Ćw.9 WWL, Uczelnia, Patofizjo


Ćwiczenie 9

Działanie prąd elektrycznego na ustrój człowieka

Wpływ ciśnienie atmosferycznego na organizm człowieka

Hiperbaria - choroby nurkowe i barotrauma, toksyczność

Hipobaria - choroba górska, hipoksja

Ultradźwięki - działanie biologiczne na organizm człowieka

wykorzystanie w diagnostyce

Zagadnienia medycyny morskiej, lotniczej i kosmicznej

Choroba lokomocyjna

Choroba kosmonautów

Wpływ prądu elektrycznego na ustrój

Prądem stałym nazywa się taki prąd elektryczny który w czasie przepływu nie zmienia kierunku ani wartości natężenia.

Przewodnictwo elektryczne tkanek zależy od zawartości wody i stężenia w niej elektrolitów. Jest tym większe im więcej jest jonów w tkance.

Dobre przewodnictwo wykazują: krew, mocz, limfa, płyn mózgowo-rdzeniowy, mięśnie, tkanka łączna.

Źle przewodzą prąd elektryczny: tkanka tłuszczowa, nerwy, ścięgna, torebki stawowe, kości.

Przepływowi prądu stałego przez tkanki towarzyszy wiele zjawisk fizykochemicznych oraz fizjologicznych do których zaliczyć należy:

  1. Działanie elektrotermiczne polega na powstawaniu w tkankach ciepła pod wpływem prądu elektrycznego jest tym większe, im większe jest natężenie prądu. Stąd przy prądach o małym natężeniu dochodzi zazwyczaj do małych miejscowych oparzeń, podczas gdy przy prądach o dużym natężeniu dochodzi do zwęglenia poszczególnych tkanek lub całego ustroju.

  2. Działanie elektrochemiczne związane z elektrolizą, występującą w czasie przepływu prądu przez elektrolity tkankowe. Polega na właściwości rozszczepiania elektrolitów na skutek wędrowania anionów do anody, a kationów do katody. Działanie elektrolityczne prądu występuje wyraźnie tylko w prądzie stałym, gdyż w prądzie zmiennym wskutek stałej zmiany biegunów następuje stałe odwracanie procesu elektrolizy. Podczas działania prądu stałego wskutek znacznego nagromadzenia anionów przy biegunie dodatnim występuje martwica skrzepowa, przy biegunie ujemnym martwica rozpływna.

  3. Działanie elektrokinetyczne - polega na przesunięciu względem siebie faz rozproszonej i rozpraszającej koloidów tkankowych pod wpływem pola elektrycznego. Do zjawisk elektrokinetycznych należą elektroforeza i elektroosmoza

  4. .Działanie biologiczne polega na wywoływaniu określonych, różnorodnych reakcji ustrojowych. U człowieka pod wpływem prądu mogą powstawać pojedyncze lub tężcowe skurcze mięśni prążkowanych, skurcze naczyń krwionośnych

Na ogół prądy o napięciu poniżej 50 V nie są dla ustroju ludzkiego niebezpieczne. Decydujące znaczenie w działaniu prądu na ustrój ma nie napięcie prądu, lecz jego natężenie.

Skutki biologiczne działającego prądu o różnych natężeniach:

  1. Prąd o natężeniu poniżej 25 mA. Z chwilą przekroczenia progu pobudliwości następuje działanie prądu na mięśnie poprzecznie prążkowane, powodujące skurcze tężcowe mięśni. W razie zadziałania tego prądu na mięśnie oddechowe może nastąpić zatrzymanie oddychania i śmierć wskutek uduszenia. Niezależnie od tego prąd o tym natężeniu powoduje ogólną zwyżkę ciśnienia tętniczego krwi wywołaną stanem skurczowym mięśni.

  2. Prąd o natężeniu od 25 do 75 mA. Prąd o tym natężeniu przepływając przez kończyny górne, klatkę piersiową działa przede wszystkim na czynność serca, powodując migotanie komór. Jeżeli migotanie komór trwa ponad 5-6 min, powoduje ono zejście śmiertelne. Prąd o tym natężeniu powoduje silniejszy stan skurczowy mięśni oddechowych z następowym uduszeniem oraz podwyższenie ciśnienia tętniczego krwi.

