Какое давление способен выдержать человек

Человек под давлением

Статті

25/06/2015

Мы живем на дне воздушного океана, ежесекундно испытывая на себе давление гигантского воздушного столба. Тем не менее человеческий организм удивительным образом приспособился к такому гнету и давление 1 бар считается нормальным. Однако отклонения от нормы чреваты ощутимым дискомфортом, а в ряде случаев и необратимыми последствиями. Что же происходит с нашим телом при изменении давления?

Кессонная болезнь

На вершине Эвереста (8848 м) атмосферное давление снижается на две трети, но при погружении в воду на ту же глубину возрастает в 885 раз! Дело в том, что вода примерно в 775 раз тяжелее воздуха, поэтому разница в давлении воды заметно ощутимее. Давление на дне жидкостного столба определяется его выстой, плотностью жидкости и силой тяжести. В морской воде давление возрастает примерно на 1 атм через каждые 10 м спуска, поэтому на глубине 30 м ныряльщик испытывает давление 4 бара (1 бар давления на поверхности + 3 бара подводного давления). При резком возвращении после воздействия высокого давления в условия обычного атмосферного давления возникает кессонная болезнь, которая характеризуется появлением кожного зуда, сильной болью в суставах и мышцах. В наиболее серьезных случаях водолазы после долгого пребывания на большой глубине при резком подъеме испытывали головокружение, затем наступали паралич, потеря сознания и смерть. И все это в считанные минуты!

Смертоносные пузырьки

Если слишком быстро подниматься на поверхность с большой глубины, то газы, растворенные в крови и тканях, высвобождаются в форме пузырьков. Сформировавшись, они продолжают расти за счет новых порций газа, разрастаясь до таких размеров, при которых способны закупорить сосуды (газовая эмболия). Это препятствует поступлению крови к тканям, вызывая нехватку кислорода и питательных веществ, что может стать причиной гибели клеток. Кроме того, воздушные пузырьки могут активизировать работу клеток крови, реагирующих на приток воздуха, например тромбоцитов, которые участвуют в образовании тромбов. И наконец, образование пузырьков внутри тканей может привести к деформации или их разрыву. Профессиональные ныряльщики на своем опыте испытали симптомы воздействия этих коварных пузырьков. Когда крупные пузыри застревают в капиллярах легких, сокращается площадь дыхательной поверхности, что приводит к перебоям с дыханием, вызывая ощущения, сходные с таковыми при асфиксии. Нарушение равновесия возникает из-за поражения вестибулярного аппарата. Нарушение кровоснабжения нервных структур — головного и спинного мозга, приводит к преходящим или стойким нарушениям функции в виде парезов или параличей, чувствительных нарушений, расстройств речи и др.

Читайте также: Человек и космос

Воздушные «бомбы» в зубных пломбах

Сокращение объема газа на глубине и расширение при подъеме имеет огромное значение для ныряльщиков. Находящиеся в полостях человеческого организма газы сжимаются под воздействием давления и «растворяются» в жидкостях. Сжатие воздуха в легких, ушах и различных пазухах проявляется множеством крайне неприятных последствий. Воздух должен поступать в легкие под давлением, идентичным давлению окружающей среды, иначе они могут «взорваться». При изменении давления появляется боль в ушах из-за возникшей разницы давления во внутреннем и среднем ухе. Если сжатие произойдет слишком быстро и человек не успеет уравнять давление в среднем ухе с внешним, это может привести к разрыву барабанных перепонок. А если в зубной пломбе застрял воздушный пузырек, то при сжатии воздуха на глубине в пломбе или зубе может произойти имплозия, т.е. взрыв, направленный внутрь. На большой высоте возникает прямо противоположная опасность: при низком давлении зуб с пузырьком воздуха внутри может разорваться.

