Bênh nảy phát sinh trong triíòng hợp mật độ oxy trong khí quyển thưa, áp lực chung cùa khí quyển thấp dẫn đến việc cung cắp oxy cho các to chúc tế bào bị thiếu, vói đặc tính là:
Hàm luợng oxy trong máu động mạch và tĩnh mạch đều giàm.
Độ bão hoà oxy trong máu giảm, trương lực oxv trong máu hạ dẫn đến áp suất tùng phần của oxy (PO2) trong khí phế bào giảm (I linh lb). Bệnh này khác vói bệnh thiếu oxy do:
Tuan hoàn bị rối hạn (tuần hoàn bị đình trệ, thiếu máu cục bộ) vơi đặc tính:
Ilàm liíổng OXV trong máu động mạch bình thuòng. trong máu tĩnh mạch hạ thấp nhiều.
Triíổng lực oxy trong máu tĩnh mạch cũng hạ thấp.
Số chênh lệch về hàm lượng oxy giữa máu động mạch và tĩnh mạch lUrtng đối lỏn (Iiình lc).
Huyết dịch (thiếu máu, chức năng Hb kém) vcíi dặc tính:
Ham lUổng oxy trong máu động mạch hạ thấp kèm Iheo số lượng huyết cầu tố giảm.
Triíổng lực 0x7 và độ bão hoà 0?H b trong máu gần vói mức bình thường.
I ỉàm lượng và trưổng lực oxy trong máu tĩnh mạch thấp hổn mức binh thưỏng (Mình ld).
Tổ chức: loại này thường gặp trong trường hợp tồ chức bị trúng dộc, không thẻ sử dụng một cách bình thường lượng oxy do máu chở đến, vói đặc tính:
Hàm lượng và trựỡng lực oxy trong máu động mạch bình thưỏng. trong máu tĩnh mạch thì cao hơn bình thuồng nhiều vì không lợi dụng được oxy do máu chỏ đến.
Số chênh lệch vè hàm lượng oxy trong máu động mạch và tĩnh mạch giảm một cách rỏ rệt (Mình le).
Nói đến bệnh "thiếu oxy trẽn cao", không thẻ tách ròi quá trình phát triển y học hàng không nghiên cứu về nội dung này từ thế kỉ 16 - 17 khi con ngUÒi leo lên các vùng núi cao. Nhiều nhả khoa học đã tìm cách giải thích tác động của sự giảm áp suất khí quyển (không khí loãng) đến cờ thế và cho đó là nguyên nhân ccí học, chua nghĩ tời nguyên nhân sinh lí là sự thiếu oxi.
Nàm 1783, bác sĩ nguòi Anh Kđua Đơgiennhe và bác sĩ ngiíòi Mĩ Dơgôn Đơgiêphổri (1784 - 85) đã thực hiện nhũng chuyên bay hằng khí cầu. nhung trong khi bay, không tiến hành được một thí nghiệm nào về sinh lí và tâm lí cà. Mãi đến ngày 30.
6. 1804, theo chilống trình của Viện hàn lâm khoa học Nga đo viện sĩ Đakharôp tiến hành, chuyến bay khí cầu kéo dài hơn 3 giò (lạt độ cao trên 2000m. Và cũng là ngày lịch sử của y học
hàng không. Cùng vối việc nghiên cứu vật Lí, khí tuớng, Dákharôp còn nghiên cứu sinh lí và tâm Ư, do thị lực, thính Lực, tần số mạch, nhịp thỏ và theo dõi tình trạng súc khoẻ, w.
Cũng năm 1804, ỏ Pháp, nhà vật lí học Gaylussac bay 2 lần trên khinh khí cầu nhận xét thấy hiện tuợng biến đoi áp suất khí quyển và giảm độ ẩm khi lên cao. Sau này. tiếp đến nghiên cứu của Jourdanet. kết luận.vè sự phát trien trong các vết thilrtng hoại thu phụ thuộc vào mức độ thiếu oxy và ông đã xuất bản cuốn sách "thiếu oxy trong máu", giải thích hiên tượng thiếu oxy khi con ngưỏi leo lên núi cao qua thống kê theo dõi những cuộc leo núi ỏ Nam Mĩ.
