CZYNNIKI FIZYCZNE ODDZIAŁUJĄCE NA USTRÓJ NURKA, LOTNIKA I KOSMONAUTY.

CZYNNIKI FIZYCZNE

ODDZIAŁUJĄCE NA

USTRÓJ NURKA,

LOTNIKA I

KOSMONAUTY

CZYNNIKI FIZYCZNE

1. Przeciążenia grawitacyjne, stan

nieważkości.
2. Wpływ zmian ciśnienia organizm ludzki:
- hipobaria,
- hiperbaria,
- eksplozywna dekompresja,
- choroba dekompresyjna (kesonowa).
3. Hipoksja, choroba wysokogórska.
4. Wpływ zmian pCO

na organizm ludzki:

- hiperkapnia,
- hipokapnia.

Przeciążenia grawitacyjne,

stan nieważkości

• Przeciążenie

–

stan,

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.

Przeciążenia grawitacyjne,

stan nieważkości

Jednostką przyspieszenia stosowaną w
medycynie lotniczej i kosmicznej jest

1g=9,8

m/s

(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

a) Przyspieszenia rzędu kilku g występujące

np. w sporcie, komunikacji – nie wywołują

większych zmian w ustroju.
b) Przyspieszenia

(opóźnienia)

rzędu

dziesiątek i setek g to np. wypadki

komunikacyjne, upadki 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 sek.).

Przyspieszenia o średnim

czasie trwania

• Występują w lotnictwie i kosmonautyce.

Działanie biologiczne zależy od kierunku
przyspieszenie w stosunku do długiej osi
ciała.

Przyspieszenia o średnim

czasie trwania

Przyspieszenie 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:

• spadek ciśnienia w naczyniach krwionośnych

głowy,

• znaczny wzrost ciśnienia w naczyniach kończyn

dolnych

Przyspieszenie podłużne -

dodatnie

Objawy:

• upośledzenie widzenia, aż do tzw.

„czarnej zasłony”; długotrwałe działanie
może prowadzić do utraty przytomności.

• Człowiek może znosić przyspieszenia

dodatnie około 6g przez 10 sekund.

Przyspieszenie podłużne -

ujemne

Skierowane w kierunku głowy (nogi 

głowa).

Są najbardziej niebezpieczne i najgorzej
znoszone przez człowieka.
Następuje

przemieszczenie

krwi

narządów

kierunku

dogłowowym

powodując:

• wzrost ciśnienia w naczyniach głowy,
• spadek ciśnienia w kończynach dolnych.

Przyspieszenie podłużne -

ujemne

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 przyspieszenia

ujemne tylko do około 3g przez 10 sek.

Przyspieszenia o średnim

czasie trwania

Przyspieszenie

poprzeczne

–

działające

prostopadle do osi ciała

, a

więc i do dużych pni naczyniowych (nie
wywołują dużych przemieszczeń krwi).

Przyspieszenie poprzeczne

• Przyspieszenie

ujemne

poprzeczne

działające w kierunku

przód

ciała  tył

. Jest

najlepiej znoszone przez człowieka (przez
10

sek.

człowiek

może

wytrzymać

przeciążenie około 14g). Dlatego są
wykorzystywane w kosmonautyce.

• Przyspieszenie

dodatnie poprzeczne

–

działające w kierunku

tył  przód ciała.

Przyspieszenia o długim

czasie trwania

• Widocznym

działaniem

takiego

przyspieszenia są zmiany związane z
różnicami

ciśnień

naczyniach

krwionośnych zależnych od pozycji
ciała, występowanie żylaków, omdlenia
ortostatyczne

związane

pozycją

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

zwiększenie objętości krwi  utrata osocza 

zmniejszenie objętości krwi krążącej.

Zaburzenia organizmu w

stanie nieważkości

2. Zmiana elastyczności naczyń.
3. Zaburzenia ortostatyczne.
Zmniejszenie napięcia mięśni, redukcja
obciążenia kości  następują zaburzenia

humoralne  pobudzenie osteoklastów 

hamowanie syntezy tkanki kostnej i jej
resorbcja



demineralizacja

kości

(odwapnienie) – osteoporoza.

