Московский государственный


Влияние вибраций на организм человека



страница4/12
Дата12.05.2016
Размер1.95 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

3.3. Влияние вибраций на организм человека
Вибрация при воздействии на человека является фактором высокой биологической активности.

Вибрация — это механические колебания материальных точек или тел. Простейшим видом вибрации является гармоническое колебание.

Она характеризуется амплитудой и частотой, из которых выводят скорость и ускорение. Виброускорение, или виброперегрузка, — это максимальное изменение скорости колебаний в единицу времени, обычно выражается в см/с2. В практике авиационной и космической медицины чаще применяют единицы ускорения, кратные ускорению свободного падения q. Частота вибрации — число колебаний в единицу времени, измеряется в герцах. Важным параметром вибрации является ее интенсивность, или амплитуда. Если вибрация представляет собой простое синусоидальное колебание около неподвижной точки, то ее амплитуда определяется как максимальное отклонение от этой позиции (измеряется в миллиметрах).

Вертикальная вибрация распространяется по оси Х, перпендикулярной к опорной поверхности; горизонтальная – по оси Y, от спины к груди; горизонтальная по оси Z, от правого плеча к левому.

Вибрация может передаваться человеку непосредственно при прикосновении к вибрирующим предметам и через промежуточные среды достаточной плотности (жидкость, твердые тела). Она может воздействовать на человека непосредственно через опорные поверхности и через некоторые вторичные контактные предметы. Опосредованные воздействия вибрации проявляются в вибрации приборов и их стрелок, что затрудняет считывание показаний.

По мере удаления от места приложения вибрации интенсивность ее обычно ослабевает. Однако при воздействии вибрации некоторых частот ин­тенсивность ее может возрастать на определенных участках тела вслед­ствие резонансных явлений, обусловленных наличием определенной соб­ственной частоты колебаний разных частей тела. Например, колебания головы человека, стоящего на виброплатформе, значительно возрастают на частотах от 4 до 8 гц и в диапазоне частот 20—30 гц.

Характер изменений, возникающих под влиянием вибрации, пере­дающейся на руки, находится в зависимости от спектрального состава ее. Преобладание высокочастотных составляющих в спектре обуслов­ливает в качестве специфического раздражителя, развитие сосудистых нарушений, а также местных расстройств кожной чувствительности при незначительных изменениях мышечной системы. Наличие в спектре преимущественно низких частот в связи с микротравматизацией пери­ферической нервной системы вызывает трофические нарушения и, кроме костно-суставной патологии, приводит, как правило, к изменениям в мышцах при отсутствии или слабой выраженности сосудистых нару­шений.

Человек может воспринимать вибрацию любым участком тела с помощью специальных виброрецепторов. Наиболее высокой вибраци­онной чувствительностью, определяемой с помощью специаль­ного прибора (паллестезиометра), обладает кожа ладонной поверхности концевых фаланг пальцев рук. Наибольшая чувствительность наблю­дается к вибрации с частотами 100—250 Гц, причем в дневное время чувствительность выражена в большей степени, чем утром и вечером. При воздействии вибрации преимущественно высокочастотного характе­ра наблюдается снижение вибрационной чувствительности, особенно на частоте вибрационного раздражителя.

Под влиянием вибрации может существенно изменяться и боле­вая чувствительность, которую измеряют с помощью альгези-метра.

Воздействие вибрации может приводить к уменьшению и других ви­дов кожной чувствительности - дискриминационной, тактильной, терми­ческой.

Следует отметить, что изменение вибрационной и тактильной чув­ствительности пальцев рук может наблюдаться не только под влиянием вибрации ручных инструментов, но и при воздействии вибрации рабо­чего места.

Одним из характерных признаков вибрационной болезни, возникаю­щей под влиянием высокочастотной вибрации, передаваемой на руки, является изменение тонуса капилляров кожи. При этом возможны спазм или атония капилляров, а также оба этих состояния одновременно на разных участках капилляров.

О склонности капилляров к спазму судят по резкому побледнению кожи пальцев под влиянием 2 - З- минутного контакта с холодной водой или куском льда. Об этом же может свидетельствовать и сохранение более 10 секунд бледности кожного покрова кисти на участке, подвер­гавшемся давлению в течение 5 секунд (симптом «белого пятна»). Покраснение или цианоз кистей опущенных рук говорит о склон­ности капилляров к атонии. Иногда удается регистрировать понижение капиллярного давления в пальцах рук. Наблюдается снижение перифе­рического сопротивления, часто устанавливают гипотонию, реже — ги­пертонию. Иногда в начальной стадии вибрационной болезни отмечается гипотония, сменяющаяся в выраженных случаях гипертонией. В связи с сосудистыми нарушениями нередко наблюдается гипотермия кожи.

Секреторные нарушения обычно выражаются в усиленной потливости, реже в сухости кожи ладоней.

Нарушение трофики, возникающее преимущественно при воздействии низкочастотной вибрации, раньше всего проявляется в стер­тости кожного рисунка, утолщении и деформации ногтей, а иногда, на­оборот, в истончении и уплощении их. Пальцы становятся малоподвиж­ными, деформируются, ногтевые фаланги могут утолщаться, придавая пальцам вид «барабанных палочек».

В некоторых случаях вследствие поражения периферических дви­гательных волокон развивается атрофия мелких мышц кистей и пле­чевого пояса, уменьшается мышечная сила. При работе с инструментами, генерирующими вибрации с превалированием низкочастотных составляющих в спектре, часто возникают изменения костно-суставного аппарата. В развитии этих пораже­ний большое значение имеет величина от­дачи инструмента — возвратного удара и противодействующего ему мышечного статического напряжения.

При воздействии вибрации эластич­ность суставных хрящей уменьшается вследствие длительного функционально­го перенапряжения их; вследствие этого суставы оказываются в меньшей степени защищенными от механического воздей­ствия. В луче-запястном суставе и мелких суставах запя­стья развиваются явления деформирую­щего остеоартроза. При этом движения пальцев затруднены, контуры суставов сглажены. Возможно также по­ражение локтевого, плечевого и грудино-ключичных суставов, а также позвоноч­ника (чаще в грудном отделе) в виде остеопороза и деформирующего спондилеза.

Структурным нарушениям в костях предшествуют изменения минерального и ферментативного обмена.

Чаще всего поражаются суставы с правой стороны в связи с боль­шей нагрузкой, приходящейся обычно на правую руку, однако возмож­ны двусторонние поражения, особенно локтевого сустава. Иногда встре­чаются осложнения в виде компрессионного перелома при асептиче­ском некрозе полулунной кости.

Некоторые изменения носят характер «профессиональных стигм», не оказывая влияния на функцию руки.

Выраженность костно-суставных поражений в значительной мере зависит от стажа работы с виброинструментами и интенсивности воздействующей вибрации.

Условиями, способствующими развитию вибрационной патологии, являются охлаждение и шум. Длительный контакт с холодными метал­лическими частями различных инструментов, особенно охлажденными деталями пневмоинструментов из-за адиабатического расширения сжа­того воздуха, охлаждающее действие струи отработанного воздуха на руки способствуют развитию спазма сосудов.

Большая выраженность вибрационной патологии наблюдается при одновременном с вибрацией воздействии шума, также оказывающего неблагоприятное влияние на центральную нервную и ряд других систем организма.

По клиническому течению различают начальную форму, средней тяжести и тяжелые формы вибрационной болезни, возникаю­щей при воздействии вибрации на руки. Начальная форма характе­ризуется преимущественно субъективными явлениями (боль, парестезия), сопровождающимися не резко выраженными сосудистыми наруше­ниями (гипотермия, умеренный акроцианоз, слабо положительная холодовая проба, симптом «белого пятна») и изменениями кожной чув­ствительности (гипоальгезия, повышение вибрационной чувствительно­сти, сменяющееся ее понижением). Возможны небольшие трофических изменения мышц плечевого пояса.

