2. Болезнетворное действие физических факторов

2. Болезнетворное действие физических факторов

К физическим факторам, способным повреждать клетки, ткани и органы, относят звуковые и электромагнитные волны, видимое, инфракрасное, ультрафиолетовое, лазерное, ионизирующее излучение, барометрическое давление, а также температуру окружающей среды.

2. 1. Болезнетворное действие звуков и шума

Колебания любого твердого тела, жидкости, газа характеризуется амплитудой (величиной отклонения от точки своего равновесия), частотой (количеством отклонений в единицу времени, 1 Гц – одно отклонение в 1 с) и скоростью продвижения колебательной волны в физической или биологической среде, в том числе теле животного.

По частоте все колебания делятся на три диапазона:

· инфразвуковые – до 20 Гц;

· звуковые, воспринимаемые органом слуха как звук – от 20 Гц до 20 кГц;

· ультразвуковые – свыше 20 кГц.

Шум – совокупность звуков различной частоты и интенсивности, беспорядочно сочетающихся и изменяющихся во времени.

Звук – механическое колебание упругой (воздушной) среды с частотой от 20 Гц до 20 кГц. Звуковая волна несет с собой звуковое давление, измеряемое в Па или Н/м². Распространение звуковых волн связано с переносом колебательной энергии в пространстве. Количество звуковой энергии, проходящее через площадь 1 м², расположенную перпендикулярно к направлению распространения звуковой волны, называют интенсивностью, или силой звука и определяют в ваттах на 1 м² (Вт/м²).

Любой шум характеризуется определенным частотным составом, или спектром. В зависимости от спектра все шумы делят на классы:

– низкочастотный (до 350 Гц);

– среднечастотный (от 350 до 800 Гц);

– высокочастотный (свыше 800 Гц).

Ухо человека воспринимает диапазон колебаний в пределах 16–20 000 Гц, при этом наивысшая чувствительность к частотам 1–5 кГц. Собаки способны воспринимать колебания 38–80 000 Гц, овцы — 20–20 000, лошади — 30–1025 Гц. Крупный рогатый скот может дифференцировать весьма близкие по тембру звучания тоны.

Минимальную звуковую энергию, воспринимаемую человеческим ухом как звук, называют слуховым порогом. Он составляет 10^-12 Вт/м² (для тона 1000 Гц). Звуковое давление, соответствующее этому значению, равно 2х10^-5 Н/м². Высший предел, при котором воспринимаемый человеческим ухом звук вызывает болевое ощущение, соответствует силе звука 10² Вт/м². При превышении интенсивности звука 1 мкВт/см² возможно его повреждающее действие на слуховой анализатор. При интенсивности звука свыше 3 кВт/см² возникают нарушения общего состояния организма: возможны судороги, полная потеря сознания, паралич.

Уровень громкости звуков (шума) измеряют в белах (Б) или децибелах (дБ).

По распределению звуковой энергии во времени различают шум постоянный (стабильный, стационарный) и прерывистый (непостоянный, импульсный). У постоянного шума уровень громкости изменяется не более чем на 5 дБ в 1 с, у импульсного — более 5 дБ в 1 с. Для человека нормально допустимым уровнем постоянного шума считается 40-50 дБ. Вредная для здоровья граница громкости – 80 дБ. Длительный звук громкостью 155 дБ вызывает тяжелейшие нарушения жизнедеятельности человека; громкость 180 дБ является для него смертельной.

Уровень шума для домашних животных не должен превышать 65–70 дБ.

Воздействие шума зависит от его громкости, определяемой спектральным составом (частотой входящих в него звуков) и силой шума.

Различают специфическое и неспецифическое действие шума на организм.

Специфическое действие шума связано с нарушением функции слухового анализатора, в основе которого лежит длительный спазм звуковоспринимающего аппарата, приводящий к нарушению обменных процессов и как следствие – к дегенеративным изменениям в окончаниях преддверно-улиткового нерва и клетках кортиевого органа. Шумы с уровнем 80-100 дБ и выше довольно быстро вызывают снижение слуха и развитие тугоухости. Сильное кратковременное оглушение (контузия) может вызвать временную (обратимую) потерю слуха. Начальные стадии нарушения слуха проявляются смещением порога слышимости.

Неспецифическое действие шума на организм связано с поступлением возбуждения в кору больших полушарий головного мозга, гипоталамус и спинной мозг. На начальных этапах развивается запредельное торможение центральной нервной системы с нарушением уравновешенности и подвижности процессов возбуждения и торможения. Возникающее в дальнейшем истощение нервных клеток лежит в основе повышенной раздражительности, эмоциональной неустойчивости, ухудшения памяти, снижения внимания и работоспособности.

Ответная реакция организма на возбуждение гипоталамуса реализуется по типу стресс-реакции. При поступлении возбуждения в спинной мозг происходит переключение его на центры вегетативной нервной системы, что вызывает изменение функций многих внутренних органов.