  3. Prąd o natężeniu od 75 mA do 3-4 A. Jest to zakres prądu najsilniej działający na czynność serca. Zazwyczaj prąd ten powoduje nieodwracalne migotanie komór z zatrzymaniem serca w rozkurczu i zejście śmiertelne.

  4. Prąd o natężeniu powyżej 5 A. Prądy o tym natężeniu na ogół nie wywołują migotania komór i dlatego są mniej niebezpieczne. Ich główne działanie szkodliwe polega na wywoływaniu mniej lub bardziej rozległych oparzeń - zależnie od natężenia prądu.

Zmiany powstające w ustroju pod wpływem działającego prądu można podzielić na:

  1. zmiany anatomiczne - polegają na działaniu termicznym prądu

    1. oparzenia (II, III, IV stopnia)

    2. zakrzepy naczyń krwionośnych (zgorzel kończyny porażonej)

    3. porażenia ośrodkowego układu nerwowego

    4. porażenia obwodowego układu nerwowego

  2. zmiany czynnościowe

    1. zaburzenia pracy serca (migotanie komór)

    2. zmiany chorobowe naczyń wieńcowych

    3. pobudzenie mięśni oddechowych do skurczów tężcowych (zatrzymanie oddechu)

    4. skurcz tężcowy mięśni poprzecznie prążkowanych (zginaczy lub prostowników)

HIPERBARIA

Nurek podlega oddziaływaniu otaczającego środowiska z wszystkimi ujemnymi skutkami fizjologicznymi i psychicznymi

ujemne oddziaływania środowiska wodnego:

- Ciśnienie powodujące utrudnienie oddychania i zwiększenie obciążenia układu krążenia

- Utrata ciepła organizmu

- Stres psychiczny

Ilość rozpuszczonego gazu zależy od: rodzaju i ciśnienia parcjalnego, od tkanki organizmu, wysiłku fizycznego, czasu przebywania pod danym ciśnieniem.

patomechanizm działania pęcherzyków gazu

- zakłócają wymianę gazową w organizmie

- przedostają się do krążenia obwodowego

- zatykają naczynia krwionośne

Uwaga!

Powrót człowieka z warunków podwyższonego ciśnienia do warunków ciśnienia atmosferycznego wymaga wyprowadzenia rozpuszczonego gazu z tkanek organizmu bez utworzenia się w nich pęcherzyków gazu.

Powrót do ciśnienia atmosferycznego odbywa się według zasady obniżania ciśnienia (głębokości) przez czas niezbędny do bezpęcherzykowego wyprowadzenia gazu z organizmu. Proces ten nazywa się

DEKOMPRESJĄ.

WPŁYW HIPERBARII NA ORGANIZM CZŁOWIEKA

Jest to następstwo działania zwiększonego ciśnienia środowiska gazowego:

Działanie gazów obojętnych w hiperbarii niesie zagrożenia w postaci:

1. działanie narkotyczne gazów obojętnych

2. zaburzenia termolegulacji

3. zespołu neurologicznego wysokich ciśnień

l. działanie narkotyczne gazów obojętnych

Narkoza azotowa

Objawy narkozy azotowej mogą pojawić się podczas nurkowania z użyciem powietrza jako czynnika oddechowego, już na głębokości 30 m. Ustępują podczas dekompresji.

objawy narkozy azotowej

- Euforia

- Zwolnienie reakcji na bodźce zmysłowe

- Ograniczenie możliwości kojarzenia, osłabienie pamięci, trudności koncentracji

- Obniżenie sprawności manualnej

- Spadek wydajności pracy

- Stany maniakalno-depresyjne

- Halucynacje

Objawy narkozy azotowej przy wykorzystaniu powietrza jako czynnika oddechowego w zależności od głębokości:

Do 50 m.

Euforia

Zwolnienie reakcji na bodźce zmysłowe

Błędy w obliczeniach i niewłaściwe decyzje

50-70 m.

stany maniakalno-depresyjne

dezorientacja

senność

70-90 m.

otępienie

halucynacje

utrata przytomności (śmierć)

Zapobieganie Narkozie Azotowej

- Na dużych głębokościach azot zastępuje się helem.

- Ograniczenie głębokości pracy nurków z powietrzem.

jako czynnikiem oddechowym do 50 m.

- Treningi ciśnieniowe w komorach dekompresyjnych-adaptacja organizmu nurka.

