Газовый наркоз. Причины возникновения

Погружение на большие глубины связано с феноменом, возникающим при растворении газов в крови и их влиянии на нервную систему. Газы проникают в кровь через сердечно-сосудистую и дыхательную системы и вызывают газовый наркоз — состояние наркотической эйфории, которое иногда называют «восторгом глубины». Поскольку важнейшее значение в развитии этого явления имеет азот, его чаще называют «азотным наркозом». Но, несмотря на это, многие другие газы, включая аргон, углекислый газ и кислород, оказывают такое же или даже большее наркотическое действие, чем азот (по крайней мере, теоретически) - либо сами по себе, либо в соединении с азотом. Таким образом, термин «газовый наркоз» является более емким.

При дыхании воздухом или найтроксом газовый наркоз развивается по мере увеличении парциального давления азота / кислорода во время спуска на глубину. Хотя существует индивидуальная предрасположенность и прочие факторы, увеличивающие вероятность возникновения газового наркоза, эксперименты показывают, что обычно его проявления становятся заметными на глубине около 30 метров. При этом наркоз, как правило, достаточно слаб и проявляется в замедлении мышления, нарушении координации, и, у некоторых дайверов, в возникновении чувства эйфории и довольства жизнью.

С увеличением глубины наркотический эффект нарастает. Реакции продолжают замедляться, координация ухудшается. Наркоз может повлиять на способность оценить ситуацию, в результате дайвер позже среагирует на возникновение проблемы. На глубине 53 метров большинство дайверов отмечают проявление интоксикации и эйфории. Тесты и накопленный опыт показывают, что на глубине свыше 60 метров наркоз сильно влияет на поведение дайвера, снижая способность к концентрации внимания и оценке окружающей обстановки. Дайверы сообщают, что на этих глубинах могут возникать зрительные и слуховые галлюцинации, а также паранойя и депрессия.

Насколько известно физиологам на настоящий момент, сам по себе наркоз безвреден. Он быстро исчезает при всплытии, а большинство дайверов отмечает уменьшение выраженности симптомов еще до всплытия на поверхность. Сведений о серьезных последствиях наркоза нет, однако иногда отмечается амнезия на время воздействия наркоза.

Проблема заключается не в самом наркозе, а во влиянии, которое он оказывает на нервную деятельность, а именно - на процесс принятия решений и реализацию моторных навыков. Именно азотный наркоз (наряду с чрезвычайно коротким бездекомпрессионным временем) ограничивает максимальную глубину любительских погружений на воздухе/найтроксе до 40 метров. В техническом дайвинге максимальная глубина для простых погружений на воздухе при хороших условиях составляет 50-55 метров (в сообществе техно-дайверов наблюдаются небольшие расхождения в принятых значениях максимальных глубин). ВМФ США установил максимальную глубину погружения на воздухе 58 метров. Большинство компаний, специализирующихся на коммерческом дайвинге, придерживаются того же значения.

Действие наркоза часто сравнивается с алкогольным опьянением. Так называемый «Закон Мартини» гласит, что на глубине 30 метров наркотическое воздействие газов эквивалентно одному выпетому бокалу мартини. Каждые следующие 15 метров добавляют по одному бокалу. Многие дайверы, имеющие опыт глубоководных погружений на воздухе/найтроксе отмечают, что этот расчет относительно точен.

Причины возникновения газового наркоза. Как и во многих других разделах физиологии дайвинга, говоря о газовом наркозе, мы многого незнаем о механизмах его возникновения. Так или иначе, нам известно, что практически любой газ может оказывать наркотическое действие при высоком парциальном давлении. Это относится и к инертным газам.

Физиологи описывают азот как физиологически инертный газ. Это не значит, что азот полностью инертен (это не так, поскольку азот принимает участие во многих химических реакциях), но в химических реакциях нашего организма он участия не принимает. Вдыхаемый нами азот не участвует ни в одной из реакций синтеза протеинов или ферментов (в образовании этих соединений принимает участие азот, получаемый с пищей).

То, что азот физиологически инертен, не значит, что он не оказывает никакого воздействия на организм. К примеру, если азот растворяется в ваших тканях во время погружения, а затем очень быстро выходит из растворенного состояния во время всплытия, он может образовывать пузырьки и вызывать декомпрессионную болезнь (что будет детально рассмотрено в конце этой главы). Будучи растворенными в тканях мозга, инертные и неинертные газы, включая азот, могут оказывать наркотическое действие. Наркоз, возникающий во время дайвинга, похож по своим проявлениям на действие другого газа - оксида азота. Оксид азота (также известный, как «веселящий газ») - широко используемый в медицине (особенно в стоматологии) анестетик. Его наркотическое действие ярко выражено даже при атмосферном давлении. В больших концентрациях оксид азота вызывает эйфорию, опьянение и быструю потерю сознания. Выраженность этих эффектов зависит от давления. При увеличении давления в два раза эффект также удваивается.

Наркотический потенциал газа примерно пропорционален его растворимости в липидах (жирах). Используя эту зависимость, можно проследить, что азот оказывает в пять раз более сильное наркотическое действие, чем гелий. При этом углекислый газ обладает в 20 раз большим наркотическим потенциалом, чем азот. Присутствие кислорода превышает наркотический потенциал азота в 1,6 раз. Однако исследования на людях показали, что степень выраженности наркоза нельзя рассчитывать только с помощью этого метода.