Wpływ zmian ciśnień na

organizm ludzki

1. Wpływ obniżonego ciśnienia –

hipobarii

– na organizm człowieka.
2. Wpływ podwyższonego ciśnienia –

hiperbarii –

na organizm człowieka.

1. Wpływ obniżonego

ciśnienia – hipobarii – na

organizm człowieka.

• 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.

1. Wpływ obniżonego ciśnienia

– hipobarii – na organizm

człowieka cd..

Przy dostatecznie 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.

1. Wpływ obniżonego ciśnienia

– hipobarii – na organizm

człowieka cd..

Działanie pęcherzyków gazu w organizmie:

• zakłócają wymianę gazową w organizmie,
• przedostają się do krążenia obwodowego,
• zatykają naczynia krwionośne,
• powodują niedotlenienie tkanek i narządów

Wpływ obniżonego ciśnienia –

hipobarii – na organizm

człowieka cd..

• 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.

Patomechanizm zatorów

gazowych

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 (zawał)

2. Wpływ podwyższonego

ciśnienia – hiperbarii – na

organizm człowieka.

• Pobyt człowieka w warunkach

podwyższonego ciśnienia powoduje
rozpuszczanie się w tkankach
obojętnego gazu, będącego składową
mieszanki oddechowej np. azotu, helu,
wodoru.

2. Wpływ podwyższonego

ciśnienia – hiperbarii – na

organizm człowieka.

Ilość rozpuszczonego gazu zależy od :
• rodzaju i ciśnienia parcjalnego,
• tkanki organizmu,
• wysiłku fizycznego,
• czasu

przebywania

pod

danym

ciśnieniem.

2. Wpływ podwyższonego

ciśnienia – hiperbarii – na

organizm człowieka.

•

Powrót człowieka z warunków podwyższonego
ciśnienia

warunków

ciśnienia

atmosferycznego  wymaga  wyprowadzenia
rozpuszczonego gazu z tkanek organizmu bez
utworzenia  się  w  nich  pęcherzyków  gazu.
Proces  ten  odbywa  się  przez  czas
niezbędny

bezpęcherzykowego

wyprowadzenia gazu z organizmu.
Proces ten nazywa się

DEKOMPRESJĄ.

Eksplozywna dekompresja

miejsce

przy

gwałtownym

znacznym spadku ciśnienia w otoczeniu
np. nurkowanie – nagłe wynurzanie się.
Przy dostatecznie szybkim i dużym
spadku

ciśnienia

atmosferycznego

występuje zjawisko aeroembolizmu.

HIPOKSJA

• HIPOKSJA

- niedobór tlenu w tkankach,

któremu przeważnie 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.

Przyczyny hipoksji:

1. Przebywanie

atmosferze

niskiej

prężności tlenu w otaczającym powietrzu .
2. Niewydolność oddechowa i upośledzenie

wentylacji płuc np. obrzęk płuc, zator tętnicy

płucnej, niewydolność lewej komory serca.
3. Nieprawidłowości w przenoszeniu tlenu przez

krew

np.

hemoglobiny

patologiczne

zmniejszonym lub zwiększonym powinowactwie

do tlenu, hemoglobiny nietrwałe.
4. Niemożność wykorzystania tlenu przez

komórkę np. uszkodzenie metabolizmu komórek

przez toksyny bakteryjne.

Podział (czas trwania)

-  Ostrą  hipoksję  -  ekspozycja  trwa  od
kilku  sekund  (nagłe  rozhermetyzowanie
się kabiny samolotu) do 2 godzin
-  Przewlekłą  hipoksję  –  przy  narażeniu
od kilku dni do wielu lat
-  Życie  w  warunkach  obniżonego
ciśnienia  atmosferycznego  (od  urodzin
do

dorosłego

życia)

–

dotyczy

mieszkańców gór (Andy, Tybet).

