Экологическая ф.ч. Конспект лекций. Конспект лекций Донецк 2016
 Скачать 1.94 Mb.
|
|
сокращение мышц нижних конечностей (возникает рефлекторно с целью поддер- жать ортостаз) и живота, которое может обеспечить значительное повышение давления в сосудах брюшной полости и стремление к нормализации венозного возврата крови к сердцу ПРЕХОДЯЩЕМУ УВЕЛИЧЕНИЮ ТОНУСА ВЕН, УСИЛЕНИЮ ДЫХАНИЯ в ответ на повышение активности хеморецепторов сосудистого русла и обусловленной этим ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРИСАСЫВАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ГРУДНОЙ КЛЕТКИ 168 Реакции организма человека при длительном пребывании в вертикальном положении УРАВНОВЕШИВАНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ, наряду с сохра- няющимися, но несколько ослабевающими, рефлекторными механизмами, достигается и благодаря дополнительному подключению ГУМОРАЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ПРОЯВЛЕНИЕ АДАПТАЦИОННЫХ РЕАКЦИЙ ОРГАНИЗМА, направленных на изменение емкости сосудистой системы и объема циркулирующей крови до уровня, со- ответствующего обменным процессам организма в ответ на снижение объема циркулирующей крови, артериального давления и соответственно активности прессорецепторов магистральных сосудов проявляются в возникают увеличении продукции АНТИДИУРЕТИЧЕСКОГО ГОРМОНА передним гипо- таламусом и АЛЬДОСТЕРОНА клубочковой зоной коры надпочечников способствуют уменьшению диуреза и увеличению объема циркулирующей крови активации РЕНИН-АНГИОТЕНЗИНОВОЙ СИСТЕМЫ (выброс ренина усили- вается в ответ на понижение давления в приносящих артериолах почечных клубоч- ков) способствует ПОВЫШЕНИЮ ТОНУСА АРТЕРИОЛ и ОБЪЕМА ЦИРКУЛИРУЮЩЕЙ КРОВИ 169 СХЕМЫ К ТЕМЕ «ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРАХ И ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЯХ ОРГАНИЗМА» ПОНЯТИЕ ОБ ЭКСТРЕМАЛЬНОМ СОСТОЯНИИ И ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРАХ ЭКСТРЕМАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ состояние крайнего напряжения физиологических функций или исчерпания физиологических резервов и срыва адаптационных процессов, возникающее при действии ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ естественные или искусственные факторы окружающей среды, неадекватные гено- и фенотипическим свойствам животного организма и представляющие собой крайние, весьма жесткие условия среды, при которых не возможна полная реализация адаптационных возможностей организма либо отсутствует всякая возможность адаптации в силу вы- сокой интенсивности фактора, его новизны и специфич- ности действия предъявляют к организму требования, превышающие его физиологические адаптационные возможности нарушении адекватной стабилизации под влиянием внешних и внутренних факто- ров в результате динамического рассогласования, при котором ответ организ- ма неадекватен нагрузке или же требуемый (должный) адекватный ответ превышает физиологические возможности организма возникает при его развитие зависит не только от природы, силы и длительности фактора, вызывающего экстре- мальное состояние, но и от функциональных возможностей определенных орга- нов и систем организма 170 КРИТЕРИИ ЭКСТРЕМАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ УРОВЕНЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ относительно стабильная величина специфических ре- акций, обусловленная природой раздражителя и свойствами специфической (задействованной в развитии адаптации) физиологической системы показателей интегральной деятельности отдельных систем (например, ударный и ми- нутный объем крови, объем легочной вентиляции, потребление кислорода, мышечную силу, скорость психомоторных актов и т.