Часть первая. ОБЩАЯ НОЗОЛОГИЯ

В связи с развитием скоростных видов транспорта, аэронавтики и космонавтики человек стал подвергаться значительным ускорениям или же испытывать состояние невесомости. При определенных условиях оба этих фактора могут вызвать заметные нарушения функций организма.

§ 32. Кинетозы

Кинетоз - болезнь передвижения (от греч. kynesis - движение) возникает при действии на организм более или менее продолжительных и изменяющихся ускорений. Существуют и другие названия кинетозов: укачивание, морская болезнь, воздушная болезнь, автомобильная болезнь и др.

Для кинетозов характерны нарушения координации движений, головокружение, тошнота, рвота, бледность, холодный пот, снижение артериального давления, урежение сердечных сокращений. В тяжелых случаях возможно депрессивное состояние, астения, нарушения ясности сознания. Однако после прекращения действия ускорений симптомы кинетозов исчезают.

Причинами кинетозов могут быть следующие виды ускорений и их сочетания:

1. прямолинейное (положительное или отрицательное) ускорение, например при прямолинейном движении в поезде, автомобиле, подъемах или спусках в лифте и т. д.;
2. радиальное или центростремительное ускорение, например при воспроизведении виражей в самолетах, пикировании, вращении в центрифуге и т. п.;
3. угловое ускорение, возникающее при неравномерном движении тела по окружности;
4. ускорение Кориолиса, которое возникает, когда тело, движущееся с равномерной угловой скоростью по окружности или ее отрезку, одновременно приближается к центру вращения или удаляется от него.

   Последние две формы ускорений имеют особое значение при полетах в космических кораблях и могут стать причиной космического укачивания.

В наземных условиях (поездка в автомобиле, поезде и пр.) на организм человека обычно действуют прямолинейные и радиальные ускорения, непревышающие 1-2g (lg = 9,8 м/с²), оказывающие болезнетворное действие в основном рефлекторно через следующие рецепторы:

1. рецепторы вестибулярного аппарата, которые являются наиболее специфическими и чувствительными к восприятию ускорений. Пороговая величина раздражения вестибулярных рецепторов равна 0,01 g. Причем механорецепторы отолитового аппарата воспринимают преимущественно прямолинейные ускорения, рецепторы полукружных каналов - угловые ускорения;
2. проприорецепторы (мышц, связок, сухожилий) и механорецепторы кожи и внутренних органов раздражаются от смещения тела, изменения тонуса мышц и т. д.;
3. зрительные рецепторы раздражаются от быстрых смещений пространственных ориентиров - горизонта, облаков, мелькания близких предметов - деревья, дома и пр;
4. рецепторы слизистых и серозных оболочек органов брюшной полости раздражаются при смещении внутренних органов, натяжении и смещении брюшины, брыжейки и пр.

В патогенезе кинетозов решающее значение имеет влияние ускорений на вестибулярный и зрительный анализаторы (схема 3).

Сильное раздражение рецепторного аппарата вестибулярного нерва по чувствительным путям направляется в ретикулярную формацию и вестибулярные ядра в ромбовидной ямке. Отсюда через веревчатое тело импульсы поступают в мозжечок. Благодаря тому, что во время укачивания раздражаются попеременно разные рецепторы вестибулярного аппарата, мозжечок получает импульсы, вызывающие изменения тонуса различных групп мышц шеи, спины, конечностей - отсюда асимметрия тонуса мышц, нарушения координации движений.

Вегетативные расстройства при кинетозах зависят от возбуждения ядер вегетативных нервов. Из вестибулярных ядер импульсы передаются на чувствительные и двигательные ядра блуждающего нерва, что вызывает снижение артериального давления, брадикардию, тошноту и рвоту, отделение пота. Указанные вегетативные рефлексы поддерживаются также раздражением интерорецепторов внутренних органов, в особенности желудка.

Через ретикулярную формацию импульсы вестибулярного нерва достигают гипоталамуса и способствуют возбуждению симпатического отдела вегетативной нервной системы. Известно, что медиальная преоптическая зона и медиальный гипоталамус (симпатическая область) тесно взаимосвязаны с вестибулярными ядрами. От активации симпатической системы зависят такие симптомы, как атония, угнетение перистальтики кишечника, побледнение.

Проявления кинетозов более выражены у лиц с повышенной возбудимостью симпатического или парасимпатического отделов нервной системы или вестибулярного анализатора.

§ 33. Перегрузка

При действии на тело ускорений возникают силы инерции, направление которых всегда противоположно направлению ускорения. В медицине и биологии для обозначения этих сил применяют термин "перегрузка".

