Ćwiczenie 9, Studia, PEiTC


Ćwiczenie 9: Czynniki fizyczne oddziałujące na ustrój nurka, lotnika i kosmonauty.

Przeciążenia grawitacyjne, stan nieważkości

Przeciążenie - stan w którym wypadkowa sił grawitacji i sił bezwładności przewyższa ciężar danego ciała na Ziemi (np. na szybkoobrotowej karuzeli).

Nieważkość - stan , w którym suma wektorowa sił grawitacji i sił bezwładności równa się zeru. Człowiek doznaje m.in. wrażenia utraty ciężaru ciała.

Jednostką przyspieszenia stosowaną w medycynie lotniczej i kosmicznej jest 1g=9.8m/s2. (jeśli mamy przyspieszenie np. 7g tzn że jego wartość jest 7 razy większa od przyspieszenia ziemskiego)

Wpływ przyspieszeń na organizm w zależności od czasu ich działania:

- Przyspieszenia krótkotrwałe

- Przyspieszenia o średnim czasie trwania

- przyspieszenia o długim czasie trwania

Przyspieszenia krótkotrwałe

- przyspieszenia rzędu kilku g występujące np. w sporcie, komunikacji - nie wywołują większych zmian w ustroju.

- przyspieszenia (opóźnienia) rzędu dziesiątek i setek g to np. wypadki komunikacyjne, uadki z dużej wysokości

Powstające wówczas siły bezwładności zmieniają wzajemne położenie narządów z powodu ich różnej budowy i właściwości mechanicznych (człowiek może znieść bez szwanku przyspieszenie 100 g przez ¼ sekundy.

Przyspieszenia o średnim czasie trwania

- Występują w lotnictwie i kosmonautyce. Działanie biologiczne zależy od kierunku przyspieszenia w stosunku do długiej osi ciała.

- Przyspieszenia podłużne - działające wzdłuż długiej osi ciała:

Dodatnie - skierowane odgłowowo ( głowa → nogi)

Siły bezwładności wywołują przemieszczenie krwi i narządów w kierunku od głowy do stóp powodując:

Objawy:

- upośledzenie widzenia, aż do tzw. „czarnej zasłony” długotrwałe działanie może prowadzić do utraty przytomności

- człowiek może znosić przyspieszenia dodatnie ok. 6g przez 10 sek

Ujemne - skierowane w kierunku głowy (nogi → głowa)

Są najbardziej niebezpieczne i najgorzej znoszone przez człowieka

Następuje przemieszczenie krwi i narządów w kierunku dogłowowym powodując:

Objawy:

- silny ból głowy

- upośledzenie widzenia aż do tzw. „czerwonej zasłony”

- pękanie naczyń krwionośnych głowy (wybroczyny, krwawienia)

- zaburzenia czynności serca i układu oddechowego

- człowiek może znosić przyspieszenie ujemne tylko do ok. 3g przez 10 sek

- Przyspieszenia poprzeczne - działające prostopadle do osi ciała a wiec i do dużych pni naczyniowych (nie wywołują dużych przemieszczeń krwi)

- Przyspieszenie ujemne poprzeczne - działające w kierunku przód ciała → tył. Jest najlepiej znoszone przez człowieka (przez 10 sek człowiek możę wytrzymać przeciążenie ok. 14g) Dlatego są wykorzystywane w kosmonautyce.

- Przyspieszenie dodatnie poprzeczne - działające w kierunku tył → przód ciała.

Przyspieszenie o długim czasie trwania

- Widocznym działaniem takiego przyspieszenia są zmiany związane z różnicami ciśnień w naczyniach krwionośnych zależnych od pozycji ciała występowanie żylaków, omdlenia ortostatyczne związane z pozycja pionową.

Stan nieważkości

Jest to stan w którym ustaje działanie siły ciążenia na organizm

- Zaburzenia organizmu w stanie nieważkości

1. Zaburzenia czynności układu krążenia

- ustanie ucisku na tkanki i narządy oraz zanik ciężaru i ciśnienia hydrostatycznego krwi → zmiana rozmieszczenia → przekrwienie skóry twarzy, obrzęk błon śluzowych nosa i gardła, jednocześnie ↑ wypełnienia naczyń i narządów klatki piersiowej - względne ↑ objętości krwi → utrata osocza → ↓ objętości krwi krążącej.

