Механізми дії прискорень (перевантажень)

ХАРАКТЕРИСТИКА АДАПТАЦІЇ ЛЮДИНИ

ДО ОКРЕМИХ ЕКСТРЕМАЛЬНИХ УМОВ СЕРЕДОВИЩА

Ми уже говорили про неспецифічну резистентність організму, що виникає у відповідь на дію різноманітних факторів середовища. Однак, поряд з неспецифічними пристосувальними реакціями у відповідь на дію конкретних умов виникають також і певні специфічні реакції, про що і йтиметься далі.

Гравітація

Сьогодні зібрана значна кількість фактів, що свідчать про тісну залежність живих організмів від дії гравітаційних сил. Усю різноманітність ефектів, що виникають при цьому у людини, можна пов’язати з функціонуванням антигравітаційних структур організму.

Тваринний світ Землі активно долає сили тяжіння. Так, у наземних хребетних сформувалися могутній скелет і м'язова система, що забезпечують опору, а також позу і рухову активність у гравітаційному полі Землі. Сильно розвилися і диференціювалися гравірецепторні системи (отолітовий апарат, пропріорецептори, інтерорецептори). Підвищені енергетичні потреби, пов'язані з подоланням впливу сили тяжіння на організм, підсилили гемопоетичну функцію кісткового мозку, викликали перебудову серцево-судинної і дихальної систем. Сила тяжіння наклала відбиток на обмін речовин тваринних організмів, ставши істотним фактором їх розвитку.

Фізіологічні механізми, що забезпечують активну орієнтацію організму в гравітаційному полі Землі шляхом нівелювання і компенсації механічних ефектів сили тяжіння, об’єднують у функціональну систему антигравітації. У неї входять скелетно-м'язова і циркуляторна системи. Антигравітаційна функція скелетно-м'язової системи спрямована на підтримку тіла в просторі, а функції циркуляторної системи — на компенсацію гідростатичних ефектів.

Механізми дії прискорень (перевантажень)

Прискорення довгострокової дії.Одним з важливих динамічних факторів при польотах на космічних кораблях, що впливають на організм людини, є прискорення. Як відомо, прискорення виникає при зміні швидкості або напрямку руху тіла; при цьому незалежно від причини появи прискорення результуюча сила завжди має прямолінійний напрям.

Прискорення — це зміна швидкості за одиницю часу. Розмірність прискорення звичайно виражають у м/сек² або в кратному відношенні до швидкості вільно падаючого на Землю тіла за одну секунду, яка дорівнює 9,81 м/сек², і позначається воно буквою «g» (від латинського слова gravitas — вага). Наприклад, прискорення 35 м/сек² може бути позначене як 3,5g (35 м/сек² : 9,81 м/сек²).

При космічних польотах прискорення виникають у період виведення корабля на орбіту, гальмування його швидкості при спуску на Землю, а також при здійсненні маневрів (зміна напряму руху) під час самого польоту.

До останнього часу немає загальновизнаної системи класифікації прискорень. У медичній літературі найчастіше можна зустріти розподіл прискорення на чотири основних види:

1. прямолінійні,

2. радіальні,

3. кутові,

4. прискорення Коріоліса.

Прямолінійні прискорення виникають при збільшенні або зменшенні швидкості руху, але без зміни її напрямку. При цьому перший випадок зміни швидкості нерідко позначають як позитивне прискорення, а другий — як негативне.

Прямолінійні прискорення спостерігаються при їзді на сучасному транспорті (автомобіль, потяг і т.д.), зльоті, посадці, а також зміні швидкості літака, при парашутних стрибках, і особливо значні за величиною і часом дії при виведенні на орбіту і гальмуванні космічних кораблів.

Величина прямолінійного прискорення може бути обчислена за наступною формулою:

,

де a — прискорення; V_t — кінцева швидкість руху, м/сек; V₀ — початкова швидкість руху, м/сек; t — час зміни швидкості руху, сек.

При польотах на космічних кораблях лінійні прискорення можуть досягати значних величин і тривалого часу дії. Тому, природно, виникає необхідність проведення спеціальних заходів, спрямованих на попередження несприятливих для здоров'я наслідків.

Радіальні, або доцентрові, прискорення виникають при зміні напряму руху тіла. Найбільш яскравим прикладом цьому можуть служити прискорення, що виникають при відтворенні віражів на літаку, пікіруванні, обертанні на центрифузі й т. ін. У даний час радіальні прискорення в реальних космічних польотах власне кажучи не зустрічаються. Правда, створення нових космічних кораблів великої маневреності може внести в це положення певні корективи.

Проте, значне місце в загальній системі підготовки космонавтів та астронавтів займають ознайомлювально-тренувальні обертання на центрифузі.

Математично радіальне прискорення, що позначається буквою «j», може бути виражене в такий спосіб:

,

де V — швидкість руху тіла, що обертається, R — радіус обертання.

Для практичних цілей обчислення радіальних прискорень при роботі на центрифузі, як правило, застосовується наступна формула:

,

де R — радіус центрифуги; n — число оборотів у секунду.

Центрифуга є найбільш зручною моделлю, на якій можна відтворювати прискорення, що відповідають найрізноманітнішим профілям польотів. Сучасні центрифуги мають радіус обертання від 8 до 16 м, а електронно-рахункові установки дозволяють програмувати графіки прискорень і автоматизувати обробку численної фізіологічної інформації, що надходить від об'єкта дослідження.

Радіо- і телевізійний зв'язок створюють умови для постійного спостереження і контролю лікаря-експериментатора за випробуваним.

Кутові прискорення спостерігаються при нерівномірному русі тіла по колу, тобто при збільшенні або зменшенні кутової швидкості; виміряються вони в радіанах у секунду. Кутові прискорення мають місце при розгоні і гальмуванні центрифуги, особливо при швидкому наростанні градієнта прискорення.

Кутове прискорення складається з сил подвійної природи:

1. спрямованої по дотичній до окружності обертання (тангенціальне прискорення);

2. спрямованої до осі обертання (нормальне прискорення).

Якщо кутове прискорення носить рівномірний характер, то співвідношення між позначеними видами може бути виражено наступними формулами:

,

де j_t — тангенціальне прискорення; j_n — нормальне прискорення; R— радіус обертання; t — час, за який відбулася зміна кутової швидкості; Е — кутове прискорення.

Нерівномірне кутове прискорення може бути розраховано тільки для кожної конкретної точки кривої окремо, тому що тангенціальне і нормальне прискорення, з яких воно складається, у цьому випадку постійно змінюються.

Прискорення Коріоліса виникають при зміні радіуса обертання, а також у випадку приєднання до руху в одній площині руху в іншій площині.

Цей вид прискорень нерідко зустрічається при польотах на літаках і космічних кораблях.

Прискорення Коріоліса може бути розраховане за наступною формулою:

,

де W — кутова швидкість руху тіла навколо осі; V — швидкість руху тіла в іншій площині; a — кут з основною віссю обертання, при якій під час додаткового руху тіла виникає прискорення.

Лінійні і радіальні прискорення класифікуються за наступними ознаками (критеріями):

- в залежності від часу дії поділяються на: «ударні» (частки секунди) і «тривалі» (від секунди і більш),

- в залежності від напрямку — на поздовжні і поперечно спрямовані; останні у свою чергу зазнають подальшого розподілу.

Класифікація і термінологія прискорень були запропоновані аерокосмічним медичним комітетом у США з проблем прискорення при консультативній групі по науково-дослідній роботі.

У медицині і біології у зв’язку з польотами, зануреннями та ін. часто вживають термін «перевантаження».Перевантаження не мають розмірності і виражаються відносними одиницями, які показують, у скільки разів збільшилася вага тіла при даному прискоренні в порівнянні зі звичайною земною гравітацією.

Математично це може бути виражене в такий спосіб:

,

де n — величина перевантаження (відн.од.); Рд — вага динамічна; Рс — вага статична.

Класифікація перевантажень. В залежності віднапрямку дії перевантажень стосовно вертикальної осі тіла їх поділяютьна поздовжні і поперечні.

При напрямку вектора перевантаження від голови до ніг говорять про позитивний, а при напрямку від ніг до голови — про негативні перевантаження.

Крім того, розрізняють поперечні (спина — груди і груди — спина), а також бічні (бік — бік) перевантаження.

Напрямок вектора перевантаження має істотне значення для організму і при описі фізіологічних реакцій його завжди потрібно враховувати.

Реакція людини на вплив перевантажень визначається рядом факторів, серед яких істотне значення належить величині, часові дії, швидкості наростання і напрямкові вектора перевантаження стосовно тулуба, а також вихідному функціональному станові організму, що залежить від багатьох умов зовнішнього і внутрішнього середовища.

Зміни в організмі можуть виявлятися від ледь помітних функціональних зрушень до дуже важких станів, що супроводжуються різкими розладами діяльності органів дихання, серцево-судинної, нервової й інших систем, що може привести не тільки до втрати свідомості, але іноді і до грубих анатомічних ушкоджень тіла.

Загальний стан людини при дії перевантажень характеризується появою почуття важкості у всьому тілі, болючих відчуттів за грудиною або в ділянці живота, спочатку утрудненням, а надалі і повною відсутністю можливості рухів. Відбувається зміщення м'яких тканин і ряду внутрішніх органів у напрямку дії перевантаження. Спостерігаються розлади зору, характер і ступінь виразності яких визначаються не тільки величиною перевантаження, але і напрямком її дії стосовно тулуба.

У залежності від щільності внутрішніх органів (питомої ваги), місця їхнього положення, еластичності зв'язків з навколишніми тканинами характер порушень, що відбуваються, може бути різним. Найбільш рухливою тканиною в організмі є кров і тканинна рідина. Тому у генезі фізіологічних зрушень при перевантаженнях порушенням геодинаміки належить одне з провідних місць. Однак велике значення мають і такі фактори, як зміщення внутрішніх органів і їхня деформація, що обумовлюють не тільки порушення функції цих органів, але й посилену аферентацію в центральну нервову систему, що нерідко приводить до розладу її функції.

Вивчення функціонального стану центральної нервової системи, особливо її вищих відділів при дії перевантажень набуло особливої актуальності у зв'язку з необхідністю оцінки працездатності пілотів. Перші дослідження в цьому напрямку були проведені в реальних польотах В.А. Винокуровим і ін. Ними були отримані дані, що свідчили про збільшення латентного періоду відповідних реакцій на подразники та гальмування умовних та безумовних рефлексів.

Вплив перевантажень на функцію зовнішнього дихання визначається не тільки величиною і часом дії перевантажень, але і її напрямком стосовно вертикальної осі людського тіла. При цьому найбільш глибокі розлади спостерігаються при строго поперечному напрямку вектора перевантаження, коли механічні сили, що діють на груди і живіт, утрудняють здійснення дихальних рухів грудної клітки і передньої стінки живота. З припиненням дії перевантаження настає порівняно швидке відновлення показників зовнішнього дихання до вихідного рівня.

Дія великих величин перевантажень, як правило, у нетренованих людей завжди приводило до кисневого голодування організму, що ліквідовувалося тільки через 3-6 хв. після закінчення дії перевантаження. У цей період різко зростає хвилинний обсяг дихання, збільшується споживання кисню і виділення вуглекислого газу. Результати досліджень свідчать про те, що ступінь кисневої заборгованості і швидкість її ліквідації залежать не тільки від величини перевантаження і часу її дії, але також від фізичного і спеціального тренування людини.

Порушення в системі кровообігу під час дії перевантажень у порівнянні з іншими зрушеннями в організмі найбільш значимі і їм належить провідна роль в генезі фізіологічних реакцій. Це пов'язано з явищами перерозподілу циркулюючої маси крові, що володіє найбільшою можливістю до зміни.

Ступінь перерозподілу крові визначається головним чином напрямком дії перевантажень. Найбільші зміни гемодинаміки відбуваються при дії перевантажень в напрямку подовжньої осі тіла і найменші — при поперечному, що обумовлено розташуванням магістральних кровоносних судин тіла.

При дії перевантажень у напрямку від ніг до голови кров збирається у верхній частині тулуба, від чого тиск у судинах мозку підвищується.

Дія поперечно спрямованих перевантажень на гемодинаміку через анатомічні особливості розташування магістральних судин виражена значно менше. Однак практично строго поперечне положення стосовно вектора перевантаження використовується вкрай рідко. У переважній більшості досліджень людині надається положення напівлежачи з тим або іншим нахилом спинки крісла, що приводить до виникнення складного перевантаження в напрямку поздовжньої осі тіла.

Зміни кров'яного тиску починають розвиватися не відразу після початку дії перевантажень, а через деякий час. У результаті створюється положення, коли кров'яний тиск продовжує знижуватися, у той час як величина перевантаження утримується на постійному рівні. Зі зменшенням дії перевантаження кров'яний тиск досягає вихідної величини також не відразу, а через кілька секунд. Ці взаємини дозволяють пояснити іноді раптовість появи зорових порушень і утрату свідомості вже в періоді зменшення перевантаження, а також скарги деяких льотчиків на погіршення самопочуття вже після впливу. Таке відставання змін кров'яного тиску визначається інерцією крові, станом тонусу судин і резервних можливостей серцевого м'яза на даний момент.

Існує досить чітка залежність між величиною перевантаження і частотою серцевих скорочень. При цьому виявлена залежність у зміні частоти пульсу не тільки від величини перевантажень, але і від тривалості їхньої дії. У людини в залежності від величини діючих перевантажень частота серцевих скорочень досягає 130-180 ударів у хвилину. Найвища цифра частоти серцевих скорочень, зареєстрована в людини при дії перевантажень, склала 197 ударів.

Зазначене частішання пульсу відзначається як в умовах підготовки обертань на центрифузі, так і при підготовці до польотів. При цьому ступінь передполітного або переддослідного частішання пульсу визначається як індивідуальними особливостями людини, так і характером майбутнього впливу. Цей вид тахікардії, обумовлений емоційною напругою перед майбутнім іспитом, багато авторів визначають терміном «стартова лихоманка».

Ступінь і виразність фізіологічних реакцій залежить, з одного боку, від величини, тривалості, напрямку і швидкості наростання перевантажень, з іншого, — зумовлений характером і виразністю компенсаторних реакцій, спрямованих на пристосування організму до впливу зовнішнього фактора середовища.

Питання про механізм впливу перевантажень постійно привертало до себе увага дослідників. Якщо спочатку всі порушення діяльності організму пов'язувалися винятково зі змінами умов гідростатики, що приводять до розладів гемодинаміки, зокрема порушенням церебрального кровообігу, то протягом останніх 10-15 років усе більше значення в їхньому розвитку стало надаватися порушенням рефлекторної регуляції функцій, які зумовлені незвичайними аферентними впливами. Вважають, що роль кожного з зазначених механізмів може істотно змінюватися в залежності від характеру впливу, зокрема тривалості, величини, напрямку і повторності перевантажень.

При короткочасному впливі перевантажень навіть великих величин основне значення в розвитку порушень діяльності організму мають незвичайні аферентні впливи, надходження яких у центральну нервову систему може привести навіть до розвитку шокового стану з властивим йому комплексом зрушень, характерних для стресових реакцій.

При тривалому впливі перевантажень механізм порушень значною мірою визначається вектором перевантаження.

- При перевантаженнях напрямку голова — таз основне значення в розвитку зрушень функціонального стану центральної нервової системи і регуляції діяльності інших систем організму мають незвичайні аферентні впливи. Однак при повторному впливі перевантажень і ослабленні механізмів компенсації усе більшого значення набувають порушення мікроциркуляції, що приводять до розвитку, унаслідок гіпоксії, змін обмінних процесів.

- При перевантаженнях напрямку таз — голова основне значення належить явищам циркуляторної гіпоксії мозку, а також порушенням нормальної діяльності функцій організму, зв'язаним з різким підвищенням внутрічерепного тиску і подразненням інтерорецепторів органів середостіння.

- При перевантаженнях напрямку груди — спина на перше місце в механізмі порушень виступають розлад функції зовнішнього дихання і гемодинамічні порушення в легенях, що приводять до гіпоксемії і гіпоксії найважливіших органів і тканин організму, що, у свою чергу, є причиною незвичайної аферентної імпульсації, що сприяє виникненню розладів центральної регуляції.

Розглядаючи питання про межі здатності до перевантажень („переносимість”) людиною, варто розрізняти біологічну і фізіологічну здатність.

Межі біологічної здатності до перевантажень визначаються збереженням життя, але при цьому можливі порушення функцій ряду органів і систем організму.

Межі фізіологічної здатності до перевантажень визначаються збереженням працездатності людини і, як правило, відсутністю патологічних зрушень. Основним проявом перевантажень в останньому випадку є «реакція напруги» на гемодинамічні розлади, механічне утруднення дихання, зміщення і оборотна деформація внутрішніх органів.

Здатність до перевантажень визначається багатьма факторами, основні з них — величина і напрямок впливу, його тривалість, швидкість наростання перевантажень, а також функціональний стан організму.

Слід відзначити різну здатність людини до перевантажень, що мають різний напрямок і величину. Найменш стійка людина до дії перевантажень каудо-краніального напрямку, і, навпаки, найбільш стійка до дії перевантажень, що діють по осі груди — спина.

Розвиток авіаційної техніки, і особливо космічних польотів, вимагає не тільки збереження високої працездатності, але і подальшого підвищення порогів стійкості до дії прискорень.

Рішення цієї проблеми реалізується у різних напрямках:

1. Фізичні методи підвищення стійкості: компенсуючи протиперевантажувальні костюми; спеціальні крісла, що дозволяють надавати оптимальну позу людині стосовно вектора прискорень; індивідуально- профільовані ложементи; диання під підвищеним тиском.

2. Фізіологічні методи підвищення стійкості: неспецифічні і специфічні види фізичного тренування, тренування на центрифузі і загальне загартовування організму; підвищення резистентності організму за допомогою стимуляції його компенсаторно-пристосувальних механізмів фармакологічними препаратами; зниження реактивності організму за допомогою фармакологічних засобів.

3. Комплексні методи підвищення стійкості організму, що складаються з різних поєднань пеперахованих засобів.

Усі перераховані методи мають свої переваги і недоліки. Так, виходячи з того, що основною патогенетичною ланкою при дії позитивних перевантажень (голова — таз) є переміщення крові від голови і верхніх відділів тулуба в судини черевної порожнини і нижні кінцівки, вже в 1943 р. були запропоновані перші типи протиперевантажувального одягу, що ускладнюють перерозподіл крові під впливом сил гравітації.

В даний час як у нас, так і за рубежем практично використовується кілька варіантів протиперевантажувальних костюмів костюмів. Однак принцип їх дії у всіх випадках загальний — при збільшенні перевантажень автоматично відбувається підвищення тиску в гумових камерах, що охоплюють ділянки живота, стегон і гомілок. При цьому чим більше перевантаження, тим вище створюється тиск у камерах костюма. Випробування показали, що застосування цих костюмів підвищує здатність до перевантажень на 0,8-1,3 од.

Одним з ведучих факторів у патогенезі порушень при дії поперечно спрямованих перевантажень є розлад функцій зовнішнього дихання і кровообігу, що веде до гіпоксії. Це спонукало дослідників випробувати ефективність дихання під підвищеним тиском при перевантаженнях. При цьому відзначали значне за часом (у 2 рази більше) підвищення стійкості, якщо досліджувані дихали чистим киснем або газовою сумішшю під надлишковим тиском. Цей ефект пояснюють поліпшенням газообміну в легенях, а отже, запобіганням розвитку кисневого голодування.

Значний інтерес представляє теоретично й експериментально розроблений К.Е. Ціолковським і вперше практично застосований у Канаді Френксом метод підвищення здатності перевантажень за допомогою імерсійних систем. Однак, незважаючи на високу ефективність цього методу, його практичне використання на сучасних літальних апаратах є нездійсненним через велику складність і громіздкість імерсійних систем.

Таким чином, уже в даний час розроблені досить ефективні методи захисту організму від дії перевантажень. Однак усі розглянуті фізичні способи підвищення стійкості зв'язані з застосуванням більш-менш складних пристроїв і пристосувань.

Цілком природним було прагнення дослідників поряд з вишукуванням фізичних способів захисту організму від дії прискорень вивчити і його фізіологічні резерви як за допомогою тренування і стимуляції, так і шляхом зміни реактивності.

Численні спостереження лікарів переконливо показали, що загальне загартовування організму і спеціальні фізичні вправи, спрямовані на удосконалювання механізму регуляції кровообігу і дихання, зміцнення м'язів черевного преса і ніг, вироблення навичок переключення дихання з «черевного» типу на «грудний»і навпаки, здатність до тривалої тонічної напруги окремих груп м'язів — усе це значно підвищує здатність до перенесення перевантажень. Тому регулярні заняття фізичною культурою є важливою частиною підготовки льотчиків і космонавтів.

Підвищення резистентності організму до перевантажень досягається також за допомогою тренування на центрифузі. В даний час актуальною задачею є розробка найбільш раціональних схем і методів тренування на центрифузі для підвищення резистентності організму до дії перевантажень.

Останнім часом усе більше уваги приділяється проблемі глибокого охолодження організму, з метою підвищення стійкості його до несприятливих впливів, у тому числі і до перевантажень. Ведуться дослідження з вивчення можливості використання фармакологічних засобів для підвищення витривалості до перевантажень.

Ударні прискорення. Ударні прискорення в космічному польоті виникають в двох основних випадках:

1. при аварійному покиданні корабля на старті або зльоті;

2. при посадці на Землю.

Крім того, при падінні, зіткненні, різкому гальмуванні або раптовому кидку, що можуть мати місце в процесі виконання космонавтом різних завдань, організм також піддається дії ударних прискорень.

Останні бувають тотальними, коли все тіло зазнає механічних навантажень, і локальними, коли поширення деформації (або струсу), обмежується лише окремими ділянками прикладання сили.

Ступінь впливу ударних прискорень на організм може істотно змінюватися, і залежить від наступних факторів:

1. від умов розміщення членів екіпажу в кабіні космічного корабля,

2. від обраних методів порятунку або посадки,

3. від характеристики реактивних енергодатчиків катапультування або засобів амортизації при приземленні.

Значні за величиною ударні прискорення не тільки викликають порушення фізіологічних функцій, але можуть привести до ушкодження кісткового апарату, м'яких тканин і окремих органів тіла.

Тому до всіх літальних апаратів і їхніх систем (наприклад, катапультування, приземлення) пред'являються певні фізіолого-гігієнічні вимоги з метою обмеження граничних впливів ударного перевантаження і створення оптимальних умов екіпажеві (розміщення, пози і т.д.) при їхньому виникненні.

Ударні прискорення, що зустрічаються в космічних польотах, найчастіше відносяться за своїми фізичними характеристиками до прямолінійних прискорень.

Свою назву ударні прискорення одержали від різкого поштовху, струсу всього тіла або удару, що вони викликають. Ударний характер визначається короткочасністю дії і високим градієнтом або швидкістю наростання прискорення, що досягає сотень і тисяч одиниць у секунду. Це додає ударним прискоренням імпульсні, або «пікові», властивості, і з фізичного боку зближують їх з ударом або ударною хвилею при вибухах.

Ударні прискорення, що виникають при розкритті парашута, вимушеній посадці літака, катапультуванні пілота, приземленні рятувальної капсули або кабіни космічного корабля, мають, як правило, тривалість не більш однієї секунди. Тому їх також називають короткочасними прискореннями, хоча це визначення менш точне, тому що нерідко радіальні (доцентрові), прямолінійні або кутові прискорення з малою швидкістю їхнього наростання, будучи короткочасними, не носять ударного характеру.

Поряд з терміном «ударні або короткочасні прискорення» міцно укоренився також термін «ударні перевантаження», що відбиває більш істотні сторони явища і тому більш зручний в аналізі фізіологічних реакцій організму.

Під терміном «перевантаження» розуміється механічне навантаження, діюча сила, тоді як термін «прискорення» виражає зміну швидкості і асоціюється зі швидкістю взагалі, яка є індиферентним подразником.

Ударні перевантаження в залежності від умов їхнього виникнення і за подібністю фізичних параметрів можуть бути підрозділені на чотири групи, характерні для наступних випадків:

1. катапультування пілота з кабіни літального апарату;

2. порятунок (катапультування) космічного корабля на старті з екіпажем у

кабіні;

3. розкриття парашута, на якому відбувається спуск кабіни (капсули) або

космонавта після катапультування;

4. приземлення (посадка) екіпажа в кабіні (капсулі) на ґрунт або водну

поверхню.

Параметри перевантажень у залежності від особливостей застосовуваних засобів або умов їхнього використання (швидкість польоту, плюсова або мінусова температура і т.д.) можуть істотно варіювати, наближаючи до характеристик суміжної групи.