2. zaburzenia TERMOREGULACJi

Oddychanie zimnym gazem → zwiększenie wydzielania śluzu w drogach oddechowych uniedrożnienie ustnika i zakrztuszenie się

→głębsze przenikanie zimnego gazu do dróg oddechowych zwężanie oskrzeli

3. ZESPÓŁ NEUROLOGICZNY WYSOKICH CIŚNIEŃ ( HIGH PRESSURE NERVOUS SYNDROME HPNS)

Objawy kliniczne:

- Spadek wydajności motorycznej i intelektualnej

- Senność, wymioty, mdłości drżenie rąk i ramion - drżenia helowe

- Zmiany w EEG; zaburzenia rytmu sen - czuwanie, dezorientacja, drżenie,

- Nudności, wymioty, drgawki toniczno-kloniczne

- Część objawów ma charakter nietrwały i ustępuje po zakończeniu sprężania

URAZ CIŚNIENIOWY PŁUC

(barotrauma, choroba pseudociśnieniowa, choroba pseudokesonowa).

- Jest to każde uszkodzenie miąższu płucnego, spowodowane nagłym wzrostem objętości lub ciśnienia czynnika oddechowego w płucach, przy braku możliwości jego odpływu przez drogi oddechowego.

- Dochodzi do niego podczas wynurzania się po wykonaniu wdechu z aparatu oddechowego pod powierzchnią wody. Jeżeli w takiej sytuacji nurek nie wykonuje stałego wydechu dochodzi do uszkodzenia płuc,

- Uraz ciśnieniowy jest zjawiskiem rzadkim, dochodzi do niego przy nurkowaniach płytkich, nie przekraczających głębokości 10 m.

W Polsce liczba urazów ciśnieniowych płuc zwiększa się z powodu:

* narastającej liczby osób uprawiających nurkowanie swobodnie bez nadzoru,

* łatwego dostępu do wysokiej klasy sprzętu do nurkowania

* lekceważenie przepisów normujących nurkowanie turystyczne.

Wynurzanie - Ascend

Powietrze w drogach oddechowych, które dostało się tam pod zwiększonym ciśnieniem (pod wodą), nie może swobodnie opuścić dróg

oddechowych (umiejscowiony w oskrzelu czop śluzowy, zagęszczona wydzielina oskrzelowa, ciało obce).

Powstanie różnicy ciśnień pomiędzy wnętrzem płuc nurka a jego otoczeniem

Rozdęcie płuc przez powiększające swoją objętość (prawo Boyle'a i Mariotte'a) powietrze zatrzymane w drogach oddechowych

Prawo Boyle'a i Mariotte'a : w czasie wynurzania gaz znajdujący się w płucach rozpręża się i zwiększa swoją objętość proporcjonalnie do spadku ciśnienia.

Pękanie ścian pęcherzyków płucnych i naczyń włosowatych

Przyczyny:

- Odruchowe zaciśnięcie krtani podczas wynurzania (przedostanie się wody do dróg oddechowych, utrata przytomności pod wodą)

- Świadome lub przypadkowe zatrzymanie wydechu podczas wynurzania (próba Valsalvy, kaszel, oddychanie z jednego automatu)

- Zatkanie dowolnego odcinak dróg oddechowych podczas wynurzania

- Nagłe zwiększenie ilości gazu podawanego przez automat lub ucisk na worek oddechowy

- Zbyt szybkie wynurzanie się (rozprężanie)

czynniki usposabiające do urazu ciśnieniowego:

- Astma oskrzelowa

- Torbiele płuc

- Rozstrzenie oskrzeli

- Włóknienie miąższu płuc

- Zapalenia płuc

powikłania urazu ciśnieniowego płuc:

- Rozedma chirurgiczna (uszkodzenie miąższu płuc przez rozprężający się gaz podczas wynurzania

- Odma opłucnej

ZATORY GAZOWE - najczęstsze powikłanie, dochodzi do niego , gdy powietrze w świetle pęcherzyków płucnych ulega zassaniu (lub wtłoczeniu pod ciśnieniem) do rozerwanych naczyń krwionośnych, przebiegających w uszkodzonej ścianie pęcherzyka płucnego

