - лишь один из факторов, влияющих на выбор газовой смеси; также важны риски декомпрессионной болезни и кислородного отравления, стоимость и другие факторы.

Из-за сходных и дополнительных эффектов дайверы должны избегать приема седативных препаратов и наркотиков, таких как каннабис и алкоголь, перед любым погружением. Похмелье в сочетании с сопутствующим ему снижением физических возможностей повышает вероятность азотного наркоза. Специалисты рекомендуют полное воздержание от алкоголя как минимум за 12 часов до погружения и дольше для других наркотиков.

Прогноз и эпидемиология

Наркоз - потенциально одно из самых опасных состояний, которым подвержен аквалангист на глубине ниже 30 м (100 футов). За исключением случайной амнезии событий на глубине, эффекты наркоза полностью устраняются при всплытии и, следовательно, сами по себе не представляют проблемы, даже при повторном, хроническом или остром воздействии. Тем не менее, степень тяжести наркоза непредсказуема и может привести к летальному исходу во время погружения в результате нелогичного поведения в опасной среде.

Испытания показали, что азотный наркоз действует на всех дайверов, хотя некоторые испытывают меньшие эффекты, чем другие. Несмотря на то, что некоторые дайверы могут справляться лучше, чем другие, благодаря обучению справляться с субъективными нарушениями, лежащие в основе поведенческие эффекты сохраняются. Эти эффекты особенно опасны, потому что дайвер может почувствовать, что он не находится под наркозом, но все же находится под его действием.

История

И Мейер, и Овертон обнаружили, что наркотическое действие анестетика обычно можно предсказать по его растворимости в масле. Минимальная альвеолярная концентрация является обратным показателем эффективности анестетика.

Французский исследователь Виктор Т. Жюно первым описал симптомы наркоза в 1834 году, отметив, что «функции мозга активированы, воображение живо, мысли имеют своеобразное очарование, а у некоторых людей присутствуют симптомы интоксикации». Жюно предположил, что наркоз является результатом давления, вызывающего усиление кровотока и, следовательно, стимуляции нервных центров. Уолтер Моксон (1836–1886), выдающийся врач викторианской эпохи , в 1881 году выдвинул гипотезу, что давление заставляет кровь к недоступным частям тела, а застойная кровь затем приводит к эмоциональным изменениям. Первое сообщение о том, что эффективность анестетика связана с растворимостью в липидах, было опубликовано Хансом Х. Мейером в 1899 году под названием Zur Theorie der Alkoholnarkose . Два года спустя аналогичная теория была независимо опубликована Чарльзом Эрнестом Овертоном . То, что стало известно как гипотеза Мейера-Овертона, можно проиллюстрировать графиком, сравнивающим эффективность наркотического средства с растворимостью в масле.

В 1939 году Альберт Р. Бенке и О. Д. Ярборо продемонстрировали, что другие газы, кроме азота, также могут вызывать наркоз. Было обнаружено, что для инертного газа наркотическая сила пропорциональна его растворимости в липидах. Поскольку водород имеет только 0,55 растворимости азота, эксперименты по глубоководному погружению с использованием гидроксида проводились Арне Зеттерстрём в период с 1943 по 1945 год. Жак-Ив Кусто в 1953 году описал это как «l'ivresse des grandes profondeurs» или «восторг бездны». ".

Дальнейшие исследования возможных механизмов наркоза под действием анестетика привели к концепции « минимальной альвеолярной концентрации » в 1965 году. Она измеряет относительную концентрацию различных газов, необходимую для предотвращения двигательной реакции у 50% субъектов в ответ на раздражитель , и дает аналогичные результаты. для обезболивающего действия как измерения растворимости липидов. Руководство по дайвингу (NOAA) было пересмотрено, чтобы рекомендовать относиться к кислороду так же, как если бы он был таким же наркотическим, как азот, после исследования Christian J. Lambertsen et al. в 1977 и 1978 гг.

Смотрите также

Водородный наркоз - Психотропное состояние, вызванное вдыханием водорода при высоком парциальном давлении.

Сноски

Внешние ссылки

Общество подводной и гипербарической медицины Научный орган, публикации по азотному наркозу.
Репозиторий Rubicon Research Репозиторий исследований дайвинга и экологической физиологии с возможностью поиска.
Diving Diseases Research Center (DDRC), британская благотворительная организация, занимающаяся лечением заболеваний, связанных с дайвингом.
Кэмпбелл, Эрнест С. (25.06.2009). «Ныряние с марихуаной» . Проверено 25 августа 2009 . Обзор марихуаны и дайвинга от ScubaDoc.
Кэмпбелл, Эрнест С. (2009-05-03). «Алкоголь и дайвинг» . Архивировано из оригинала на 2007-04-30 . Проверено 25 августа 2009 . Обзор алкоголя и дайвинга от ScubaDoc.
Кэмпбелл, Джордж Д. (2009-02-01). «Азотный наркоз» . Дайвинг с Deep-Six . Проверено 25 августа 2009 .

Languages

In other projects