 |
2.2 Болезнетворное действие электрической энергии на организм
|
|
|
|
Каждый диапазон электромагнитного излучения характеризуется определенными биологическими свойствами.
Длина волны электрического тока составляет от 10 м до 1 км.
Животные и человек подвергаются действию природного (молния) или технического электричества. Разряды молнии действуют как кратковременное (доли секунды, секунды) прохождение через тело тока огромного напряжения (до миллионов вольт). Смерть наступает от паралича сердца и (или) дыхания. В результате теплового действия молнии на теле остаются ожоги, кровоизлияния в виде особых ветвистых «фигур»; почернение и некроз тканей; возможно и механическое действие – отрыв тканей и даже частей тела.
Поражающее действие электротока обусловлено тремя факторами:
· сопротивление тканей определяет переход электрической энергии в тепловую, при этом возможны ожоги различной степени;
· электромеханическое действие тока вызвано прямым переходом электроэнергии в механическую и действием образовавшихся газов и паров воды;
· электрохимическое действие тока заключается в электролизе, появлении свободных радикалов, перемещении ионов.
Патогенное действие технического электричества ( электротравма ) зависит от вида тока (постоянный, переменный), его силы, напряжения, направления и продолжительности прохождения через тело, а также от сопротивления тканей и состояния реактивности организма в целом.
Сила тока. При одной и той же силе переменный ток более опасен, чем постоянный. Ток силой 100 мА является смертельно опасным. Переменный ток 50-60 Гц силой 12-25 мА вызывает судороги («неотпускающий» ток); основная опасность его заключается в «приковывании» пораженного к захваченному им токоведущему предмету.
|
|
|
Напряжение. Напряжение действующего на организм источника тока до 40 В смертельных поражений не вызывает, при напряжении 1000 В летальность достигает 50%, при напряжении 30000 В – 100%. Опасность поражения переменным током при напряжении 42, 5 В равна опасности поражения постоянным током при напряжении 120 В. Однако постоянный ток менее опасен, чем переменный, только до напряжения 450-500 В. При более высоком напряжении постоянный ток становится более опасным, чем переменный.
Сопротивление тканей. Суммарное (полное) сопротивление тела к переменному электрическому току называется импедансом и складывается из активного (омического) и реактивного (емкостного) сопротивления тканей. Наибольшим сопротивлением электрическому току обладает наружный эпидермальный слой кожи (до 2000000 Ом), далее по убывающей следуют сухожилия, кости, нервы, мышцы, кровь. Наименьшим сопротивлением обладает спинномозговая жидкость. Общее сопротивление тела составляет в среднем 100000 Ом (от 1000 до миллионов Ом).
Влажная кожа обладает меньшим сопротивлением, чем сухая. Сопротивление кожи зависит также от силы и напряжения тока. Ток напряжением 10-40 В вызывает пробой эпидермиса. Пробой кожи, вызываемый электрическим напряжением 220 В, приводит к резкому снижению сопротивления тела с приближением к таковому при отсутствии эпидермиса.
Направление прохождения электрического тока через тело. Восходящий постоянный ток (анод ниже, а катод выше) опаснее нисходящего (противоположное расположение электродов) в том же направлении. Это связано с тем, что при восходящем токе синусовый узел сердца находится под возбуждающим влиянием катода, а верхушка – под подавляющим возбуждение действием анода. Исходящее при этом из синусового узла возбуждение сталкивается с нарастающим торможением проводимости, что в конечном счете приводит к возникновению фибрилляции желудочков сердца при замкнутой цепи. При нисходящем потоке волна возбуждения, нисходящая из подавленного анодом синусового узла, усиливается катодом, в связи с чем условия для фибрилляции сердца возникают только в момент размыкания цепи.
|
|
|
Путь прохождения электричества по организму называют «петлей тока».
Наиболее опасно поражение током дыхательного и сосудодвигательного центров при прохождении тока через голову, а также через область сердца. Непосредственной причиной смерти при электротравме являются остановка дыхания и остановка сердца. Остановка дыхания может быть обусловлена:
· поражением дыхательного центра;
· спазмом позвоночных артерий, снабжающих кровью дыхательный центр;
· спазмом дыхательной мускулатуры;
· нарушением проходимости дыхательных путей вследствие ларингоспазма.
Остановка сердца может возникнуть вследствие:
· фибрилляции желудочков;
· спазма коронарных сосудов;
· поражения сосудодвигательного центра;
· повышения тонуса блуждающего нерва.