Rodzaj objawów

towarzyszących zależy od:

•

Wysokości,

•

Szybkości osiągania wysokości,

•

Czasu pobytu na 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

OSTRA CHOROBA

WYSOKOGÓRSKA - OChW.

• Środowisko wysokogórskie posiada szereg

odmienności istotnych dla człowieka w
stosunku do obszarów nizinnych. Wraz ze
wzrostem wysokości

spada:

• ciśnienie atmosferyczne (hipobaria),
• procentowa zawartość tlenu w jednostce

objętości powietrza (hipoksja),

• temperatura.

Adaptacja organizmu

1. Strefa naturalna dla organizmu człowieka
oscyluje w granicach do 2300 m 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.

Adaptacja organizmu

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

tych

wysokościach

bez

odpowiedniego

osprzętu może zakończyć się śmiercią.

Ostra choroba wysokogórska

(OChW)

• Występuje u ludzi

bez aklimatyzacji

może ich już dotykać na wysokości 2500
m n.p.m. Pojawia się ona nie wcześniej
jak po 6 godzinach przebywania na
danej wysokości.

Obrzęk płuc

Przyczyną  jest  wzrost  przepuszczalności
ścian  naczyń  włosowatych  w  płucach  i
przesiąkanie  osocza  krwi  do  światła
pęcherzyków płucnych.
Stan  ten  grozi  przede  wszystkim  na
wysokościach  powyżej  3000  m  n.p.m.  i
rozwija  się  w  ciągu  kilku  godzin  lub  dni
po osiągnięciu takiej wysokości,

Wysokościowy obrzęk mózgu

Kluczową rolę w patogenezie odgrywa
wzrost ciśnienia śródczaszkowego, który
spowodowany

jest

wzrostem

przepuszczalności bariery naczyniowo –
mózgowej.
Objawy: zaburzenia świadomości, ból
głowy, nudności, wymioty.

Układ krążenia i

oddechowy

• Hipoksjapobudzenie

chemoreceptorów

tętniczych

okolicy

tętnicy

szyjnej

pobudzenie

układu

współczulnegozwiększenie we krwi stężenia

adrenaliny i noradrenaliny zwiększenie

częstości

skurczów

sercaz następczym

zwiększeniem

objętości

wyrzutowej

pojemności minutowej serca.

• Adrenalina rozszerza naczynia krwionośne w

mięśniach szkieletowych, mózgu i sercu.

Układ krążenia i oddechowy

• Hipoksja stymuluje nerki do produkcji

erytropoetyny wzrost erytropoezy w

szpiku

kostnym

zwiększona

ilość

erytrocytów we krwi (poliglobulia):
a) umożliwia transport większej ilości

tlenu do tkanek,
b) powoduje zagęszczenie krwiwzrost jej

lepkościmoże

być

przyczyną

powstawania zakrzepów i zatorów.

Układ krążenia i oddechowy

Wzrost wentylacji minutowej płuc
(hiperwentylacja) jest przyczyną wzrostu
wydalania CO

i powstania zasadowicy

oddechowej.

Układ wydalniczy

Występuje:
-

pobudzenie osi renina – angiotensyna

II – aldosteron.
-

zmiany stężenia jonów Na

i K

we krwi.

Działają

bezpośrednio

warstwę

kłębkowatą kory nadnerczy i zwiększają
wydzielanie aldosteronu,
-

wzrasta

stężenie

hormonu

antydiuretycznego ADH – wazopresyny.

Hiperkapnia

Zwiększenie prężności CO

we krwi (ponad

45 mmHg).
Przyczyny:

• upośledzona eliminacja CO

przez płuca,

• przebywanie w otoczeniu w którym jest duża

prężność CO

2..

Występuje w różnych postaciach
niewydolności płuc, kiedy wentylacja
pęcherzyków płucnych jest niewystarczająca.