Năm 1859. ỏ Nga. Seixênôp I. M. lần dầu tiên xác định thành phần và lượng các khí ỏ trong máu và trong khi phe nang qua nghiên cứu thảnh phần khí của ngưòi và sue vật bị ngạt, nhận xét thấy sự thay đỏi lượng oxy và khí cacbonic trong máu. Cụ the là oxy khổng có hoặc cỏ rất'ít, còn lượng khi cacbonic lại tãng lên. Ông phát hiôn ra tình trạng thiếu oxy trong thần kinh trung ương của các súc vật bị ngạt và vói những khảo cựu chính xác. ồng dã chứng minh vai trò cúa sự giảm phân áp oxy ỏ khí phế nang cùa con ngưỏi khi lên cao hoặc con người ỏ trong môi triíỏng khống khi loãng. Mổt công trinh tiếp theo, ông lại chứng minh rằng tăng cưòng hô háp khổng giải quyct được vấn đè, nếu tỉ lệ oxy trong khí phế nan£ giảm xuống còn 4,7% và phân áp oxy ò đỏ giảm xuống ỏ múc 14mmỉlg.
Năm 1875, Sivel, Crochet Spincllc và Tissanđier. nhân viên Hàng không Pháp bày tỏ nguyện vọng vói nhà sinh lí học Paul Bert được bay chuyến bay khí cầu "Dinh đầu" vào ngày 15.4.1875. Cả 3 ngưòi đều bất tỉnh nhân sự khi lên tới độ cao 8000m, Chỉ còn Tissandicr sổng SÓI. dã mồ tả những tác động ỏ trên cao cho đến nay vẫn còn ý nghĩa và rất có giá trị.
Năm 1878. Paul Bert xuất bản cuốn sách nói VC hiộn tuợng giảm áp suất khí quyển dẫn đến thiếu oxy ỏ khí phế nang và ỏ trong máu. Cuốn sách này 50 năm sau mới được biết đến và nổi tiếng.
Nhũng khám phá, những kết luận của những công trinh nghiên cứu trẽn dã là cổ sỏ cùa sinh lí học. bẹnh học trong y học hàng không nói chung và bệnh thiếu oxy trên cao nói riêng.
Ảnh hưởng của các tầng độ cao với oxy và cọ* thể Càng lên cao khí quyẻn càng thua, mật độ không khí càng thấp, phân áp oxy trong khí quyển cũng giảm dần. Qua nhiều lần nghiên cứu. ngưỏi ta chia khí quyển thành 4 tầng theo từng loại đặc điềm của chúng, đồng thòi đối vời con nguỏi, người ta cũng đã nghiên cúu sự ảnh huỏng đối vói cơ thẻ trong từng tầng, đuợc phân chia nhu sau:
Hình 1. Đương phân giải OMb trong các thể thiếu oxy
a - Bình thường; b - Do nguyên nhân thiếu oxy; c - Do tuần hoàn rô ỉ loạn; d - Do huyết dịch; c - Do tổ chức.
T: máu tĩnh mạch. D: máu động mạch.
BÁCH KHOA THƯ BỆNH HỌC TẬP 3
Tàng bình thương (còn gọi là tầng giói hạn phản ứng). Tâng tính từ mặt biển đến độ cao 2000m. Trong tầng này, các chức phận trong cơ thẻ chua thấy có biêu hiện gì về rối loạn chúc năng. Riêng về ban đêm thì thị giác có thẻ đã bắt đầu giảm.
Tâng bù (giói hạn rối loạn). Tâng từ độ cao 2000 - 4000m.