д.). При этом важное значение приобретает оценка града- ций в изменениях каждого показателя, необходимая для распознавания переходов с одного уровня функционирования на другой оценивают на основании В связи с тем, что величина реакции или активность системы тесно связаны с деятельностью местных и центральных механизмов управления, можно полагать, что уровень функциони- рования физиологических систем зависит от степени централизации управления: чем силь- нее действие центрального механизма управления на местный, тем выше уровень функцио- нирования системы в целом. Экстремальные состояния характеризуются максимальной централизацией управления, что является вынужденной мерой для сохранения целостно- сти и выживания организма в неадекватных существованию условиях внешней среды СТЕПЕНЬ НАПРЯЖЕНИЯ РЕГУЛЯТОРНЫХ МЕХАНИЗМОВ величина затрат вещества, энергии и ин- формации, необходимых для поддержания заданного уровня функционирования фи- зиологической системы определяется как защитно-приспособительная деятельность целостного организма при смене условий окружающей среды представляет собой непрерывно сле- дующие друг за другом переходные процессы, которые требуют для своей реализации определенного напряжения механизмов регуляции степень напряжения механизмов регуляции при разных состояниях определяется текущим уровнем функционирования, характером воздей- ствия внешних факторов и особенностями комплекса нейрогуморальных реакций организма при нормальной жизнедеятельности человека требу- ется определенная степень напряжения регулятор- ных механизмов различные нагрузки (экологические, производственные, социальные, психологические) требуют более высоко- го уровня функционирования и более высокой сте- пени напряженности систем управления ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ФАКТОРОВ требует максимального на- пряжения регулятор- ных механизмов ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ РЕЗЕРВ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ готовность или способность организма или органа выпол- нить заданную деятельность с минимальным напряжением ре- гуляторных механизмов определяется как как разность между макси- мально достижимым уровнем специфической функции и уров- нем этой функции в состоянии физиологического покоя 171 ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ Формирование экстремального состояния но при этом гомеостатические нарушения в организме, возникающие под действи- ем экстремальных факторов, в одном случае могут компенсироваться максимальным напряжением функций, которое не может долго поддерживаться, а, в другом – полная компенсация не достигается или вообще невозможна что обуславливает СТАДИЙНЫЙ ПРОЦЕСС, в ходе которого организм пытается приспособиться к новым для него условиям путем изменения функций отдельных систем и на- пряжения соответствующих регуляторных механизмов первоначальное чрезмерно сильное напряжение определенных органов, их сис- тем и нейрогуморальных регуляторных механизмов, но в дальнейшем их быстрое истощение и неспособность противостоять нарушениям гомеостаза, индуцируе- мым действием экстремального фактора тем не менее, при действии экстремальных факторов организм предпринимает попытки восстановить развившиеся гомеостатические нарушения путем вклю- чения различных защитных и приспособительных механизмов экстремальные состояния следует рассматривать как результат полностью не- реализованных приспособительных реакций, а механизмы их развития – исходя из общих принципов развития адаптивных процессов в организме следовательно, начальный этап развития экстремальных состояний связан с формированием общего адаптационного синдрома, направленного на мобилизацию энергетиче- ских и структурных ресурсов организма общий адаптационный синдром не только мобилизует резервные возможно- сти организма, но и играет важную роль в формировании и поддержании высо- кого уровня активности специфических реакций, направленных на устранение или ослабление гомеостатических сдвигов, вызванных действием экстремальных факторов характеризуясь высокой эффективностью, общий адаптационный синдром в целом и специфические адаптационные реакции в частности могут на начальных этапах действия экстремального фактора поддержи- вать в пределах нормы отклоняемые параметры гомеостаза, однако, организм продолжает находиться в состоянии напряжения, по- скольку полной долговременной адаптации не развивается в связи с