Zaburzenia prowadzące do

zmniejszenia wentylacji

pęcherzykowej:

1. Zmniejszenie

pobudliwości

ośrodka

oddechowego

np. przez przedawkowanie

środków przeciwbólowych, uspokajających i
znieczulających,

podczas

znieczulenia

ogólnego, urazów mózgu,

2. Schorzenia

nerwów

ruchowych

unerwiających mięśnie oddechowe np.
przez

zapalenie

wielonerwowe,

przedawkowanie kurrary i jej pochodnych.

3. Schorzenia mięśni oddechowych

np.

dystrofia mięśniowa, włosnica, urazy.

Zaburzenia prowadzące do

zmniejszenia wentylacji

pęcherzykowej:

Ograniczenie ruchomości klatki
piersiowej

np.

zniekształcenia,

rozedma płuc.

Ograniczenie ruchomości płuc

np.

wysięki i przesięki opłucnowe, odma
opłucnej, rozległe zrosty.

Zaburzenia prowadzące do

zmniejszenia wentylacji

pęcherzykowej:

Choroby płuc

związane z ubytkiem czynnej tkanki

płucnej (niedodma, zapalenie płuc, gruźlica
płuc)
b)

z utrata rozprężalności płuc (obrzęk,

zastój, zwłóknienie)
c)

z upośledzeniem ruchu powietrza w

drogach oddechowych tzw. zaburzenia
obturacyjne (zapalenie oskrzeli, nowotwory
oskrzeli).

Hiperkapnia

wywołuje:

• kwasicę oddechową,
• stan dezorientacji (związany z depresją

OUN),

• obniżenie wrażliwości czuciowej,
• ostatecznie śpiączkę z niewydolnością

oddechową  śmierć.

Hipokapnia

• spadek prężności CO

we krwi (poniżej 35

mmHg)

Przyczyny:

• najczęściej jest wynikiem hiperwentylacji,

występującej podczas OChW, stanów
lękowych, bólu, histerii,

• występuje u chorych neurotycznych z

przewlekłą hiperwentylacją,

• powstaje u chorych w wyniku zatrucia

salicylanami.

Hipokapnia

Objawy hipokapni:

• zasadowica oddechowa,
• majaczenie, zawroty głowy –

bezpośrednie zwężające działanie

hipokapni na naczynia mózgowe,

• skurcz mięśni poprzecznie prążkowanych

kończyn górnych i dolnych (może dojść

do zaburzenia gospodarki wapniowo –

fosforanowej np. tężyczka).

CHOROBY NURKÓW

1. Skutek

działania

mechanicznego

bezpośrednio na ciało nurka:
a)    uraz ciśnieniowy uszu,
b)    uraz ciśnieniowy zatok przynosowych,
c)    uraz ciśnieniowy płuc,
d)    uraz ciśnieniowy twarzy,
e)

uraz

ciśnieniowy

przewodu

pokarmowego,
f) zgniecenie nurka.

CHOROBY NURKÓW

2. Skutki

biofizyczne

biochemiczne

(wynikające z oddziaływania gazów w
warunkach

zwiększonego

ciśnienia

otaczającego)
a)    choroba ciśnieniowa (dekompresyjna),
b)   narkoza azotowa,
c)    niedotlenienie,
d)   zatrucie CO2,
e)    zatrucie tlenem.

URAZ CIŚNIENIOWY UCHA

Spowodowany

jest

niewyrównywaniem

ciśnienia.

Przyczyny:
a) niedrożność trąbki słuchowej Eustachiusza
(katar, ciała obce, skrzywiona przegroda nosa),
b) niedrożność

przewodu

słuchowego

zewnętrznego (korek woszczynowy, ciało obce)

URAZ CIŚNIENIOWY PŁUC

• Najniebezpieczniejszy

wypadek

nurkowy.

• Uszkodzenie

tkanki

płucnej

spowodowane jest przez

nagły i

niekontrolowany

wzrost

ciśnienia

czynnika oddechowego w drogach
oddechowych w stosunku do ciśnienia
otaczającego.

URAZ CIŚNIENIOWY PŁUC

Przyczyny:
-

wynurzanie

się

zatrzymanym

oddechem,
- szybkie, niekontrolowane wynurzanie się,
- wyrzucenie na powierzchnię wody,
- awaria automatu oddechowego,
- wybuchy podwodne.

URAZ CIŚNIENIOWY PŁUC

• Do urazu dochodzi tylko u nurków

nurkujących w aparatach oddechowych.

• Jeżeli w sytuacji awaryjnej nurek zacznie

się nagle wynurzać bez wydmuchiwania
powietrza z płuc to powietrze rozpręży
się i spowoduje rozerwanie pęcherzyków
płucnych.

URAZ CIŚNIENIOWY PŁUC

W następstwie rozerwania pęcherzyków
płucnych dochodzi do zalania ich krwią z
naczyń włosowatych. Krew ponadto
może wyciekać do przestrzeni
zewnątrzpęcherzykowej powodując
upośledzenie funkcji zdrowych
pęcherzyków.

URAZ CIŚNIENIOWY PŁUC

NASTĘPSTWA:

• powietrze pod ciśnieniem jest wpychane do

naczyń

włosowatych

żylnych,

skąd

pęcherzyki powietrza wędrują do obwodu
powodując zatory gazowe w narządach
niezbędnych do życia.

Inne następstwa:

• odma opłucnej,
• odma śródpiersia,
• odma podskórna.

Objawy zatorów w

naczyniach mózgowych

- zaburzenia czuciowo-ruchowe,
- zaburzenia wzroku, słuchu, mowy,
- niedowłady i porażenie mięśni,
- porażenie ośrodków mózgowych (np.
krążenia),
- drgawki,
- utrata przytomności,
- zgon.

Objawy zatoru w naczyniach

wieńcowych serca

- ból w klatce piersiowej za mostkiem,
przemieszcza się do lewej kończyny
górnej, szyi, karku, żuchwy,
-

szybkie tętno,

spadek ciśnienia krwi,

zaburzenia rytmu serca,

zatrzymanie pracy serca.

CHOROBA DEKOMPRESYJNA

(CIŚNIENIOWA)

• Jest

następstwem

uwalniania

się

nadmiaru  gazów  rozpuszczalnych  w
płynach  ustrojowych  nurka  podczas
wynurzania.  Jest  to  zespół  objawów
wynikających

niewłaściwego

stosowania dekompresji.

CHOROBA DEKOMPRESYJNA

(CIŚNIENIOWA)

Pęcherzyki gazu:
-

powstają w komórkach, przestrzeniach

międzykomórkowych, naczyniach,
-

uszkadzają

mechanicznie

tkanki

komórki,
-

powodują blokowanie naczyń.

Pęcherzyki powstają w naczyniach żylnych
(99%).

KLASYFIKACJA

postać ciężka (mózgowa)

- uszkodzenia nerwów czaszkowych,
- niedowłady połowicze,
- zaburzeń widzenia,
- drgawki,
- zawroty głowy,
-utraty przytomności.

Zastosowanie hiperbarii w

leczeniu:

• W terapii tlenem hiperbarycznym -

HBO – podaje się tlen o podwyższonym
ciśnieniu.  W  mieszaninie  oddechowej
stosowanej  w  HBO,  znajduje  się  go
100%  (5  x  więcej  niż  w  mieszaninie
powietrza).

Zastosowanie hiperbarii w

leczeniu:

Wskazania bezwzględne:

- zatory gazowe o wszelkiej etiologii,
- zatruciach czadem
- w przypadku zgorzeli gazowych

Zastosowanie hiperbarii w

leczeniu:

• Wskazania względne:

- martwica popromienna kości i tkanek

miękkich,

- oporne na leczenie zapalenia kości i

szpiku,

- zakażenia tkanek miękkich mieszane, z

martwicą tkanek i oporne na leczenie
przeciwbakteryjne,

Zastosowanie hiperbarii w

leczeniu:

• Wskazania względne:

- rany miażdżone z ostrym

niedokrwieniem pourazowym,

- zagrożone przeszczepy skórne,

przyspieszenie gojenia ran,

- ostre zatrucia cyjankami,
- ostry obrzęk mózgu.

Document Outline