Кислород обладает особенными свойствами в формировании газового наркоза. Тесты, проведенные при глубоких погружениях (91 метр), показали, что смесь из 4% кислорода и 96% азота имеет более высокий наркотический потенциал, чем воздух. Это весьма необычно, поскольку кислород лучше растворяется в липидах, чем азот. Тем не менее, другие исследования показывают, что увеличенное РО2 в сочетании с азотом действительно усиливает наркотическое действие. Большинство физиологов объясняют это кажущееся противоречие тем, что в процессе формирования наркоза между азотом и кислородом возникает какая-то неизвестная на настоящий момент реакция. Влияние кислорода на возникновение наркоза очевидно (поэтому мы рассматриваем воздух и обогащенный найтрокс как смеси, вызывающие наркоз), однако его наркотический потенциал, по-видимому, связан не только с растворимостью в липидах.

Другим соединением, принимающим участие в образовании газового наркоза, является углекислый газ. Многочисленные исследования показывают, что повышение содержания углекислого газа (как во вдыхаемой смеси, так и в мертвых воздушных пространствах) усиливает наркоз. Механизм этого явления еще менее изучен, чем влияние кислорода. Исследования показывают, что углекислый газ обладает в 10 раз большим наркотическим потенциалом, чем азот. Это значение расходится с данными, полученными на основании растворимости в липидах, поскольку растворимость углекислого газа в липидах в 13-20 раз выше, чем у азота.

Дополнительные факторы. Восприимчивость человека к воздействию газового наркоза может меняться, также как и восприимчивость к любой другой форме наркотической интоксикации. При одной и гой же глубине погружения вы можете почувствовать действие наркоза в большей или меньшей степени, чем другие дайверы. Тем не менее, исследования показали, что эти различия не велики и на больших глубинах все участники эксперимента проявляют приблизительно одинаковую неточность в арифметических тестах, нарушение координации, снижение кратковременной памяти, а также изменения физиологических показателей. При проведении исследований было выявлено отсутствие постоянства индивидуальной реакции на наркоз. Это значит, что завтра вы можете почувствовать себя на глубине 40 метров совсем не так хорошо, как сегодня.

Воздействие лекарств и наркотических веществ в сочетании с анестетическим действием азота и кислорода может вызвать наркоз на глубинах намного менее 40 метров. Большинство людей в целом осознает опасность сочетания одних седативных средств с другими, как например сочетание алкоголя и валиума, действие которых суммируется. То же самое справедливо для сочетания газового наркоза с такими средствами, как алкоголь, транквилизаторы, барбитураты и снотворные. Даже те лекарства, которые, как вам кажется, не обладают седативным эффектом, как, например, средства от морской болезни, жара и диареи, могут усиливать азотный наркоз. Типичными примерами такого воздействия являются марезин (Marezine), контак (Contac) и ломотил (Lomotil). Все эти препараты обладают холинэргическим эффектом, то есть блокируют проведение определенных нервных импульсов, что и считается причиной возникновения анестезирующего эффекта.

При атмосферном давлении эти лекарства могут иметь настолько слабый седативный эффект, что вы его не заметите. Однако на глубине они могут усиливать газовый наркоз посредством синергического (совместного) действия. Особенно мощным наркотиком в этом случае является алкоголь. Также важно помнить, что многие лекарства, вызывающие сухость во рту, могут усиливать наркоз. Для того чтобы наркоз не стал для вас сюрпризом, испытайте ваши средства от морской болезни перед тем, как совершать погружение, а затем оцените их воздействие при погружениях на небольшие глубины. Некоторые из этих препаратов, как показали исследования, оказывают мощнейшее наркотическое действие уже на глубине 18 метров.

Некоторые другие факторы могут быть субъективными или индивидуальными. Многие дайверы заявляют, что они более подвержены воздействию наркоза в условиях плохой видимости или в холодной воде, однако, объективные исследования показали, что в этом случае имеет место тот же самый наркоз, но воздействие стресса, концентрация внимания на проблеме, а также другие факторы восприятия делают его воздействие более ощутимым.

Гипотеза Мейера-Овертона. Самым вероятным объяснением возникновения газового наркоза физиологи считают гипотезу Мейера-Овертона. В своей современной форме она гласит: все газообразные и летучие вещества вызывают наркоз, если они проникают в липиды клеток в достаточной молярной концентрации, индивидуальной для любого животного, и являющейся приблизительно одинаковой для любого летучего наркотика. Как было упомянуто ранее, наркотический потенциал газа, в соответствии с этой гипотезой, прямо пропорционален растворимости этого газа в липидах, являющихся основными структурными единицами клеток.

Растворимость в липидах у азота намного выше, чем у гелия; соответственно, наркотический потенциал азота значительно выше. Предложенная гипотеза далее утверждает, что наркоз начинает формироваться в местах соединения между нервными клетками. В этих местах, называемых синапсами, азот влияет на передачу электрических импульсов от одного нейрона (нервной клетки) к другому. Наиболее часто наркотическому воздействию подвергаются структуры мозга, ответственные за координацию и бдительность. Это значит, что передача информации от одной нервной клетки к другой протекает медленнее.

Гипотеза Мейера-Овертона полезна, но не совершенна. В то время как наркотический потенциал многих газов пропорционален их растворимости в липидах, у других газов (например, кислород и углекислый газ) этой зависимости не наблюдается. Гипотеза Мейера-Овертона частично объясняет возникновение газового наркоза, но существуют и другие биохимические процессы (многие из которых на настоящий момент находятся в стадии исследования), вносящие свой вклад в формирование газового наркоза.