тем, что максимальная степень функциональной активности специфического ор- гана и соответственно максимально возможной его гипертрофии ниже требований, предъявляемых экстремальным фактором организм при действии экстремального фактора в конечном итоге переходит в СТАДИЮ ДЕКОМПЕНСАЦИИ с последующим развитием патологических про- цессов. Более того, даже формирование механизмов долгосрочной адаптации к же- стким факторам среды "не страхует" организм от развития экстремального состоя- ния в условиях пролонгированного действия факторов, изменения их интенсивно- сти и истощения физиологических резервов организма в связи с этим 172 СХЕМЫ К ТЕМЕ «ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА ПОВЫШЕННОГО БАРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ» НЕБЛАГОПРИЯТНЫЕ ФАКТОРЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ПОГРУЖЕНИИ ПОД ВОДУ Погружение человека в водную среду (чуждую для его организма) повышенного барометрического давления по мере увеличения глубины по- гружения (при погружении на каждые 10 м барометрическое давление возраста- ет на 1 атм), приводящего, с одной стороны, к увеличению парциального давления кислорода и уг- лекислого газа в альвеолярном воздухе и соответственно парциального напряжения этих газов в крови и тканях (т.е. развитием в крови и тканях ГИПЕРОКСИИ И ГИПЕРКАПНИИ), а, с другой стороны, к увеличению давления, оказываемого на организм возникает напряжение терморегуляции, поскольку температура воды значитель- но ниже температуры тела и, кроме того, вода обладает гораздо большей тепло- проводностью (приблизительно в 30 раз большей), чем воздух. Следовательно, ДЛИТЕЛЬНОЕ ПРЕБЫВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА В ВОДЕ, особенно на больших глубинах,приводит к ЗНАЧИТЕЛЬНОМУ ОХЛАЖДЕНИЮ нарушение ориентировки по визуальным и слуховым сигналам по мере нарастания глубины интенсивность освещения падает (на глубине 100 м царит постоянная ночь) в отсутствии специальных очков роговица вместо воздуха соприкасается с водой, характеризующейся иными преломляющими свойствами; предметы кажутся ближе и крупнее, отчего поле зрения сужается, и в результате это- го только предметы, близко расположенные от глаз, оказываются в фокусе. В присутствии специальных очков человек видит и отдаленные от глаз пред- меты, однако в результате множественного преломления лучей света, па- дающих под острым углом, предметы кажутся мельче и отдаленнее, а изо- бражение предметов, находящихся сбоку от зрительной оси, искажается изменение нормального восприятия звука в воде связано с тем, что звуко- вые волны в воде распространяются гораздо быстрее, чем в воздухе, в ре- зультате чего источники звука кажутся гораздо ближе реальных. Кроме того, из-за короткой межушной задержки (в связи с очень большой скоростью распространения звука) обнаружение источника звука (его положения от- носительно головы) становится невозможным возможно нарушение работы вестибулярного аппарата при повреждении ба- рабанной перепонки. В частности, при нарушении целостности барабанной пе- репонки в результате баротравмы, вода может попасть в среднее ухо и вызвать те- пловую стимуляцию горизонтального полукружного канала, что нарушит ориентировку водолаза в пространстве и может вызвать панику сопровождается действием 173 ХАРАКТЕР ВЛИЯНИЯ ПОВЫШЕННОГО БАРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА ПО МЕРЕ ПОГРУЖЕНИЯ НА ГЛУБИНУ Самый главный экологический фактор, действующий на человека под водой при погружении на большие глубины и способный оказать болезнетворное влияние ПОВЫШЕННОЕ БАРОМЕТРИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ БАРОТРАВМЫ приводит к возникновению 1. НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ПОВЫШЕННОГО ДАВЛЕНИЯ НА ОРГАНИЗМ Переход от нормального давления к повышенному сопровождается вдавливанием барабанной перепонки и возможным ее повреждением, сжатием кишечных газов, некоторым опущением диафрагмы, сдавливанием кожных и других периферических сосудов (что может обусло- вить повышение системного артериального давления) и, как