고압 신경 증후군
고압 신경 증후군(高壓神經症候群, HPNS; high-pressure nervous syndrome, 고압 신경계 증후군으로도 알려짐)은 잠수부가 헬륨이 함유된 호흡 가스를 사용하여 약 150미터 이하로 하강할 때 발생할 수 있는 신경학적 및 생리학적 잠수 장애이다. 경험하는 영향과 그 영향의 심각도는 하강 속도, 깊이, 헬륨의 비율에 따라 달라진다.[1]
"헬륨 미진"은 1965년 영국 해군의 생리학자 피터 B. 베넷이 처음 기술하였다.[1][2] 소련의 과학자 G. L. 잘츠만은 1961년의 그의 실험에서 헬륨 미진에 대해 최초로 보고하였다. 이 보고서들은 1967년까지 서방 세계에 알려지지 않았다.[3]
고압 신경 증후군(high-pressure nervous syndrome)이라는 용어는 1968년 R. W. 브라우어가 마르세유에서 진행된 362미터 깊이의 챔버 잠수 중 나타난 떨림, 뇌전도(EEG) 변화, 그리고 졸음의 복합적 증상을 설명하기 위해 처음 사용하였다.[4]
증상
[편집]고압 신경 증후군의 증상으로는 미진, 간대성 경련, 졸음, 뇌전도 변화,[5] 시각 장애, 메스꺼움, 어지러움, 정신 수행 능력 저하 등이 있다.[1][2]
원인
[편집]고압 신경 증후군은 두 가지 요소로 구성되는데, 하나는 빠른 잠수 속도로 인한 것이고 다른 하나는 절대 압력으로 인한 것이다. 압력 증가 효과는 150미터 이하로 분당 몇 미터 이상의 속도로 하강할 때 발생할 수 있지만, 압력이 안정화되면 몇 시간 내에 감소한다. 깊이로 인한 영향은 300미터를 초과하는 깊이에서 현저해지며, 그 깊이에서 머무는 시간과 관계없이 지속된다. 모든 영향은 더 얕은 깊이로 상승하면 완전히 가역적이다.[1]
잠수부와 동물의 고압 신경 증후군에 대한 민감성은 개체에 따라 넓은 범위에서 다양하지만, 동일한 잠수부의 서로 다른 잠수 간에는 거의 차이가 없다.[1]
막 투과 채널에 대한 용해된 헬륨의 영향 또한 분자 모델링 도구를 통해 연구되었다. 이는 헬륨이 상당한 지질 막 왜곡을 일으킬 수 있음을 시사한다. 높은 정수압 자체는 막에 덜 해로운 영향을 미치며, 분자 부피를 감소시키지만 분자 경계는 그대로 유지한다.[6]
예방
[편집]고압 신경 증후군을 완전히 예방하는 것은 불가능할 수 있지만, 증상의 발달을 지연시키거나 변화시키는 효과적인 방법들이 있다.[1][7]
느린 압력 증가 속도나 압력 증가 과정에 정지 단계를 추가하는 것이 초기의 큰 수행 능력 저하를 예방하는 데 효과적인 것으로 밝혀졌다.[1][8]
헬륨-산소 혼합물인 헬리옥스에 질소(트라이믹스 생성)나 수소(하이드렐리옥스 생성)와 같은 다른 기체를 포함시키면 신경학적 영향을 억제한다.[9][10][11]
알코올, 마취제, 그리고 항경련제는 동물의 고압 신경 증후군 억제에 다양한 결과를 보였다.[1] 현재 인간에게는 사용되지 않고 있다.
대중문화에서
[편집]고압 신경 증후군은 1989년 제임스 카메론 감독의 영화 《어비스》에서 플롯 포인트로 사용되었다.
각주
[편집]- ↑ 가 나 다 라 마 바 사 아 Bennett, Peter B; Rostain, Jean Claude (2003). 〈The High Pressure Nervous Syndrome〉. Brubakk, Alf O.; Neuman, Tom S. 《Bennett and Elliott's physiology and medicine of diving, 5th Rev ed》. United States: Saunders. 323–57쪽. ISBN 0-7020-2571-2.
- ↑ 가 나 Bennett, P. B. (1965). “Psychometric impairment in men breathing oxygen-helium at increased pressures”. 《Royal Navy Personnel Research Committee, Underwater Physiology Subcommittee Report No. 251》 (London).
- ↑ Zal'tsman, G. L. (1967). “Psychological principles of a sojourn of a human in conditions of raised pressure of the gaseous medium (in Russian, 1961)”. 《English Translation, Foreign Technology Division. AD655 360》 (Wright Patterson Air Force Base, Ohio).
- ↑ Brauer, R. W. (1968). “Seeking man's depth level”. 《Ocean Industry》 (London) 3: 28–33.
- ↑ Brauer, R. W.; S. Dimov; X. Fructus; P. Fructus; A. Gosset; R. Naquet. (1968). “Syndrome neurologique et electrographique des hautes pressions”. 《Rev Neurol》 (Paris) 121 (3): 264–5. PMID 5378824.
- ↑ Bliznyuk, Alice; Grossman, Yoram; Moskovitz, Yevgeny (2019년 7월 25일). “The effect of high pressure on the NMDA receptor: molecular dynamics simulations”. 《Scientific Reports》 (Nature Research) 9 (1): 10814. Bibcode:2019NatSR...910814B. doi:10.1038/s41598-019-47102-x. PMC 6658662. PMID 31346207.
- ↑ Hunger, W. L. Jr.; P. B. Bennett. (1974). “The causes, mechanisms and prevention of the high pressure nervous syndrome”. 《Undersea Biomed. Res.》 1 (1): 1–28. ISSN 0093-5387. OCLC 2068005. PMID 4619860. 2010년 12월 25일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2008년 4월 7일에 확인함.
- ↑ Bennett, P. B.; R. Coggin; M. McLeod. (1982). “Effect of compression rate on use of trimix to ameliorate HPNS in man to 686 m (2250 ft)”. 《Undersea Biomed. Res.》 9 (4): 335–51. ISSN 0093-5387. OCLC 2068005. PMID 7168098. 2012년 7월 8일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2008년 4월 7일에 확인함.
- ↑ Vigreux, J. (1970). “Contribution to the study of the neurological and mental reactions of the organism of the higher mammal to gaseous mixtures under pressure”. 《MD Thesis》 (Toulouse University).
- ↑ Fife, W. P. (1979). “The use of Non-Explosive mixtures of hydrogen and oxygen for diving”. 《Texas A&M University Sea Grant》. TAMU-SG-79-201.
- ↑ Rostain, J. C.; Gardette-Chauffour, M. C.; Lemaire, C.; Naquet, R. (1988). “Effects of a H2-He-O2 mixture on the HPNS up to 450 msw”. 《Undersea Biomedical Research》 15 (4): 257–70. ISSN 0093-5387. OCLC 2068005. PMID 3212843. 2008년 12월 6일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2008년 4월 7일에 확인함.