2. Zmiana elastyczności naczyń

3. Zaburzenia ortostatyczne

↓ napięcia mięśni, redukcja obciążenia kości → następują zaburzenia humoralne → pobudzenie osteoklastów → hamowanie syntezy tkanki kostnej i jej resorpcja → demineralizacja kości (odwapnienie) osteoporoza.

Wpływ zmian ciśnień na organizm ludzki

1. Wpływ ↓ ciśnienia - hipobarii - na organizm ludzki

- Spadek ciśnienia w otoczeniu człowieka powoduje rozprężanie gazów zawartych w: uchu środkowym żołądku, jelitach, niedokładnie wypełnionych ubytkach zębowych

Występują:

- bóle ucha

- bóle zębów

- wzdęcia

- kolki jelitowe

Przy dostarczenie szybkim i dużym (o ponad 50%) spadku ciśnienia atmosferycznego, rozprężające się nagle w płucach gazy, mogą prowadzić do powstania pęcherzyków gazowych, które czopują małe naczynia krwionośne tworząc embolie - zatory gazowe. Zjawisko tworzenia się embolii gazowych nazywane jest aeroembolizmem.

Działanie pęcherzyków gazu w organizmie:

- zakłócają wymianę gazową

- zatykają naczynia krwionośne

- przedostają się do krążenia obwodowego

- powodują niedotlenienie tkanek i narządów

Najbardziej niebezpieczna jest lokalizacja zator powietrznych:

* w krążeniu mózgowym: niedotlenienie tkanki mózgowej → objwy uszkodzenia OUN

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

Patomechanizm zatorów płucnych

W świetle pęcherzyków płucnych zassanie powietrza do rozerwanych naczyń krwionośnych

powietrze trafia do lewej komory serca

zamknięcie przepływu krwi w naczyniu przez pęcherzyk gazowy

miejscowe niedotlenienie z następowym uszkodzeniem tkanek (zwał)

2. Wpływ ↑ ciśnienia - hiperbarii - na organizm ludzki

Ilośc rozpuszczonego gazu zależy od:

- rodzaju ciśnienia parcjalnego

- tkanki organizmu

- wysiłku fizycznego

- czasu przebywania pod danym ciśnieniem.

Powrót człowieka z warunków podwyższonego ciśnienia do warunków ciśnienia atmosferycznego wymaga wprowadzenia rozpuszczonego gazu z tkanek organizmu bez utworzenia się w nich pęcherzyków gazu. Proces ten odbywa się przez czas niezbędny do bezpęcherzykowego wyprowadzenia gazu z organizmu.

Proces ten nazywa się dekompresją.

Eksplozywna dekompresja

Ma miejsce przy gwałtownym i znacznym spadku ciśnienia w otoczeniu np. nurkowanie - nagłe wynurzanie się. Przy dostatecznie szybkim i dużym spadku ciśnienia atmosferycznego wystęuje zjawisko aeroembolizmu.

HIPOKSJA

Jest to niedobór tlenu w tkankach, któremu towarzyszy niedobór tlenu we krwi - hipoksemia.

Anoksja - zupełny brak tlenu w środowisku wewnętrznym ustroju (w komórkach, płynie zewnątrzkomórkowym, we krwi i limfie).

Anoksemia - zupełny brak tlenu we krwi.

Podział:

- ostrą hipoksję - ekspozycja trwa od kilku sekund (nagłe rozhermetyzowanie się kabiny samolotu) do 2 godzin

- przewlekłą hipoksję - przy narażeniu od kilu dni od kilku lat

Rodzaj objawów zależy od:

- wysokości

- szybkości osiągania wysokości

- temperatury otoczenia

- aktywności fizycznej na wysokości

- własności osobniczych (wrodzonej tolerancji hipoksji, wydolności fizycznej, stanu emocjonalnego, aklimatyzacji).

Objawy występujące w hipoksji:

- duszność

- zwiększenie liczby i głębokości oddechów

- ból głowy

- pocenie się

- osłabienie

- bladość skóry

- zawroty głowy

- ziewanie

- nudności

- sinica

- pogorszenie ostrości widzenia

Ostra choroba wysokogórska

- Środowisko wysokogórskie posiada szereg odmienności istniejących dla człowieka w stosunku do obszarów nizinnych. Wraz ze wzrostem wysokości spada:

- ciśnienie atmosferyczne (hipobaria)

- Procentowa zawartość tlenu w jednostce objętości powietrza (hipoksja)

- temperatura

Występuje u ludzi bez aklimatyzacji i może ich już dotykać na wysokości 2500 m n.p.m. Pojawia się ona nie wcześniej jak po 6 godzinach przebywania na danej wysokości.

