Действие механических факторов на организм
Действие механических факторов на организм
Всякое механическое воздействие на организм, вызывающее то или иное повреждение, называется механической травмой (от лат. trauma – рана, повреждение).
К механическим травмам относят (рис.I):
v сотрясение (commotio) - функциональные расстройства без грубых деструктивных изменений, характеризующиеся нарушением межмолекулярных связей;
v ушиб (contusio) - разможжение тканей, характеризующееся разрывом сосудов, некрозом, болевой реакцией;
v рана - нарушение целостности покровных тканей, сосудов, мышц, внутренних органов.
Повреждающее действие механических факторов проявляется:
v сжатием (compressio);
v скручиванием (rotatio);
v растяжением (distorsio);
v переломом (frаctura);
v вывихом (luxatio) и т.п.
Механические травмы могут быть:
v закрытыми (без нарушения целостности наружных покровов),
v открытыми (с нарушением целостности наружных покровов).
Характерные признаки травмы
1) болевые ощущения, как результат воздействия на чувствительные рецепторы организма;
2) рефлекторные изменения функций отдельных органов (тахикардия, одышка, гипергликемия, гипертензия и т.п.).
Осложнения механических повреждений
v повреждение жизненно важных органов, несовместимые с жизнью;
v контузии;
v кровопотери;
v воспалительные реакции;
v парезы, параличи, атрофии;
v столбнячная инфекция;
v травматический шок.
Рис. I – действие механических факторов на организм
Действие физических факторов на организм
Действие термических факторов
1.2.1.1. Влияние высоких температур на организм
Повреждающее действие:
v общее (перегревание, гипертермия).
v местное (ожоги).
Гипертермия (от греч. hyper – повышение, therme - тепло) – перегревание, накопление избыточного тепла в организме человека и животных с повышением температуры тела, вызванное внешними факторами, затрудняющими теплоотдачу во внешнюю среду или увеличивающими поступление тепла извне (табл. 1).
Таблица 1 – патогенез гипертермии
| этиология | ▪ повышенная температура внешней среды (жара); ▪ длительная инсоляция; ▪ недостаточность движения воздуха; ▪ интенсивная мышечная нагрузка; ▪ скученное содержание животных; ▪ ограниченный прием воды. |
| основное звено патогенеза | значительное снижение теплоотдачи и повышение температуры тела (чем выше температура внешней среды, тем меньше тепла отдает организм). |
| механизм развития | ▪ обезвоживание и обессоливание => набухание клеток; ▪ нарушение кровообращения и микроциркуляции вследствие сгущения крови при обезвоживании; ▪ гипоксия => некробиоз. |
| последствия | тепловой удар – острое перегревание организма с быстрым повышением температуры тела. |
Рис. II – действие термических факторов на организм
Б. Ожог –местноеповреждение тканей организма, вызванное действием высокой температуры или действием некоторых химических веществ (щелочей, кислот, солей тяжёлых металлов и др.).
Этиология
Ожоги вызываются любыми агентами, отделяющими тепло:
v пламя, огонь;
v солнечные лучи;
v инсоляционные лампы;
v раскаленный или расплавленный металл;
v электрический ток и т.п.
Ожог паром или горячими жидкостями – это обваривание.
Местные (тканевые) признаки ожога (рис. III):
v ожог первой степени: повреждение эпидермиса, артериальная гиперемия, болезненность, воспалительная реакция.
v ожог второй степени: экссудативный тип воспаления, пузыри, наполнение серозной жидкостью.
v ожог третьей степени: некроз, язвы.
v ожог четвертой степени: обугливание.
Обширные ожоги (более 15%поверхности тела) нарушают общее состояние организма => ожоговая болезнь.
 | ||
| Ожог первой степени | Ожог второй степени | Ожог третьей степени |
| Рис. III - поражения кожи при ожогах первой, второй, третьей степени |
Ожоговая болезнь
Ожоговая болезнь является комплексным ответом организма на ожоговую травму. Это состояние возникает при поверхностных ожогах, если ими занято более 30 % тела у взрослых животных; при глубоких ожогах (3-4-й степеней) — более 10 % тела у взрослых и 5 % у молодняка; у ослабленных животных с сопутствующими заболеваниями может развиваться при глубоких ожогах 3 % поверхности тела. Выделяют четыре основных этапа развития:
v Ожоговый шок. Длится 12—48 часов, при тяжёлой степени — до 72 часов. Ожоговый шок по механизму возникновения — гиповолемический, это прежде всего нарушение микрогемодинамики в результате патологического перераспределения кровообращения.
v Острая ожоговая токсемия. Длится до появления инфекции в ранах от 3 до 12 дней, чаще — 8—9 дней. Возникает вследствие поступления в кровь продуктов распада тканей, подвергшихся ожогу.
v Ожоговая септикотоксемия. Этап от момента появления нагноения в ранах до момента их заживления или хирургической обработки. Длится от нескольких недель до нескольких месяцев. Является реакцией организма на жизнедеятельность микрофлоры, развивающейся в ране.
v Восстановление. Начинается после заживления и закрытия ожоговых ран. Рана очищается (самостоятельно или хирургически), дно раны покрывается грануляциями или эпителизируется, в зависимости от глубины поражения.
Также ожоговая болезнь может усугубляться различными осложнениями, которые разделяют на местные и общие, первичные и вторичные, ранние и поздние. В результате этих осложнений могут развиваться лимфаденит, абсцессы, гангрена.
1.2.1.2. Влияние низких температур на организм
Повреждающее действие:
v общее (переохлаждение, гипотермия);
v местное (отморожение).
Гипотермия (переохлаждение, от греч. hypо – повышение, therme - тепло) – охлаждение, понижение температуры тела у теплокровных животных и человека в результате отдачи тепла, превосходящей его образование в организме (см. табл. 2).
Крайняя степень переохлаждения – это замерзание.
Таблица 2 – патогенез гипотермии
| способствующие факторы | ▪ низкая температура внешней среды (мороз); ▪ наркоз; ▪ зимняя спячка; ▪ шоковые состояния; ▪ значительные кровопотери; ▪ гиподинамия; ▪ мышечное перенапряжение; ▪ тяжелые нарушения обмена веществ. |
| основное звено патогенеза | значительное снижение теплопродукции. |
| последствия | неблагоприятные: ▪ снижение резистентности организма; ▪ простудные заболевания; благоприятные: ▪ закаливание; ▪ повышение резистентности организма. |
Б. Отморожение –сосудисто-тканевые повреждения покровных тканей под влиянием холода (см. таблицу 3).
Отморожение может быть:
v легкое (без структурных тканевых изменений);
v среднее (с поверхностным структурным изменением ткани);
v тяжелое (с глубоким перерождением и некрозом тканей).
Таблица 3 - признаки отморожения
| степень отморожения | Патогенез |
| I степень | ▪ спазм артериальных сосудов => ишемия => побледнение, ощущение холода; ▪ расширение сосудов вследствие истощения вазомоторов => артериальная гиперемия => покраснение, повышение чувствительности; ▪ нарушение оттока крови => венозная гиперемия => цианоз, потеря чувствительности, повышение проницаемости сосудов, экссудация. |
| II степень | экссудативный тип воспаления (отслоение верхних слоев эпителия, образование пузырей, наполненных серозным или серозно-геморрагическим экссудатом) |
| III степень | некроз тканей с образованием струпа |
1.2.1.3. Динамика патологических процессов при термических
воздействиях на организм
Таблица 4 - стадии развития гипер- и гипотермии
| стадия | гипертермия | гипотермия |
| Стадия компенсации | 1 - усиление теплоотдачи: увеличение потоотделения; учащение дыхания; тахикардия; расширение кожных сосудов; 2 - уменьшение теплопродук-ции: снижение уровня обменных процессов и интенсивности мышечной работы. | 1 - повышение теплопродукции: усиленная мышечная деятельность (дрожь); усиление обменных процессов; 2 - снижение теплоотдачи: спазм сосудов кожи; урежение дыхания; брадикардия; уменьшение потоотделения. |
| Стадия декомпенсации | изменение и извращение меха-низмов терморегуляции: брадикардия; урежение дыхания; спазм кожных сосудов; мышечная дрожь; резкое усиление потребления О2; интенсивный распад белков; усиление выведения азота с мочой). Организм становится гомойотермным, его температура начинает зависеть от температуры окружающей среды. | изменение и извращение механизмов терморегуляции: расширение сосудов кожи; тахикардия; учащение дыхания. Гомойотермный организм приобретает черты пойкилотермного. |
| Стадия комы | ▪ потеря сознания; ▪ появление периодического дыхания; ▪ резкое замедление сердечной деятельности; ▪ потеря рефлексов. | развитие состояния «холодового наркоза» (периодическое дыхание, резкое снижение уровня обменных процессов). |
Действие лучистой энергии
Лучистой энергией называется совокупность всех электромагнитных волн, возникающих и распространяющихся в пространстве со скоростью, приближающейся к 300 тыс. км/с.
Болезнетворное действие лучей обратно пропорционально длине их волн.
1.2.2.1. Влияние ультрафиолетовых лучей (УФЛ) на организм.
Ультрафиолетовое излучение - невидимое глазом электромагнитное
излучение, занимающее область между нижней границей видимого спектра и верхней границей рентгеновского излучения.
Длина волны УФ - излучения лежит в пределах от 100 до 400 нм (1 нм = 10-9 м).
По классификации Международной комиссии по освещению (CIE) спектр УФ - излучения делится на три диапазона:
v UV-A - длинноволновое (315 - 400 нм.)
v UV-B - средневолновое (280 - 315 нм.)
v UV-C - коротковолновое (100 - 280 нм.)
Действие на организм (рис. III):
А. Благоприятное:
v образование и отложение меланина;
v превращение 7-дегидрохолестерина в витамин Д;
v подавление аутоиммунных реакций;
v бактерицидный и озонирующий эффект.
Ультрафиолетовое облучение способствует повышению защитных сил организма, оказывает десенсибилизирующее воздействие, улучшает показатели жирового обмена. Оно также нормализует процессы свертывания крови, улучшает функции внешнего дыхания, увеличивает активность коры надпочечников. Дефицит ультрафиолета приводит к авитаминозу, понижению иммунитета, ухудшению работы нервной системы и проявлениям психической неустойчивости
Б. Неблагоприятное:
v эритема кожи (покраснение);
v ожог покровных тканей;
v фотосенсибилирующий эффект.
При длительном действии УФЛ у животного расширяются сосуды, падает кровяное давление, нарушается обмен веществ, усиливаются процессы распада в тканях, могут возникнуть расстройства гемодинамики (шок).
1.2.2.2. Влияние длинных волн солнечного спектра, красных (КЛ) и
инфракрасных (ИКЛ) лучей на организм
Длинные волны солнечного спектра, КЛ и ИКЛ при поглощении тканями обладают тепловым (перегревание) и обжигающим эффектом (ожоги); при длительном непосредственном действии на незащищенную голову животного вызывают солнечный удар (расширение сосудов мозговых оболочек и повреждение вазомоторов).
1.2.2.3. Влияние лучей видимого света на организм
Под действием света осуществляются фотопериодические процессы (суточные и годовые ритмы, поведенческие реакции и размножение); прямого повреждающего действия лучи видимого света не оказывают.
Рис. IV – действие ультрафиолетовых лучей (УФЛ) на организм
Рис. V – действие длинных волн солнечного спектра, красных и инфракрасных лучей, лучей видимого света на организм
1.2.2.4. Влияние лучей лазера на организм
Лазерное излучение способно стимулировать жизненные процессы и разрушать биологические структуры (см. таблицу 5).
Рис. VI – действие лучей лазера на организм
Таблица 5 - основные эффекты лучей лазера
| эффекты | патогенез |
| термический | при поглощении энергия переходит в теплоту => коагуляция белка, прекращение биохимических процессов, гибель клетки |
| ударный | тепловое расширение вызывает ударную волну => избирательная гибель клеток |
| электрострикция | ионизация молекул, появление свободных радикалов, нарушение химических связей |
| резонансный | увеличение колебательных движений молекул |
| стимулирующий | возбуждение нервных клеток, активация защитно-приспособительных и регенеративных процессов, повышение общей резистентности организма и продуктивности животных |
1.2.2.5. Влияние ионизирующего излучения (ИО) на организм
Ионизирующее излучение – поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению атомов или молекул среды. Свойствами ионизации среды обладают радиоактивные излучения, излучения высоких энергий, рентгеновские лучи.
Радиоактивные излучения образуются в результате самопроизвольного распада атомных ядер элементов. Известно около 50-ти естественных (уран, радий, торий и др.) и более 700 искусственно полученных радиоактивных элементов.
К ионизирующим излучениям относятся:
v гамма-излучение – электромагнитное фотонное излучение, испускаемое при ядерных превращениях;
v характеристическое – фотонное излучение, испускаемое при изменении энергетического состояния атома;
v тормозное – фотонное излучение, испускаемое при изменении кинетической энергии заряжённых частиц;
v рентгеновское – совокупность тормозного и характеристического излучений, диапазон энергии фотонов которых составляет от 1 тысячи до 1 миллиона эВ;
v корпускулярное – излучение, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля, альфа- и бета частиц, протонов, нейтронов и др.
Рис. VII – механизмы патогенного действия ионизирующего излучения
Пути воздействия радиации на организм:
1 - Внешнее облучение:
v космические лучи, падающие на Землю;
v радиоактивные элементы, содержащиеся в земле;
v излучения рентгенодиагностической аппаратуры;
v использование радиофармацевтических препаратов;
v излучение строительных материалов, из которых сооружены животноводческие постройки;
2 - Внутреннее облучение связано с поступлением радиоактивных веществ в организм (ингаляционно, перорально, перкутанно).
Рис. VIII – действие ионизирующего излучения на организм
Ионизирующее излучение обладает свойством при поглощении вызывать ионизацию нейтральных молекул. В процессе ионизации образуются свободные радикалы.
Свободные радикалы – нестабильные частицы с нечетным числом электронов на внешней орбите, содержащие активированный кислород.
Свободные радикалы – это короткоживущие частицы (только во время действия радиации), но они вызывают цепные химические реакции, обуславливая нарушение деятельности ферментативных систем, процесса клеточного деления, регенерации клеток.
Последствия облучения:
v лучевые поражения: местные (лучевые ожоги, некрозы, катаракты) и общие (лучевая болезнь);
v канцерогенное влияние и поражение хромосомного аппарата половых клеток;
v снижение резистентности организма, аутоинфекция, токсемия.
Таблица 6 - механизм действия тока
| эффекты | патогенез |
| биологический | проявляется в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращения-ми мышц, в том числе и мышц легких |
| электрохимический (электролитический) | электролиз (распад молекул на ионы и их движение к противоположно заряженным электродам) => поляризация клеточных мембран, коагуляция или набухание коллоидов, образование и накопление токсических и газообразных продуктов |
| электротермический | проявляется в ожогах отдельных участков тела, а также в нагреве от высоких температур других органов, приводящем к серьезным функциональным расстройствам. |
| электромеханический | приводит к расслоению, разрыву тканей организма в результате электродинамического эффекта, а также мгновенного взрывоподобного образования пара из тканевой жидкости и крови. |
Многообразие действий электрического тока приводит к двум видам поражения:
v электрические удары;
v электрические травмы.
Электрический удар – возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся непроизвольными судорожными сокращениями мышц.
Различают 4 степени ударов:
I – судорожное сокращение мышц без потери сознания.
II – судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранением дыхания и работой сердца.
III – потеря сознания и нарушение сердечной деятельности и/или дыхания.
IV – клиническая смерть, отсутствие дыхания и кровообращения.
Электрические травмы – четко выраженные местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги:
v Электрические ожоги.
· Токовый или контактный ожог (покраснение кожи, пузыри. Электрический ток преобразуется в тепло).
· Дуговой ожог – носит тяжелый характер (омертвление пораженного участка кожи, обугливание и сгорание тканей).
v Электрические знаки (метки) - это метки тока, возникающие в месте входа тока или по пути прохождения тока (пятна желтого цвета на коже диаметром 1-5 мм. Условия появления 110-115 оС).
v Металлизация кожи - это проникновение брызг расплавленного металла от дуги в кожу, кожа сама со временем очищается.
v Механические повреждения – вследствие резких непроизвольных судорожных сокращений (разрывы кожи; кровеносных сосудов; нервов; вывихи суставов; переломы костей - редко).
v Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз (от электрической дуги - сварка).
 |
Рис. IX - последствия воздействия электрического тока на организм
Таблица 7 - Характер воздействия электротока на организм человека
| Значение тока, мА | Переменный ток промышленной частоты | Постоянный ток |
| 0,6—1,5 | Слабый зуд, пощипывание кожи под электродами | Не ощущается |
| 2,0—4,0 | Ощущение тока распространяется на запястье, слегка сводит руку | Не ощущается |
| 5,0—7,0 | Болевые ощущения усиливаются в кисти руки, сопровождаясь судорогами. Слабые боли — во всей руке. Удается преодолеть судорожное сокращение мышц и разжать руку, в которой зажат электрод | Слабое ощущение нагрева кожи под электродом |
| 8,0—10 | Сильные боли и судороги во всей руке. Трудно, но можно оторвать руку от электрода | Усиление ощущения нагрева кожи |
| 10—15 | Едва переносимые боли во всей руке со временем усиливаются. Невозможно оторвать руку от электрода | Еще большее усиление ощущения нагрева как под электродами, так и в прилегающих областях кожи |
| 20—25 | Руки парализует мгновенно, оторвать их от электродов невозможно. Сильные боли, дыхание затруднено | Еще большее усиление нагрева кожи, возникновение ощущения внутреннего нагрева. Незначительные сокращения мышц рук |
| 25—50 | Очень сильная боль в руках и груди. Дыхание крайне затруднено. При длительном протекании тока может наступить паралич дыхания или ослабление деятельности сердца с потерей сознания | Ощущение сильного нагрева, боли и судороги в руках. При отрыве рук от электродов возникают едва переносимые боли в результате судорожного сокращения мышц |
| 50—80 | Дыхание парализуется через несколько секунд. Нарушается работа сердца. При длительном протекании тока может наступить фибрилляция сердца | Ощущение очень сильного поверхностного и внутреннего нагрева, сильные боли во всей руке и в области груди. Затруднение дыхания. Руки невозможно оторвать от электродов из-за сильных болей в момент нарушения контакта |
| Фибрилляция сердца через 20—30 с; еще через несколько секунд — паралич дыхания | Паралич дыхания при длительном протекании тока | |
| То же действие за меньшее время | Фибрилляция сердца через 20—30 с; еще через несколько секунд — паралич дыхания | |
| Более 5000 | Дыхание парализуется немедленно — через доли секунды. Фибрилляция сердца обычно не наступает, возможна временная остановка сердца в период протекания тока. При длительном протекании тока (несколько секунд) —тяжелые ожоги, разрушение тканей. Как правило, исход смертельный |
Действие механических факторов на организм
Всякое механическое воздействие на организм, вызывающее то или иное повреждение, называется механической травмой (от лат. trauma – рана, повреждение).
К механическим травмам относят (рис.I):
v сотрясение (commotio) - функциональные расстройства без грубых деструктивных изменений, характеризующиеся нарушением межмолекулярных связей;
v ушиб (contusio) - разможжение тканей, характеризующееся разрывом сосудов, некрозом, болевой реакцией;
v рана - нарушение целостности покровных тканей, сосудов, мышц, внутренних органов.
Повреждающее действие механических факторов проявляется:
v сжатием (compressio);
v скручиванием (rotatio);
v растяжением (distorsio);
v переломом (frаctura);
v вывихом (luxatio) и т.п.
Механические травмы могут быть:
v закрытыми (без нарушения целостности наружных покровов),
v открытыми (с нарушением целостности наружных покровов).
Характерные признаки травмы
1) болевые ощущения, как результат воздействия на чувствительные рецепторы организма;
2) рефлекторные изменения функций отдельных органов (тахикардия, одышка, гипергликемия, гипертензия и т.п.).
Осложнения механических повреждений
v повреждение жизненно важных органов, несовместимые с жизнью;
v контузии;
v кровопотери;
v воспалительные реакции;
v парезы, параличи, атрофии;
v столбнячная инфекция;
v травматический шок.
Рис. I – действие механических факторов на организм