第二章低气压的物理性影响
高空大气压力降低对人体主要有两方面的影响：大气中氧气分压降低所引起的高空缺氧(见第三章)；低气压的物理性影响(航空航天中遇到的环境压力剧烈变动影响亦包括在内)。大气压力降低时，两类影响同时发生，但主要威胁仍是高空缺氧。现代军用飞机上的供氧装备可以防护缺氧的影响；通风式密封增压座舱则对缺氧与低气压物理性影响均有防护作用。但如座舱发生破损，舱内乘员又会直接暴露于低气压之下，其发生机会虽然并不多，若一旦发生，轻者影响正常工作能力，构成事故征候，重者可能造成飞行事故。再者，军用飞机增压座舱多采用“低压差制”，即使座舱完好，由于高空飞行时座舱压力较低，也可能引起一系列低气压影响问题。载人航天器的再生式增压座舱比飞机的通风式密封增压座舱有更好的防护缺氧与低气压物理性影响的作用。但在航天员出舱活动前处于座舱阶梯减压条件下，或舱外活动中处于航天服低压条件下时，也可发生低气压影响问题。
低气压与气压剧变之所以能对机体产生物理性影响，是由于生物机体形态结构方面具有下列内在特点(图2－1)。
(1)空腔器官如胃肠道、肺、中耳腔及鼻窦内含有气体。环境压力降低时，腔内气体如不能及时排出，就根据器官壁的可扩张程度而发生体积膨胀或者出现器官腔内部压力相对升高的变化。
(2)组织和体液中溶解有一定量的气体，环境压力降低到一定程度时，这些溶解气体就可能离析出来，在血管内、外形成气泡。
(3)体液主要是由水分组成的。当环境压力降低到等于或低于体温条件下的水蒸气压时，水就发生“沸腾”，形成大量蒸汽。
(4)气压剧变时，由于外界压力的变化率很大，一些空腔器官内气体的容积或压力也迅速变化，根据其生理解剖特点的不同，有两类问题比较突出：1肺与外界的交通管道比胃肠道复杂得多，肺组织又较脆弱，所以，在气压迅速降低时发生的气体体积膨胀，将对肺产生明显影响；2中耳腔的骨质壁不能胀、缩，与外界相通的管道又具有单向活门样的特殊结构，在自高空下降的增压过程中，如外界气体不能顺利进入腔内时，即发生器官腔内压力处于相对较低状态的变化。鼻窦向鼻腔的开口处发生黏膜肿胀或有赘生物存在的情况下，在自高空下降的增压过程中，鼻窦内也能发生类似中耳腔内的压力变化。
上述各项中，前三项主要取决于大气压力降低的程度；第四项主要取决于大气压力变化率，也与气压改变的程度及所在高度有一定关系。
第一节 高空胃肠胀气
高空胃肠胀气(barometerism)是一系列症状的总称，其主要表现为腹胀和腹痛，无明确的发生阈限高度，在较低高度即可能发生。多发生在飞行上升过程中，或在到达一定高度以后的最初停留阶段内。若能经口或肛门顺利地排出部分膨胀气体，则短时间内腹胀、腹痛症状即可消失，否则，高度愈高，症状也将愈重。
一、原因
胃肠道内通常含有约1000 ml气体，主要存在于胃与下部肠管中；大多是随饮食及唾液咽下的空气，少量是食物分解产生的。根据波义耳(Boyle)定律，当温度保持一定时，一定质量气体的体积与其压强成反比。就干燥气体而言，气体体积变化的倍数与其压力变化的倍数恰好相等。但胃肠道内气体体积随压力降低而膨胀的倍数，并不完全遵循波义耳定律所表述的理想气体压力－容积关系。这是由于：1胃肠道内的气体是在体温条件下，被压力为6.3 kPa(47 mmHg)的水蒸气所饱和的潮湿气体；2胃肠道器官壁有一定弹性，对气体膨胀有一定
限制作用等，使在不同高度上器官腔内气体体积膨胀的倍数，比单纯按干燥气体计算的结果要小些。
