Газовый состав альвеолярного воздуха и переносимость средств индивидуальной защиты органов дыхания

Введение. При использовании средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) изолирующего типа в случае истощении регенеративного патрона возникают гипоксически-гиперкапнические изменения газового состава выдыхаемого воздуха, которые оказывают негативное влияние на переносимость СИЗОД. Сочетание дополнительного респираторного сопротивления (ДРС) с гипоксией и гиперкапнией ещё больше ухудшает переносимость СИЗОД.

Цель исследования – изучение переносимости средств индивидуальной защиты органов дыхания при изменении газового состава альвеолярного воздуха.

Материал и методы. Исследование проводилось на практически здоровых испытуемых обоего пола (78 человек), в возрасте от 20 до 36 лет. Для моделирования условий применения средств индивидуальной защиты органов дыхания использовались инспираторные резистивные дыхательные нагрузки величиной 20% от максимального внутриротового давления при пробе Мюллера. Переносимость СИЗОД оценивалась с помощью шкалы визуального аналога одышки по Боргу, которая отражала уровень субъективного дискомфорта, возникающего при включении ДРС. Методика изменения газового состава альвеолярного воздуха у испытуемых состояла в использовании системы, позволявшей добавлять в закрытый контур спирографа кислород из магистрали, а также включать и отключать адсорбер углекислого газа.

Результаты. Переносимость средств индивидуальной защиты органов дыхания связана с характером газового состава альвеолярного воздуха: минимум субъективного дискомфорта наблюдался при наличии гипероксически-гипокапнического состава лёгочного воздуха; напротив, рост субъективного дискомфорта по шкале Борга наблюдался при пониженном содержании кислорода и увеличенной концентрации углекислого газа. Использование средств индивидуальной защиты органов дыхания на фоне гипоксии-гиперкапнии изменяло функциональное состояние организма: наблюдался рост физиологических трат со стороны ведущих эффекторов. Нормализация газового состава организма в условиях применения средств индивидуальной защиты органов дыхания не приводила к полной оптимизации функционального состояния испытуемых.

Заключение. Гипоксия и гиперкапния, возникающие при истощении регенеративных патронов СИЗОД изолирующего типа, приводят к существенному ухудшению переносимости ДРС. Предполагаемым механизмом данного явления следует считать повышение утомления дыхательных мышц.

1. Чащин В.П., Никанов А.Н., Анфалова Г.Л. Анализ эффективности средств индивидуальной защиты органов дыхания от пыли на предприятиях по переработке слюды. Экология человека. 2006; 4: 55-8.

2. Капцов В.А., Чиркин А.В. Об эффективности средств индивидуальной защиты органов дыхания как средства профилактики заболеваний (обзор). Токсикологический вестник. 2018; 2: 2-4.

3. Чудинин Н.В., Кирюшин В.А., Ракитина И.С. Оценка профессионального риска как метод прогнозирования состояния здоровья работников, занятых во вредных условиях труда. Наука молодых - Eruditio Juvenium. 2013; 1: 5-7.

4. Малашенко А.В. Многофакторный генез профессиональной лёгочной патологии у горнорабочих урановых шахт. Медицинская радиология. 2010; 2: 5-8.

5. Голiнько В.I., Наумов М.М., Чеберячко С.I., Радчук Д.I. Дослідження захисної ефективності вітчизняних одноразових протипилових респіраторів за європейськими стандартами. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2011; 5: 118-21.

6. Сорокин Ю.Г. Новое в средствах индивидуальной защиты. Безопасность жизнедеятельности. 2006; 1: 11-7.

7. Романов В.В., Рубцов В.И., Клочков В.Н., Суровцев Н.А., Тимошенко А.И. Государственный санитарно-эпидемиологический надзор за средствами индивидуальной защиты органов дыхания на радиационно опасных объектах. Гигиена и санитария. 2006; 4: 78-81.

8. Петрянов И.В., Кощеев В.С., Басманов П.И. и соавт. Лёгкие респираторы. 2-е изд. М.: Наука; 2015.

9. Бяловский Ю.Ю., Булатецкий С.В., Кирюшин В.А., Прохоров Н.И. Иммунологические показатели человека в условиях применения индивидуальных средств защиты органов дыхания. Гигиена и санитария. 2017; 96 (8): 717-20.

10. Кириллов В.Ф. и соавт. О средствах индивидуальной защиты органов дыхания работающих. Медицина труда и промышленная экология. 2013; 4: 25-6.

11. Александрова Н.П. Механизмы компенсаторных реакций дыхательной системы на инспираторные резистивные нагрузки. Автореф. дис. … д-ра биол. наук. СПб.; 2003.

12. Бяловский Ю.Ю., Абросимов В.Н. Пневматический дозатор внешнего сопротивления дыханию. Описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2071790; 1997.

13. Шаталов Э.В., Щербаков М.Г., Балдыч А.А., Дроздов С.Н. Медико-технические аспекты эксплуатации средств индивидуальной защиты военнослужащего. Военная мысль. 2008; 4: 40-5.

14. Миронов Л.А. Применение средств индивидуальной защиты. Н. Новгород: Биота-плюс; 2009.

15. Borg G. Psychophysical bases of perceived exertion. Med Sci Sports Exerc. 1982; 14 (5): 377-5

16. Бяловский Ю.Ю., Булатецкий С.В. Физиологические механизмы резистивного дыхания человека. Воронеж: РИТМ; 2018.

17. Бяловский Ю.Ю. Реципрокные реакции организма на разные величины увеличенного сопротивления дыханию. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2016; 1: 19-25.

18. Fahey P.J., Hyde R.W. Detection of depressed ventilatory drive in patients with obstructive pulmonary diseases. Chest. 1983; 84 (1): 19-26

19. Белов А.Ф., Бяловский Ю.Ю., Лапкин М.М. Информационно-диагностическая система для психофизиологических исследований человека. Рязань; 1990.

20. Суслина И.В. Повышение функционального состояния дыхательной мускулатуры спортсменов в результате тренировки с дополнительным неэластическим сопротивлением дыханию. Физическое воспитание и спортивная тренировка. 2016; 2 (16): 63-5.

21. Горбанёва Е.П., Камчатников А.Г., Солопов И.Н., Сегизбаева М.О., Александрова Н.П. Оптимизация функции дыхания посредством тренировки с дополнительным резистивным сопротивлением. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2011; 97 (1): 83-8.

22. Europäische Norm DIN EN 529: 2006 Atemschutzgeräte - Empfehlungen für Auswahl, Einsatz, Pflege und Instandhaltung - Leitfaden. Brüssel: CEN; 2006

23. Капцов В.А., Чиркин А.В. Об оценке эффективности средств индивидуальной защиты органов дыхания. Безопасность в техносфере. 2015; 4 (5): 7-8.

24. Ведясова O.A., Еськов М.В., Филатова O.E. Системный компартментно-кластерный анализ механизмов устойчивости дыхательной ритмики млекопитающих. Самара: Офорт; 2005.

25. Меркулова H.A., Инюшкин А.Н., Беляков В.И. Дыхательный центр и регуляция его деятельности супрабульбарными структурами. Самара: Самарский университет; 2007.

26. Сафонов В.А., Тарасова H.A. Структурно-функциональная организация дыхательного центра. Физиология человека. 2006; 1: 118-31.

27. Сафонов В.А., Миняев В.И., Полунин И.Н. Дыхание. М.; 2000.

28. Сегизбаева М.О., Александрова Н.П. Применение индекса «напряжение - время» для оценки функционального состояния инспираторных мышц. Ульяновский медико-биологический журнал. 2014; 2: 78-84.

29. Черешнев В.А., Бяловский Ю.Ю., Булатецкий С.В., Давыдов В.В. Иммунологические показатели человека в условиях действия увеличенного сопротивления дыханию. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2018; 15 (4): 555-8.

30. Сегизбаева М.О., Александрова Н.П. Оценка устойчивости разных групп инспираторных мышц к утомлению при физической нагрузке на фоне моделируемой обструкции дыхательных путей. Физиология человека. 2014; 40 (6): 114-22.

31. Fehrenbach H., Wagner C., Wegmann M. Airway remodeling in asthma: what really matters. Cell Tissue Res. 2017; 367: 551-69.

32. Israel E., Reddel H.K. Severe and Difficult-to-Treat Asthma in Adults. N Engl J Med. 2017; 377: 965-76.

33. Shrine N., Portelli M.A., John C. Moderate-to-severe asthma in individuals of European ancestry: a genome-wide association study. Lancet Respir Med. 2019; 7: 20-34.