Здатність до перенесення людиною ударних перевантажень залежить від багатьох факторів:

- величини, часу дії і швидкості наростання перевантаження;

- напрямку вектора перевантаження щодо поздовжньої осі тіла людини;

- рівня фізіологічних функцій перед впливом;

- активного або пасивного стану тіла до моменту впливу, пози тіла;

- площі опорних поверхонь, що сприймають дію сили;

- умов фіксації тіла людини в системі, що прискорюється.

Більшість факторів, що визначають здатність до перенесення ударних перевантажень, відноситься до біомеханіки людини, до умов прикладання механічної енергії до тіла і її трансформації в ньому.

Кількісно реакція тіла людини на вплив ударного перевантаження досить складна і ще мало вивчена. Однак якісно вона може бути представлена трьома видами первинної реакції організму на ударний вплив:

- порушення фізіологічних функцій у результаті безпосередньої дії

сильного механічного подразника;

- реакція опорних тканин тіла на тотальну дію ударного перевантаження;

- мікротравматичні зміни в паренхімі органів і життєво важливих

центрах при дії ударного перевантаження на організм.

Вплив на людину комплексу факторів, пов'язаних з ударним перевантаженням, викликає відповідні реакції, що умовно можна розділити на кілька періодів:

1. попереднє підсилення функцій;

2. порушення функції органа або системи в результаті безпосереднього прикладання механічної ударної сили;

3. період первинної післядії (рефлекторне порушення функцій);

4. період реактивних змін, в основному реакція на мікротравматичну

дію перевантаження.

Період попереднього посилення функцій настає, як тільки виникає аварійна ситуація або коли людина потрапляє в обстановку експерименту або іспитів з майбутнім впливом ударного перевантаження. Функціональні зміни в цей час мають переважно умовно-рефлекторний характер і є захисною реакцією на можливу дію сильного подразника, що ушкоджує.

Подібна умовна реакція в людини виникає у відповідь на незвичайну обстановку, на пов'язаний з діючим фактором який-небудь натуральний або словесний подразник. У цей період організм готується до майбутнього впливу. Шляхом підсилення фізіологічних функцій ніби накопичуються необхідні резерви для підтримання життєдіяльності в нових, надзвичайних умовах. Таке підсилення функцій має генералізований характер і є неспецифічною захисною реакцією.

У момент самого ударного впливу, тривалість якого виміряється частками секунди, не встигають розвитися виражені зміни досліджуваних функцій організму, і якщо виникаючі при цьому деформації не досягають необоротних меж, те цей короткочасний період безпосереднього прикладання механічної енергії, що викликає різноманітні, але дуже нетривалі обмеження життєвих процесів, переходить у наступний, більш тривалий період післядії.

У прояві фізіологічних функцій у цьому періоді спостерігаються дві якісно різні стадії.

Перша — це стадія первинних рефлекторних порушень, викликаних безпосередньою дією механічної сили на тканини й органи, наслідком чого є гальмування, ослаблення даної функції. Якщо спостерігається різко виражене ослаблення функції (наприклад, падіння рівня артеріального тиску), то подальше збільшення діючого фактора може привести до розвитку патологічного стану. Ослаблення функції може бути відносним, коли зниження показників відзначається в порівнянні з рівнем попереднього підсилення, або абсолютним, коли показники функції знижуються нижче вихідної, нормальної величини (наприклад, падіння рівня максимального артеріального тиску нижче 100 мм рт.ст.).

Друга стадія цього періоду охоплює комплекс реакцій, спрямованих на нормалізацію викликаних змін. Вона дозволяє виявити індивідуальні відмінності реакцій організму, регуляторні особливості досліджуваних функцій і, в підсумку, ступінь фізіологічного збитку, нанесеного організмові зовнішнім впливом. Надмірна напруга всіх захисних систем, яка виникає в зв'язку з цим, може призводити в цей період до виснаження функціональних резервів організму, коли регуляторні механізми пристосувальних реакцій виявляються різко ослабленими.

Підвищення здатності до перенесень людиною ударних перевантажень може досягатися трьома шляхами:

- оптимізацією характеру ударного впливу перевантаження на організм;

- застосуванням захисних засобів і пристосувань;

- навчанням і спеціальною підготовкою літних екіпажів.

Поиск по сайту: