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生理性惰性气体

潜水医学中经常提及的惰性气体与化学中所指的惰性气体有不同内涵。化学的惰性气体主要包括氨族气体,有氨、氛、氩、氩、氩和氢,这些气体的化学性质十分稳定,难以与其他物质发生化学反应,因此称为惰性气体。而潜水医学所说的生理性惰性气体是指仅以物理溶解状态存在于机体内部,不与机体内的物质发生化学反应,不参与机体的新陈代谢,只按体内外该气体的压差梯度自由扩散的一些气体。按照此定义,潜水医学中把氨气、氮气和氢气都作为惰性气体(见表5-1),氦气是深潜水作业经常应用的惰性气体。氢气化学性质比较活泼,但是在潜水作业中也作为惰性气体应用。氢气医学的研究结果表明,氢气能在生物体内与其他物质发生反应,氢气已经不完全符合潜水医学领域关于惰性气体的定义。那么这种可以与其他物质发生反应的气体是否仍算惰性气体?解决这个问题的有效手段只能是重新修改潜水医学中关于惰性气体的定义。从这个角度上讲,关于氢气医学效应的研究,至少可以引起人类对潜水呼吸气体的重新认识,对潜水医学的研究也具有非常重要的促进作用。
 

生理性惰性气体

表5-1 各种惰性气体的常用标准物理参数
 

惰性气体对机体的生存并非无用或可有可无,相反是维持生命不可缺少的重要气体介质成分。氧气是维持生命必需的氧化-磷酸化能量代谢过程的关键物质,但若氧分压过高或吸纯氧,将会对机体造成损害甚至死亡,因为过量氧气对机体存在毒性作用。通常我们呼吸的空气中含有21%的氧气,这种浓度与压强的氧气是维持人体生存最适宜的,称为常氧。而常氧浓度的维持是因为空气中含有78%的氮气,它起了“氧气稀释剂”的作用。潜水和高气压作业时,为保证安全范围的氧气吸入,需要根据具体情况利用惰性气体与氧气混合,这样的混合气体是保证高气压下机体安全的呼吸介质。
 

惰性气体往往都是非极性分子,非极性气体分子的吸收和排出都符合气体的基本溶解规律。吸入少量氢气与吸入高压氢气或氮气的基本规律是类似的。通过液体途径如腹腔注射或饮用氢水,氢气会按照浓度梯度被机体迅速摄取,虽然吸收的速度和进入人体的方式存在比较大的区别,但释放的方式仍存在类似性。

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