При форме средней тяжести боли усиливаются, нарушения кож­ной чувствительности стойкие, четко выраженные, наблюдаются на всех пальцах и даже предплечье. Сосудистые изменения наряду с общей тенденцией к спастическому состоянию проявляются в виде приступов спазма с побледнением пальцев («мертвые пальцы») и последующей синюшностью их вследствие пареза капилляров. Резко снижается тем­пература кожи кистей, наблюдается гипергидроз. Снижается мышечная сила, развиваются костно-суставные поражения. Отмечаются общие яв­ления в виде функционального расстройства центральной нервной систе­мы астенического и астено-невротического характера.

Тяжелые формы вибрационной болезни имеют несколько видов. При сирингомиелоподобной форме нарушения кожной чувствительности распространяются на область плечевого пояса, а иногда и грудной клетки. Они могут иметь диссоциированный характер (относительное сохранение одних видов чувствительности при нарушении других) и сопровождаться атрофией мышц не только кистей, но и плечевого пояса.

Амиотрофическая форма, кроме типичных нарушений чувствитель­ности, характеризуется постепенно прогрессирующей мышечной атро­фией рук, а иногда ног и плечевого пояса, развитием парезов. Эти фор­мы легко отличить от сходных заболеваний по отсутствию пирамидных симптомов.

К тяжелым случаям относят и выраженные церебро-сосудистые кри­зы, расстройства коронарного кровообращения вследствие генерализа­ции сосудистых нарушений.

При наличии начальной стадии вибрационной болезни у квалифици­рованных рабочих наряду с лечением рекомендуется перевод их на 2 ме­сяца на работу, не связанную с воздействием вибрации и охлаждения. Все изменения легкообратимы. При средней тяжести вибрационной болезни после лечения также необходимо временное отстранение их от работы, связанной с вибрацией и охлаждением. В случае малоэффективности этих мероприятий целесообразна перемена профессии с предоставле­нием профессиональной инвалидности на период переквалификации. Тяжелые формы вибрационной болезни, резко ограничивающие трудо­способность, всегда являются показанием к переводу работающих на профессиональную инвалидность.

Клиническая картина заболевания, вызванная воздействи­ем вибрации рабочего места, в значительной мере зависит от преобладания высоко- или низкочастотных составляющих в спектре ее.

Под влиянием вибрации рабочего места с преобладанием высоких частот в спектре вначале наблюдаются умеренно выраженные измене­ния периферических нервов и сосудов на ногах — нарушение чувстви­тельности в стопах и голенях, тенденция к спазму капилляров пальцев стоп с понижением температуры кожи, цианоз, ослабление пульсации периферических сосудов, боли в ногах без четкой локализации или в икроножных мышцах, особенно при давлении, быстро развивающаяся усталость во время ходьбы. Кроме того, наблюдается легкое кратковременное головокружение, быстрая утомляемость, периодически возникающая общая слабость, шум и чувство тяжести в голове.

При более выраженной форме заболевания превалируют симптомы, свидетельствующие о нарушении функции центральной нервной систе­мы: приступы головокружения, и стойкая головная боль, тремор паль­цев рук, выраженная общая слабость. Возникает чувство неперено­симости вибрации и вегетативная лабильность. Иногда наблюдается развитие поражений центральной нервной системы органического характера.

При воздействии вибрации рабочего места, характерной для транспортных средств с превалированием низких частот в спектре, наиболее характерны ишио-радикулиты как результат раздражения и сдавливания пояснично-крестцовых корешков вследствие травматизации костно-хрящевого и связочного аппарата позвоночника, что нередко обнару­живается рентгенографически. Возможно растяжение связок, на кото­рых упруго подвешены внутренние органы, например желудок и женские половые органы.

В результате интенсивных колебаний желудка нарушается процесс переваривания пищи, наблюдается раздражение слизистой оболочки желудка и создаются условия для возникновения гастрита. Развитие гастрита связывают также с нарушением функции вегетативной нервной системы под влиянием вибрации с высокочастотными составляю­щими спектра. Иногда наблюдают признаки раздражения нервного «солнечного» сплетения - солярит с приступами острой боли в подло­жечной области.

Возможны также расстройства функции вестибулярного анализа­тора, являющегося специализированным рецептором, воспринимающим колебания преимущественно низких частот и регулирующим положение тела в пространстве. В связи с этим наблюдается нарушение устойчивости равновесия при вертикальном положении тела.

Отрицательные влияния вибрации на организм снижаются путем применения демпфирующих устройств.


3.4. Влияние шума на организм человека.
Шум — это беспорядочная совокупность звуковых волн различных частот и амплитуд, распространяющихся в воздухе и воспринимаемых ухом человека. Диапазон по частоте слышимых звуков для человека простирается от 16 до 20000 Гц. Для практических целей этот диапазон ограничен от 50 до 10 000 Гц, как наиболее важный для слухового восприятия. Ухо человека безболезненно воспринимает звуковое давление в диапазоне от 2*10 Н/м2 (порог слуха) до 20 Н/м2. Разница верхнего и нижнего пределов составляет миллион.

Величина, характеризующая интенсивность шума или звука, называется «уровень звукового давления шума» или уровень шума. Это десятичный логарифм отношения измеренного звукового давления к стандартному (близкому к порогу слышимости чистого тона на частоте 1000 Гц), принятому за единицу сравнения.

Неблагоприятное воздействие шума зависит как от уровня шума, так и от частотного состава, т.е. от того, как распределяется интенсивность по частотам (спектр шума). Вредность шума зависит от степени равномерности его воздействия с течением времени.

Установлено, что адекватным критерием для характеристики колебательного процесса (шума), воздействующего на живой организм, является его мощность. Отсюда наиболее правильно непостоянные шумы оценивать эквивалентным по энергии уровнем.

Все шумы подразделяются по характеру спектра на широкополосные и тональные. Широкополосные — с непрерывным спектром шириной, более одной октавы, а тональные имеют в спектре слышимые дискретные тона; тональный характер шума устанавливается измерением в 1/3-октавных полосах частот по протяжению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные. Постоянные — это такие шумы, уровень звука которых за 8-часовой день меняется во времени не более чем на 5 дБА, а непостоянные, уровень звука которых за 8-часовой день изменяется во времени более чем на 5 дБА.

Несомненно, что интенсивный шум при ежедневном воздействии медленно и необратимо влияет на звуковоспринимающий отдел анализатора, вызывая потерю слуха, прогрессирующую с увеличением времени экспозиции шума.

Непостоянные шумы особенно негативно воздействуют на организм человека, они делятся на импульсные, прерывистые, колеблющиеся, продолжительные и кратковременные.

В биологическом отношении шум – это заметный стрессовый фактор, вызывающий срыв приспособительных реакций. Биологические последствия его действия: от функциональных нарушений регуляции центральной нервной системы (ЦНС) до морфологически выраженных разрушительных процессов в разных органах. Степень шумовой патологии зависит от интенсивности, нестационарности и продолжительности действия, состояния ЦНС, от индивидуальной чувствительности организма к шуму. Особенно чувствительны к шуму женский и детский организмы.

Шум угнетает ЦНС, вызывает изменение скорости дыхания и пульса, может способствовать нарушению обмена веществ, возникновению сердечно-сосудистых заболеваний, гипертонической болезни.