Фактор времени. С увеличением времени прохождения через тело постоянный эффект действия электрического тока возрастает. Так, если действие тока напряжением 1000 В в течение 0, 02 с. не сопровождается развитием выраженных нарушений, то при экспозиции в 1 с. оно неизбежно приводит к смертельному исходу.
Частота переменного тока. Считается, что постоянным эффектом (возникновение фибрилляции желудочков) обладает переменный ток частотой 40-60 Гц. Переменные токи частотой 1000000 Гц и выше не являются патогенными, зато при высоком напряжении (токи Тесла, д'Арсонваля, диатермические токи) они оказывают тепловое действие и применяются с лечебной целью.
Состояние реактивности организма. Утомление, гипоксия, перегревание, тиреотоксикоз, сердечно-сосудистая недостаточность снижают резистентность организма к электротравме. Тяжесть поражения электротравмой в значительной степени снижается при эмоциональном напряжении, вызванном ожиданием действия тока, в состоянии наркоза.
Вид животного. Наиболее чувствительны лошади (по сравнению с крупным рогатым скотом). Собаки чувствительнее кошек. Очень чувствительны овцы. Холоднокровные (лягушки) имеют видовую устойчивость к воздействию.
|
|
|
Механизмы повреждающего действия электрического тока. Электротравма может вызвать местные (знаки тока, ожоги) и общие изменения в организме.
Местные реакции организма на электротравму. Знаки тока, ожоги возникают главным образом на местах входа и выхода тока в результате превращения электрической энергии в тепловую. Знаки тока появляются на коже, если температура в точке прохождения тока не превышает 120°С, и представляют собой небольшие образования серовато-белого цвета («пергаментная» кожа), твердой консистенции, окаймленные волнообразным возвышением. В ряде случаев по окружности поврежденной ткани проступает ветвистый рисунок красного цвета, обусловленный параличом кровеносных сосудов.
При температуру в точке прохождения тока свыше 120°С возникают ожоги: контактные – от выделения тепла при прохождении тока через ткани, оказывающие сопротивление, и термические – при воздействии пламени вольтовой цуги. Последние являются наиболее опасными.
Общие реакции организма на электротравму. При прохождении через тело электрический ток вызывает возбуждение нервных рецепторов и проводников, скелетной и гладкой мускулатуры, железистых тканей. Это приводит к возникновению тонических судорог скелетных и гладких мышц, что может сопровождаться отрывным переломом и вывихом конечностей, спазмом голосовых связок, остановкой дыхания, повышением кровяного давления, непроизвольным мочеиспусканием и дефекацией. Возбуждение нервной системы и органов внутренней секреции приводит к «выбросу» катехоламинов (адреналин, норадреналин), изменяет многие соматические и висцеральные функции организма.
Важное значение в механизмах поражающего эффекта электрического тока имеет его электрохимическое действие (электролиз). Преодолев сопротивление кожного покрова, электрический ток вызывает нарушение равновесия в клетках различных тканей, изменяет их биологический потенциал, приводит к поляризации клеточных мембран: на одних участках тканей (у анода) скапливаются отрицательно заряженные ионы (возникает кислая реакция), на других участках тканей (у катода) скапливаются положительно заряженные ионы (возникает щелочная реакция). В результате значительным образом изменяется функциональное состояние клеток. Например, пропускание через мозг прерывистого постоянного тока частотой 100 Гц с формой импульса в виде трапеции приводит организм в состояние обезболивания – электронаркоз.
|
|
|
Вследствие передвижения белковых молекул в участках кислой реакции под анодом возникает коагуляция белков (коагуляционный некроз ), в участках щелочной реакции под катодом – набухание коллоидов (колликвационный некроз ). Процессы электролиза в сердечном синцитии могут вызвать укорочение рефрактерной фазы сердечного цикла, приводящей к нарушению ритма его работы. Вызываемое электротравмой поражение дыхательного и сосудодвигательного центров обусловлено повреждением нервных клеток в результате деполяризации их мембран и коагуляции протоплазмы.
При несмертельной электротравме вслед за перевозбуждением следует длительное запредельное торможение. Животное остается в лежащем положении, не реагирует на внешние раздражители; артериальное давление понижено; светобоязнь; могут сохраняться нарушения скелетной мускулатуры. Более отдаленные последствия выражаются в тяжелых поражениях нейроэндокринной системы, паренхиматозных органов.
|
|
|