Перегрузка (η) - отношение силы (F), действующей на тело человека, к массе его тела (m): η = F/m

Перегрузка не имеет размерности и выражается относительными единицами, показывающими во сколько раз увеличилась масса тела при данном ускорении по сравнению с обычной земной гравитацией. Направление сил инерции - вектор перегрузки - всегда противоположно направлению ускорения.

В зависимости от направления вектора перегрузки по отношению к вертикальной оси тела перегрузки делят на продольные и поперечные.

Продольные перегрузки бывают:

1. положительные - вектор перегрузки от головы к ногам (направление ускорения при этом от ног к голове, например, при подъеме в лифте);
2. отрицательная продольная перегрузка - вектор перегрузки от ног к голове (направление ускорения- от головы к ногам, например, при спуске в лифте);
3. поперечные перегрузки - вектор перегрузки спина - грудь или грудь - спина;
4. боковые перегрузки вектор перегрузки бок-бок.

Направление перегрузки имеет важные последствия для организма. Наибольшие повреждения при наименьшем времени действия оказывают на организм человека продольные отрицательные перегрузки.

Перегрузки, возникающие в наземных условиях, как правило, не велики и не вызывают существенных повреждений в организме человека. И только с развитием скоростной авиации и космических кораблей возникла проблема переносимости организмом человека значительных ускорений и перегрузок. Как видно из табл. 4, человек сохраняет работоспособность при больших перегрузках в течение немногих секунд и минут.

В табл. 4 приведены сведения о переносимости перегрузок тренированными пилотами. Основным критерием для оценки состояния пилота взяты изменения работоспособности. Для нетренированных лиц пределы переносимости перегрузок значительно ниже.

Общее состояние человека при перегрузках характеризуется появлением чувства тяжести во всем теле, болевых ощущений, вначале затруднением, а в дальнейшем и полным отсутствием возможности произвольных движений. Происходит смещение мягких тканей и ряда внутренних органов в направлении действия перегрузки. Для перегрузок, направленных от головы к ногам, характерны зрительные нарушения - затуманивание и ослабление периферического зрения - "серая пелена", далее ослабление и даже потеря центрального зрения, так называемая "черная пелена". Эти расстройства обусловлены нарушениями гемодинамики мозга и сетчатки глаза. Перегрузки, направленные от ног к голове, вызывают очень сильные болевые ощущения в голове и глазах, возможны кровоизлияния в склеру и веки. Для поперечных перегрузок характерны затруднения дыхания вплоть до невозможности сделать вдох, появляются болевые ощущения в эпигастральной области.

В механизме расстройств функций организма при перегрузках ведущую роль играют нарушения гемодинамики и дыхания.

Нарушения гемодинамики обусловлены главным образом перераспределением крови. При положительных перегрузках (голова-ноги) происходит перемещение крови в сосуды брюшной полости и нижние конечности. В результате такого перераспределения артериальное давление в сосудах, расположенных ниже уровня сердца, повышается, а ударный объем сердца уменьшается. В сосудах верхней половины туловища давление падает. Возникающая при этом анемия мозга и органов чувств может привести к расстройствам зрения и потере сознания.

При перегрузках от ног к голове (отрицательные перегрузки) перемещение крови происходит к сосудам верхней половины туловища, артериальное давление выше уровня сердца резко повышается.

Изменения общей гемодинамики при поперечных перегрузках выражены значительно меньше, чем при продольных, что обусловлено расположением магистральных кровеносных сосудов вдоль продольной оси тела. Однако во многих органах и тканях микроциркуляторное ложе может быть распределено более или менее равномерно по всем направлениям, и поэтому возможны регионарные смещения крови и при поперечных перегрузках, например в системе легочных сосудов - спереди назад.

Нарушения дыхания и газообмена также зависят от направления перегрузки. При положительных продольных перегрузках легочная вентиляция увеличивается - возрастают и глубина дыхания, и частота дыхательных движений. Увеличение дыхательного объема, по-видимому, зависит от опущения диафрагмы. Минутный объем дыхания (МОД) возрастает иногда более чем в 3 раза, возрастают потребление кислорода и выделение СO₂, увеличивается дыхательный коэффициент. Однако, несмотря на увеличение МОД и дыхательного объема, постепенно нарастает гипоксия вследствие выраженного нарушения гемодинамики в сосудах легких.

Так, известно, что при 6-7-кратных перегрузках кровоток в верхних долях легких прекращается, в средних частях не изменяется, а в нижних долях возникают отеки и ателектазы.

Наиболее значительные расстройства дыхания возникают при поперечно направленных перегрузках, что обусловлено сочетанными нарушениями биомеханики дыхательного акта и кровообращения в сосудах малого круга кровообращения. Осуществление нормального дыхательного акта затруднено. Наблюдается учащение дыхания, удлинение фазы вдоха и укорочение выдоха и постепенное снижение его глубины. Жизненная емкость легких с возрастанием перегрузок снижается.

Нарушения функции дыхания и гемодинамические расстройства ведут к гипоксемии и гипоксии всех органов и тканей, прежде всего головного мозга и сердца. На этом фоне имеет существенное значение измененный поток афферентной импульсации как от внешних, так и от внутренних рецепторов организма. Необычная импульсация наряду с гипоксией мозга способствует нарушениям механизмов центральной регуляции жизненно важных функций организма и снижению компенсаторно-приспособительных возможностей организма. От больших перегрузок может наступить острая смерть вследствие сердечной, сосудистой или дыхательной недостаточности.

§ 34. Невесомость

Состояние невесомости человек испытывает только при космических полетах (если не считать очень кратковременных периодов невесомости, искусственно создаваемых в наземных условиях).

Невесомость - это состояние, когда на тело человека не действует сила тяжести или эквивалентные ей инерционные силы. В невесомости масса тела равна 0. Однако механические воздействия, исходящие из самого организма, в известной мере сохраняются. Так механические воздействия, оказываемые на механорецепторы сосудов и тканей, уменьшаются, но не исчезают полностью, остаются механические процессы, связанные с деятельностью сердца, сосудов, дыхательных мышц, проявления выпрямительных установочных рефлексов и др.

Болезнетворное действие невесомости на организм несравненно меньше, чем таковое перегрузок.

В состоянии невесомости в организме возникают сенсорные, двигательные и вегетативные изменения.

Сенсорные изменения проявляются в нарушении или затруднении ориентации - возникает ощущение крена, "перевернутости", головокружение и пр. Возникновение этих реакций связано с измененной афферентацией с рецепторных зон ряда анализаторов: проприоцептивных, вестибулярных, кожных и др. Нарушение функциональной системности в работе анализаторов, ослабление в условиях невесомости реципрокных влияний с отолитового аппарата на функции полукружных каналов и, возможно, влияние ускорений Кориолиса могут вызвать космическую форму укачивания с сенсорными и вегетативными расстройствами, схожими с таковыми при укачивании в наземных условиях.

Вегетативные расстройства в условиях невесомости довольно выражены. Характерна большая изменчивость физиологических показателей. Артериальное давление неустойчиво, чаще снижено. Со стороны сердца вначале наблюдается тахикардия, а в более поздние периоды брадикардия, по-видимому, в силу функционального приспособления сердца к уменьшению механической нагрузки. Дыхание, вначале несколько учащенное, быстро нормализуется, а в дальнейшем замедляется. Функции пищеварительных органов существенно не меняются. После длительного пребывания в невесомости значительно уменьшается масса тела, главным образом за счет потери воды (усиление диуреза). Усиление выделения воды и ионов натрия зависит, по-видимому, от изменений в сердечно-сосудистой системе. Так как в невесомости исчезает гидростатическое давление крови в сосудах, нивелируется и имеющаяся в наземных условиях разница давления крови в сосудах верхней и нижней половинах туловища (на земле давление крови в ступнях ног примерно на 100 мм рт. ст. выше, а в сосудах мозга на 30-40 мм рт. ст. ниже, чем на уровне сердца). Из-за потери гидростатического давления кровь в невесомости распределяется равномерно во всех сосудистых областях, следовательно, кровенаполнение верхней половины туловища становится больше, чем в наземных условиях. Переполнение предсердий кровью и растяжение их угнетает рефлекторно продукцию антидиуретического гормона (рефлекс Генри-Гауэра), что приводит к увеличению мочеотделения, потере натрия, дегидратации и уменьшению объема циркулирующей крови.

Длительное состояние невесомости сопровождается усиленным выведением кальция из организма. За 7-8 нед пребывания в невесомости содержание кальция в костях может уменьшится на 5-7%. Наиболее интенсивное рассасывание кальция происходит в трабекулярных, бедренных костях, костях голени, в телах позвонков, в пяточной кости - в участках наиболее интенсивного обмена.

Двигательные изменения в невесомости выражены не столь резко. Работоспособность космонавтов в общем сохраняется, хотя точность движений может несколько снижаться. Чаще нарушаются тонкие координационные акты. Несколько уменьшается мышечная сила рук.

Продолжение: Глава 3. Повреждающее действие высоких температур

К оглавлению