Нервный синдром высокого давления

Под давлением 21 бар, что соответствует глубине 200 м, у людей развивается нервный синдром высокого давления (НСВД), в просторечии называемый «трясучка». Как следует из названия, это нервное расстройство проявляется дрожью, головокружением, тошнотой и кратковременными периодами отключения внимания — так называемым микросном. НСВД ставит предел глубины, на которую может погрузиться ныряльщик в естественной среде. На гелиоксе (кислородно-гелиевая смесь) этот предел составляет 200-250 м. Однако на других специальных дыхательных смесях (например, тримикс — кислородно-гелиевая смесь с добавлением небольшого количества азота) человек может выдержать глубину до 450 м в открытом море и до 600 м в компрессионной камере. Нижняя безопасная граница для погружений на сжатом воздухе составляет около 30 м. Определяют ее содержащиеся в дыхательной смеси газы, поскольку под давлением азот и кислород становятся токсичными. Сжатым воздухом нельзя пользоваться на глубине ниже 30 м из-за опасности азотного наркоза. У ныряльщиков, которые дышат сжатым воздухом, пузырьки в крови образует прежде всего азот, поскольку содержание углекислого газа крайне низкое, а кислород быстро потребляется тканями.

Азотный наркоз

Под давлением в несколько атмосфер азот вызывает интоксикацию организма, напоминающую алкогольное опьянение. Симптомы появляются не сразу, что особенно опасно. Ныряльщики по мере погружения проникаются иллюзорной уверенностью в собственных силах, одновременно теряя дееспособность. Появляются неуместная эйфория, повышенное возбуждение, отрыв от реальности, потеря координации, иррациональное поведение. Известны случаи, когда находящиеся в состоянии азотного опьянения ныряльщики предлагали свой загубник проплывающей мимо рыбе. В легкой форме азотная интоксикация (так называемый азотный наркоз) возникает на глубине 50 м. По мере увеличения глубины симптомы усиливаются, и после 90 м наступает потеря сознания. Действие азотного наркоза заканчивается сразу же после всплытия при снижении давления с 10 до 5 атм. При частых погружениях организм адаптируется к воздействию азота, но, тем не менее, азотный наркоз стал причиной гибели множества ныряльщиков, отважившихся погрузиться на глубину 50 м. Именно из-за азотной интоксикации рекомендуемая глубина погружения на сжатом воздухе не должна превышать 30 м.

Кислородное отравление

Чистый кислород — токсичное вещество, и под давлением его токсичность только возрастает. Большинство людей могут спокойно дышать чистым кислородом под давлением 1 атм до 12 ч без всяких пагубных последствий. Но уже через сутки начинается раздражение легких, вызванное прогрессирующим разрушением клеток, выстилающих стенки альвеол. Первым признаком недомогания становится кашель, но в особо тяжелых случаях возможны нарушение дыхания, скопление жидкости в легких и даже капиллярное кровотечение, в результате которого легкие наполняются кровью. При давлении 2 атм человек со временем начинает испытывать головокружение и тошноту, иногда может возникнуть паралич конечностей. Через несколько часов (а при физической усталости и раньше) начинаются конвульсии, похожие на эпилептический припадок. Иногда они бывают настолько сильными, что приводят к переломам костей. Чем выше давление, тем быстрее возникают припадки. Под давлением 7 атм дышать чистым кислородом можно в течение не более 5 мин, после чего начинаются судороги. Интересно, что под таким давлением кислород перестает быть газом без вкуса и запаха, а становится кисло-сладким, напоминая, по свидетельствам очевидцев, «разбавленные чернила со щепоткой сахара» или «выдохшееся имбирное пиво».

Опасные профессии

Даже после кратковременного пребывания на глубине подниматься на поверхность необходимо медленно, чтобы организм успел адаптироваться к изменению давления. Водолазам на нефтяных платформах, занимающихся укладкой и ремонтом трубопроводов, приходится по нескольку недель проводить на океанском дне. Даже при использовании гелиокса, после погружения на 100 м на декомпрессию уходит 4 дня, и 10 — после подъема с 300-метровой глубины. У подводников, перенесших острую кессонную болезнь, зачастую наблюдается целый ряд таких симптомов, как потеря слуха, возрастающий тремор, снижение чувствительности ступней и ладоней, а также другие неврологические расстройства. С помощью магнитно-резонансной визуализации в мозге некоторых аквалангистов выявили крошечные очаги повреждения — участки ишемии, образовавшиеся вследствие гибели нервных клеток, которые, вероятно, возникли из-за блокировки воздушными пузырьками кровеносных сосудов. Подобные повреждения были выявлены только у людей с открытым овальным окном между правым и левым предсердием, но персистирующее овальное окно сохраняется лишь у четверти населения земли (у остальных оно закрывается вскоре после рождения).

Читайте также: Человек и высота

Отсроченная опасность

По итогам исследования с участием 131 немецкого подводника за десятилетний период у 72 человек по данным ренгенографии был выявлен некроз костей, и лишь 22 из них полностью избежали последствий длительного воздействия повышенного давления. Разрушения наблюдались чаще всего на концах длинных костей ног и рук и, предположительно, возникали из-за крошечных пузырьков воздуха в костной ткани, которые закупоривают мелкие капилляры, питающие клетки костей, что приводит к отмиранию остеоцитов. У некоторых людей поражение затрагивает и суставную поверхность кости, приводя к острому артриту бедренных и плечевых суставов. Частота возникновения и острота поражений костей напрямую связаны с глубиной погружений. Те, кто никогда не опускался ниже 30 м, остались целыми и невредимыми, а у 20% экстремалов, побывавших на глубине 200 м и ниже, отмечены симптомы некроза.

Организм человека реагирует на изменение давления перестройкой своих биологических систем. Чтобы при этом не произошли необратимые процессы, для всех людей, чья работа связана с трудом при низком и высоком давлении, разработаны гигиенические требования к режиму и условиям работы, правила декомпресии, перечень противопоказаний для персонала.

Татьяна Кривомаз, канд. биол. наук

По материалам книги профессора физиологии Оксфордского университета Френсис Эшкрофт «На грани возможного:

наука выживания»

«Фармацевт Практик» #06′ 2015

Поділіться цим з друзями!

Источник

Сколько может выдержать человеческое тело
(9 фото)

Автор:

20 июля 2019 19:10

Человеческое тело очень нежное. Без дополнительной защиты оно может функционировать только в узком интервале температур и при определенном давлении. Оно должно постоянно получать воду и питательные вещества. И не переживет падения с большей высоты, чем в несколько метров. Сколько может выдержать человеческое тело? Когда нашему организму грозит смерть? Фуллпикча представляет вашему вниманию уникальный обзор фактов о границах выживания человеческого тела.

1. Температура тела.

Границы выживания: температура тела может варьироваться от +20° С до +41° С.

Выводы: обычно наша температура колеблется от 35,8 до 37,3° С. Такой температурный режим тела обеспечивает бесперебойное функционирование всех органов. При температурах выше 41° C происходит значительная потеря жидкости в организме, обезвоживание и повреждение органов. При температурах ниже 20° С останавливается кровоток.

Температура человеческого тела отличается от температуры окружающей среды. Человек может жить в среде при температуре от -40 до +60° С. Интересно, что понижение температуры так же опасно, как и ее рост. При температуре 35 C, начинают ухудшаться наши двигательные функции, при 33 ° C мы начинаем терять ориентацию, а при температуре 30 ° C — теряем сознание. Температура тела 20° C — это предел, ниже которого сердце перестает биться и человек умирает. Однако, медицине известен случай, когда удалось спасти мужчину, температура тела которого была всего лишь 13° C.

2. Работоспособность сердца.

Границы выживания: от 40 до 226 ударов в минуту.

