19. Omów wpływ wibracji, infradźwięków i dźwięków na organizm człowieka.
a)wpływ wibracji
-z wibracjami spotykamy się przy pracy z drgającymi narzędziami np. wiertarki, szlifierki itp. ora z w dyscyplinach sportu np. boks
-działanie biologiczne wibracji zależy głównie od amplitudy i częstotliwości. Częstotliwości wibracji są często zgodne z częstotliwościami drgań własnych niektórych narządów co może prowadzić do zjawiska rezonansu
-częstotliwość rezonansowa niektórych narządów:
*klp i jama brzuszna 4-10 Hz
*pęcherz moczowy 10-18 Hz
-objawy wibracji ( są skutkiem oscylacyjnego rozciągania przemieszczonych tkanek)
*zaburzenia oddechowe
-zmiany naczyniowe
-zmiany hormonalne i biochemiczne
-choroba wibracyjna ( zmiany w układzie kostno-stawowm, trawiennym, zaburzenia naczynioruchowe, bóle o różnej lokalizacji)
*zapobieganie-stosowanie odpowiednich rękawic, izolacji i podkładek tłumiących drgania
b)wpływ infradźwięków:
-w naturze przyczyną infradźwięków są trzęsienia ziemi, ruchy wody ( fale morskie, wodospady, rzeki, żyły wodne,) ruch powietrza, wiatr oraz wyładowania atmosferyczne. Infradźwięki towarzyszą wybuchom jądrowym, wystrzeliwaniu rakiet, transportowi lotniczemu, kolejowemu i helikopterem
-infradźwięki są słabo tłumione w środowisku, bardzo łatwo przenikają przez ściany budynków i rozchodzą się zwykle na duże odległości. Zabezpieczenie przed działaniem infradźwięków jest bardzo trudne. Ze względu na małą częstotliwość infradźwięków mogą one wywołać rezonans różnych narządów
*objawy:
-u zwierząt pękanie nacz krw, krwotok, zatrzymanie akcji serca
-u ludzi ból głowy, niepokój, mdłości, nerwice, omdlenia
*oddziaływanie infra na org ludzki zależy od poziomu i ich natężenia:
-poniżej 120 dB przy krótkim dzianiu infra nie wytwarzają wrażeń przykrych i nie są szkodliwe
-120-140 dB przebywanie w polu infra może wprowadzać lekkie zakłócenia procesów fizjologicznych i uczucie nadmiaru zmęczenia
-140-160 dB już po 2 min działania wyst nie przyjemne objawy fizjologiczne ( zakłócenia zmysłu równowagi i wymioty) a dłuższe działanie powoduje trwałe uszkodzenie
-powyżej 170 dB na zwierzęta śmiertelne działanie spowodowane przeważnie przekrwieniem płuc
c)wpływ dźwięków :
-wytw są głównie przez struny i membrany wprowadzające następnie w drganie cząsteczki otaczającego je środowiska ( powietrza, cieczy lub ciała stałego). Duże natężenia fal dźwiękowych mogą wpływać niekorzystnie na org ludzki przyczyniając się do zmęczenia lub uszkodzenia narządu słuchu
*natężenie dźwięków nie wywołujących uszkodzeń:
-0 dB ledwo słyszalny
-10-40 dB szelest liści
-40 dB zwykła rozmowa
=60-70 dB głośna rozmowa, hałas w samochodzie
-80-90 dB hałas ulicy wielkiego miasta
-90-100 dB fortissimo orkiestry
-90-11- dB hałas hali fabrycznej
20. Omów efekty towarzyszące działaniu ultradźwięków oraz ich wpływ na organizm człowieka.
-w zależności od natężenia ultradźwięków mówimy o ich czynnym lub biernym działaniu na org człowieka
-czynne wyst przy natężeniu 0,5-20kW/m2
-bierne wyst przy natężeniu ultradźwięków o dużo mniejszych od 10kW/m2 i długości fal z zakresu 10 do minus 2 i 10 do minus 5 m
*efekt mechaniczny powoduje:
-ułożone ruchy i przemieszczanie się struktur wewnątrz komórek
-działanie sił i momentów skrętnych związanych z mikroprzepływami
-powstanie kawitacji
-cz ośrodka wykonują drgania uzależnione od częstotliwość
amplitudy fal ultradźwiękowych.