следствие этого, уси- ленным оттоком крови к внутренним органам (и повышенным их кровена- полнением), что может обусловить их сильное перерастяжение и разрыв капилля- ров повышение барометрического давления обуславливает сжатие легких и повыше- ние давления альвеолярного воздуха. Между тем, на глубине 30-40 метров лег- кие достигают максимальной степени сжатия и больше сжиматься не могут, а давление в брюшной полости и в других областях организма по мере погруже- ния продолжает нарастать, что приводит к возникновению градиента давления между легкими и другими областями организма и обуславливает дополнительный приток крови к легким как следствие, переполнение кровью легких приводит к повышению давления в них и возможному разрыву легочной ткани и капилляров легких, что сопровождается проникновением пузырьков воздуха в кровь разорванных капилляров и может привести к последующей закупорке ими капилляров периферических органов (воздушная эмболия) развивается в силу следующих причин 174 2. САТУРАЦИЯ Повышение барометрического давления при погружении на глубину Сжатие легких и обусловленное этим повышение давления альвеолярного воздуха, а, значит, и повышение парциального давления составляющих его газов Перенасыщение жидких сред организма газами – САТУРАЦИЯ (растворение больше- го количества газов в крови и соответственно в лимфе, тканевой, церебральной, пери- кардиальной, плевральной, перитониальной, синовиальной жидкостях) Последствия сатурации живых тканей определяются биологическими эффек- тами, вызванными растворенными в больших количествах в тканях газами Степень сатурации газов тканями зависит от их свойств. Так, азот более всего погло- щается и накапливается в тканях, богатых жирами (жировая ткань, желтый костный мозг, белое вещество нервной системы, со- держащее большое количество миелина) АЗОТ, накапливаясь преимущественно в нерв- ной ткани вызывает вначале наркотический эффект (возникает состояние эйфории при сниженной способности к концен- трации внимания и повышенной утомляемости), а затем токсический эффект (кото- рый может проявляться головными болями, головокружениями, галлюци- нациями, нарушением координации движений) КИСЛОРОД оказывает токсическое действие, обусловленное тем, что, являясь сильным окислителем, в больших концентрациях он вызывает РЕЗКОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ, сопровождающихся появлением свободных радикалов повреждают молекулы ферментов и ДНК (т.е. токсический эффект кисло- рода подобен действию радиоактивно- го излучения) повышенное содержание физически растворенного кислорода в плазме крови приводит к ОЧЕНЬ СЛАБОЙ ДИССОЦИАЦИИ ОКСИГЕМО- ГЛОБИНА нарушение связывания кровью угле- кислого газа развитие выраженной гиперкапнии в тканях (удушье тканей) как следствие, возникает 175 ТОКСИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ КИСЛОРОДА начинает проявляться при небольшом добавочном давлении (0,7-0,8 добавочных атмо- сфер, т.е. при погружении всего на 7-8 м) первоначально проявляется СИМПТОМАМИ РАЗДРАЖЕНИЯ ЛЕГКИХ: острой их гиперемией, экссудацией, отеком, иногда спазмом бронхов, возникающим в ответ на раздражение бронхиальных ре- цепторов вдыхаемым воздухом очень высокой плотности При увеличении давления до 3 добавочных атмосфер (при погружении на глубину 30 м) ТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ КИСЛОРОДА может проявляться в выраженном на- рушении функций ЦНС и, как следствие, возникновении зрительных галлюцинаций, общих судорог и потери сознания как следствие, ЗАПУСК КОМПЕНСАТОРНЫХ МЕХАНИЗМОВ, направленных на уменьшение доставки кислорода к тканям (прежде всего, к головному мозгу) снижение возбудимости хеморецепторов сосудистого русла (под действием гипероксии и гипероксемии) прессорецепторов сосудов (по причине повышения артериального давления, возни- кающего в результате спазма периферических сосудов под действием повышенного атмосферного давления, а также в ответ на гипероксию) возникают в ответ на проявляются в урежении дыхания ослаблении сердечной деятельности, и, как следствие, уменьшении