Концепция хиллза. Коэффициент диффузии газов в тканях

Видео: Галилео. Эксперимент. Диффузия

Чтобы убедиться в том, что для ткани (или тканей), ответственной за развитие болезни декомпрессии, потребуется несколько часов для уравневешивания с газом, находящимся под повышенным давлением, необходимо с помощью ограниченной диффузией модели предположить, что рассматривается относительно толстый неваскуляризированный образец ткани, например хрящ, сухожилие, кость и т. д. Однако Хиллз в 1966 г. отверг принятые величины коэффициентов диффузии для растворенного в тканях нейтрального газа и применил значения, в 1000 раз меньшие широко используемых величин Крога.

Видео: Диффузия в газах и жидкостях, 7 класс, Физика

Это коренным образом изменяет величины к при решении дифференциального уравнения, представленного выше. Такие чрезвычайно низкие значения коэффициентов диффузии характеризуют очень медленный обмен нейтрального газа между кровью в капиллярах и межкапиллярной тканью, и поэтому относительно хорошо васкуляризированная ткань может быть приспособлена под временный масштаб процесса декомпрессии.

В связи с этим Хиллз в качестве своей модели принял капилляр, расположенный в центре тканевого цилиндра. В момент времени t = 0, когда погружение начинается, в крови капилляра происходит скачкообразное стойкое увеличение концентрации газа, а затем направленная наружу его диффузия в тканевый цилиндр, окружающий капилляр. Математическое описание такой ситуации гораздо сложнее, чем описание процессов в тканевой пластинке. Однако зависимость процесса от t еще будет иметь силу, как ранее отмечалось, для небольших значений t.

Видео: Диффузия

По-видимому, более современные измерения коэффициентов диффузии растворенных в тканях нейтральных газов все же не подтверждают очень низких принятых Хиллзом значений, которые были использованы им в анализе. Поэтому он возвратился к своей первоначальной идее о пластинке неваскуляризированвой ткани толщиной 2—3 мм, чтобы убедиться в правильности предложенных временных масштабов декомпрессии. Однако в ходе анализа Хиллз привлек внимание исследователей к ряду важных моментов, часть которых впоследствии вошла в рамки современного представления.
При исследовании напряжения различных растворенных в крови и тканях газов при атмосферном давлении выяснились интересные особенности.

Парциальное давление газообразного азота в альвеолах должно находиться в равновесии с напряжением растворенного азота во всех частях тела. Кислород используется в обменных процессах, поэтому его напряжение в тканях значительно падает. Имеется некоторый избыток СО2, образующейся в результате метаболического использования О2, однако это не восполняет напряжения истраченного кислорода.

Следовательно, если суммированы величины напряжений газов, выяснится, что их сумма не равна действующему на тело гидростатическому давлению (в данном случае 760 мм рт. ст.). Всякий небольшой газовый пузырек, появившийся в ткани, обязательно быстро уравновесится по давлению с напряжением газа в окружающей ткани. Общее давление в нем, будучи меньше внешнего давления, действующего на организм, означает, что такой пузырек непременно начнет сокращаться в размере до тех пор, пока под воздействием избыточного гидростатического давления не исчезнет.

В данном случае в целях упрощения эффекты поверхностного натяжения не были учтены, но тем не менее еши обязательно ведут к появлению дополнительного давления, усиливающего процесс сокращения газового пузырька.

Источник: http://meduniver.com