-drgania cz prowadzą do lokalnych zmian ciśnienia w ośrodku materialnym i niszczenia jego struktury
-występuje zjawisko polegające na oddziaływaniu fali ultradźwiękowej z mikroskopijnymi pęcherzykami gazu
-zachowanie się pęcherzyków gazów zleży od częstotliwości i amplitudy ultradźwiękowej
-pęcherzyki kawitacyjne gazu mogą się do siebie zbliżać i łączyć w większe
-gdy osiągną większe rozmiary wpadają w rezonan z drganiami fali ultradźwiękowej. Ze względu na dużą amplitudę drgań mogą prowadzić do uszkodzenia mechanicznych pobliskich struktur biologicznych
-gwałtowny wzrost ciś we wnętrzu pęcherzyków powoduje ich pękanie i powstanie hydrodynamicznej fali uderzeniowej niszczącej struktury biologiczne znajdujące się w pobliżu
-zjawisko kawitacji odpowiedzialne jest za efekty działania mechanicznego
*efekt cieplny:
-część energii fali ultradźwiękowej zostaje przekształcona w ciepło
-zjawisko to wyst głównie na granicach ośrodków o różnej impedancji (oporności) akustycznej
-wzrost temp na granicy mięsień-kość od 2 do 4 x większa niż w samych mięśniach przy tych samych warunkach ekspozycji
-lokalnie wyższa temp wyst również w miejscach zapadania się pęcherzyków kawitacyjnych
-efekty lecznicze zależą od podwyższonej temp tkanek
ilość ciepła wydzielona w wyniku absorpcji fal zależy od:
-natężenia ultradźwięków
-przestrzennego rozkładu ultradźwięków
-częstotliwości
-rodzaju ekspozycji (ciągła czy impulsowa)
-kierunku rozchodzenia się fal w materiale anizotropowym
-prędkości przepływu krwi w obrębie tkanek
-konwekcji cieplnej
*efekt chemiczny:
-zostają przyśpieszone reakcje chemiczne następuje rozpad dużych cząsteczek np. białek
-pod wpływem fal ultradźwiękowych zwiększa się czynność reakcji chemicznych, zmianie ulega pH oraz zachodzi depolaryzacja makromolekuł
-działanie chemiczne prowadzi do”
^reakcji utleniania powstaje nadtlenek wodoru
^zmiany stężenia jonów wodorowych
^jonizacji ośrodka
*ocena szkodliwości działania ultradźwięków
a)niskiej mocy
-o niższym natężeniu od 1kW/m2 można uznać za nieszkodliwie jeżeli czas ich działania jest rzędu kilku min
-w przyp. urządzeń pracujących impulsowo przy natężeniach impulsów dochodzących do 10 do – 3 czy 10 do –4 k
w/m2 należy ograniczyć max kontakt z tymi urządzeniami pomimo że uśrednione w czasie natężenia ultradźwięków może być szkodliwe dla zdrowia
b)dużej mocy:
-o natężeniu większym od 1 kW/m2 uważa się za szkodliwe dla org. Dla tych dźwięków zostały opracowane normy dopuszczalnego natężenia dla częstotliwości z zakresu 20kHz=60kHz
-w urządzeniach przemysłowych dużej mocy również w powietrzu mogą występować wysokie natężenia ultradźwięków. w niewielkich odległościach od tych urządzeń mogą wyst natężenia szkodliwe dla zdrowia
c)głębokość penetracji tk i szkodliwość działania ultradźwięków zależy od ich częstotliwości. Dotychczas nie ustalono jeszcze wzajemnej relacji dawka-reakcja org na ultradźwięki
-przy ocenie efektu biologicznego stosowania ultradźwięków należy brać pod uwagę 2 czynniki:
^efekty biologiczne wyst powyżej pewnych progowych poziomów naddźwiękowania
-efekty biologiczne nie są wprost proporcjonalne do natężenia bądź czasu działania ultradźwięków
21.W jakich warunkach mamy do czynienia ze zwiększonym a w jakich ze zmniejszonym przyśpieszeniem? Omów wpływ przyśpieszeń na organizm.
-podczas przemieszczania się środkami transportu org człowieka doznaje wielu różnych przyśpieszeń. Przyśpieszenia te występują w normalnym procesie przemieszczania się oraz podczas różnych wypadków
-przyczynami powstawania przyśpieszeń są zmiany:
*wartości prędkości podczas ruchu
*kierunku prędkości ruchu ( np. w ruchu krzywoliniowym)
*wartości prędkości kątowej
-w lotnictwie, kosmonautyce, fizjologii wartości doznawanych przyspieszeń wyraża się w jednostkach przyśpieszenia ziemskiego(g)
a=n*g pewna liczba
-z punktu widzenia patofizjologii wpływ przyśpieszeń na org uwarunkowany jest przez czynniki tj:
*wartość przyśpieszenia
*czas trwania
*kierunek i zwrot w stosunku do osi ciała
*szybkości zmian przyśpieszenia
*kondycji i wcześniejszym treningiem organizmu
-ze względu na czas trwania wyróżnia się przyśpieszenia:
*udarowe(∆T≤0,05s)
*krótkotrwałe
( 0,5s<∆T<1s)
*przedłużone
( 1s<∆T<kilka s)
*przewlekłe powyżej kilku s
-zaburzenia powstające w ukł krążenia zależą od kierunku i zwrotu przyśpieszenia w stosunku do podłużnej osi ciała
-Gz
-Gy +Gx
-Gx +Gy
+Gz
podział przyśpieszeń w zależności od kierunku działania sił bezwładności G na ciało człowieka strzałki wskazują kierunek przenoszenia krwi i narządów dla poszczególnych rodzajów przyśpieszeń
dlatego wyróżnia się:
-wzdłuż os podłużnej ciała
*+Gz od głowy do stóp
*-Gz od stóp do głowy
-w strzałkowej(plecy, mostek)
*+Gx od mostka do pleców
*-Gx od pleców do mostka
-w poprzecznej ( lewy bok, pray bok)
*+Gy od prawej do lewej
*-Gy od lewej do prawej
-działanie przyspieszenia prowadzi do zwiększonego lub zmniejszonego ciśnienia krwi w określonych częściach ciała w zależności od kierunku działania przyśpieszenia, zmniejszonej lub zwiększonej pojemności oddechowej płuc na skutek przemieszczania się narządów wewnętrznych
-podczas dużych przyśpieszeń może dochodzić do pękania nacz krw w mózgu, siatkówce oka, spadku nasycenia krwi tlenem i spadku akcji serca
22. Omów wpływ obniżonego i podwyższonego ciśnienia zewnętrznego na organizm człowieka.
-wywołane jest niedotlenieniem. Niedotlenienie
związane jest zwykle ze wzrostem wysokości i nosi nazwę hipoksji. Zmniejsza się wówczas ilość tlenu związanego z hemoglobiną i dostarczanego z krwią tkankom.