Trong tầng này, cơ thẻ đã bắt đầu xuất hiện những triệu chứng:
thở gấp. thở yếu, nhức đầu, buồn nôn, ù tai, mạch nhanh, w.
Nếu làm việc lâu trong tầng này thì cơ thể cũng có thề duy tri được sự sống do phát huy được chức năng bù đắp thích ứng.
Tầng bù không hoàn toàn (giói hạn nguy hiẻm): tầng từ độ cao 4000 - 6000m. Trong tầng này, triệu chứng nguy hiẻm là cảm giác mất bình thường, thị lực giảm, năng lực vận động tinh vi mất. đau đầu, hoa mắt, mạch cũng như hô hấp đều đến mức độ cao nhất, nhưng không thành quy luật, có the xuất hiện trạng ihái hưng phấn, không thẻ duy trì làm việc được lầu.
7ang nguy hiềm (giời hạn chết ngựòi): tầng từ độ cao 6000 - 8000 m. Trong tầng nàv V thức bị mất. Nếu kéo dài thòi gian ỏ Uịi đây thì sẽ dẫn đến trạng thái hôn mê, co giật và chết ngUÒi. Thòi gian bắt đầu lên đến độ cao nào đó mà dẫn đến hôn mê thì gọi là "thòi gian chịu đựng" hay là "thòi gian còn ý thức". Độ cao càng cao thì thòi gian chịu đựng càng ngắn.
Thỏi gian chịu đựng trên cao chia nhu sau:
a. Thỏ không khí khí quyẻn b. Thỏ oxy đơn thuần
Dộ cao (m) Thòi gian chịu đựng (phút)
7000 4’
8000 2’
9000 1’
10000 40”
11000 3.5”
12000 25”
Độ cao (m) Thòi gian chịu đựng (giây)
13500 65”
14000 47”
14500 30”
15000 19”
15500 17”
16000 15”
Càng lên cao hơn nữa thì thỏi gian chịu đựng càng ngắn, trên 15 giây là bắt đầu hôn mê. Khí lên đến độ cao 16000 m thì giổi hạn còn ý thúc rút ngắn đến độ nhỏ nhất. Nhưng khi lên cao hơn nữa thì thòi gian cũng không còn ngắn hơn. Do đó, độ cao ở 16000 m là giới hạn quối cùng của việc sinh hoạt ý thức.
Trẽn độ cao 16000 - 17000m, áp lực hơi nưóc và c o2 trong phế bào bằng vói áp lực khí quyẻn bên ngoài, cho nên ỏ độ cao này hô hấp sẽ không còn tác dụng gì nữa.
Có the nói cách khác, ở độ cao 16000m cũng là nổi giói hạn cuối cùng của việc cung cấp oxy của khí quyen. Càng lên cao nữa, mặc dù oxy vẫn tồn tại trong khí quyẻn, nhưng thực tế thì hô hấp không còn có tác dụng. Vì vậy từ 16000 m đến không gian vũ trụ, nguòi ta gọi là vùng vô dưỡng (anoxie zone). Từ 4000 - 16000m là vùng thiếu oxy (hypoxie zone) và từ 0 - 4000m là vùng bình thường (normoxiẹ zone).
Khi lên cao, nhiều yếu tố bên ngoài tác động trên cổ thẻ mà yếu tố chủ yếu là hạ thấp áp suất từng phần cùa oxy trong
khổng khí thỏ, mặc dù tỉ lô oxy vẫn không thay đổi. Số áp suất từng phần của oxy trong không khí thỏ ỏ bất cứ chiều cao nào đềụ biết được bằng công thúc:
p khỗng khí X % o2 POằ - " 1M....
p không khí: áp suất không khí
% 0 2: tỉ lệ chứa Oo trong không khí.
Số áp suất từng phần của oxy trong phế nang tính theo cổng thúc:
p (không khí - P H ,0 ) X % (), P 02 phế nang --- --- ị0'() --- PH2O: độ căng của hơi niíóc trong phê nang.