Выводы: низкая частота сердечных сокращений ведет к снижению артериального давления и потере сознания, слишком большая — к сердечному приступу и смерти.

Сердце должно постоянно перекачивать кровь и распространять его по всему телу. Если работа сердца останавливается, происходит смерть мозга. Пульс — это волна давления, индуцированного высвобождением крови из левого желудочка в аорту, откуда она артериями распределяется по всему телу.

Интересно: «жизнь» сердца у большинства млекопитающих составляет в среднем 1 000 000 000 ударов, в то время как здоровое человеческое сердце выполняет за всю свою жизнь в три раза больше ударов. Здоровое сердце взрослого человека сокращается 100 000 раз в день. У профессиональных спортсменов пульс в состоянии покоя составляет часто всего лишь 40 ударов в минуту. Длина всех кровеносных сосудов в человеческом организме, если их соединить, — это 100 000 км, что в два с половиной раза больше, чем длина экватора Земли.

А вы знали, что суммарная мощность человеческого сердца за 80 лет человеческой жизни так велика, что смогла бы втащить паровоз на самую высокую гору в Европе — Монблан (4810 м над уровнем моря)?

3. Перегрузка мозга информацией.

Границы выживания: у каждого человека индивидуальны.

Выводы: перегрузка информацией ведет к тому, что человеческий мозг впадает в состояние депрессии и перестает функционировать должным образом. Человек находится в замешательстве, начинает нести бред, иногда теряет сознание, а после исчезновения симптомов ничего не помнит. Длительная перегрузка мозга может привести к психическим заболеваниям.

В среднем человеческий мозг может хранить столько информации, сколько содержат 20 000 средних словарей. Тем не менее, даже такой эффективный орган может «перегреться» из-за избытка информации.

Интересно: шок, возникающий в результате крайнего раздражения нервной системы, может привести к состоянию оцепенения (ступора), человек при этом перестает себя контролировать: может внезапно выйти, стать агрессивным, говорить бессмыслицу и вести себя непредсказуемо.

А вы знали, что общая длина нервных волокон в мозге составляет от 150 000 до 180 000 км?

4. Уровень шума.

Границы выживания: 190 децибел.

Выводы: при уровне шума в 160 децибел у людей начинают лопаться барабанные перепонки. Более интенсивные звуки могут повредить другие органы, в частности легкие. Волна давления разрывает легкие, в результате чего воздух попадает в кровь. Это, в свою очередь, приводит к закупорке кровеносных сосудов (эмболии), который вызывает шок, происходит инфаркта миокарда, и в конечном итоге смерть.

Обычно диапазон шума, который мы испытываем колеблется от 20 децибел (шепот) до 120 децибел (взлетающий самолет). Все, что находится выше этой границы, становится для нас болезненным. Интересно: пребывание в шумной среде вредно для человека, снижает его эффективность и отвлекает. Человек не в состоянии привыкнуть к громким звукам.

А вы знали, что громкие или неприятные звуки до сих пор используют, к сожалению, в ходе допросов военнопленных, а также при обучении солдат спецслужб?

5. Количество крови в организме.

Границы выживания: потеря 3 литров крови, то есть 40-50 процентов от общего количества в организме.

Выводы: нехватка крови приводит к замедлению работы сердца, потому что ему нечего перекачивать. Давление падает настолько, что кровь уже не может заполнять камер сердца, что приводит к его остановке. Мозг при этом не получает кислород, перестает работать и умирает.

Главная задача крови состоит в распространении кислорода по всему телу, то есть насыщении кислородом всех органов, включая мозг. Кроме того, кровь удаляет углекислый газ из тканей и разносит по всему организму питательные вещества.

Интересно: в человеческом теле содержится 4-6 литров крови (которая составляет 8% от массы тела). Потеря 0,5 литра крови у взрослых людей не представляет опасности, но, когда в организме не хватает 2 литра крови, существует большой риск для жизни, в таких случаях необходима медицинская помощь.

А вы знали, что у других млекопитающих и птиц такое же соотношение крови к массе тела — 8%? А рекордное количество потерянной крови у человека, который все-таки выжил, было 4,5 литра?

6. Высота и глубина.

Границы выживания: от -18 до 4500 м над уровнем моря.

Выводы: если человек без подготовки, не знающий правил, а также без специального оборудования нырнет на глубину больше 18-ти метров, ему грозит разрыв барабанных перепонок, повреждение легких и носа, слишком высокое давление в других органах, потеря сознания и смерть от утопления. Тогда как на высоте более 4500 метров над уровнем моря недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе в течение 6-12 часов может привести к отеку легких и мозга. Если человек не сможет спуститься на более низкую высоту, он умрет.

Интересно: неподготовленный человеческий организм без специального оборудования может жить в относительно небольшом диапазоне высот. Погружаться на глубину больше 18 метров и подниматься на вершины гор могут только тренированные люди (водолазы и альпинисты), и даже они используют для этого специальное оборудование — баллоны для дайвинга и альпинистское снаряжение.

А вы знали, что рекорд в нырянии на одном вдохе принадлежит итальянцу Умберто Пелиццари — он нырнул на глубину 150 м. Во время погружения он испытывал огромное давление: 13 килограммов на квадратный сантиметр тела, то есть около 250 тонн на все тело.

7. Нехватка воды.

Границы выживания: 7-10 дней.

Выводы: нехватка воды в течение долгого времени (7-10 дней) приводит к тому, что кровь становится настолько густой, что не может перемещаться по сосудам, а сердце не в состоянии распространить ее по телу.

На две трети человеческое тело (вес) состоит из воды, которая необходима для правильного функционирования организма. Почки нуждаются в воде, чтобы удалить из организма токсины, легким нужна вода, чтобы увлажнить выдыхаемый нами воздух. Вода также участвует в процессах, происходящих в клетках нашего организма.

Интересно: когда организму не хватает около 5 литров воды, у человека начинается головокружение или обморочное состояние. При недостатке воды в количестве 10 литров, начинаются сильные судороги, при 15-литрововм дефиците воды — человек умирает.

А вы знали, что в процессе дыхания мы потребляем ежедневно около 400 мл воды? Убить нас может не только нехватка воды, но ее избыток. Такой случай произошел с одной женщиной из Калифорнии (США), которая во время конкурса выпила 7,5 литра воды за короткий промежуток времени, в результате чего потеряла сознание и через несколько часов умерла.

8. Голод.

Границы выживания: 60 дней.

Выводы: отсутствие питательных веществ влияет на функционирование всего организма. У голодающего человека замедляется сердечный ритм, повышается уровень холестерина в крови, возникает сердечная недостаточность и необратимые повреждения печени и почек. У изнуренного голодом человека появляются также галлюцинации, он становится вялым и очень слабым.

Человек ест пищу, чтобы обеспечить себя энергией для работы всего организма. Здоровый, хорошо питавшийся человек, у которого есть доступ к достаточному количеству воды и который находится в дружеской среде, может выжить без еды около 60 дней.

Интересно: чувство голода обычно появляется через несколько часов после последнего приема пищи. В течение первых трех дней без еды человеческое тело расходует энергию из той пищи, которая была съедена последней. Потом печень начинает разрушать и потреблять жир из организма. Через три недели, организм начинает сжигать энергию из мышц и внутренних органов.

А вы знали, что дольше всего без пищи оставался и при этом выжил американец Amerykanin Charles R. McNabb, который в 2004 году голодал в тюрьме 123 дня? Он пил только воду, а иногда чашечку кофе.

А вы знаете, что каждый день в мире от голода умирает около 25 000 человек?

Авторский пост

Ссылки по теме:

Понравился пост? Поддержи Фишки, нажми:

Источник