Powietrze trafia do lewej komory serca

Rozsianie powietrza w postaci pęcherzyków z prądem krwi na obwód

Zamknięcie przepływu krwi w tym naczyniu

Miejscowe niedotlenienie z następowym uszkodzeniem tkanek (zawał)

najbardziej niebezpieczna jest lokalizacja zatorów powietrznych:

- w krążeniu mózgowym: niedotlenienie tkanki mózgowej objawy uszkodzenia oun

- w sercu: zaleganie dużej ilości gazów w sercu (zator gazowy lewej komory serca) nagła śmierć sercowa

objawy urazu ciśnieniowego płuc:

Zależą od rozmiarów i lokalizacji uszkodzeń w obrębie pluc:

- krzyk o wysokiej tonacji bezpośrednio po wynurzeniu (wydech rozprężonych gazów)

- nagły, ostry ból w klatce piersiowej (już podczas wynurzania się)

- uczucie pełności w klatce piersiowej i/lub w gardle

- kaszel, krwioplucie, przyspieszenie i spłycenie oddechów

- bóle zamostkowe

- objawy odmy śródpiersiowej: duszność, płytki oddech,

- objawy odmy podskórnej: wypełnienie powietrzem okolic nadobojczykowych, okolicy podżuchwowej, trzeszczenie przy obmacywaniu, t achyarytmia

- pogarszanie się stanu chorego

- utrata przytomności (zator powietrzny tętnic mózgowych), drgawki, anizokoria, porażenie kończyn, zaburzenia widzenia, ślepota

leczenie

Rekompresja: sprężanie się poszkodowanego w komorze ciśnieniowej

Cel: zmniejszenie średnicy pęcherzyków gazowych - ułatwia to przejście pęcherzyków przez większość naczyń krwionośnych i ich ponowne rozpuszczenie

odległe następstwa nurkowania

1. CHOROBA dekompresyjna (ciśnieniowa);

jest to zespół objawów wywołanych wydzielaniem się pęcherzyków gazu w tkankach ustrojowych w wyniku obniżenia ciśnienia atmosferycznego.

jej przyczyną jest powstawanie zatorów gazowych w wyniku tworzenia się i rozprzestrzeniania w ustroju wolnych pęcherzyków gazowych pojawiających się w czasie dekompresji (nawet prawidłowo przeprowadzonej) umiejscowionych najczęściej wewnątrznaczyniowo

- zwykle nie powoduje objawów

- w tkankach delikatnych: tkanka mózgowa i siatkówka może być przyczyną nawarstwiających się mikrourazów → krwotoki w skórze powiek, spojówkach, siatkówce, wylewy do ciała szklistego,

- marmurkowatość skóry

- oczopląs

- uszkodzenie plamki żółtej

- uszkodzenie siatkówki - retinopatia dekompresyjna

- krótkowzroczność i zmętnienie soczewki

- bóle mięśni i stawów, bóle kostne, bóle wzdłuż przebiegu nerwów

Czynniki wpływające na występowanie i przebieg choroby dekompresyjnej:

Szybkość obniżania ciśnienia: zbyt. krótki czas powoduje powstawanie większej

ilości pęcherzyków gazu w tkankach

Czas przebywania w obniżonym ciśnieniu

Temperatura otaczającego powietrza: rozpuszczalność gazu w roztworach jest odwrotnie proporcjonalna do temperatury roztworu

2. tętnicze zatory powietrzne

3. zaburzenia ośrodkowego układu nerwowego:

- koncentracja uwagi

- pamięć

- pamięć odległa

4. zaburzenia obwodowego układu nerwowego

- parestezje dłoni i stóp

- drżenie ułożeniowe dłoni

5. zaburzenia autonomicznego układu nerwowego

6. zaburzenia nerwów czaszkowych.

- anizokoria

- zaburzenia widzenia

- zaburzenia słuchu

7. zmniejszenie pojemności życiowej płuc

8. spadek odporności, zwiększona podatność na infekcje

9. jałowa martwica kości

eksplozywna dekompresja

Dochodzi do niej w przypadkach gwałtownego obniżenia ciśnienia w kabinie hermetycznej w wyniku uszkodzenia ściany i ucieczki powietrza i zrównania się ciśnienia panującego w kabinie z ciśnieniem otaczającym.

Od czego zależy wpływ eksplozywnej dekompresji na organizm ludzki ?