Chúng ta đã biết nhiệt độ trong phổi lả không thay đỏi (37°C) và độ căng của hời niíỏc phụ thuộc căn bản vào nhict độ không khí, dọ đó cũng không thay đỏi và bằng 47mmHgf Khi trien khai công thức cần nhó % ()2 là 20,93 và tì lệ oxy trong phê nang là 14%.
Nếu ảp suất toàn phần cùa oxv trong khí của phế nang và độ căng của oxy trong máu hạ thấp nhiều thì sẽ đưa đ ế n h i ệ n
tượng thiếu oxy.
Sau đây là sự biên đổi áp suất khí quyển - phân áp oxy trong không khí thở và trong khí phế nang theo độ cao.
Độ cao (m) Áp suất khí quyên (mmHg)
Phân áp oxy (mml Ig) Trong không
khí thỏ
Trọng phế nang
0 760 159 103
1000 674,12 141 90
2000 596,28 125 79
3000 525.98 110 69
4000 462,46 98 60
5000 405,37 85 52
6000 354.13 74 41
7000 308,26 64 38
8000 267,38 ■56 32
9000 230,95 48 26
10000 198,70 41 22
11000 170,19 36 18
12000 145,44 30 14
13000 124,30 26 11
14000 106,24 22 8
15000 90,81 19 6
Ảnh hưởng do thiếu oxy ỏ* trên cao đối với co* thể.
Hệ thần kinh: Trong toàn cổ thể thì vỏ não là bộ phận mẫn cảm nhắt khi thiếu oxy. Trong thực nghiêm, nguòỉ ta dùng phương pháp cắt sự cung cấp tụần hoàn não thì thòi gian sống của các to chức thần kinh trong điều kiên hoàn toàn thiếu oxy nhu sau:
Đại não và tế bào thề tháp: 8 phút.
Tiẻu não và tế bào Pwcking: 13 phut
Trung khu hành tuỷ: 20-30 phút Tụỷ sống: 45- 60 phút Hạch giao cảm thần kinh: 60 phút.
Thiếu oxy làm mất sự căng thăng bằng của vỏ não. Sụ thay đỏi về hoạt động thần kinh cao cấp có.thé xuất hiộn và đuợc thẻ hiện như sau:
NHÀ XUẤT BẤN TỪ ĐIỂN BÁCH KHOA
Trên độ cao từ 1000 - 4000m tuy có một số thay đổi nhũng phản ứng tinh vi, nhung nói chung về hiệu suất làm việc và hoạt động tâm lí chưa có thẻ hiểu gì đáng kề. Đến độ cao 6000m có thẻ thấy được những rối loạn về thần kinh cao cấp, xuất hiên quá trình hưng phấn chiếm Ưu thế bieu hiện:
nói nhiều, tay chân cử động nhiều, thích nói đùa, ca hát, giận giữ, vv. Khi trạng thái thiếu oxy phát sinh nghiêm trọng thì quá trình úc chế tăng lên, từ vui vẻ chuyen sang ù rũ. tinh thần uẻ oải, buồn ngủ, khó tập trung ý nghĩ, phản úng chậm chạp, viết chữ đã khó đọc, nhiều chữ viết sai. có khi biết là viết không đúng, tập trung tich lực đe viết, nhưng viết vẫn không đúng.
Khi thiếu oxy biíờc vào giai đoạn nặng thì quá trình ức chế bảo hộ cơ não dần dần chiếm địa vị chủ yếu. Lúc ấy sự rối loạn lại tăng thêm nhií: súc phán đoán và trí nhỏ giảm, tính chù quan tăng cưòng, w .
Từ những trạng chứng trên, ta có thẻ thấy rằng: khi bị thiếu oxy thì những phản ảnh chủ quan đều không the tin cậy được, không the phản ảnh một cách chính xác trạng thái cổ thể vào tình trạn g tương đương vói múc độ thiếu oxy. Dây là một điều cần chú ý đặc biệt trong y học hàng không.
