RESPIRATION AT LOW TEMPERATURES CONDITIONS
Abstract
Protective physiological reactions of respiratory organs to cold air were investigated in healthy men living in the Magadano-Chukotsky region and Western Siberia by standard methods of oхyspirography, pneumotachography and helium dilution method. Four protective reactions of respiratory system to low air temperatures were found. Immediate apnea can occur at very sharp cooling of inhaled air (temperature below -25ºC). An urgent reaction of tidal volume restriction begins at a smaller temperature drop and reaches a maximum in 10-20 minutes. The reaction disappears in 10 minutes in the people adapted to climatic conditions of the North, but it remains in not adapted people, so leading to hypoxia and «polar dyspnoea». The second urgent reaction appears after 30 minutes of cold air breathing and leads to the most cooled part of respiratory tissue being excluded from ventilation and gas exchange. A slow protective reaction of the respiratory system to a long low temperature exposure occurs, which is revealed through the opening of reserve lung acini. Weakening a damaging action of an ecological factor, this protective reaction at the same time restricts the gas exchange, which leads to the compensatory hyperventilation and the respiratory apparatus exertion.
About the Authors
Gennadiy S. Shishkin
Research Institute of Physiology and Fundamental Medicine of Siberian Branch RAMS
Россия
Россия
Nina V. Ustuzaninova
Research Institute of Physiology and Fundamental Medicine of Siberian Branch RAMS
Россия
Россия
References
1. Патология человека на Севере / А.П.Авцын [и др.]. М.: Медицина, 1985. 415 с.
2. Бреслав И.С., Ноздрачев А.Д. Дыхание. Висцеральный и поведенческий аспекты. СПб.: Наука, 2005. 307 с.
3. Изменение легочного газообмена при дыхании холодным воздухом у некоренных жителей Севера / О.В.Гришин [ и др.] // Физиология человека. 1998. Т.24, №1. С.92–96.
4. Гришин О.В., Симонова Т.Г. Легочная вентиляция и газообмен при дыхании воздухом разных температур // Физиология человека. 1998. Т.24, №5. С.44–47.
5. Гришин О.В., Устюжанинова Н.В. Дыхание на Севере. Функция. Структура. Резервы. Патология. Новосибирск: Арт-Авеню, 2006. 253 с.
6. Гудков А.Б., Попова О.Н. Внешнее дыхание человека на Европейском Севере. Архангельск: Северный гос. мед. ун-т. 2012. 252 с.
7. Заболеваемость взрослого населения в регионах Сибири / под ред. В.А.Труфакина, Б.П. Маштакова. Новосибирск: Здравоохранение Сибири, 1997. 103 с.
8. Здравоохранение в России (статистический сборник). М.: Росстат. 2009. 365 с.
9. Здоровье трудящихся промышленных предприятий Севера / В.Р.Кейль [и др.]. Новосибирск: Наука, 2005. 228 c.
10. Козырева Т.В., Симонова Т.Г. Гришин О.В. Влияние локального охлаждения кожи на спирометрические показатели человека // Бюл. СО РАМН. 2002. №1. С.71–73.
11. Колчинская А.З., Цыганова Т.Н., Остапенко Л.А. Нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка в медицине и спорте. М.: Медицина, 2003. 408 с.
12. Колосов В.П., Перельман Ю.М., Гельцер Б.И. Реактивность дыхательных путей при хронической обструктивной болезни легких. Владивосток: Дальнаука, 2006. 184 с.
13. Эпидемиологические особенности болезней органов дыхания на территории Дальневосточного региона / Л.Г.Манаков [и др.] // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2009. Вып.33. С.34–38.
14. Митрофанов И.М., Шургая А.М. Гришин О.В. Оценка комплексного влияния факторов риска на возникновение и развитие хронической патологии в условиях Севера по данным эпидемиологических обследований центра ВОЗ/Синди «Новосибирск-Мирный» // Бюл. СО РАМН. 1996. №12. С.49–55.
15. Перельман Ю.М. Актуальные аспекты экологической физиологии дыхания // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2001. Вып.8. С.20–26.
16. Перельман Ю.М., Прилипко Н.С. Гиперреактивность дыхательных путей при хроническом бронхите // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 1998. Вып.1. С.28–34.
17. Прилипко Н.С., Перельман Ю.М. Сезонные изменения вентиляционной функции легких и реактивности дыхательных путей у здоровых людей // Физиология человека. 1990.Т.16, №4. С.97–102.
18. Приходько А.Г., Перельман Ю.М., Колосов В.П. Гиперреактивность дыхательных путей. Владивосток: Дальнаука, 2011. 203 с.
19. Уманцева Н.Д., Куличевский Д.В., Белобородов Г.С. Морфологическая основа увеличения функционального мертвого пространства у жителей Севера // Морфологические критерии дизадаптации дыхательной системы к факторам внешней среды: материалы республ. науч.-практ. конф. Благовещенск, 1985. Ч.1. С.76–78.
20. Состояния пульмонологического риска и их связь с заболеваниями органов дыхания у студентов в Новосибирске / Г.С.Шишкин [и др.] // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2004. Вып.19. С.17–21.
21. Шишкин Г.С. Гришин О.В., Куличевский Д.В. Механизмы гипервентиляции у жителей Севера // Вестник РАМН. 1994. №2. С.34–36.
22. Защитная реакция системы внешнего дыхания на длительное действие экологических факторов / Г.С.Шишкин [и др.] // Вестник РАМН. 1998. №9. С.45–48.
23. Gultyaeva V., Shishkin G.S., Grishin O. Seasonal variations in respiratory system in healthy inhabitants of West Siberia // Int. J. Circumpolar Health. 2001. Vol.60, №2. P.334–338.
24. Koskela H.O. Cold air-provoked respiratory symptoms: the mechanisms and management // Int. J. Circumpolar Health. 2007. Vol.66, №2. P.91–100.
Review
For citations:
Shishkin G.S., Ustuzaninova N.V. RESPIRATION AT LOW TEMPERATURES CONDITIONS. Bulletin Physiology and Pathology of Respiration. 2013;(50):9-15. (In Russ.)
Views:
492
JATS XML
Email this article 