式(2－1)与式(2－2)分别为按干燥气体及体温条件下潮湿气体在压力降低时体积膨胀倍数的计算式；式(2－3)为已将上述胃肠道内气体膨胀的一些特点，以及减压过程中可能有部分气体从口或肛门排出等情况考虑在内的计算公式。
E=(2－1)
E=(2－2)
E=(2－3)
式中：E——气体体积膨胀倍数；P1——减压前的大气压力(kPa)；P2——减压后的大气压力(kPa)；PH2O——体温条件下的饱和水蒸气压(kPa)。从海平面上升到不同高度时，胃肠道内气体膨胀倍数按上述三种公式计算的结果列于表2－1，其中按式(2－3)计算的结果较为接近实际情况。
应当明确，上述计算结果是气体膨胀倍数，不是气体体积增大的绝对值。胃肠道内气体膨胀对机体的影响，虽主要取决于膨胀倍数，但气体体积增大的绝对值也很重要。在膨胀倍数相同时，气体体积增大的绝对值愈大，影响也就愈重。
大气压力降低时，胃肠道内气体膨胀是否足以引起胃肠道管壁扩张达到发生腹胀、腹痛的程度，主要是由下述两方面因素决定的。
1．上升高度与上升速率 高度越高，大气压力降低越多，膨胀程度就越大。上升高度一定时，上升速率越大，膨胀的气体来不及迅速排出，膨胀程度也就越大。
2．胃肠道的机能状态 在含气空腔器官中，以胃肠道与体外的交通管道为最长，特别是肠内气体的排出，阻碍较多。胃肠道通畅性降低(如便秘等)，含气量增加，都能减慢膨胀气体的排出速度。此外，胃肠道管壁的敏感性也有一定意义。刺激性食物作用于胃肠道黏膜能提高其敏感性。敏感性较高的部位(如胃)，较少量的气体就可能引起疼痛。
二、主要影响
1. 物理机械性影响 由于胃肠道内气体膨胀压迫膈肌使之升高，使正常呼吸运动受到限制，严重时可发生呼吸困难，同时肺活量减少。腹内压升高还能影响下肢静脉血液向心脏回流。
2. 反射性影响 胃肠道管壁有接受扩张刺激的拉长感受器，当胃肠道内气体膨胀程度较轻时，拉长感受器接受的刺激较弱，一般不引起主观感觉，或者只有轻度腹胀感。大体上从10 000 m附近的高度开始，由于气体膨胀程度较大，特别是在排气不顺利时，胃肠道就显著扩张。在扩张部位，管壁的拉长感受器接受较强的刺激；在邻近扩张的部位，又可能产生反射性的痉挛收缩，这些都能引起不同程度的腹痛。人在低压舱内做10 000～12 000 m上升试验时，从5000～6000 m开始就有人发生轻度腹胀，按式(2－3)计算，此时气体膨胀已达到海平面时的2倍左右；较明显的腹胀，一般发生在10 000 m以上，有时因严重腹痛不能忍受而不得不中途停止试验，下降高度。但最大上升高度如不超过7600～8500 m，胃肠胀气对于身体健康的飞行人员来说，至多是出现短时间的不适感。
在拉长感受器受到的刺激还不太强，只有腹胀或轻度腹痛时，胃肠道管壁的扩张已能反射性地引起呼吸、循环系统等方面的机能改变，对飞行工作能力产生不良影响。当腹痛严重时，个别敏感的人将产生一系列的自主神经机能障碍症状，如面色苍白、出冷汗、脉搏徐缓、动脉血压下降以至发生血管迷走性晕厥，此时将严重影响飞行安全。
三、防护原则
1. 采用通风式密封增压座舱 将座舱加以密封，与舱外相对隔绝，舱内气体增加一定压力，使之超过飞行高度的气压，即可减轻或消除胃肠胀气的影响。现代军用飞机一般都装有增压座舱，舱内压比舱外压高出的数值，在歼击机为0.3 kg/cm2＊，轰炸机为0.4 kg/cm2，