Ị lình điện não thể hiện ữên những giai đoạn thiế u oxy.
Giai đoạn I: Khi thiếu oxy thòi kì đầu, độ bão hoà oxy trong máu bị giảm xuống khoảng 80 - 75% song điện não đồ chưa có gì thay đổi nhiều, thuòng thấy sóng a có tần số tăng dần, sóng p cũng tăng dần và sau sóng a biến mất chì còn /?. Đó là thòi kì hồi phục.
Giai đoạn II: Khi độ bão hoà oxy trong máu xuống khoảng 75 - 67% thấy xuất hiện các làn sóng chậm và lúc ấy chúc năng vận động tinh vi bắt đầu bị rối loạn, toàn thân ưim vào trạng thái ức chế nhẹ.
Giai đoạn III: Khi độ bão hoà oxy trong máụ giảm xuống 60 - 48%. hình sóng điện não thành một đưòng thẳng, v ỏ não lâm vào trạng thái chúc năng bị rối loạn nghiêm trọng (rối loạn phàn ứng vận động nói, rối loạn ý thức, w., và dẫn đến hôn mê). Lúc ấy vỏ đại não đã phát triển ức chế cao độ. Cung cắp oxy dầy đủ sẽ làm mất hết nhũng biẻu hiện rối loạn trên và hình các sóng lần lượt trỏ lại dạng bình thường.
Thực nghiệm sau 30 phút trong buồng khí áp ỏ độ cao 5000m của Bệnh viện không quân Việt Nam cho thấy: xuất hiện làn sóng chậm là loại chịu đựng thiếu oxy kém; không xuất hiện làn sóng chậm là loại chịu đựng thiếu oxy tốt.
Thiểu oxy ảnh hưởng đến chức năng các phân tích quan.
Rối loạn hoạt động của vỏ não trong khi thiếu oxy tác động đến chức năng cùa các phân tích quan, trưóc hết làm rối loạn chúc năng thị giác.
Thị giác: Từ 2000 - 3000m, độ nhạy cảm của mắt đối vói ánh sáng giảm đi. ỏ độ cao 4500 - 5000m sự giảm độ nhạy này rõ nét cả ở nhũng ngUỜi chịu đựng tốt thiếu oxy. Đến độ cao 7000m chức năng phân biệt các vật thẻ giảm đi 50%. Cảm giác nhìn chiều sâu cũng kém đi. Nhìn màu sắc cũng giảm, đặc biệt dối vỏi màu lục và màu xanh lơ. Thị lực khả năng điều tiết và độ nhạy tương phản đều giảm.
Từ 5000m trỏ lên tất cả các đối tUỢng đều thấy rối loạn vận động nhãn cầu, các trục thị giác chụp hoặc doãng quá múc, do chức năng điều khiền của thần kinh trung ương kém đi, trương lực các cơ vận nhãn kém di và mất thăng bằng.
Ban ngày, từ 6000m trỏ lên, thị lực bắt đầu giảm và thị triíỏng cũng bắt đầu bị thu hẹp. Khả năng điều tiết của
mắt giảm đi từ độ cao 5000 m. Thiếu oxy tác động đến võng mạc.
Những biểu hiện trên xảy ra, khi thiếu oxy. Nếu được thở oxy tinh khiết thì các chúc năng cùa mắt đuợc khôi phục lại nhanh chóng. Điều này chúng tỏ dưói ảnh hưỏng cùa thiếu oxy, những rối loạn chúc năng của mắt chỉ mang tính chắt tạm thòi.
Bởi vậy, tắt cả các biện pháp nhằm nâng cao súc chịu đựng thiếu oxy của cổ thẻ đều có khả năng hồi phục chức năng thị giác, trong đó việc sử dụng các vitamin hỗn hợp: A, B, c là rất cần thiết.
Thính giác: Thính giác ít bị tác động của thiếu oxy. Sau khi lên cao 5500m thì thính lực giảm trong một thòi gian ngắn. Còn rối loạn chúc năng tiền đình chì xảy ta khi bị thiếu oxy nặng.
VỊ giác và khứu giác: TÙ độ cao 4500 - 5000 m, vị giác và khứu giác bị giảm.
Xúc giác: ỏ độ cao 2000 - 5000 m, xúc giác triíóc hết tăng độ nhạy rối sau mói giảm. Mức độ nhạy cảm của da vói nhiệt độ nóng, lạnh cũng giảm.
Hệ hô hấp: Cơ the bị thiếu oxy thì hô hấp được tăng cưòng
‘do cơ chế bù đắp nhằm đảm bảo sự cung úng oxy cho cơ the.
Sụ tăng cuòng hô hấp đuợc biểu hiện bằng nhịp thỏ tăng và độ sâu cũng tăng. Mức độ thiếu oxy càng nặng thì chức năng hô hấp càng bị rối loạn. Sau đây là nhũng biẻu hiện chủ yếu về sự thay đổi chức năng hô hấp:
Lượng thông khí: thực nghiệm vói những ngưòi khoẻ mạnh trong buồng khí áp ở độ cao 2500 - 3000m thì thấy số đông, luợng thông khí bắt đầu tăng. Trên độ cao từ 3000 - 4000m, lượng thông khí 5 - 10%. ỗ độ cao 5000m vói nhũng ngưòi chua quen rèn luyện thì lượng không khí sẽ tăng từ 20 - 25%.
Trên độ cao 6000m tăng 50% và từ 7000 - 8000m thì tăng 100%.
Lượng thông khí tăng là do tăng nhịp thở và biẻu đồ mà thông thuòng lấy sự tăng biên độ làm chủ yếu. Một ngưòi chỉ có tăng tần số làm chính, còn biên độ không tăng thì sẽ có nguy C(3 thiếu oxy n gh iêm trọn g, v ó i những nguòi khi lên cao, luợng thông khí tăng rõ rệt, biẻu hiện năng lực thích ứng của họ tương đối lón, có khả năng làm việc thiếu oxy ở trong một múc độ nhẹ hơn. Nhung nếu lượng thông khí chưa tăng mà đã phát sinh những rối loạn về thần kinh mang tính chất của hiện tượng thiếu oxy thi chúng tỏ cơ thẻ đã có biẻu hiện bệnh lí. Trong quá trình rèn luyện trên cao, lượng thông khí dần dần cũng được tăng lên.
Nhịp th ở: khi hoạt động trên cao, nhịp thỏ biến đổi rõ rệt nhất, hoặc có chu kì, hoặc không đều, lúc thở nhanh, lúc thở chậm. Sức phổi thở ở trên cao giảm dần do các cơ hô hấp bị mỏi mệt và khi nhịp thở nhanh thì phổi lại thải ra ngoài rất nhiều thán khí, tì lệ thán khí trong máu sẽ giảm đi, kích thích trung tâm hô hấp gây rối loạn hô hấp làm cho tình hình thiếu oxy đã nghiêm trọng lại càng nghiêm trọng hơn.
Hệ tuần hoàn: Khi phân áp oxy ở môi trường bị giảm thấp, cơ the bị thiếu oxy thì hệ tim mạch phát sinh một loạt phàn úng bù đắp nhằm thoả mần nhu cầu oxy cho cổ thẻ. Sự thay đỏi chủ yếu là:
LUỢng máu tăng do lưu lượng máu tăng và cơ the đua máu từ các cố quan dụ trữ ra nhiều. Phần này làm cho trương lực oxy trong máu mao quản tăng Gao nhằm bù đắp trương lực oxy trong máu bị hạ thấp. Đó là một trong những nguyên nhân làm cho lượng máu tim bóp trong một phút tăng lên. 0 Việt Nam, công trình nghiên cứu của bệnh Viện không quân cũng cho thấy: "khi lên cao 5000m, cung lượng máu phút tăng 83%