Достаточно полно изучена клиника профессиональных потерь слуха от шума (тугоухость). Основные симптомы профессиональной тугоухости — это постепенная потеря слуха на оба уха, первоначальное ограничение слуха в зоне 4000 Гц с последующим распространением на более низкие частоты, определяющие способность восприятия речи. Дополнительными признаками тугоухости может быть ряд непостоянных симптомов: звон и шум в голове, гиперемия барабанной перепонки, ее втянутость и т.п.

Профессиональное снижение слуха связано с поражением слухового нерва, а его патологоанатомическая основа заключается в дегенеративных изменениях органа Корти и спирального ганглия.

При шумовом воздействии у людей наблюдается нарушение регуляции мозгового кровообращения. Также шум может нарушать функцию сердечно-сосудистой системы. Он влияет на тонус периферических сосудов и особенно капилляров.

Такая биологическая система, как орган слуха, при помощи шумовой нагрузки должна выполнять две цели:



  1. обеспечивать организм сенсорной информацией, что позволяет ему приспособиться к окружающей обстановке (ориентирование: связь, избегание и т.п.),

  2. обеспечить самосохранение, т.е. орган должен противостоять повреждающему воздействию входного сигнала.

В условиях шума эти цели вступают в противоречие. С одной стороны, орган слуха должен обладать высокой разрешающей чувствительностью к полезным сигналам, с другой, с целью приспособления к шуму слуховая чувствительность должна снижаться. Это приводит к противоречию в обеспечении функций.

В шумовой обстановке организм вырабатывает компромиссное решение, которое выражается в виде снижения слуховой чувствительности, временного смещения порогов, т.е. внутренней адаптации органа слуха с одновременным снижением адаптационной способности организма в целом.

Сравнительные исследования адаптации органа слуха у людей, еще не адаптированных к интенсивному шуму и у работающих в шуме несколько лет, показали, что временное смещение порогов последних менее выражено и наступает раньше. Нормально функционирующая система с хорошей подвижностью нервных процессов должна реагировать на звуковую нагрузку выраженным сдвигом порога. В этом плане низкий показатель — временное смещение порогов у лиц, впервые попавших в условия мощного шума можно рассматривать как признак недостаточности или истощения нервной системы. Подобное явление отмечено у некоторых лиц, работающих длительное время в условиях шума, у которых наряду с неизменным слухом диагностируют все ведущие симптомы шумовой патологии (астеновегетативный синдром, астеническое состояние и др.). Можно предположить, что для целесообразного функционирования и существования органа слуха в условиях меняющегося характера шумового раздражителя должны быть механизмы адаптации, которые являются более быстротечными, чем временное смещение порогов. Подобные процессы перестройки в органе слуха, отражающие действие нестационарного акустического раздражителя и соизмеримые с его не стационарностью (порядка 10-100 мс), можно назвать динамической адаптацией.

Постоянное смещение порога слуховой чувствительности не отражает приспособленность органа слуха к шумовому воздействию, а является проявлением адаптированности организма в целом. В этом случае страдает функция органа, остается только адаптация организма в целом.

Выделяют три основных контура адаптивного поведения организма в целом, однако это не исключает наличия и других приспособительных механизмов. Утомление органа слуха можно рассматривать как промежуточное звено между временным смещением и постоянным смещением порогов.

Утомлением какого-либо органа следует назвать процесс лишь в том случае, когда в нем происходят длительные изменения, нарушающие его нормальное функционирование. На этом же промежуточном уровне, как указывалось, отмечается «противоречие» органа организму в целом. Там, где затрагиваются интересы организма (происходят существенные затраты энергии), возникают расстройства его функции и могут развиваться неблагоприятные явления в организме в целом, такие, как утомление, снижение работоспособности и т.п.

В производственных и многих других условиях в настоящее время все чаще встречаются шумы непостоянного характера. Они подразделяются на колеблющиеся во времени, прерывистые и импульсные.

Колеблющимся во времени считается шум, уровень которого непрерывно меняется во времени. Этот вид шума встречается, когда одновременно работает несколько типов оборудования, включаемого на ограниченные промежутки времени, или при смене работы механизмов.

Прерывистый шум, уровень которого резко падает до уровня фонового, причем длительность интервалов, в течение которых уровень остается постоянным, и превышающим уровень фонового шума, составляет 1 с и более, можно характеризовать длительностью отрезков шума, длительностью пауз, а также различием уровней импульс — фон.

Импульсный шум – представляет собой последовательность звуковых сигналов длительностью менее 1 с, которые, помимо параметров, характерных для импульсов (длительность, время установления, уровень пика и амплитуда), можно оценивать по характеру распределения во времени и по различию уровней импульса — фон.

При воздействии прерывистого шума часто чередующиеся короткие звуки (шумы) считаются более неблагоприятными, чем продолжительные регулярно чередующиеся шумы с достаточно длительными паузами. Увеличение длительности пауз в этом случае приводит к менее выраженному воздействию шума.

Сравнительное изучение постоянного и непостоянного шумов показало, что на уровне целого организма импульсный шум вызывает более неблагоприятное действие, чём постоянный.

Эффективность воздействия меняющегося во времени шума выше, чем постоянного, что объясняется более значительным раздражающим эффектом и трудностью наступления адаптации к такого рода шумам. Действие непостоянного шума рассматривают как результат взаимодействия организма и меняющегося во времени раздражителя. Организм в этом случае вырабатывает стратегию, обеспечивающую минимальное (суммарное) биологическое действие шума, используя для этой цели динамическую адаптацию. Действие непостоянного шума можно рассматривать как интегральный результат, которому может быть дана однозначная оценка, отражающая влияние не каждого отдельно взятого шумового воздействия, а всей его последовательности.

С широким внедрением в промышленности технических средств, использующих ультразвук, возникла проблема воздействия на организм человека шумов в ультразвуковой зоне частот >20 кГц.

Возможно неблагоприятное действие ультразвука через воздух. При этом отмечается ряд ранних неблагоприятных субъективных ощущений у рабочих, обслуживающих ультразвуковые установки: головные боли, усталость, бессонница, обострение обоняния и вкуса. Описана клиническая симптоматика у рабочих, обслуживающих ультразвуковые установки, характеризующаяся сначала функциональными, а затем органическими изменениями в центральной и периферической нервной системе, особенно в ее вегетативных структурах. В последних случаях страдает периферический нейрососудистый аппарат. Так же отмечены нарушения в вестибулярном анализаторе.

Ультразвук может воздействовать на работающих через волокна слухового нерва, которые проводят высокочастотные колебания, и специфически влиять на высшие отделы анализатора, а также на вестибулярный аппарат, который интимно связан со слуховым органом.

Инфразвуковые шумы (акустические колебания ниже 16-20 Гц), создаваемые промышленным оборудованием, при длительном воздействии вызывают специфические реакции. Источниками инфразвука могут быть средства наземного, воздушного и водного транспорта, а также пульсации давления в газовоздушных смесях, перемещаемых технологическим оборудованием и т.п.

Порог восприятия инфразвуковых колебаний для слухового анализатора составляет в диапазоне 1-30 Гц — 120-80 дБ, а болевой порог — 130-140 дБ. Считается, что болевое ощущение, независимо от частоты действующего шума, является защитной реакцией против перераздражения. Спектр шума, состоящий из низкочастотной и инфразвуковой энергии, может воздействовать на такие части тела, как грудь, живот, глаза и придаточные пазухи носа, вызывая неприятные ощущения и утомление. Низкочастотные звуковые колебания в значительной мере воспринимаются поверхностью тела — тельцами Пачини, т.е. теми же рецепторами, что и вибрация. Поэтому при интенсивности низкочастотного шума («воздушной вибрации»), превышающей 121-128 дБ, рекомендуют производить защиту всего организма. Считают, что инфразвук даже небольшой интенсивности оказывает такое же действие, как и вибрация низкой частоты. Изменение функции вестибулярного аппарата может быть самым значительным из физиологических реакций.

Авиакосмические двигатели в стадии запуска являются главными источниками интенсивного инфразвука, причем низкочастотные и инфразвуковые компоненты взлетного шума свободно распространяются на большие расстояния с относительно малым затуханием.

Следует избегать воздействия инфразвука с уровнями выше 150 дБ, поскольку даже при максимальной защите слуха в этом случае возникают общие реакции организма не слухового характера.

В профилактике вредного воздействия шумов на организм ведущее место занимают технические средства борьбы. Однако инженеры-конструкторы, проектировщики должны иметь величины уровней шумов, безопасных для здоровья, чтобы использовать их при расчетах шумности будущих машин, агрегатов, инструментов, а также для оценки звукоизоляции ограждающих конструкций и пр. В профилактике неблагоприятного влияния шума, ведущее место должно быть отведено гигиеническому нормированию, т.е. установлению предельно допустимых величин шума, которые при ежедневном систематическом действии в течение всего рабочего дня и в течение многих лет в отдаленных последствиях не могут вызвать заболеваний организма.

Борьба с вредным воздействием шумов может проводиться в основном двумя путями: уменьшением шума в источнике его образования конструктивными, технологическими и эксплутационными мероприятиями и снижением шумов по пути его распространения средствами звукоизоляции и звукопоглощения.

Также рекомендуется использовать индивидуальные средства защиты работающих, от вредного воздействия шума. К этим средствам относятся кабины наблюдения и дистанционного управления, защищающие рабочего от воздействия шума, а также различного типа противошумы, защищающие органы слуха от шумового воздействия.

К индивидуальным противошумам относятся так называемые внутренние вкладыши, наушники и шлемы.



3.5. Острая гипоксия.
Гипоксия в переводе с греческого означает понижение содержания кислорода в тканях организма. Синоним этого термина в русском языке – кислородное голодание, или кислородная недостаточность.

У практически здоровых людей гипоксическая гипоксия возникает при подъемах на высоту без дополнительного дыхания кислородом. Эту форму гипоксического состояния принято называть высотной гипоксией. Она имеет большое значение для авиакосмической медицины, так как в условиях полета могут возникать различные ситуации, определяющие снижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе. Воздействие гипоксической гипоксии умеренной степени традиционно используется как функциональная проба при врачебной экспертизе летного состава (Малкин В.Б., 1986).

П. Бэр (1876) на основании экспериментального изучения влияния пониженного барометрического давления впервые установил, что кислородное голодание — является основной причиной возникновения болезненного состояния и гибели, животных на больших высотах.

Интерес к высотной гипоксии постоянно возрастал. Причиной этого было, развитие техники, которое определило возможность как плавания на подводных лодках, так и полетов на самолетах, а позже и на космических летательных аппаратах. В первые годы развития авиации, когда летчики летали в открытых кабинах и в полетах еще не пользовались для дыхания кислородом, кислородное голодание было центральной проблемой авиационной медицины. Именно в эти годы острое кислородное голодание стали использовать в качестве функциональной пробы для отбора лиц, поступающих на службу в авиацию, и при медицинском освидетельствовании летчиков.

Установлено, что уменьшение РО2 во вдыхаемом воздухе является причиной возникновения высотной гипоксии – кислородного голодания. Механизм этого явления обусловлен тем, что в процессе дыхания газообмен в легких — поступление в кровь кислорода и выведение углекислого газа — происходит в основном в результате разницы парциальных давлений этих газов в крови легочных сосудов и альвеолярном воздухе. Следовательно, с понижением РО2 во вдыхаемом воздухе уменьшается поступление кислорода в организм.

Организм человека не располагает существенными запасами кислорода. Прекращение поступления О2 в организм приводит через несколько минут к развитию тяжелого патологического состояния, а смерть наступает уже через 5-6 мин, в то время как без воды человек может находиться много дней (до 10-12), а без пищи более месяца.

В зависимости от функционального состояния организма потребность его в О2 изменяется. При работе потребление О2 в испытывающих функциональную нагрузку тканях возрастает. Кислородное голодание возникает в случае, когда потребность тканей в кислороде превышает его поступление к ним.

Минимальный уровень энергии окислительных процессов и потребления О2, необходимый для поддержания структуры и функции, неодинаков для различных тканей организма. У высокоразвитых животных и человека наиболее чувствительной к недостатку кислорода является ЦНС — филогенетически самое молодое образование. По данным Ламбертсена, мозг человека в среднем потребляет в покое 3,5 мл О2 на 100 г ткани в 1 мин. Это приблизительно 50 мл в 1 мин для всего мозга.

При остром кислородном голодании в первую очередь возникают нарушения деятельности ЦНС.

В зависимости от степени снижения РО2, от высоты подъема, высотную гипоксию принято делить на острую и хроническую. Вследствие острой гипоксии возникает высотная болезнь, хронической – горная болезнь.

К острой гипоксии относят все случаи значительного и быстрого снижения РО2, в окружающей газовой среде, в результате которого через относительно небольшой срок у здоровых, но ранее не адаптированных к гипоксии людей возникают различной тяжести патологические состояния. Реально такие ситуации бывают после быстрых подъемов на высоты 4000-5000 м и выше или после внезапного прекращения подачи кислорода во время высотных полетов.

Практический интерес представляют данные, характеризующие время сохранения сознания и работоспособности у человека при пребывании его на различных высотах без кислорода. Этот вопрос изучался еще до второй мировой войны, преимущественно в СССР и Германии. Советские исследователи в основном определяли «высотный потолок», т.е. время, через которое у обследуемых появлялись расстройства деятельности ЦНС, нарушения сознания снижение работоспособности в процессе непрерывного подъема в условиях барокамеры. Немецкие исследователи ввели понятие о «резервном времени», которое характеризует тот отрезок времени, в течение которого у обследуемого на высоте после прекращения подачи О2 сохранялся еще минимальный уровень работоспособности, достаточный для принятия мер по спасению. В американской и английской литературе используется с этой же целью термин «время активного сознания».

Величина резервного времени зависит, прежде всего, от высоты, а также от индивидуальной устойчивости к гипоксии. С увеличением высоты индивидуальные колебания величины резервного времени суживаются, так что на высотах более 9000 м они практически стираются. На высотах 15 000 м и выше резервное время практически отсутствует (8-10 с). После быстрых подъемов (1-2 с) на такие высоты потеря сознания, без всяких предвестников отмечалась уже через 15 с. В случаях, когда пребывание на этих высотах ограничивалось 8-10 с, после чего осуществлялся быстрый спуск с высоты, потеря сознания возникала через 5-7 с в период спуска. Это обусловлено тем, что кровь, обедненная О2 , поступает в сосуды мозга через 5-7 с после начала спуска с высоты. Практически почти полное отсутствие резервного времени, равно как исчезновение защитного эффекта от дыхания О2 обусловлено тем, что при снижении барометрического давления до 87 мм рт. Ст. (высота 15 200 м) в легких РО2 становится равным нулю, даже если человек дышит чистым О2, так как парциальное давление паров воды (Рн2о) при температуре тела 37° С в альвеолярном воздухе составляет 47 мм рт.ст. Следовательно, суммарное давление (Рсо2 + Рн2о) равно 87 мм рт.ст. В связи с этим высоту 15 200 м, на которой барометрическое давление равно 87 мм рт. Ст. по РО2 считают «эквивалентной» космическому пространству.

При прогнозировании течения и исхода острой гипоксической гипоксии важно знать не только резервное время человека, но и тот предельный срок, в течение которого при резком дефиците О2 еще сохраняются основные физиологические функции и возможно самостоятельное и полное восстановление жизни после устранения гипоксии. Этот период от начала воздействия гипоксии до истечения срока возможного самопроизвольного (без реанимационных процедур) восстановления подавленных функций называют «временем выживания» или «общим временем спасения». В этот период у животных обычно наблюдается не только потеря позы, но и остановка дыхания при сохранении сердечной деятельности.

В процессе развития острой гипоксии возникают закономерные изменения физиологического состояния, о которых судят по результатам ЭЭГ, ЭКГ, регистрации дыхания, насыщения артериальной крови кислородом.

Потерю сознания при острой гипоксии относят к гомеостатическим обморокам, так как причиной ее является гипоксемия — значительное снижение насыщения кислородом крови. Мозговое кровообращение некоторое время после потери сознания сохраняется на достаточно высоком уровне, поэтому восстановление нормального снабжения организма кислородом (спуск с высоты, дыхание кислородом) приводит к быстрому, в течение 5-10 с, восстановлению сознания и исчезновению всех симптомов.

После восстановления сознания у человека отмечается ретроградная амнезия – они не помнят обстоятельств; непосредственно предшествовавших потере сознания. Более того, утверждают, что все время чувствовали себя на высоте хорошо и выполняли все задания правильно.

У человека, стpадaющeгo от острого недостатка О2, нарушен почерк, появляются грубые грамматические ошибки — пропуски букв; характер тестового рисунка свидетельствует о появлении эйфории. Это определяет потерю адекватного отношения к окружающей обстановке и к собственному состоянию.

Действие различных степеней высотной гипоксии на организм нетренированного к недостатку О2 человека показал, что до высот 5000 м ещё возможна стойкая адаптация организма к гипоксии. Об этом свидетельствует то, что на высотах 3000-5000 м постоянно живут до 25 млн. человек, из них 4 млн. – на высотах, превышающих 4000 м. При этом относительно умеренный дефицит кислорода на высотах до 3000 — 3500 м приводит к функциональной перестройке дыхания, кровообращения, аппарата, регулирующего деятельность этих систем, в результате которой адаптационный резерв организма оказывается в конечном итоге повышенным.

Целесообразно использовать острую гипоксию (подъемы в барокамере) в качестве теста для медицинского отбора лиц, поступающих на службу в авиацию и претендующих на участие в космических полетах. Эта традиционная для авиакосмической медицины функциональная проба себя вполне оправдала, так как во многих случаях позволяет выявлять людей как с недостаточным адаптационным резервом сердечно-сосудистой системы, прежде всего имеющих сниженную функциональную способность нейрогуморального аппарата, регулирующего кровообращение, так и лиц с повышенной чувствительностью ЦНС к гипоксии.

Так же важно использование гипоксической гипоксии в качестве тренирующего фактора, повышающего адаптационный резерв организма человека. Было установлено, что активный отдых в горах на высотах 2000-3000 м с эпизодическими подъемами на большие высоты приводит к увеличению адаптационного резерва организма. При этом отмечено повышение устойчивости тренированных людей не только к острой гипоксии, но и к некоторым другим экстремальным воздействиям.

3.5.1. Высотная болезнь.
В 1918 г. было предложено объединить патологические состояния, возникающие в результате развития острой гипоксии, у людей в полете, при подъемах на высоту, в единую форму, названную высотной болезнью.

«Высотная болезнь» включали все патологические состояния, которые возникают у людей при высокогорных восхождениях, высотных полетах или подъемах в барокамере, т.е. во всех случаях, когда болезненное состояние возникает вследствие пребывания в условиях газовой среды с пониженным РО2.

Высотная болезнь протекает остро: тяжелое патологическое состояние, вплоть до потери сознания развивается после подъема на большие высоты в течение нескольких минут или десятков секунд. При этом пострадавшие часто теряю критическое отношение к окружающей обстановке и не предъявляют каких-либо жалоб на ухудшение самочувствия.

При развитии высотной болезни страдают все виды обмена веществ; однако, наиболее существенное значение имеют нарушения углеводного обмена, которые ведут к снижению синтеза АТФ и избыточному накоплению в клетках некоторых промежуточных продуктов: молочной и пировиноградной кислот. Эти изменения приводят к снижению эффективности Na — К-насоса и к нарушению внутриклеточного гомеостаза — к уменьшению pH и потере избирательной проницаемости мембраны клетки, что и определяет начало развития морфологических изменений.

Существует две основные формы высотной болезни: коллаптоидная, которая наиболее часто встречается при относительно умеренном дефиците кислорода (после подъемов на высоты 5000-6000 м или дыхания газовыми смесями с 9-12 % О2), и обморочная. Последняя возникает, как правило, в результате значительного дефицита О2 на высотах 7000- 10 000 м и более и при дыхании газовыми смесями с низким (менее 8 %) содержанием О2. Обе эти формы, особенно вторая, протекают остро и быстро приводят к развитию тяжелых патологических состояний.

Коллаптоидная форма высотной болезни возникает у практически здоровых людей через 5-30 мин после подъема в барокамере на высоте 4000-6000 м, на высоте 5000 м — в 3% случаев. У лиц с функциональной недостаточностью регуляции сердечно-сосудистой системы она возникает значительно чаще — в 25% случаев. На высотах 8000 м более коллаптоидная форма высотной болезни встречается, крайне редко. При этой форме высотной болезни часто ухудшается самочувствие. Обследуемые предъявляют жалобы на общую слабость, «чувство жара» либо во всем теле, либо только в голове; отмечают изменения зрения — появление серой или черной пелены, «недостаток воздуха», шум в ушах, тошноту и головокружение. При этом изменяется внешний вид и поведение обследуемого: появляется бледность кожных покровов лица, усиливается потливость, черты лица заостряются, глаза кажутся глубоко запавшими, их выражение становится страдальческим.

Повышенная в начале развития высотной болезни двигательная активность и эйфория сменяются общей заторможенностью; поза становится скованной, взгляд долго фиксируется на отдельных предметах. Сознание длительное время сохраняется, однако все указания и команды врача воспринимаются медленно и часто выполняются как бы неохотно. Если пострадавшего не обеспечить нормальным кислородным питанием (спуск с высоты, подача кислорода), то его состояние может резко ухудшиться – наступит потеря сознания. Урежение частоты сердечных сокращений и снижение АД является одним из первых признаков возникновения коллаптоидной формы высотной болезни. Степень и скорость проявления этих реакций определяют особенности клинического течения высотной болезни.

Обморочная форма высотной болезни заслуживает особенно большого внимания, так как ее возникновение в полетах в результате разгерметизации кабины, неисправности высотного снаряжения или нарушений правил его эксплуатации является одной из причин возникновения аварийных ситуаций и катастроф.

Эта форма высотной болезни развивается без выраженных предвестников. Заболевший не испытывает неприятных ощущений; более того, он теряет адекватное отношение к окружающей обстановке и своему состоянию: не замечает ошибок при выполнении психофизиологических тестов и при решении элементарных арифметических задач, нарушении почерка и грубых грамматических ошибок. Потеря сознания часто наступает внезапно. В некоторых случаях ей предшествуют приступы клонических судорог, как правило, в работающих мышцах. Остроту течения высотной болезни определяет степень снижения парциального давления кислорода в легких и в крови. После подъемов на высоты 15 500 м и выше она протекает сверхостро – первым признаком ее является потеря сознания, которая наступает без всяких предвестников уже через 12-15 с после подъема. На высотах 7000-7500 м течение заболевания зависит от индивидуальной устойчивости, которая определяет время возможного пребывания на таких высотах — от 2-3 до 20-30 мин и более. На этих высотах не отмечается существенных изменений общего состояния, поведение же в течение некоторого времени бывает неадекватным: часто отмечаются приподнятое настроение и потеря в большей или меньшей степени критического отношения к окружающей обстановке. Незадолго перед потерей сознания лицо больного становится невыразительным, взгляд застывшим, пустым; у некоторых возникает подергивание мышц кисти, после чего клонические судороги распределяются на всю руку и могут стать генерализованными. 0дновременно наступает потеря сознания, при которой в течение некоторого времени заболевший сохраняет активную позу.

Потеря работоспособности и нарушения сознания возникают тем раньше, чем больше высота.

Переключение заболевшего высотной болезнью на дыхание кислородом, либо смесью кислорода с 3-5% содержанием углекислого газа, является единственным надежным методом лечения этого заболевания. В легких случаях кислородная терапия приводит к быстрому и полному восстановлению здоровья. При тяжелых формах высотной болезни, когда больной длительное время находится без сознания, либо в случаях, когда потеря сознания возникает многократно и сопровождается приступами судорог и рвотой (при развитии высотной болезни в полетах), помимо кислородной терапии, необходимо медикаментозное лечение.

В тяжелых случаях полностью восстановить нормальное состояние здоровья часто не удается, и высотная болезнь приводит к возникновению хронических заболеваний ЦНС (постгипоксическая энцефалопатия, постгипоксические расстройства зрения, психики и памяти).

Эффективным средством профилактики высотной болезни является использование кислородного оборудования, поддерживающего нормальное поступление кислорода в организм. Для повышения устойчивости к высотной болезни целесообразно тренироваться в условиях барокамеры — регулярные подъемы на постепенно возрастающие высоты с 3000 до 5000 м, а также адаптация к гипоксии в условиях высокогорья. Для повышения индивидуальной устойчивости к действию высотной гипоксии умеренной степени, в случаях необходимости быстрой передислокации на высоты 3000-5000 м (например, при перелетах на высокогорные аэродромы) используют лекарственные средства.
3.6. Высотные декомпрессионные расстройства
Высотный полет совершается в условиях изменяющегося атмосферного давления, давления в кабине или в высотном снаряжении. Изменение давления в кабине происходит вследствие изменения барометрического давления атмосферы при взлете, посадке и маневрах. При подъеме давление в открытой кабине снижается (декомпрессия), при спуске — повышается (компрессия). При полете в герметичной кабине давление в ней создается и поддерживается специальным регулятором, от технических характеристик которого зависит как абсолютный уровень давления в кабине, так и переделы его изменении.

Изменение давления характеризуется следующими основными параметрами: величиной (разница между исходным и конечным давлением), временем, скоростью и кратностью (отношение исходного давления к конечному). Перепад давления — это разница уровней давления в двух и более точках одного и того же тела или в разных, но взаимодействующих телах и системах. Он отражает статику измененного и установившегося давления, а не динамику его изменения. Перепад давления измеряется в тех же единицах, что и давление, и характеризуется величиной, временем создания и длительностью экспозиции. Он может быть положительным или отрицательным. Это означает, что давление в данной точке, системе, полости соответственно больше или меньше давления внешней взаимодействующей среды.

В организме человека перепад давления обычно возникает при нарушениях выравнивания давления в газосодержащих полостях тела с изменяющимся давлением среды, окружающей эти полости или граничащей с ними. При понижении внешнего давления (подъем на высоту) в полостях тела создается положительный перепад, а при повышении давления (спуск с высоты)— отрицательный. Перепад давления является основным этиопатогенетическим звеном многих нарушений в организме человека, развивающихся при воздействии измененного давления внешней среды, в том числе и в высотных условиях. Перепад давления может также возникнуть между участком тела, не содержащим полости с газом, и граничащим с ним замкнутым объемом газа с более низким (высоким) давлением (при разрежении воздуха в поставленных на тело медицинских банках или в вакуумной емкости для пробы с отрицательным давлением на нижнюю половину тела). Он создается и при физиологических актах: кашле, чиханье, форсированном дыхании, натуживании.

Уменьшение давления при подъемах на высоту, даже при устранении кислородного голодания, может вызвать серьезные, нарушения в организме, которые объединяют термином «высотные декомпрессионные расстройства» (ВДР) (синоним — высотный дисбаризм).

Высотная декомпрессионная болезнь (ВДБ) — патологическое состояние, развивающееся на высоте при понижении давления вследствие образования в крови, лимфе и тканях организма газовых пузырьков. ВДБ может развиться в полетах в негерметичной кабине или при разгерметизации последней на высотах более 6-7 км, при подъемах в барокамере.

В основе этиопатогенеза ВДБ лежат нарушения кровообращения, вызванные появлением в крови и тканях пузырьков газа, переходящего при понижении внешнего давления из растворенного в газообразное состояние. При высотной декомпрессии (снижении давления от 1 атм до ее долей) ведущая роль в образовании газовых пузырьков принадлежит азоту. Если азот предварительно будет удален из организма посредством длительного дыхания чистым кислородом, то при последующей экспозиции на высоте ВДБ не развивается. При определенных режимах декомпрессии и активной мышечной работе в формировании газовых пузырьков определенное участие принимают углекислый газ и пары воды.

Образующиеся в организме газовые пузырьки приводят к эмболии кровеносных и лимфатических сосудов, раздражают нервные окончания, деформируют ткани.

На развитие ВДБ влияют общие факторы (высота, кратность декомпрессии, длительность пребывания, повторность подъемов, температура воздуха, физическая работа, гиперкапния, гипоксия и др.) и индивидуальные факторы (предрасположенность, возраст, масса тела, травмы). Порогом возникновения ВДБ считают высоту 7 км, когда напряжение газов в организме превышает величину внешнего давления более, чем 2 раза. Однако развитие тяжелых форм ВДБ возможно и на высотах 5,5-6 км.

К факторам, повышающим частоту и тяжесть ВДБ, следует, отнести гипоксию, гиперкапнию (повышенное напряжение углекислого газа в крови и тканях организма) и низкую окружающую температуру. Так же влияет и физическая работа. Установлено, что провоцирующий эффект интенсивных мышечных упражнений в отношении увеличения случаев ВДБ эквивалентен дополнительному подъему на высоту 1,5 - 1,6 км.

Высотная декомпрессионная болезнь имеет несколько групп симптомов.

Кожные нарушения (зуд, парестезии, мраморность, отек) появляются из-за образования газовых пузырьков в сосудах кожи и потовых железах. Мышечно-суставные боли, «бендз» (наиболее частый симптом ВДБ), возникают вследствие местной ишемии и механического раздражения газовыми пузырьками болевых рецепторов мышц, сухожилий, надкостницы. Чаще всего боли отмечаются в коленных и плечевых, реже в локтевых и голеностопных суставах. При образовании большого количества пузырьков газа в легочных сосудах наблюдается так называемый субстернальный дискомфорт, «чоукс» — боли и жжение за грудиной, особенно на вдохе, кашель, удушье, падение системного давления крови, брадикардия. Неврологические и циркуляторные нарушения (парезы, параличи, зрительные и вестибулярные расстройства, коллапс) наблюдаются при газовой эмболии сосудов головного и спинного мозга, коронарных сосудов.

По характеру и тяжести проявлении выделяют легкую, среднюю и тяжелую формы ВДБ. Легкая форма характеризуется кожными симптомами, нерезкими, легко переносимыми мышечно-суставными и костными болями. Симптомами ВДБ средней тяжести являются острые, трудно переносимые мышечно-суставные боли, сопровождающиеся тахикардией и повышением АД. При тяжелой форме у пострадавших развиваются симптомы нарушения дыхания (боли за грудиной, кашель, удушье), деятельности сердечно-сосудистой системы (бледность, брадикардия, падение АД, обморок) и ЦНС (парезы и параличи конечностей, расстройства зрения).

Профилактика ВДБ обеспечивается применением герметических кабин с режимом давления 280-560 мм рт. ст., а также предварительной очистки организма от азота посредством достаточно длительного дыхания чистым кислородом перед подъемом на высоту или кислородно-воздушной газовой смесью на высотах до 7 км.
3.7. Реакции организма на избыток кислорода
Почти все живые существа, обитающие на суше, приспособились к строго определенной постоянной концентрации кислорода в атмосфере нашей планеты — 20,9%, которая считается адекватной средой обитания и жизнедеятельности организмов. В связи с проникновением человека в космические высоты и морские глубины возникла необходимость создавать искусственные газовые смеси, искусственную атмосферу, в которой содержание кислорода не всегда разумно поддерживать на «земном» уровне.

Оксигенированный воздух используется не только для лечебных целей, но и для профилактики утомления, повышения работоспособности, для нормализации физиологических функций в пожилом, старческом возрасте.

Чрезмерное увеличение кислорода в среде оказывает отрицательное действие на живые организмы. Кислород, необходимый для жизни, в то же время при его избытке в среде является ядом для различных представителей животного и растительного мира.

Токсическое действие кислорода проявляется в виде двух классических форм отравления: легочной и судорожной. В первом случае легочные явления: отёк, ателектазы и другие признаки воспаления — развиваются преимущественно при длительном вдыхании кислорода в условиях земного давления. Во втором — при давлении свыше 3 атм — действие кислорода направлено главным образом на центральную нервную систему, в сравнительно короткие сроки развиваются судороги — характерный признак резкого возбуждения нервных центров. В тяжелых случаях обе эти формы заканчиваются летальным исходом.

Токсическое действие кислорода не ограничивается этими формами, кислород влияет на весь организм. Это дает основание выделить отдельную, общетоксическую форму отравления кислородом

Увеличение парциального давления кислорода и длительности экспозиции усиливает степень отравления, поэтому действие кислорода на организм является хроноконцентрационным. До начала проявления признаков отравления, в латентном, периоде, кислород оказывает определенное влияние на различные функции организма, которое характеризуется как физиологическое. Физиологическое влияние кислорода, несколько условное понятие, поскольку оно включает начальные, малозаметные, незначительные сдвиги, которые могут рассматриваться как патологические.

Реакции организма на избыток кислорода, возникающие в этом периоде, рассматривают как приспособительные, компенсаторные, направленные на снижение отравляющего действия кислорода, на восстановление постоянства внутренней среды организма. Нарушение этих компенсаторных реакций приводит к развитию патологических явлений.

При вдыхании обогащенного кислородом воздуха или кислорода в пределах атмосферного давления в течение сравнительно короткого времени, реакции дыхания, сердечно-сосудистой системы, крови направлены на ограничение доставки этого газа тканям, особенно в головном мозге. Исключение составляют легкие, непосредственно соприкасающиеся с газообразным кислородом во вдыхаемом воздухе, что делает их весьма уязвимыми при более длительных экспозициях в кислороде и приводит, в конце концов, к патологии.

При более высоких давлениях (в пределах до 4 атм кислорода) все указанные реакции еще более выражены. Заметно сужение сосудов в головном мозге, отчетливы процессы перераспределения крови .

Следовательно, по мере увеличения парциального давления кислорода и удлинения его действия наряду с реакциями приспособительными (1-я стадия) появляются реакции патологические (2-я стадия), которые, нарастая, приводят к типичной картине кислородного отравления.

Несмотря на большое число исследований по изучению влияния кислорода на организм, механизм его физиологического и отравляющего действия недостаточно изучен.

Нет четкости и окончательных критериев относительно сроков и величин безопасного дыхания кислородом для здорового человека и в использовании оксигенотерапии больного организма. Большие колебания индивидуальной чувствительности к кислороду дают основания предполагать отсутствие порогов токсического действия этого газа, аналогично действию ионизирующей радиации.


3.8. Влияние электромагнитных излучений на организм
Электромагнитное поле (ЭМП) - физическое поле движущихся электрических зарядов, в котором осуществляется взаимодействие между ними. Частные проявления ЭМП - электрическое и магнитное поля. Поскольку изменяющиеся электрическое и магнитное поля порождают в соседних точках пространства соответственно магнитное и электрическое поля, эти оба связанных между собой поля распространяются в виде единого ЭМП. ЭМП характеризуются частотой колебаний f (или периодом Т = 1/f), амплитудой Е (или Н) и фазой .

В экстремальных условиях, источником ЭМП различных характеристик становится радио- и телевизионная аппаратура. В основе биологического действия ЭМП на живой организм лежит поглощение энергии тканями. Его величина определяется свойствами облучаемой ткани или ее электрическими параметрами — диэлектрической постоянной (е) и проводимостью (). Ткани организма в связи с большим содержанием в них воды следует рассматривают как диэлектрики с потерями. Глубина проникновения ЭМП в ткани тем больше, чем меньше поглощение. В зависимости от интенсивности воздействия и экспозиции, длины волны, и исходного функционального состояния организма ЭМП вызывают в облучаемых тканях изменения с повышением или без повышения их температуры. При воздействии ЭМП сверхвысокочастотного диапазона (микроволны) выявлено две группы эффектов — тепловые, сопровождающиеся повышением температуры тела, и нетепловые — без общей температурной реакции организма. Тепловые эффекты наблюдаются при достаточно интенсивных действиях (условно выше 10 мВт/см2).

При очень интенсивных воздействиях микроволн с повышением температуры тела на 4 -5° С развивается характерная реакция: резкое учащение дыхания и сердцебиения, нарушение сердечного ритма, повышение артериального давления, генерализованные судороги. При достижении критического уровня температуры тела - гибель. При не смертельных тепловых воздействиях наблюдаются изменения разных систем организма. В определенной последовательности развиваются характерные изменения неврологического и вегетативного статуса. Отмечаются разнообразные изменения биоэлектрической активности мозга, не всегда четко связанные с характером и интенсивностью воздействия. На этом фоне изменяются реакции мозга на световые, звуковые и вестибулярные раздражения; обнаруживается резкое угнетение условно-рефлекторной деятельности. Наблюдаются изменения кровообращения и дыхания, направленные на усиление теплоотдачи — резкое учащение дыхания, сердечного ритма, расширение кожных сосудов и сосудов внутренних органов. При менее интенсивных и более длительных воздействиях АД после кратковременного повышения снижается, урежается сердечный ритм, возникают экстрасистолия и изменения на ЭКГ. Имеются данные о нарушении нейрогуморальной регуляции вегетативных функций. При облучении области живота возникают язвы желудка, тонкого и толстого кишечника.

Изменяется морфологический состав периферической крови и костного мозга. Снижается содержание эритроцитов, отмечается лейкопения или нейтрофильный лейкоцитоз. После длительных воздействий микроволн учащались случаи лейкозов.

Разнонаправленные изменения претерпевает процесс свертывания крови.

Определенные сдвиги отмечаются в обмене веществ. Снижается интенсивность окислительных процессов и связанный с ними энергетический метаболизм. Изменения углеводного обмена выражаются в повышении уровня сахара в крови, снижении уровня фосфора и молочной кислоты в крови. Нарушается белковый обмен — повышается содержание альфа-, бета- и гамма глобулинов в сыворотке крови, а также обмен нуклеиновых кислот, электролитов, витаминов.

При интенсивных преимущественно локальных облучениях глаз возможно образование катаракт.

Воздействие микроволн нетепловой интенсивности вызывает реакции тех же систем организма, что и тепловые воздействия. Но эти реакции, как правило, остаются в пределах физиологических колебаний, выявляются преимущественно при хронических воздействиях.

Сведения о влиянии микроволн на организм человека получены при обследовании контингентов лиц, работающих в условиях воздействия ЭМП. Установлено, что наиболее чувствительны к воздействию нервная и сердечно-сосудистая системы. Обнаруживаются изменения эндокринной системы, обменных процессов функции почек, желудочно-кишечного тракта, системы крови, органа зрения.

В настоящее время введены нормативы, регламентирующие уровни микроволновые воздействий. В нашей стране в диапазоне сверхвысоких частот они составляют 10 мкВт/см2, в США в качестве базовой нормативной величины принята 10 мВт/см2.

Влияние на организм низкочастотных ЭМП изучено значительно меньше. Воздействие ЭМП частотой 1-350 Гц влияет на нервную систему.

Наблюдаются усиление прямых и рефлекторных парасимпатических влияний на сердце и изменения функции эндокринных желез. Гематологические сдвиги выражаются в увеличении числа эритроцитов в крови и содержания в них гемоглобина. При хронических воздействиях отмечаются сдвиги в системе свертывания крови. Изменяется обмен углеводов, белков, нуклеиновых кислот, азота. В зависимости от частоты ЭМП увеличивается или уменьшается содержание сахара в крови. Снижается общее содержание белка в сыворотке, альбумина и глобулина.

0дним из основных способов защиты от электромагнитных излучений является физическая защита. Обычно подразумевается два типа экранирования: экранирование источника от населенных пунктов или обслуживающих помещений и экранирование людей (групп или отдельных лиц) от источников. Во всех случаях используются радиопоглощающие или радиоотражающие материалы, конструкции, сооружения или естественные экраны (лесонасаждения, заглубление источников и т. д.).

К индивидуальным средствам защиты относят различные виды одежды (костюмы, фартуки, шлемы, очки), созданные на основе металлизированных материалов.


3.9. Влияние ионизирующих излучений на организм
Ионизирующие излучения — это любые излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков, т.е. ионизации атомов и молекул в облучаемом веществе. Ионизирующие излучения подразделяются на электромагнитные и корпуску­лярные.

К электромагнитным относятся рентгеновские лучи, гамма-лучи радиоактивных элементов и тормозное излучение, испускаемое при изменении кинетической энергии заряженных частиц при прохождении через вещество. Эти разновидности излучений имеют ту же природу, что и видимый свет, радиоволны, но с меньшей длиной волны. Электромагнитные излучения не имеют массы покоя и заряда, а потому обладают наибольшей проникающей способностью. Пробег частиц электромагнитных излучений (фотонов) максимально сокращается в таких материалах, как свинец, что использу­ется при конструировании защитных экранов.

Корпускулярное излучение - это ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля. Выделяют две их разновидности. Заряженные частицы:  -частицы (электроны), протоны (ядра водорода), дейтроны (ядра тяжелого водорода — дейтерия),  -частицы (ядра гелия), тяжелые ионы — ядра других элемен­тов, ускоренные до больших энергий. При прохождении через вещество заряженная частица, теряя свою энергию, вызывает ионизацию и возбуждение атомов. К незаря­женным частицам относятся нейтроны, которые не взаимодействуют с электронной оболочкой атома, беспрепятственно проникают в глубь атомов, вступая в реакцию с ядрами. При этом испускаются  -частицы или протоны. Протоны приобретают в среднем половину кинетической энергии нейтронов и вызывают на своем пути ионизацию. Плотность ионизации протонов велика. В веще­ствах, содержащих много атомов водорода (вода, парафин, графит), нейтроны быстро растрачивают свою энергию и замедляются, что используется в целях радиационной защиты.

Различают два вида радиоактивности: естественную (природную) и искусственную. К естественным источникам излучений относятся внутренние (радиоактивные изотопы 40К и 14С, отложившиеся в костях радий и торий, радон, растворенный в тканях организма) и внешние (космические лучи, излучения от радиоактивности в почве, воздухе и строительных материалах).

Общая доза фонового облучения, получаемая человеком в год, на уровне моря составляет примерно 0,14-0,7 сЗв. Учитывая, что современные самолеты летают на высотах более 10 км, необходимо кратко охарактеризовать радиационную обстановку в верхних слоях атмосферы и стратосфере. Основной вклад в дозу на этих высотах вносит галактическое космическое излучение (ГКИ). На уровне Земли доза от ГКИ составляет 287 мкГр за год. Считается, что в пределах до 10 км над уровнем моря доза ГКИ через каждые 1,5 км высоты удваивается. На высотах от 10 до 20 км она изменяется в диапазоне от 1,8 до 8 сГр в год (или от 50 до 220 мкГр/сут). На высоте около 25 км над уровнем моря ГКИ формирует максимум тканевой дозы — до 8,64 сГр/год (240 мкГр/сут). Этот максимум объясняется увеличением вклада вторичного излучения (электроны, позитроны, протоны и др.). На высотах 25-30 км вклад вторичного излучения уменьшается и интегральная доза составляет величину порядка 5,4 сГр/год (150 мкГр/сут).

Наиболее реальную опасность представляют искусственные источники излучений. Совершенствование авиакосмической техники может привести к использованию в будущем бортовых радиоизотопных, ядерно-энергетических и ядерно-силовых устано­вок, являющихся источниками ионизирующих излучений. Возникновение радиационной ситуации возможно при перевозках радионуклидов, а также еще в трех особых формах контакта с источниками облучения: взрыв ядерного оружия, аварийный выброс технологических продуктов атомного предприятия в окружающую среду и местное выпадение радиоактивных веществ, сопутствующее первым двум обстоятель­ствам.

Для оценки биологического эффекта воздействия излучения произвольного состава введено понятие эквивалентной дозы с единицей измерения в СИ — зиверт (Зв). Зиверт - единица эквивалентной дозы любого вида излучения в биологической ткани, которое создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр образцового рентгеновского или  -излучения (энергия 100-1000 кэВ).

При одной и той же поглощенной дозе биологический эффект от воздействия различных видов излучения существенно различается. В связи с этим для прогнози­рования биологического эффекта в поглощенную дозу излучения необходимо вносить поправочный коэффициент на его вид: этот коэффициент характеризует относитель­ную биологическую эффективность (ОБЭ).

Пользуясь понятием о дозе излучения, ОБЭ можно определить как отношение биологически равноэффективных доз стандартного и сравниваемого излучений:



ОБЭ =

Доза рентгеновского или -излучения в Гр, при которой

наблюдается определенный биологический эффект



Доза исследуемого излучения в Гр, при которой наблюдается такой же эффект


Каталог: bitstream -> 123456789
123456789 -> Та медичному дискурсах
123456789 -> Проблемы взаимодействия человека и информационной среды
123456789 -> Некоторые аспекты проблемы идентичности в условиях современного коммуникативного пространства
123456789 -> Севастопольский национальный
123456789 -> Программа и материалы методического семинара преподавателей хгу «нуа» 30 января 2009 г. Харьков Издательство нуа 2009
123456789 -> Міністерство освіти І науки України І88К 0453-8048 вісник
123456789 -> Кожина Г. М. Психіатрія дитячого та підліткового віку/ Г. М. Кожина, В. Д. Мішиєв, Е. А. Михайлова, Чуприков А. П., Коростій В.І., Самардакова Г. О., Гайчук Л. М., Гуменюк Л. М. Підручник
123456789 -> Медицинская психология рабочая тетрадь для самостоятельной работы студентов медицинского факультета
123456789 -> Ноосфера і цивілізація
123456789 -> Министерство транспорта РФ


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


База данных защищена авторским правом ©dogmon.org 2019
обратиться к администрации

    Главная страница