объема цир- кулирующей крови, сужении сосудов головного мозга обеспечивают уменьшение уровня кровоснабжения периферических тканей, а, следовательно, уменьшение доставки кислорода к тканям, что препятствует дальнейшему повышению содержания кислорода в тканях и усилению токсического его действия на ткани но при этом ухудшается и доставка субстратов окисления к тканям, что обуславливает некото- рое нарушение нормальных обменных процессов в них (особенно в жизненно важ- ных органах, работающих постоянно и нуждающихся в хорошем кровоснабжении) Основной способ защиты организма от сатурации газами при погружении на глубину вдыхание КИСЛОРОДНО-ГЕЛИЕВЫХ СМЕСЕЙ, в которыхазот заменяют инерт- ным гелием, не растворяющимся в тканях и уменьшают парциальное давление кислоро- да до такого уровня, при котором на определенной глубине обеспечивается нормальное парциальное напряжение этого газа в крови и тканях. Так, например, при погружении на глубину 100 м концентрация кислорода в газовой смеси должна составлять не более 2%. 176 3. ДЕСАТУРАЦИЯ возникает при ДЕКОМПРЕССИИ (т.е. при переходе из области повышенного давления в нормальную атмосферу, что имеет место при подъеме человека с глубины на поверх- ность), оказывает повреждающее действие на организм ПОНИЖЕНИЕ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ (особенно резкое) значительным переходом растворенных в тканях газов в кровь сопровождается эти газы при резком подъеме с глубины на поверхность не успевают выдыхаться образование большого количества га- зовых пузырьков в крови и других жидких средах организма растяжение излишними газами легких воздушная эмболия сосудов и обусловленная этим ишемия определенных органов (в том числе, возможно и жизненно важных органов) возможный их разрыв накопление газовых пузырьков в неко- торых периферических органах может явиться причиной болевого синдрома при десатурации (боли в суставах, кожный зуд), поражения головного и спинного мозга (что проявляется в нарушении зрения, параличе, потере сознания) Повреждающее действие десатурации зависит от: скорости декомпрессии глубины, с котрой происходит декомпрессия. Так, при декомпрессии организма из добавочного давления в 1,25 атм (и меньше) газо- вая эмболия сосудов не возникает, поскольку диаметр образующихся газовых пузырь- ков (8 мкм) не превышает минимальный диаметр капилляров. При ускоренной же де- компрессии из больших глубин образующиеся в сосудах пузырьки газов имеют бóльшие размеры и могут вызывать закупорку капилляров 177 ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ПОГРУЖЕНИЯ ПОД ВОДУ КРАТКОВРЕМЕННОЕ ПОГРУЖЕНИЕ человека БЕЗ КАКОГО-ЛИБО СНАРЯЖЕНИЯ на небольшие глубины КИСЛОРОДНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ, развивающаяся по причине нарушения в результате апноэ газового состава альвеолярного воздуха и, как следствие, крови и тканей самый неблагоприятный фактор ЗАПУСК КОМПЕНСАТОРНЫХ РЕАКЦИЙ В ОТВЕТ НА ГИПОКСИЮ, включающих: усиление сердечной деятельности (в ответ на воз- буждение хеморецепторов) рефлекторный спазм сосудов (в ответ на возбужде- ние хеморецепторов) повышение артериального давления (в результате интенсификации сердечной деятельности и повыше- ния сосудистого тонуса) повышение активности дыхательного центра и свя- занное с этим возникновение необходимости сделать вдох вызывает может обусловить ряд патологических прояв- лений кислородной недос- таточности тканей: гипоксия сердца может обусловить возникновение сердечных болей и при- ступа стенокардии гипоксия головного мозга приводит к помутнению и возможной потере созна- ния Человек не подвергается действию повышенного барометрического давления и обусловленных им баротравмы, сатурации и десатурации в связи с тем, что не по- гружается на большие глубины Предварительная (перед нырянием на небольшие глубины с задержкой дыхания) ги- первентиляция, производимая с целью увеличить насыщение крови кислородом, опасна и нежелательна по двум причинам: ГИПЕРВЕНТИЛЯЦИЯ не обеспечивает значи- тельного увеличения насыщения крови ки- слородом (концентра- ция