Podvodna medicina

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Specijalnost
Podvodna medicina
Jedna od oznaka za pomorsku medicinu

Podvodna medicina ili medicina ronjenja je grana pomorske, preventivne medicine rada i sportske medicine koja sa bavi medicinskim istraživanjima vezanim za ronjenje (vezanih za nagativni uticaja gasova, barometarskog pritiska i vodene sredine), prevencijom i lečenjem ronilaca, ukazivanjem hitne medicinske pomoći u slučaju ronilačkih nezgoda i ronilačkim fitnesom. Kao posebna oblast u okviru podvodne medicine je i hiperbarična medicina.[1]

U delokrugu istraživanja podvodne medicine su efekat gasova pod visokim pritiskom na ljudsko telo, u okviru prevencije otkrivanje i sprečavanje štetnih uticaja vodene sredine na zdravlja ronilaca, a u okviru lečenje zbrinjavanje dekompresionih i drugih povreda ili trovanja gasovima koja mogu nastati u vodi ili na ulasku i izlasku iz nje, kao i drugih uticaja koji mogu negativno delovati na zdravstvenog stanja ronioca i njegovu bezbednost. Kako je ronilac izložen i brojnim stresogenim uticajima ova grana medicine bavi se i podvodnom psihologijom. A kako su ronilačkim nesreće moguće i kako je u njima ronilac često izložen brojnim traumama koje istovremeno i utiču jedna na drugu, važnu ulogu u okviru ove medicinske specijalnosti ima i urgentna medicina.[2]

Opšta razmatranja[uredi | uredi izvor]

Boravak pod vodom ili ronjenje nekada je bila samo profesija ribara i podvodnih radnika a danas je i sve popularaniji sport, kojim se ponekad bave i nedovoljno edukovane osobe — rekreativni ronioci sa značajnim faktorom medicinskog rizika. Njihovo zdravlje može biti ugroženo visokim ekstrakorporalnim (ambijentalnim) pritiskom i mnogim sistemskim efektima, gasova, vode, temperature, svetlosti ronilačke opreme. Barotraumu, dekompresiona bolesti i ronjenju sa faktorima medicinskog rizika, zbog smanjene funkcionalne rezerva pojedinca i već postojeće medicinske bolesti povećavaju rizik od ronjenja. A tu su pre svega ključni fiziološki stres zbog koga mogu brzo nastati nesagledive ekološke promene (struja, talasa, podvodni životinje), povećanje respiratornog rezistencije regulatora ronilačke opreme, povećanje dubine, i/ili emocionalnih faktora.[3][4][5][6]

Moramo uvek zapamtiti da je ronjenje opasno čak i na beznadežnim dubinama što potvrđuju i međunarodno istraživanja koja su otkrila da se „mali incidenti” javljaju u 1,3% svih zarona kao i da se najteži oblik oštećenja zdravlja dekompresiona bolest javlja u 2 slučaja na svakih 10.000 zarona.

U takvim uslovima treba sagledati značaj podvodne medicine koja ima za cilj da pavilno sprovedenim lekarskim pregledom pre ronjenja i davanjem određenimh preporuka, spreči potencijalni i/ili smrtonosni događaj i drugo ugrožavanje života ronioca. A ako se nesrećni događaj već desi da pravovremenim i urgentim lečenjem spasi život unesrećenog.

Osnovni fizički i fiziološki aspekti[uredi | uredi izvor]

Apneja i disanje[uredi | uredi izvor]

Statička apneja
Vidi još: Apneja

Podvodna medicina se danas bavi problemima dva tipa ronjenja: ronjenje sa uređajem ili skuba ronjenje (sa autonomnim podvodnim aparatom za disanje) i slobodno ronjenje (ronjenje na dah ili apneja ronjenje). Zdrave osobe mogu zadržati dah od 30 do 90 sekundi. Obučeni ronioci na dah mogu ostati pod vodom i više od 6 minuta (svetski rekord iznosi 11 minuta i 35 sekundi).

Glavni faktori koji utiču na najduže tolerisano trajanje apneje su volumen pluća, stepen potrošnje kiseonika i tolerancija na ugljen dioksid.[7]

Hiperventilacija neposredno pre ronjenja smanjuje arterijski parcijalni pritisak SO2 i na taj način odlaže ponovnu pojavu stimulusa za disanjem, što se obično javlja kada se rSO2 povećava na 45—60 mmHg.[8] Hiperventilacija takođe blago povećava koncentraciju alveolarne koncentracije kiseonika i sa njim arterijski rO2,[9] ali se to ne može kompenzovati nedostatkom kiseonika koji se pojavljuje na kraju ronjenja. Kada ronilac iskoristi rezerva kiseonika, nedostatak respiratornog pokreta može dovesti do gubitka svesti (plitka voda). U ronilačkom prostoru bez ode, rO2 se dodatno smanjuje zbog faze uspona koja je izazvana smanjenjem pritiska gasa u okolini.

Čak i ako se ronilac nije u hiperventilaciji pre ronjenja, u njemu se mož razviti hipoksija, što dovodi do gubitka svesti, obično u poslednjih nekoliko metara ispod površine vode.

Promene pritiska i volumena u ronjenju[uredi | uredi izvor]

U slobodnom ronjenju i skuba ronjenju, čak i male promene dubine dovode do velikih promena u pritisku, zahvaljujući visokoj gustini vode. Za svakih dodatnih 10 m dubine pod vodom, pritisak okoline se povećava za 1 bara (približno 750 mmHg, u blizini tipičnog atmosferskog pritiska na Zemlji na nivou mora). Dakle, na dubini od 20 m, pritisak je 3 bara (1 bar atmosferski pritisak plus 1 bar za svakih 10 m dubine).

Ako se ronilac spusti na 10 m u slobodnom ronjenju, prema Bojleovom zakon (pritisak × zapremina = konstanta) zapremina vazduha u njegovim plućima se prepolovila.

Teoretska granica dubine za slobodno ronjenje postiže se kada se promene pritiska više ne mogu nadoknaditi smanjenjem volumena pluća; drugim rečima, teoretski maksimalni pritisak u baru je jednak ukupnom kapacitetu koji se deli sa preostalom zapreminom. Štaviše, kada je telo potopljeno u vodu, gravitacija više ne indukuje strujanje krvi u donjim ekstremitetima, te stoga postoji pomeranje dela krvi u centralne regije. Dodatna krv u pulmonalnoj cirkulaciji zauzima neku količinu koja je normalno zauzeta alveolarnim vazduhom; ovo smanjuje rezidualnu zapreminu i time proširuje granicu dubine.[10][11] Efekat se povećava ako se pritisak u alveoli smanji, prema Bojlovom zakonu.

Rastvorljivost gasova u tečnostima[uredi | uredi izvor]

Rastvorljivost gasova u tečnostima zavisi od prirode rastvarača, prirode gasa koji se rastvara, temperature i pritiska gasa. Rastvorljivost se uglavnom izračunava kao zapremina gasa rastvorenog u jedinici zapremine rastvarača na određenoj temperaturi.

Priroda gasa

Uticaj prirode gasa na rastvaranje različitih gasova u vodi je različita, pa tako:

  • Hemikalije koje ne reaguju sa vodom slabo se rastvaraju — npr. H2, O2 , N2 , CO, He
  • Gasovi koji se dobro rastvaraju u vodi sa njim reaguju hemijski — npr. CO2, NH3, HCl...
CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)
Temperatura

Uticaj temperature na rastvorljivost gasova u tečnostima je obrnuto proporcionalna temperaturi.

S ~ 1 / T
Pritisak

Uticaj pritiska na rastvorljivost gasova u tečnostima, kod gasove slabe rastvorljivosti u određenom rastvaraču je proporcionalana naponu pare (Henri-Daltonov zakon):

• Animacija odnosa između pritiska i zapremine gasa kada se održava stalna temperatura (levo) <br)>• Sabijanjem gasa smanjuje se njegov volumena a raste pritisak (desno).

Gasne supstance čiji molekuli nisu polarni, kao što su, na primer, vodonik, azot, metan i plemeniti gasovi, veoma se malo rastvaraju u tečnostima. Ovo je posledica loših interakcija između supstanci koje se rastvaraju i nepolarnog ili polarnog molekula rastvarača. Ove loše interakcije su tipa indukovani dipol — dipol indukovani dipol kada je rastvarač nepolarni, i tipa dipol — dipol kada je rastvorač polaran. Oni nisu dovoljni da prevaziđu molekularne sile između nepolarnih molekula rastvarača (indukovani dipol — indukovani dipol), odnosno, između polarnih molekula rastvarača (dipol — dipol).