В результате длительного воздействия интенсивного шума развивается шумовая болезнь – общее заболевание организма с преимущественным нарушением органа слуха, центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, органов желудочно-кишечного тракта.

При сильном шуме в организме коров происходят существенные физиологические изменения: учащаются дыхание и пульс; уменьшаются использование кислорода и уровень теплопродукции; снижается частота жевательных движений и сокращений рубца. Это приводит к уменьшению молочной продуктивности.

Если уровень шума достигает 60–120 дБ, то снижаются яйценоскость кур, приросты массы тела у свиней и телят. При этом повышается температура тела, уменьшаются количество эритроцитов и гемоглобин. Одно из самых пагубных последствий шума — нарушение сна. Животные переносят его отсутствие тяжелее, мучительнее, чем полное голодание. Известно, что собаки, лишенные сна, погибали через 4–5 сут., т. е. в несколько раз быстрее, чем от голода.

Уровень шума 80–130 дБ, содержащего высокие и низкие частоты, вызывал у крыс появление двигательного возбуждения, которое заканчивалось судорожным припадком.

Инфразвук – акустические колебания или их совокупность в частотном диапазоне до 20 Гц, не воспринимаемые слухом человека.

Природные инфразвуки тесно связаны с ураганами, океаническими штормами, приливными волнами, землетрясениями, извержениями вулканов, сильными грозами и другими природными явлениями. Движение транспорта, ветер, качающиеся деревья также являются естественными источниками инфразвуков. В современном производстве и на транспорте источниками инфразвука являются компрессоры, кондиционеры, промышленные вентиляторы, тяжелые машины с вращающимися частями, средства наземного транспорта.

Под влиянием инфразвука у людей могут появляться жалобы на головокружения и головную боль, тошноту, озноб, боль при глотании, сухость в полости рта, онемение неба и кожи лица, нервно-психические расстройства (чувство страха, тревоги, сенестопатия^[1], многообразные вегетативные реакции).

Ультразвук – упругие колебания и волны частотой выше 20 кГц, неслышимые человеческим ухом. В настоящее время ультразвук широко применяется в разных отраслях хозяйства, в медицинской и ветеринарной практике с лечебной и диагностической целью. Высокочастотные (от 100 кГц до 100 МГц и выше) ультразвуковые колебания, распространяющиеся исключительно контактным путем, используют для целей диагностики и лечения различных заболеваний. Неодинаковая скорость распространения ультразвуковых колебаний, а также различная степень их поглощения и отражения в различных биологических средах и тканях позволяют обнаружить форму и локализацию опухоли мозга и печени и других образований внутренних органов, установить места перелома и сращения костей, определить размеры сердца в динамике и т. д.

Ультразвуковые волны способны вызывать разнообразные биологические эффекты, характер которых определяется интенсивностью ультразвуковых колебаний, частотой, временными параметрами колебаний (постоянный, импульсный), длительностью воздействия, чувствительностью тканей.

Биологический эффект ультразвука обусловлен его механическим, тепловым и физико-химическим действием. Давление звука в ультразвуковой волне может меняться в пределах ±303, 9 кПа (3 атм). Отрицательное давление способствует образованию в клетках микроскопических полостей с последующим быстрым их захлопыванием, что сопровождается интенсивными гидравлическими ударениями и разрывами – кавитацией. Кавитация приводит к деполяризации и деструкции молекул, вызывает их ионизацию, что активирует химические реакции, нормализует и ускоряет процессы тканевого обмена.

Тепловое действие ультразвука связано в основном с поглощением акустической энергии. При интенсивности ультразвука 4 Вт/см² и воздействии его в течение 20 сек температура тканей на глубине 2-5 см повышается на 5-6^оС. Положительный биологический эффект в тканях вызывает ультразвук малой (до 1, 5 Вт/см²) и средней (1, 5-3 Вт/см²) интенсивности.

Ультразвук большой интенсивности (3-10 Вт/см²) оказывает повреждающее действие на отдельные клетки, ткани и организм в целом. Воздействие ультразвуковой волны высокой интенсивности нарушает капиллярный кровоток, вызывает деструктивные изменения в клетках, приводит к местному перегреву тканей. Высокой чувствительностью к действию ультразвука характеризуется нервная система: избирательно поражаются периферические нервы, нарушается передача нервных импульсов в области синапсов. Это приводит к возникновению вегетативных полиневритов и парезов, повышению порога возбудимости слухового и зрительного анализаторов, расстройствам сна, раздражительности, повышенной утомляемости. По сравнению с шумом высокой частоты ультразвук слабее влияет на функцию слухового анализатора, но вызывает более выраженные изменения функций преддверно-улиткового органа, повышает болевую чувствительность, нарушает терморегуляцию.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: