Wpływ czynników

fizycznych na

organizm człowieka

Szczecin, 16.12.2010r.

Wpływ na organizm:



Wibracji



Przyspieszenia



Ciśnienia



Temperatury



Pola elektromagnetycznego

Wibracje



Wibracje przenoszone są na organizm
przez bezpośredni kontakt z układami
drgającymi. Drgania o pewnych
częstotliwościach mogą powodować:



rezonans narządów



bóle klatki piersiowej, zaburzenia
oddechowe, zmiany ciśnienia krwi



Długotrwałe oddziaływanie wibracji
prowadzi do choroby wibracyjnej

Wibracje



Wibracjom towarzyszą różne objawy
chorobowe: neurowegetatywne,
gastryczne, zmiany ciśnienia, zmiany
w EKG.



Trudno wskazać epidemiologiczne lub
fizjologiczne przyczyny tych
dolegliwości.



Szkodliwe efekty wibracji zależą od ich
częstotliwości i natężenia.

Wpływ wibracji na organizm

ludzki



Długotrwałe wibracje powodują bóle

stawów, grzbietu oraz części

lędźwiowej kręgosłupa.



Wibracje < 2 Hz wywołują chorobę

komunikacyjną z nudnościami,

wymiotami.



Wibracje 5 Hz powodują zmniejszenie

ostrości widzenia poprzez rezonans

oraz kłopoty z koordynacją przedniego

odcinka oka, utrudniają akomodację.

Wpływ wibracji



Wibracje 5 do 15 Hz mają wpływ na

układ oddechowy. Mięśnie oddechowe

dostosowują swoją pracę do wibracji i

oddychanie jest utrudnione



Wibracje od 10 do 30 Hz powodują

drgania pola widzenia

Dolegliwości wywołane

wstrząsami, drgania < 40 Hz



Bóle stawów przedramienia, ramienia,

nadgarstka



Choroba Kienbocka



Choroba Kohlera



Bóle reumatyczne typu zapalnego



Urazy nadkłykci



Zespół cieśni kanału nadgarstka



Dolegliwości angioneurotyczne

Dolegliwości wywołane

wstrząsami Drgania od 40 do 300

Hz



Problemy angioneurotyczne



Zespół Raynauda



Rogowacenie skóry



Zniesienie czucia

http://www.youtube.com/watch?v=BSGjY1kuyeI

Zespół Raynauda

Wibracje powyżej 300 Hz



Uczucie palenia w kończynie górnej
obejmujące ręce do ramienia



Nadciśnienie mięśniowe



Zaczerwienienie lub zasinienie skóry
rąk, obrzęki

Zastosowanie wibracji w

sporcie i medycynie



Zauważono pozytywny wpływ zastosowania

drgających łóżek na pacjentów z opatrunkiem

gipsowym.



Stwierdzono poprawę siły i gibkości.



Podczas ćwiczeń na platformie wibracyjnej

wzrasta ciśnienie krwi w mięśniach łydek i

ud.



Zmniejszenie bólu u chorych z chronicznym

bólem krzyża.



Stwierdzono poprawę wyskoków pionowych.



Wpływają na aktywność bioelektryczną mięśni.



Częstotliwość wibracji ma wpływ na aktywację

mięśni.

Zastosowanie wibracji



Odpowiednio zastosowane wibracje

zwiększają efekt treningowy

zawodników uprawiających dyscypliny

siłowo-szybkościowe.



Zbyt długa wibracja powoduje

zmęczenie.



Wiele efektów wibracji nie jest

dokładnie zbadanych, a przede

wszystkim jej wpływ na koordynację

mięśniowo-nerwową.

Przyspieszenia



Przyczyny pojawiania się przyspieszeń:

›

zmiany prędkości liniowej w ruchu prostoliniowym

›

zmiany kierunku prędkości w ruchu krzywoliniowym

›

zmiany wartości prędkości kątowej



wartość przyspieszenia liniowego:

›

a = n · g



wpływ przyspieszeń na organizm człowieka jest uwarunkowany:

›

wartością przyspieszenia

›

czasem trwania

›

kierunkiem i zwrotem w stosunku do podłużnej osi ciała

›

szybkością zmian przyspieszenia

›

kondycją i wcześniejszym treningiem organizmu

Przyspieszenia, kryteria:



Ze względu na
czas
występowania
przyspieszenia:



udarowe:

›

Δt  0,05s



krótkotrwałe:

›

0,5s < Δt < 1s



przedłużone:

›

1s < Δt < kilka s



przewlekłe:

›

powyżej kilku s



Ze względu na
kierunek i zwrot
przyspieszenia:



wzdłuż podłużnej osi ciała:

›

+G

z

– od głowy do stóp

›

–G

z

– od stóp do głowy



wzdłuż strzałkowej osi ciała:

›

+G

x

– od mostka do pleców

›

–G

x

– od pleców do mostka



wzdłuż poprzecznej osi ciała:

›

+G

y

– od prawej strony do

lewej

›

–G

y

– od lewej strony do

prawej

Przyspieszenia podłużne

+G

z

, –G

z



pozorne zwiększenie masy ciała



tkanki miękkie i narządy wewnętrzne

przemieszczają się w dół



krew przemieszcza się do dolnych partii ciała



1,5g – wzmożone tętnienie w skroniach



2 – 3g – ból głowy



3g – przyrost ciśnienia w tętnicach i żyłach szyjnych o 70 –
90 mmHg



przyspieszenia udarowe o znacznych wartościach –
wylewy krwi do mózgu



już przy 2,5g występują zaburzenia oddychania

Przyspieszenia poprzeczne

G

x

, G

y



zaburzenia w układzie oddechowym:

›

kompresja klatki piersiowej i jamy brzusznej

›

przesunięcie i spłaszczenie przepony

›

zmniejsza się całkowita pojemność płuc



6g – nasycenie krwi spada o 13%



8g – nasycenie krwi spada o 23%



przyspieszenia +G

x

zakłócają pracę serca

›

6g – zwalnia ją o 14%

http://www.youtube.com/watch?v=WaWoo82zNUA&feature=fvsr

Stan nieważkości

Stan nieważkości



zaburzenie orientacji przestrzennej



zmniejszenie maksymalnej wentylacji płuc



pogorszenie wysiłkowej adaptacji oddychania



układ krwionośny – wzrost różnicy między
ciśnieniem skurczowym a rozkurczowym



wzmożone wydalanie płynów



wzrost stężenia wapnia we krwi i moczu (do
30%)



zaburzenia w funkcjonowaniu ośrodkowego
układu nerwowego

Wpływ zmienionego

ciśnienia



ciśnienie normobaryczne – 1,0132 · 10

5

N/m

2

›

> 1,0132 · 10

5

N/m

2

→ hiperbaria

›

< 1,0132 · 10

5

N/m

2

→ hipobaria



ciśnienie różne od atmosferycznego wpływa na
organizm człowieka:

›

działanie biochemiczne (chemiczne)

›

działanie mechaniczne (fizyczne)

Wpływ obniżonego ciśnienia



oddalanie się od powierzchni ziemi → obniżenie ciśnienia



choroby wywołane ekspozycją na niedotlenienie wysokościowe

›

ostra hipoksja

›

ostry wysokościowy obrzęk płuc

›

ostry wysokościowy obrzęk mózgu



działanie mechaniczne

›

wzdęcia

›

kolki jelitowe

›

bóle brzucha



ebulizacja płynów ustrojowych

›

wszelkie płyny ulegają wrzeniu, gdy prężność ich pary jest wyższa
od ciśnienia otaczającego

Wpływ podwyższonego

ciśnienia



ciśnienie w wodzie rośnie wraz z głębokością o ok.
101,3kPa na każde 10m



zatrucie tlenem

›

porażenie dróg oddechowych, szum w uszach, pogorszenie ostrości
widzenia



zatrucie azotem

›

halucynacje wzrokowe i słuchowe, euforia



zatrucie CO

2

›

ból głowy, trudności w oddychaniu, nudności



dekompresja

›

dysbaryczna martwica kości, bóle stawów, porażenia aż do utraty
przytomności



działanie mechaniczne

›

uraz uszu i zatok przynosowych, urazy spowodowane wyrzuceniem
nurka na powierzchnię wody

Temperatura

Termoregulacja



Układ termoregulacji odpowiedzialny jest za
zachowanie stałej temperatury wewnętrznej, pomimo
zmieniających się warunków zewnętrznych.
Funkcjonowanie układu termoregulacji odbywa się
poprzez:



metaboliczne wytwarzanie ciepła w procesie tzw.
przemiany materii (spalania tłuszczów
węglowodanów, białek i zamiana na energię cieplną)



kurczenie i rozszerzanie naczyń krwionośnych,



pocenie,

Wpływ wysokiej

temperatury



rozszerzenie peryferycznych naczyń
krwionośnych,



wzmożony przepływ krwi (zmienia się kolor
skóry)



przyspieszenie oddechu



aktywne wydzielanie potu



mogą pojawiać się bóle skurczowe ze strony
przewodu pokarmowego



u ludzi narażonych przez dłuższy czas na
działanie wysokiej temperatury występuje ogólna
bierność, trudność w koncentracji uwagi

Wpływ niskiej temperatury



organizm dąży do utrzymania stałej temperatury w
najważniejszych organach (mózg, serce, płuca) kosztem
obniżenia temperatury (niedokrwienia) części
zewnętrznych (dłonie, stopy, twarz, uszy). Odruchowo
następuje:



kurczenie naczyń krwionośnych



wzrasta ciśnienie tętnicze krwi.



następuje kurczenie i drżenie mięśni - (tzw. „gęsia skóra"),



następuje zwiększenie tempa przemiany materii i wzrost
ilości ciepła wytwarzanego przez ustrój w procesach
metabolicznych

Pole elektromagnetyczne

Pole elektromagnetyczne - pole

fizyczne, stan przestrzeni w której na
obiekt fizyczny mający ładunek
elektryczny działają siły o naturze
elektromagnetycznej. Pole
elektromagnetyczne jest układem
dwóch pól: pola elektrycznego i pola
magnetycznego.

Wpływ pola

elektromagnetycznego

Wyróżniamy maksymalne dopuszczalne wartości

natężenia pola dla czterech stref:



strefa pola bezpiecznego, w której dowolnie długie
przebywanie uważa się za nieszkodliwe - do 1 V/m,



strefa pola pośredniego - przebywanie w niej
wymaga okresowej kontroli lekarskiej - 1 - 10 V/m,



strefa pola szkodliwego - dopuszcza się
przebywanie w ograniczonym czasie 10 - 1000 V/m,



strefa pola niebezpiecznego, w której przebywanie
jest zabronione - powyżej 1000 V/m.

Efekty termiczne



I faza - początkowy, szybki wzrost temperatury o 1-2 C



II faza - utrzymanie się temperatury przez pewien
czas na tym samym poziomie



III faza - ponowny, szybki wzrost temperatury,
czasami prowadzący do koagulacji tkanek

Zjawisko to znalazło zastosowanie w terapii. Do

rozgrzewania głębiej leżących okolic organizmu używa
się diatermii krótkofalowej (np. w celu wywołania
przekrwienia). Jest to metoda, która wykorzystując
pole elektromagnetyczne o częstotliwości ok. 27 MHz
oddziałuje na tkanki wytwarzając w nich ciepło.

Efekty nie termiczne



Największą wrażliwość pod tym względem wykazują
tkanki obwodowego i ośrodkowego układu nerwowego.
Pod wpływem pola mogą powstać:



zmiany w połączeniach międzyneuronowych komórek
kory mózgowej,



zmiany w strukturze samych komórek nerwowych.

Pole elektromagnetyczne stanowi również zagrożenie

dla prawidłowej czynności układu sercowo-
naczyniowego. U ludzi narażonych występuje m.in.:



zwolnienie rytmu serca, zaburzenia rytmu serca,
obniżenie ciśnienia tętniczego.



mutagenne działanie pola elektromagnetycznego.

Dziękuję za uwagę,

Konrad Olszewski