* Objętość kabiny dekompresyjnej

* Stosunek ciśnienia początkowego do końcowego -wielokrotność dekompresji

* Szybkość przebiegu dekompresji - czas wyrównywania się ciśnień

* Wielkość powstałego otworu awaryjnego

Narządy najbardziej narażone na uszkodzenie:

Zawierające wolny gaz: płuca, przewód pokarmowy, narząd słuchu, zatoki przynosowe

HIPOKSJA

Przyczyny

1. Obniżenie prężności tlenu w otaczającym powietrzu.

2. Różnego rodzaju utrudnienia wentylacji.

3. Nieprawidłowa wymiana gazów pomiędzy pęcherzy­kami a krwią.

4. Nieprawidłowości w przenoszeniu tlenu przez krew.

5. Zaburzenia w przekazywaniu tlenu do komórek.

6. Niemożność wykorzystania tlenu przez komórkę.

l. Obniżenie prężności tlenu w otaczającym powietrzu.

• Przebywanie w atmosferze niskiej prężności gazów

- uczucie duszności, nieregularność oddychania, zaburzenia rytmu pracy serca, silne ciągłe bóle głowy, bezsenność, nudności i wymioty, obrzęk płuc (ostra postać), ostry obrzęk mózgu

- objawy analogiczne do ostrej choroby górskiej

2. Różnego rodzaju utrudnienia wentylacji płuc.

- Postać hypowentylacyjna - zmniejszenie automa­tycznej impulsacji neuronów opuszki

(Utrata wrażliwości ośrodka oddechowego na podwyższone ciśnienie parcjalne CO2 u chorych np. z przewlekłym zapaleniem oskrzeli)

- Restrykcyjne (ograniczające)

(ograniczenie zdolności rozprężania płuc - procesy prowadzące do zwłóknienia płuc)

- Obturacyjne (zaporowe)

(zwiększenie oporów oddechowych oskrzelo lub płucnopochodnych dychawica oskrzelowa, przewlekłe zapalenie oskrzeli, rozstrzenie oskrzeli, uszkodzenie włókien kolagenowych i elastycznych pęcherzyków, zwiotczenie strun głosowych, powiększenie gruczołu tarczowego)

3. Nieprawidłowa wymiana gazów pomiędzy pęcherzykami a krwią.

- Obrzęk płuc

(masywne przenikanie płynu z naczyń włosowatych do przestrzeni śródmiąższowych płuc i do światła pęcherzyków płucnych, skąd płyn ten przedostawać się może do oskrzelików i oskrzeli co bardzo ogranicza wymianę gazową w płucach)

- Alergiczne zapalenie pęcherzyków płucnych

- Śródmiąższowe zwłóknienie płuc

- Rozedma płuc

(niewydolność lewej komory serca; ograniczenie światła naczyń płucnych; nagłe obniżenie ciśnienia w tętnicy płucnej na skutek zmniejszenia pojemności wyrzutowej serca, rozległego krwotoku, zapaści obwodowej; zator tętnicy płucnej, mieszanie krwi tylnej z tętniczą z pominięciem płuc)

4. Nieprawidłowości w przenoszeniu tlenu przez krew.

- hemoglobiny o zmniejszonym powinowactwie do tlenu

(HbM - podstawienie His w α lub β przez Tyr powoduje powstanie trwałego kompleksu Fe3 + z resztą fenolową tyrozyny)

- hemoglobiny o zwiększonym powinowactwie do tlenu

(HbA2 [α2δ2] , HbF , hemoglobiny zbudowane z 4 jednakowych łańcuchów)

- hemoglobiny nietrwałe (wprowadzenie reszt polarnych na miejsce hydrofobowych powoduje wypadnięcie hemu, a globina pozbawiona hemu jest nietrwała)

- hemoglobiny o zmniejszonej rozpuszczalności

(HbS- kwas glutaminowy w poz. 6 β zamieniony na walinę, rozpuszczalność odtlenowanej HbS maleje 50 razy i krystalizuje powodując deformację krwinki w kształt sierpa)

5. Zaburzenia w przekazywaniu tlenu do komórek.

Przekazywanie tlenu odbywa się drogą dyfuzji. Powierzchnia dyfuzji zależy od liczby naczyń włosowatych przypadających na jednostkę masy tkanki. Na drodze tlenu dyfundującego z krwi do komórek stają liczne błony: śródbłonek naczyniowy, błony komórkowe, otoczka mitochondriów oraz innych struktur komórkowych. Niektóre okoliczności chorobowe np. obrzęk wydłużają drogę dyfuzji i upośledzają zaopatrywanie tkanek w tlen.

6. Niemożność wykorzystania tlenu przez komórkę.

Liczne trucizny hamują poszczególne ogniwa przemian enzymatycznych np. jon cyjankowy hamuje aktywność oksydazy cytochromowej, znosząc tym samym możliwość użytkowania tlenu w mitochondriach. Na zużycie tlenu w komórce wpływa hormon tarczycy.

ULTRADŹWIĘKI

Ultradźwięki drgania mechaniczne o częstotliwości przekraczającej granicę słyszalności ucha ludzkiego (powyżej 20 000Hz).

DZIAŁANIE NA ORGANIZM ULTRADŹWIĘKÓW

Ultradźwięki wywołują w ustroju ludzkim wiele zmian spowodowanych działaniem ich energii. Zmiany te możemy podzielić na miejscowe (pierwotne) i ogólne (wtórne)

Miejscowe działanie biologiczne ultradźwięków występuje w tkankach w chwili nadźwiękawiania i związane są bezpośrednio z działaniem energii ultradźwięków:

działanie mechaniczne: forma mikromasażu tkanek miękkich

działanie cieplne: wytworzenie ciepła endogennego. Za pomocą ultradźwięków można uzyskać celowane przegrzanie tkanek głębiej leżących, zwłaszcza pogranicza tkanki łącznej i kości.

działanie fizykochemiczne: przemiany i rozpad białek, zwiększenie ich przewodności elektrycznej, rozpad wody na H+ i OH-, procesy utleniania i redukcji, nasilenie szybkości dyfuzji przez błony biologiczne.

Ogólne działanie biologiczne ultradźwięków obejmuje cały organizm. Poprzez nadźwiękawianie okolic korzeni, splotów czy też zwojów nerwowych można drogą odruchową uzyskać zmiany w odległych narządach i układach ustroju. Ogólne działanie ultradźwięków jest następstwem działania mechanizmów nerwowo-humoralnych i ośrodkowych mechanizmów wyrównawczych. Oddziaływanie lecznicze ultradźwięków polega na:

  1. działaniu przeciwbólowym

  2. zmniejszeniu napięć mięśni

  3. rozszerzenie naczyń krwionośnych

  4. hamowanie układu współczulnego

  5. hamowanie procesów zapalnych

  6. przyśpieszenie wchłaniania tkankowego

  7. wyzwalanie substancji histamino podobnych

  8. powstawanie związków aktywnych biologicznie

Choroba ultradźwiękowa - występuje u osób obsługujących różne urządzenia emitujące ultradźwięki do środowiska człowieka w zakresie 16 - 65 kHz. Objawy kliniczne:

  1. bóle głowy, uczucie szumu, ciężkości głowy oraz stałe uczucie zmęczenia, kłopoty ze snem, zaburzenia sfery emocjonalnej.

  2. zaburzenia ze strony błon śluzowych nosa gardła i spojówek oczu.

  3. stany podgorączkowe, dreszcze

Choroba lokomocyjna

Zaburzenie wywołane przez powtarzające się przyspieszenie lub opóźnienie kątowe i liniowe

Postacie :

Etiologia:

Objawy

przedłużająca się choroba prowadzi do:

Problemy medyczne związane z podróżą samolotem

        1. Zmiana ciśnienia atmosferycznego

(baroititis media, barosinusitis)

        1. spadek ciśnienia parcjalnego tlenu

( problemy u chorych z ch. płuc,

niewydolność krążenia, niedokrwistością sierpowatokrwinkową, wadami wrodzonymi serca)

        1. turbulencja

(kinetoza lotnicza)

        1. zaburzenia rytmów okołodobowych

(zaburzenia snu, zmiany schematów podawania leków np. insulina)

        1. napięcie (stres) psychiczny

(hiperwentylacja, utrata przytomności, drgawki)

        1. Inne

( zapalenie zakrzepowe żył, odwodnienie, zdrutowana żuchwa lub szczęka, ch. zakaźne)

1



Wyszukiwarka