-hipoksja wywołuje zmiany w org. głownie o charakterze adaptacyjnym przez różne reakcje nerwowe. Objawy chorobowe zależą od wys., czynników przemieszczania się w górę, czasu pobytu na określonej wysokości, temp otoczenia, aktywności fiz, wł. osobniczych(wrodzonej tolerancji na hipoksję), wytrzymałości fiz i przebytej uprzednio aklimatyzacji
*działanie mech
-obniżone ciśnienie wywołuje rozprężenie gazów zawartych w pp, uchu śr, niedokładnie wypełnionych ubytków w zębach. Prowadzi to do wzdęć, kolek jelitowych, bólu uszu oraz zębów. Gwałtowny spadek ciś może doprowadzić do uszkodzenia tk płucnej
-powstają zatory gazowe(embolie). Są one wynikiem uwalniania się nadmiaru gazów zwłaszcza N w postaci pęcherzyków z wew organów i tk org, które przy dostatecznie szybkim i dużym spadku ciś (o ponad 50 %) zatykają małe nacz krw, tworząc zatory gazowe tzw embolie. Uwalniane gazy znajdują się w cieczach ustrojowych i tkankowych, pp., ukł oddechowym, zatokach przynosowych i uchu śr
-na dużych wys występuje zjawisko wrzenia zwane ebulizacją. Na wys 19.2 m panuje cis tak niskie że temp wrzenia wody wynosi 37C co odpowiada temp ciała człowieka. Tak wiec na dużej wys może dojść do wrzenia płynów ustrojowych. Zjawisko to obserwowano w komorach próżniowych u zwierząt doświadczalnych. Ochronę zapewniają lotnikom i kosmonautom specjalne ubiory kompensacyjne (kombinezony)
b)podwyższone cis
-z podwyższonym cis spotykamy się głównie podczas nurkowania i podczas prac podwodnych. Cis rośnie ok. 101,3 kPa przy wzroście głębokości wody o każde 10 m
-zmiana ciś w otoczeniu człowieka powoduje zmianę ciśnień cząstkowych składników mieszaniny oddechowej czego następstwem jest zakłócenie istniejącej uprzednio równowagi między środowiskiem gazowym a tkankowym ustroju. Zmienia się przy tym ilość gazu obojętnego(He, N2, H2) rozpuszczonego w ustroju a zawartość tlenu decyduje o hiperoksycznym ( kompensacyjnym) oddziaływaniu mieszaniny
-zaburzenia występują podczas wzrostu i utrzymywania się podwyższonego ciś a inne w czasie zmniejszania się ciś (dekompresja). W trakcie wynurzania wzrost ciś cząstkowych gazów może wywoływać zmiany toksyczne związane z chemicznymi właś tych gazów
-przy podwyższonym cis w śr zew występuje działanie mech i bio
*działanie mech- zatoki przynosowe, uszy i płuca zawierają przestrzenie wypełnione gazami. Podczas szybkiego spadku ciś rozprężające się gazy mogą wywołać uraz uszu, zatok przynosowych, zgniecenia, zatory gazowe. Możliwe są również urazy mech spowodowane wyrzuceniem nurka na powierzchnię wody
*działanie bio- podwyższonego ciś prowadzi do zatrucia tlenem, azotem, co2 i wystąpienie choroby kesonowej (dekompresyjnej)
^zatrucie tlenem ujawnia się na głębokości większej od 10 m prężność tlenu jest wówczas blisko 10x wyższa niż w warunkach normalnych a dwukrotny wzrost prężności tlenu jest już szkodliwy i wywołuje objawy:
-podrażnienie dróg oddechowych i tk płucnej
-szum w uszach
-drżenie mięśni
-objawy dychawicy
-ślinotok, drgawki
-pogorszenie ostrości widzenia
-upośledzenie zdolności
rozróżniania barw
^zatrucie azotem-zwiększone cis powoduje wnikanie azotu do krwi gdzie wiąże się z nią bardzo szybko. Następuje nasycenie tk nerwowej co powoduje powstanie halucynacji wzrokowych i słuchowych oraz euforii przy jednoczesnym obniżeniu zdolności umysłowych i fizycznych
^zatrucie co2- w czystym powietrzu występuje w ilości 0,03-0,04%. Przy ilościach większych od 2% pojawia się ból głowy, ogólne zmęczenie, trudności oddechowe, zawroty, nudności, zab psych.
