Особенности реакции кардиореспираторной системы человека на гипоксию и гиперкапнию при различных положениях тела

• Автор: Ермолаев, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 03.03.01, 01.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение
Цель и задачи работы Положения, выносимые на защиту Глава 1. Обзор литературы
1.1. Регуляция дыхания
1.2. Центральные и периферические хеморецепторы
1.3. Исследование вентиляционной реакции на гипоксию и гиперкапнию
1.4. Влияние условий микрогравитации и нормальной гравитации на вентиляционную реакцию
1.5. Актуальность клинических исследований механизмов регуляции дыхания
1.6. Анализ современного стендового испытательного оборудования и технологий исследования хемочувствительности
Глава 2. Методологические рекомендации по проведению исследований на базе аппаратно-программного комплекса для исследования хемочувствительности
2.1. Разработка аппаратно-программного комплекса для исследования хемочувствительности
2.2. Методика исследования вентиляционной реакции Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение
3.1. Вентиляционная реакция респираторной системы человека на хеморецептивные стимулы при различных положениях тела
3.2. Вентиляционная реакция респираторной системы человека на измененную дыхательную газовую смесь
Глава 4. Математическая модель биотехнической системы «кардиорсспираторная система человека и аппаратно-программный комплекс»

4.1. Разработка математической модели. Теоретическое обоснование
4.2. Выбор параметров модели
4.3. Исследование времени выравнивания содержания углекислого газа и
кислорода между выделенными резервуарами
4.4. Влияние антиортостатического положения тела человека на
регуляцию дыхания
Заключение и практические рекомендации по разработке космического варианта комплекса
Выводы
Список обозначений и сокращений
Список литературы
Приложение

Введение
Существует целый ряд важных профессии, в которых дыхание человека происходит в условиях с измененной газовой средой. Развитие авиации и космонавтики, освоение глубин Мирового океана, водолазные работы, пребывание в герметичных помещениях, а также использование индивидуальных средств защиты требует пристального внимания специалистов к физиологическим проблемам, связанным с воздействием гиперкапнии и гипоксии на организм человека.
Известно, что в условиях микрогравитации изменяются механические свойства легких и грудной клетки. Измерение параметров форсированного дыхания у астронавтов показало, что по сравнению с вертикальным положением тела происходит небольшое снижение форсированной жизненной емкости и форсированного объема выдоха за 1 секунду, как в горизонтальном положении тела (1G), так и во время космического полета [Prisk et al., 1993; Prisk et al., 1995]. Однако механизмы изменения дыхательной функции во время длительных космических полетов остаются недостаточно изученными.
В исследованиях с участием космонавтов до, во время и после 6-месячного пребывания на Международной космической станции (в 2007-2009 гг) было обнаружено, что во время полета происходило снижение частоты дыхания (около 25%) и длительности дыхательного цикла, а также увеличение продолжительности задержки дыхания [Baranov et al., 2009]. Особенно важно отметить следующее:
1. Легочные объемы, потоки, вентиляция легких не изменяются при продолжительном космическом полете, что согласуется с ранее полученными результатами. Неизменность вентиляции легких предполагает отсутствие существенных изменений дыхательного стимула.
2. Впервые отмеченное увеличение продолжительности задержки дыхания, уменьшение вариабельности частоты дыхания и продолжительности
различных методов. Типичные вентиляционные реакции, полученные при применении стационарных методов и с помощью возвратного дыхания, представлены на рисунке 9.
Рисунок 9 - Вентиляционные реакции, полученные при применении стационарных методов (о) и с помощью возвратного дыхания (□). Темными квадратиками отмечены значения вентиляции в первые 30 секунд возвратного дыхания и, соответственно, в построении линии регрессии не участвуют. При этом наклон кривой при применении стационарных методов равен 7.5 л/мин*кПа, для возвратного дыхания 10.3 л/мин*кПа. Среднее максимальное значение вентиляции при использовании стационарных методов равно 35 л/мин, при возвратном дыхании 45 л/мин [ВегкепЬозсЬ е! а1., 1988]
Предполагая, что напряжение СОг в тканях мозга (Р^ог) равно РСУсо2 в венозной крови головного мозга, а вентиляция мгновенно и линейно изменяется в зависимости от Р4со2 при наклоне вентиляционной кривой, равном (обусловленной изменениями Р(С02 в тканях мозга), измеряемым методом возвратного дыхания значение 8Г будет равно 81. Согласно приведенным расчетам отношение значений 8,/8г может варьироваться в пределах от 4/3 до 2 в зависимости от параметров у, определяющего значение Р(со2 в пределах значений Расо2 и РСУсо2 при применении стационарного метода, и Р, равного ДРСУсо2/Л Расо2 между различными точками измерения. Отношение 8,/8г=4/3 при значениях