Efekat indukovanog dipola zavisi od sposobnosti polarizacije molekula gasa, a na njega utiče broj elektrona i indirektno masa molekula. Zbog toga se rastvorljivost nepolarnih gasova povećava sa povećanjem njihove molarne mase, kako u nepolarnim rastvaračima, tako i u polarnoj supstanci.[12][13][14]

Primena rastvorljivosti gasova u medicini i ronjenju[uredi | uredi izvor]

Rastvorljivost gasova u tečnostima organizma zavisi od;

  • Pritiska gasa iznad tečnosti, (veći pritisak veća rastvorljivost)
  • Trajanja kontakta, (ako je bolesnik u barokomori duže izložena povišenom pritisku u njegovom telu će se postići veća koncentracije kiseonika - duži kontakt veće rastvrljivost), ili kod ronioca veće rastvaranje azota u mišićima.
  • Temperature tečnosti, (viša temperatura tečnosti, brže kretanja molekula, veća rastvorljivost gasa).
  • Veličine kontaktne površine između gasa i tečnosti, (ako su dve identične tečnosti sa različitom površinom izložene uvećanom pritisku gasa, on će brže postići zasićenje u tečnosti sa većom površinom).
  • Afiniteta tečnosti za neki gas (koeficijent rastvorljivosti).

Sumirajući povezanost između gasova, tečnosti, temperature i pritiska, Henrijev zakon najbolje objašnjava fizičke principe za hiperbaričnu oksigenaciju: količina 100% kiseonika koja će se rastvoriti u tečnostima u organizmu, na datoj temperaturi je direktno proporcionalna parcijalnom pritisku tog gasa. Ili što je atmosferski pritisak veći, više kiseonika će se rastvoriti u telesnim tečnostima nego što se to događa na normobaričnom pritisku.

Gasovi u smeši gasova koje ronilac udiše, rastvoriće se u u tečnostima njegovog tela srazmerno parcijalnom pritisku pojedinih gasova u smeši. Usled različite rastvorljivosti pojedinih gasova, za svaki od njih ponaosob, količina koja će se rastvoriti zavisiće takođe od vremena u toku koga ronilac udiše gas pri povećanom pritisku, i u zavisnosti od vrste gasa, nastupa nakon 8 do 24 časa.

Rastvaranje gasova u organizmu nema uticaja na disanje pri normalnom atmfosferskom pritisku, ali je veoma bitno za ronioce kada gasove udišu pomoću ronilačkog aparata, i posebno se odnosi na period izrona. Bilo koja količina gasa koji se rastvorio u telu ronioca, na bilo kojoj dubini i pritisku, ostaće jednaka sve dok se pritisak ne promeni. Ako ronilac počne da izranja, tada je pritisak u plućima manji nego što je bio kod zarona (zbog smanjenja dubine, smanjuje se i pritisak okoline), i rastvoreni gasovi teže se izdvoje iz tkiva. Ukoliko se naglo izranja, bez upotrebe tablica, gasovi iz vazduha (u čemu prednjači azot) ne mogu da se izdvoje dovoljno brzo i oni formiraju mehuriće, što može dovesti do pojave dekompresione bolesti. Zato se brzina izrona kontroliše upotrebom dekompresionih tablica, što omogućava da se izdvojeni gas postupno dovede do pluća i izdahne, pre nego što dođe do njegovog nagomilavanja u tolikoj meri da omogući formiranje mehurića u tkivima.[15]

Promena parcijalnog pritiska i temperature gasne smeše (npr. kiseonika, ugljen-dioksida, vodonika), u organizmu, najbolje pokazuje kako gasni zakoni, utiču na promenu fizioloških faktora koji smanjuju afinitet hemoglobina za kiseonik, pomerajući krivu zasićenja oksihemoglobina. Kada se vrednosti jednog od ovih faktora promeni, nastaje suprotan efekat i kriva zasićenja oksihemoglobina se pomera (ulevo ili udesno).

Uticaj pritiska kiseonika i temperature na krivu zasićenje hemoglobina (tumačenje u tekstu dole)

Primer (vidi sliku);

  • Crna linija prikazuje normalnu krivu zasićenja oksihemoglobina,
  • Crvena linija, krivu zasićenja oksihemoglobina;
  • kod osobe sa povećanim parcijalnim pritiskom ugljen-dioksida, (koji ima veći koeficijent rastvorljivosti od kiseonika)
  • kod vrlo kisele krvi, (sa koncentracijom vodonika preko 80 mmol/l) i
  • povišenom telesnom temperaturom, iznad 37°C.
  • Zelena linija prikazuje krivu zasićenja oksihemoglobina;
  • kod osobe čije je telo u hipotermiji, (rashlađeno na temperaturu od samo 30°C) i
  • izloženo nižem parcijalnom pritisku kiseonika i ugljen-dioksida u krvi (npr. na visini) kod koje je kriva disocijacije pomerena ulevo.

Medicinska evaluacija i saveti za sportsko ronjenje[uredi | uredi izvor]

Uobičajeni razlozi za medicinska ograničenja za ronjenje[uredi | uredi izvor]

Hitna stanja u podvodnoj medicini[uredi | uredi izvor]

Izvori[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Lars Eichhorn, Dr. med., and Dieter Leyk, OTA Prof. Dr. med. Dr. Sportwiss. Diving Medicine in Clinical Practice Dtsch Arztebl Int. 2015 Feb; 112(9): 147–158. (NCBI - National Center for Biotechnology Information PDF)
  2. ^ P. Nussberger, P. Knessl, C. Wölfel, S. Tort: Tauchmedizin – ein Überblick, Teil 2. (PDF; 676 kB), Schweiz Med Forum 2007(7), S. 990–993
  3. ^ Anegg U, Dietmaier G, Maier A, et al. Stress-induced hormonal and mood responses in scuba divers: a field study. Life Sci. 2002;70:2721–2734. [PubMed]
  4. ^ McLellan TM, Wright HE, Rhind SG, Cameron BA, Eaton DJ. Hyperbaric stress in divers and non-divers: neuroendocrine and psychomotor responses. Undersea Hyperb Med. 2010;37:219–231. [PubMed]
  5. ^ Carturan D, Boussuges A, Vanuxem P, Bar-Hen A, Burnet H, Gardette B. Ascent rate, age, maximal oxygen uptake, adiposity, and circulating venous bubbles after diving. J Appl Physiol. 2002;93:1349–1356. [PubMed]
  6. ^ Bove AA. The cardiovascular system and diving risk. Undersea Hyperb Med. 2011;38:261–269. [PubMed]
  7. ^ Schagatay E Predicting performance in competitive apnoea diving. Part I: static apnoea. Diving Hyperb Med. 2009 Jun; 39(2):88-99.
  8. ^ Physiological and conventional breath-hold breaking points. Lin YC, Lally DA, Moore TO, Hong SK J Appl Physiol. 1974 Sep; 37(3):291-6.
  9. ^ Alveolar gas composition before and after maximal breath-holds in competitive divers. Lindholm P, Lundgren CE Undersea Hyperb Med. 2006 Nov-Dec; 33(6):463-7.
  10. ^ Hemodynamic changes in man during immersion with the head above water. Arborelius M Jr, Ballidin UI, Lilja B, Lundgren CE Aerosp Med. 1972 Jun; 43(6):592-8.
  11. ^ Pulmonary and circulatory adjustments determining the limits of depths in breathhold diving. Schaefer KE, Allison RD, Dougherty JH Jr, Carey CR, Walker R, Yost F, Parker D Science. 1968 Nov 29; 162(3857):1020-3.
  12. ^ Opšta Hemija I deo, M.Dragojević, M.Popovi?, S.Stevi?, V.Šćepanović Beograd 1999
  13. ^ Hemija Elementata, Dejan Poleti Beograd 2000
  14. ^ Hemijsko-Tehnološki Leksikon, Veljko Kostić, Ljiljana Kostić Beograd 1980
  15. ^ Dekleva N Uvod u hiperbaričnu medicinu, Beograd, Naučna knjiga, 1989.

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Podvodna medicina na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Подводна_медицина&oldid=26976287”