^dekompresja- uwalniane są gazy w postaci pęcherzyków na skutek obniżania się ciś. Ryzyko zachorowania zależy od :
-głębokości
-czasu nurkowania
-wysiłku fiz
-hipotermii
-wieku
-odwodnienia
-adaptacji
-kondycji fiz
-nadwagi
-profilu nurkowania
choroba ta występuje w postaci ostrej i przewlekłej zwanej dysbaryczną martwicą kości. Przypuszcza się że powstaje ona na skutek zablokowania odżywczych nacz krw podczas dekompresji. Ostrej chorobie ciśnieniowej towarzyszą:
-bóle stawów
-niewydolność krążeniowo-oddechowa
-zaburzenia czucia
-porażenie
-do utraty przytomności włącznie
23. Omów wpływ temperatury i wilgotności na organizm człowieka.
temperatura
-temp wpływa na szybkość procesów fizycznych, biologicznych i chemicznych. Temp wpływa na lepkość, dyfuzję, osmozę, transport masy i ładunków elektr ,procesy metabolizmy i trwałości struktur makrocząsteczkowych
-od wilgotności powietrza otaczającego żywy org. uzależnione są natomiast warunki wymiany ciepła organizmu z otoczeniem. Gęstość strumienia ciepła traconego na drodze parowania zmniejsza się w miarę jak para wodna zawarta w powietrzu jest bliższa stanu nasycenia
-przy zbyt wys. temp otoczenia może dojść do stanu hipertermii. wówczas ilość ciepła oddawanego do otoczenia jest zbyt mała i nie może zbilansować ciepła wytwarzanego w organizmie
-przy zbyt niskiej temp otoczenia może wystąpić hipotermia wówczas ilość ciepła oddawanego do otoczenia przeważa nad ilością ciepła wytwarzanego w org
-odchyelena temp wew org od temp ok. 37C o +- 2C są przez org tolerowane.Wzrost temp do 41-42C wprowadza zakłócenia w funkcjonowaniu ośrodka centralnego co prowadzi do wyłączenia termoregulacji.Wówczas wzmożone zostają procesy metaboliczne(zgodnie z prawem Archimedesa) i wzrost wytwarzanego ciepła .Sprzężenie zwrotne staje się dodatnie i ukł termoregulacyjny zamiast zmniejszać te skutki zaczyna je wzmacnać.Przy temp wew 44-45C zachodzą w org zmiany nieodwracalne kończące się śmiercią
-obniżenie temp wew poniżej 33C wprowadza zab w sprawności działania termoregulacji a przy 30C całkowicie ją wyłącza. 28C pojawia się zagrożenie życiu zakłócenie rytmu serca
-oeg jest bardzo odporny na hipotermii i hipertermię.Pod ścisłą kontrolą można na krótki czas obniżyć temp wew do 24C.przywrócenie stanu normalnego wymaga wtedy dogrzania ciała do temp umożliwiającej się włączenie się termoregulacji.Ten rodzaj hipotermii klinicznej stosowany jest przy zabiegach chirurgicznych na sercu.
wilgotność
-zmiana wilgotności otoczenia ma decydujący wpływ na udział mech parowania w stratach cieplnych org żywych. Im bliżej stanu nasycenia jest para wodna zawarta w powietrzu tym gorsze są warunki parowania
-od wilgotności powietrza otaczającego org uzależnione są natomiast warunki wymiany ciepła org z otoczeniem.Częstość strumienia ciepła traconego na drodze parowania zmniejsza się w miarę jak para wodna zawarta w powietrzu jest bliższa stanu nasycenia
wzór
Pp
O p=kp*sp(1s- ---- )
Ps
o przekreślone
-gdy Pp/Ps ~ Pp/Pn=1 proces parowania z pow skóry nie zachodzi
-przy temp niższych od 30 nie stwierdza się istotnego wpływu wilgotności względnej na temp skóry. Natomiast wilgotność wpływa na tzw komfort klimatologiczny żywego org. Przyjmuje się że optymalny komfort występuje wówczas gdy wilgotność względna jest zawarta w granicach 40-75% a zakres temp otoczenia wynosi 25-35C
-przy temp skóry niższych od temp otoczenia i wysokich wilgotnościach względnych parowanie staje się niemożliwe oznacza to ze org tej sytuacji nie toleruje
-w wys temp nawet do 120C ale w całkowicie suchym powietrzu w stanie spoczynku temp org nie ulega zmianie
-gdy czas przebywania jest krótszy niż 5 min
-np warunki wymiany ciepła z otoczeniem wpływa również ruch powietrza.Wzrost szybkości powietrza obniża temp skóry
-jeżeli ciała człowieka zanurzone jest w wodzie to głównymi mech odpowiedzialnymi za straty cieplne org są przewodnictwo cieplne i konwekcji
24. Opisz wpływ prądu elektrycznego, pola
elektrycznego i magnetycznego na organizm człowieka. Na czym polega diatermia?
-prąd elektryczny i pole magnetyczne znalazły szerokie zastosowanie w medycynie do celów diagnostycznych, terapeutycznych i badawczych. Stosowanie prądu elektr i pól elektro mag nie jest obojętne dla org człowieka
-działanie stałe i wolnozmennych pól elekt może wywoływać ruch ład elekt (przepływ prądu elekt) oraz polaryzację:
*elektronową
*atomową
*jonową
-przepływ prądu elekt może aktywować lub dezaktywować kanały jonowe i wpływać na transport jonów. Polaryzację elektronową, atomową i jonową może wpływać na ruch jonów i przeieg reakcji biolog w org
-natężenia pól elekt wewnątrz org są jednak zwykłe małe z uwagi na znacznie większą przewodność elektryczną tk od przewodności powietrza
-działanie stałych i wolnozmiennych pól mag o dużej indukcji mag może wywołać efekty:
*magnetomechaniczne (translację cząsteczek w polach niejednorodnych lub porządkowanie dipoli mag)
*działanie na poruszający się ładunek
*działanie na poruszającą się bł kom
*działanie na sieci neuronowe
-zmenne pola mag indukują w tk prądy wirowe które mogą wywoływać efekty rezonansowe w postaci otwierania i zamykania kanałów jonowych. Tak tłumaczy się np. zwiększenie wpływu wapnia z kom nerwowych mózgu, eksponowanych na pola elektro(147 mHz). Modulowanie częstotliwością 6-29mHz i 60hZ
-badania nad wpływem pól mag o częstotliwości 50-60Hz dla poziomów natężeń niewywołujących wzrostu temp ciała o ponad 1 C nie potiwerdziły hipotezy o promocji nowotworów. Potwierdziły one natomiast wzrost ryzyka rozwoju tych chorób w grupach ludzi mieszkających przez dłuższy czas w pobliżu linii energetycznych
b)wpływ pól elektro. wys częstotliwości na org żywy
-podst skutkiem oddziaływania pól elektromag wys częstotliwości jest ydzielanie się ciepła
-w zakresie fal radiowych ciepło wydziela się w wyniku strat przewodzenia ( konwekcj ład elektr)
-w zakresie mikrofal ciepło wydziela się w wyniku obrotu dipoli elektrycznych w ośrodku lepkim
-jako miarę wpływu wyznacza się progowe wartości gęstości mocy promieniowania lub natężenia pola eletromag przy których temp org wzrasta o 1 C. W zakresie mikrofalowym(λ=0,1m) progowa wartość mocy wynosi 100w/m2
-całkowita moc pochłanięta i jej skład przestrzenny w ciele zależą od kilku parmetrów należą do nich:
*czestotliwość pola elektromag
*orientacja ciała w stosunku do natężenia pola elektrycznego
-przewodność i przenikalność dielektyczna tkanek
-polaryzacja pola
-wzajemne położenie ciała i żródła
-obecność innych obiektów w otoczeniu-stosowanie pól elektromag nie jest obojętne dla org człowieka. Objawami działania tych pól mogą być:
*bóle i zawroty głowy
*zab pamięci
*dolegliwości sercowe
*szybsze zmęczenie
*mogą sprzyjać powst nowotworów
-reakcje org zależą od:
*ilości pochłoniętej energii
*przebiegu c...
licha2