Adaptacja organizmu:

1. Strefa naturalna dla organizmu człowieka oscyluje w granicach do 2300 . n.p.m. Organizm zdrowego człowieka nie doświadcza żadnych negatywnych skutków hipoksji.

2. Strefa pełnej kompensacji (od 2000 do 4000 m n.p.m.) Tutaj człowiek jest w stanie całkowicie przystosować się zarówno fizjologicznie jak i biochemicznie do panujących warunków

3. strefa niedostatecznej kompensacji (od 4000 do 7000 m n.p.m.) te wysokości są niebezpieczne dla człowieka. Tu często występują objawy choroby wysokogórskiej.

4. Strefa krytyczna (powyżej 7000 m n.p.m.) Przebywanie na tych wysokościach bez odpowiedniego osprzętu może skończyć się śmiercią.

Toksykologia metali

Związane jest ono z:

- ich właściwościami fizyko - chemicznymi

- biologiczną transformacją

- powinowactwem do poszczególnych narządów, tkanek, układów enzymatycznych, struktur molekularnych

Metale są w środowisku bardzo rozpowszechnione

- w rudach i skalach górotworu występują najczęściej w postaci tlenków. Wówczas są mało groźne dla środowiska.

- Groźniejsze są metale ciężkie występujące w postaci soli, roztworów produktów ubocznych oraz w ściekach lub odpadach różnych gałęzi przemysłu.

Podstawowe źródła narażenia:

- środowiskowe (huty i okolice)

- wynikające ze stosowania w medycynie (leki)

- zawodowe (osoby pracujące przy obróbce metali)

Leki:

- Au - tiojabłczan tioglukuronian: przeciwreumatycznie, nefrotoksycznie, efekty szkodliwe u 50%

- Ag - przeciwbakteryjnie

- Hg - diuretyki, przeciwbakteryjnie

- Bi - zobojętniające, nefrotoksycznie

- Pt - cisplatyna - przeciwnowotworowy: nefrotoksycznie

Objawy zatrucia:

Mogą dotyczyć wszystkich układów:

1. Pokarmowy: objawy ostrego nieżytu żołądkowo - jelitowego, wymioty, biuegunki

2. Oddechowy: toksyczny obrzęk płuc oraz chemiczne zapalenie śródmiąższowe płuc

3. Większość rozpuszczalnych w wodzie soli metali może stać się przyczyną ostrej niewydolności krążenia.

4. OUN - większość soli metali ciężkich w ostrych zatruciach wywołuje objawy encefalopatii z bólami głowy, zaburzeniami świadomości i śpiączki. Liczne z nich po wchłonięciu powodują napady drgawek.

Związki ołowiu:

- Jest to jeden z najbardziej toksycznych metali. Może kumulować się w organizmie i wywoływać wiele różnorodnych uszkodzeń w obrębie układu nerwowego i krwiotwórczego, w nerkach oraz przewodzie pokarmowym.

- Najczęściej występują zatrucia przewlekłe będące konsekwencją długotrwałego narażenia na związki ołowiu.

- Ten pierwiastek jest trucizną kumulującą się w organizmie.

- Zaabsorbowany ołów przenika do krwioobiegu, gdzie jego większa część wbudowuje się do czerwonych ciałek krwi - średni czas przebywania wynosi 30 dni.

- Stąd 25-40% jego zawartości przenika do tkanek miękkich około 15% do kości, a pozostała ilość jest wydalana.

- Czas przebywania w tkankach miękkich wynosi około 30 dni, a w kościach 40 - 90 lat u dorosłego osobnika.

- Wchłonięty ołów najpierw dostaje się z krwią do wątroby, płuc, serca i nerek (pula szybkowymienna) potem metal gromadzi się w skórze i mięśniach (pulaśredniowymienna) żeby ostatecznie kumulować się w tkance kostnej (proces najwolniejszy lecz i najdłuższy).

Ołów - źródła zatrucia:

- produkcja akumulatorów, drutu, kabli, barwników, stopów lutowniczych.

- środowiskowe - huty ołowiu i innych metali, samochody.

Mechanizm zatrucia:

- Ołów odkłada się w tkankach a szczególnie w kościach w postaci trzeciorzędowego ortofosforanu Pb3(PO4)2.

- Najczęściej występują ostre stany kliniczne spowodowane gwałtownym zwiększeniem stężenia ołowiu we krwi w następstwie uruchomienia depozytó tkankowych (tkankowych gorączce, zaburzeniach RKZ i gospodarki wapniowo-fosforanowej).

- Toksyczne działanie ołowiu jest efektem jego zdolności do wiązania się z grupami sulfhydrylowymi enzymów enzymów białek komórkowych co prowadzi do zmian aktywności wielu enzymów i uszkodzeń komórek.

- W obrębie OUN mogą wystąpić zmiany zwyrodnieniowe kory, móżdżku, jąder podkorowych i ośrodków autonomicznych podwzgórza.

- Może pojawić się odcinkowa demielinizacja włókien nerwów obwodowych - jako następstwo przewlekłej ekspozycji.

- Duże stężenia ołowiu we krwi mogą spowodować odwracalne uszkodzenie części bliższej kanalików nerkowych lub wolno narastającej niewydolności nerek i postępującym zwłóknieniem.

Ostre zatrucia:

- objawy hemolizy wewnątrznaczyniowej, oraz zahamowanie syntezy hemu.

- upośledzenie dojrzewania erytrocytów oraz zahamowanie ATP-azy błonowej i skrócenie ich przeżycia (niedokrwistość ołowicza).

Przewlekłe zatrucia:

Przy długim narażeniu na ołów mogą wystąpić:

- uszkodzenie newu słuchowego, narządu wzroku, zakłócenia widzenia barwnego i zaburzenia akomodacji oka.

- u dzieci ↓ sprawności psychomotorycznej, ↓ wskaźnika inteligencji, wydłużenie czasu reakcji na bodźce słuchowe, wzrokowe, zaburzenia w koncentracji uwagi, ↓ sprawności szkolnej, nadmierna pobudliwość, agresja.

- Encefalopatia ołowicza - uszkodzenie mózgu objawiające się zaburzeniami fizjologiczno-psychicznymi: bezsenność, niepokój, drażliwość zmęczenie nadpobudliwość agresja zakłócenia pamięci.

Leczenie:

- Głównie szpitalne i polega na podawaniu odtrutek i wysokich dawek witaminy B1 i B12.

Rtęć:

Występuje w 3 formach:

- rtęć organiczna,

- nieorganiczne

- metaliczne

Związki organiczne rtęci powodują zatrucia charakteryzujące się długim okresem utajenia.

Wchłanianie:

- Wchłaniają się przez błonę śluzową przewodu pokarmowego i przez krew zostają rozprowadzone do wszystkich tkanek, a kumulują się w narządach miąższowych, głównie w nerkach, wątrobie, mięśniach i kościach.

- Wchłaniane do organizmu człowieka alkilowe związki rtęci szybko przedostają się poprzez krwioobieg do komórek mózgu, gdzie naruszają barierę krew-mózg, co prowadzi do zaburzeń metabolizmu układu nerwowego. Również ten metal tworzy bardzo trwałe połączenia z grupami tiulowymi białek i enzymów zakłócając ich funkcję.

- Rtęć metaliczna bardzo słabo wchłania się przez skórę(0.4%) i z przewodu pokarmowego (2%). Natomiast bardzo dobrze przez układ oddechowy (80%).

Zatrucia:

- Zatrucia ostre zdarzają się rzadko, prowadzą do niewydolności układu oddechowego.

- Przewlekłe zatrucia rtęcią zdarzają się w zakładach pracy, w których używana jest jej postać metaliczna lub sole.

Zatrucia te rozwijają się powoli i w odróżnieniu od zatruć ostrych powodują nieodwracalne zmiany w OUN.

Objawy zatrucia przewlekłego:

- zmiany w jamie ustnej - obrzęk ślinianek dziąseł i języka

- zęby chwieją się i łatwo wypadają, a w zębodołach tworzą się owrzodzenia

- w dziąsłach dookoła kieszonek dziąsłowych osadza się czarny rąbek siarczku rtęciowego.

- ślinotok

- bóle i zawroty głowy

- wzmożona pobudliwość nerwowa, trudność skupienia myśli uczucie znużenia

- drżenia powiek, języka, palców, które w miarę upływu czasu rozszerzają się na całe kończyny

- trudności w mówieniu

- nerwica rtęciowa



Wyszukiwarka