кислорода в легких после нескольких глубо- ких вдохов может уве- личиваться всего на 5 мл/дл воздуха, что мало отражается на насыще- нии крови кислородом), но обуславливает раз- витие респираторного алкалоза, который мо- жет привести к потере сознания еще до ныря- ния ГИПЕРВЕНТИЛЯЦИЯ может обусловить внезапную по- терю сознания в конце ныряния в связи с неправильной оцен- кой дыхательным центром кислородного резерва крови возникает по причине того, что гипоксемия, развивающаяся в результате задержки дыха- ния при нырянии, сама по себе является слабым стимуля- тором сосудистых хеморецепторов концентрация углекислого газа в крови не повышена, а даже понижена по причине предварительной гипервен- тиляции перед нырянием не происходит достаточной стимуляции сосудистых хемо- рецепторов гипоксемией, не происходит значительной активации дыхательного цен- тра в результате дыхание может задерживаться дольше, чем при нырянии без предварительной гипервентиляции (когда гиперкапния, возникающая по причине задержки дыхания, является мощ- ным стимулятором дыхательного центра) что обуславливает нарастание гипоксемии и гипоксии головного мозга и может вызвать внезапную потерю сознания под водой 178 КРАТКОВРЕМЕННОЕ НЫРЯНИЕ С ЗАДЕРЖКОЙ ДЫХАНИЯ на большую глу- бину без специальных аппаратов, обеспечивающих внешнее дыхание погружение на глубину более 40 м 2. Возможное ПОВРЕЖДЕНИЕ БАРАБАННОЙ ПЕРЕПОНКИ и СЛИЗИСТОЙ ВЕРХНИХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ может вызвать до глубины 30-40 м грозит развитием только гипоксии, но при этом баротравма не развивается, поскольку объем грудной клетки и, следовательно, объем легких уменьша- ются без затруднения, достигая минимума на глубине 30-40 м 1. ПОВРЕЖДЕНИЕ ЛЕГКИХ по мере погружения давление в грудной полости остается постоян- ным (поскольку легкие достигают максимальной степени сжатия), а в других областях тела продолжает нарастать (по причине повышения давления воды при погружении на глубину). возникает градиент давлений между грудной клеткой и другими областя- ми тела, вызывает значительный приток крови к ор- ганам грудной полости, их перерас- тяжение и механическое поврежде- ние (вплоть до разрыва) возникает в силу следующих причин В норме давление в заполненных воздухом частях черепа должно через нос и глотку вы- равниваться с давлением в грудной полости. При непроходимости у ныряльщика евста- хиевой трубы или отеке слизистой носа из-за простуды выравнивание давления между полостями черепа и грудной полостью затруднено или не возможно в полости среднего уха, придаточных пазухах носа возникает повышенное давление что приводит к выбуханию барабанной перепонки (вплоть до ее разрыва) и увеличению дальнейшего кровенаполнения слизистых оболочек ды- хательных путей с возможным их болезнен- ным отеком и разрывом возникает в силу следующих причин 3. ГИПОКСИЯ, возникающая и усиливающаяся, как правило, во время подъема на по- верхность по следующим причинам: При погружении на большую глубину с задержкой дыхания человек гипоксии не чувствует, поскольку нарастание давления в легких приводит к вре- менному повышению парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе, что обес- печивает нормальное насыщение кислородом артериальной крови и тканей. При подъеме на поверхность гидростатическое давление воды снижается, что сопровождается снижением давления в легких и соответственно уменьшением парциального давле- ния кислорода в альвеолярном воздухе до очень низких значений особенно вблизи по- верхности воды (поскольку на протяжении последних 10 м подъема окружающее давление постепенно приближается к нормальному атмосферному, а из-за временной задержки ды- хания парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе снизилось), что сопровождается уменьшением парциального напряжения кислорода в артериальной крови и тканях, в том числе и головном мозге, и может обусловить потерю сознания 179 НЕКОТОРЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОВРЕЖДАЮЩИХ ЭФФЕКТОВ ГИПЕРБАРИИ НА КЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ ДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОГО ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ на клеточные мембраны изменение физико-химического состояния мембран, их липидного состава, функций транспортных, ферментных, рецепторных мембранных белков, степени связи белков с мембранами, усиление свободно-радикальных процессов в мембранах дальнейшее повреждение мембран и нарушение их функций, что может обусловить нарушение нормального функционирования клеток повреждение генома клеток, сопровождающееся развитием летальных и полулеталь- ных мутаций, гибелью клеток, или, напротив, возникновением их спо- собности к неконтролируемому деле- нию 180 СХЕМЫ К ТЕМЕ «ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА ПЕРЕГРУЗОК» ПОНЯТИЕ О ПЕРЕГРУЗКАХ, ОБЩИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ИХ ДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ ПЕРЕГРУЗКА возникает в результате механических напряжений в тканях, противодействующих СИЛАМ, ПРЕВОСХОДЯЩИМ ГРАВИТАЦИОННЫЕ возникает при прыжках, выполнении различных физических упражнений, падениях, у животных – при борьбе, добывании пищи Наибольших значений ускорения достигают ПРИ ПОЛЕТАХ НА САМОЛЕТАХ И КОСМИЧЕСКИХ КОРАБЛЯХ и представляют собой единствен- ный фактор полета, влияние которого на организм не может быть устранено никакими техническими приспособлениями Так, во время взлета и посадки космического корабля нарастание ускорения до 8-20 g происходит в течение всего лишь 1-3 минут ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПЕРЕГРУЗКИ НА ОРГАНИЗМ в частности, Внешняя сила, действуя на тело, сообщает ускорение лишь ТЕМ ЭЛЕМЕНТАМ, ко- торые ПОДВЕРГАЮТСЯ ЕЕ НЕПОСРЕДСТВЕННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ как следствие, возникает смещение ускоряемых слоев относительно неподвижных (т.н. упругие де- формации в тканях) что обуславливает ускорение остальных, контактирующих с ускоряемыми слоями, элементов за счет уп- ругих сил, действующих внутри тела со стороны одних его элементов на другие (т.е. ус- корение новых слоев приобретается в результате упругих деформаций, возникающих при смещении одних слоев тела относительно других) таким образом, в процессе сообщения телу ускорения оно может рассматриваться как СОВОКУПНОСТЬ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ИНЕРТНЫХ МАСС, обладающих различ- ной кинетической энергией и выступающих по отношению друг к другу как ускоряющие и ускоряемые тела. Развитие деформаций в теле прекратится лишь тогда, когда ВСЕ СЛОИ ПРИОБРЕТУТ ОДИНАКОВОЕ УСКОРЕНИЕ вместе с тем с увеличением количества слоев, приобретающих ускорение, ИХ СУММАРНАЯ МАССА ВОЗРАСТАЕТ, что обуславливает увеличение выраженности наступаю- щих в тканях деформаций при этом НАПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕГРУЗКИ, отражающее деформационные смещения под влиянием инер- ционных сил, ВСЕГДА ПРОТИВОПОЛОЖНО направлению сил, сообщающих ускорение ВЫРАЖЕННОСТЬ деформаций и упругих напряжений в различных слоях тела зависит от величины действующих внешних сил (будет тем больше, чем больше ускорение) удаленности определенных слоев тела от места приложения внешних сил (будет тем меньше, чем дальше от места приложения силы расположен слой) механических свойств тканей (будет тем больше, чем слабее механические связи между структурными элементами определенных органов и тканей тела) 181 Основные параметры перегрузки, от которых зависит выраженность структурно- функциональных изменений в организме ВЕЛИЧИНА ПЕРЕГРУЗКИ определяется как частное от деления величины сообщаемого телу ускорения к ускорению силы тяжести(принимаемому за исходное состояние организма) если перегрузка составляет 5 g, это значит, что действующее на организм ускорение в 5 раз превышает гравитационное например, ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ ПЕРЕГРУЗКИ от которой зависит длительность изменения нормальной (соотвествующей естественной гравитации) напряженности поля эластических сил в организме, компенсирующих пере- грузку, а, следовательно, отчасти и вероятность механических повреждений в тканях ГРАДИЕНТ НАРАСТАНИЯ или СПАДА УСКОРЕНИЯ от которого зависит изменение напряженности поля эластических сил в теле и развитие деформаций во времени количественно выражается величиной ускорения, при- обретаемого телом за единицу времени (dg/dt) реальная напряженность поля эластических сил в теле человека зависит не только от величины ускорения, но и от скорости его нарастания если телу сообщается ускорение в 5 g в течение 0,5 с, то деформации в теле будут такими же, что и при действии ускорения в 10 g , сообщаемом за 1 секунду при очень кратковременном действии ускорений деформации в теле оказываются несколько меньшими, чем в приведенных рас- четах, поскольку при очень кратковременном действии внешних сил (0,08 с и меньше) деформации, связанные с процессами ползу- чести, не успевают развиться, и ткани тела реагируют как жест- кая система вместе с тем например, 182 НАПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕГРУЗКИ относительно оси тела ЗАВИСИМОСТЬ структурно-функциональных изменений от направления перегрузки обусловлена особенностями анатомического расположения орга- нов неодинаковыми механическими свойствами орга- нов, а, следовательно, и неодинаковой эффективно- стьюприспособительных механизмов, возникающих компенсаторно в ответ на смещение слоев тела При прочих равных условиях величина сдвига гидростатиче- ского давления (т.е. инерционного напора) под действием ус- корения оказывается наибольшей в том случае, когда НАПРАВЛЕНИЕ ДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ совпадает С НАПРАВЛЕНИЕМ МАГИСТРАЛЬНЫХ СОСУДОВ (т.е. при вертикальных перегрузках у человека инерционный напор крови оказывается большим, чем при горизонтальных той же величины и градиента нарастания) ХАРАКТЕР ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ между ТЕЛОМ ЧЕЛОВЕКА и ПРЕДМЕТАМИ, СООБЩАЮЩИМИ УСКОРЕНИЕ В области приложения внешней силы возникают локальные перегрузки, приводящие к дефор- мациям сжатия. В случае, когда площадь соприкосновения те- ла с ускоряющими предметами мала, упругие напряжения в тканях в месте приложения внешней силы оказываются в десятки, сотни и тысячи раз большими тех, что возникают в других тканях тела, что может обусловить необратимые локальные деформации в об- ластях соприкосновения тела с ускоряющими предметами из-за превышения перегрузками механической прочности структур в связи с этим локальные перегрузки зачастую могут оказать более выраженное влияние на состояние функций организма, нежели общая перегрузка например, 183 ПРИЧИНЫ ВЫРАЖЕННОЙ ЗАВИСИМОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ОТ ВЕЛИЧИНЫ И НАПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕГРУЗКИ При действии перегрузок, особенно вертикального направления, наиболее вы- раженные изменения возникают в СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЕ в связи с тем, что кровь представляет собой жидкую соединительную ткань, которая практиче- ски не имеет механических связей как между своими отдельными элемен- тами, так и со стенками кровеносных сосудов сами стенки кровеносных сосудов обладают весьма выраженными эластиче- скими свойствами, в связи с чем при взаимодействии с массой крови они высту- пают в роли ускоряющего тела ряд кровеносных сосудов имеет значительную протяженность и совпадает с направлением продольной оси тела ОТЧАСТИ КОМПЕНСИРУЮТ деформации в сосудистом русле при действии перегрузки следующие факторы: сосудистая система состоит из огромного множества сообщающихся между со- бой сосудов, в которых постоянно поддерживается градиент давления направление большинства сосудов не совпадает с направлением сил, сооб- щающих телу ускорение число функционирующих сосудов постоянно меняется в зависимости от по- требности того или иного органа в уровне кровоснабжения существенное влияние на циркуляцию крови оказывают колебания сосудистого тонуса и тонуса скелетных мышц в живом организме постоянно возникают различного рода рефлекторные и нейрогуморальные влияния в ответ на изменения, вызванные действием уско- рений |