Меню

Патогенное действие механических факторов действие электрического тока

Действие электрического тока. Электротравма

Поражающее действие электрического тока зависит от его физических параметров, пути прохождения и от физиологического состояния организма.

В отношении электрических свойств организм представляет собой неодинаковый и довольно плохой проводник. Жидкие среды — хорошие проводники, а эпидермис, связки и кости являются диэлектриками.

Среди многих факторов, определяющих тяжесть электротравмы, первостепенное значение имеет поражение жизненно важных органов, расположенных на пути прохождения тока.

Наиболее опасно прохождение тока через сердечную мышцу. При этом развивается фибрилляция сердца, которая у человека спонтанно не проходит. У некоторых лабораторных животных (крысы) фибрилляция сердца обратима. Нарушение функции сердца и асистолия могут возникнуть и в тех случаях, когда электрический ток через сердечную мышцу не проходит. Такие явления могут быть результатом рефлекторного нарушения венечного кровообращения или повышения тонуса блуждающего нерва.

Остановка дыхания отмечается немедленно после прохождения тока по трансбульбарной петле, после чего наступает паралич дыхательного центра. Возможно и рефлекторное перераздражение дыхательного центра с последующим его параличом. Спазм дыхательных мышц и голосовой щели тоже прекращает или резко затрудняет дыхание.

В основе сложных реакций организма на электротравму лежат первичные физические и химические изменения в тканях на пути прохождения тока, а они в свою очередь являются следствием перехода электрической энергии в другие виды — химическую, тепловую и механическую.

Проходя через биологические среды, электрический ток производит поляризацию атомов и молекул, изменяет пространственную ориентировку заряженных частиц и усиливает их движение. Электрическая энергия переходит в тепловую.

Нарушение целостности тканей вплоть до разрывов и даже переломов костей — проявление механического действия тока.

Смещение ионов (электролиз) и изменение их концентрации у клеточных мембран нарушают в тканях биотоки действия, а также служат причиной появления биопотенциалов повреждения. Последние вызывают патологическое раздражение возбудимых структур, например, нервных и мышечных волокон. Электрический ток изменяет также состояние коллоидов, которые, как известно, представляют собой взвешенные заряженные частицы.

Таким образом, патогенез электротравмы заключается в комбинации электрохимического, электротермического и электромеханического действия.

Роль наследственности и конституции в патологии

Патологическая физиология [Учебник для студентов мед. вузов]Н. Н. Зайко, Ю. В. Быць, А. В. Атаман и др. К.: «Логос», 1996

По мере того как улучшаются методы лечения и профилактики инфекционных болезней, структура заболеваемости населения меняется, и на первый план выступают болезни, в которых генетические факторы играют ведущую роль. Причинами наследственных болезней являются мутации.

Мутация

Стойкое скачкообразное изменение в наследственном аппарате клетки, не связанное с обычной рекомбинацией генетического материала, называется мутацией.

Виды. В зависимости от размеров повреждения генетического аппарата различают генную и хромосомную мутацию. Генная мутация обусловлена изменением химического строения гена, а именно специфической последовательности пуриновых и пиримидиновых оснований участка ДНК. Структурные изменения ДНК заключаются в разрыве одной или нескольких целей, образовании димеров, появлении поперечных сшивок. Мутация может касаться как структурных, так и регуляторных генов.

Хромосомная мутация — это изменение общего числа хромосом или их структуры. Хромосомная нить может разрываться в одном или нескольких местах, а сегменты ее могут утрачиваться или воссоединяться в неправильном порядке. Выпадение участка хромосомы называют делецией, поворот на 180° — инверсией, обмен сегментами между хромосомами — транслокацией, удвоение — дупликацией. Чаще наблюдается изменение числа хромосом. Это результат неправильного распределения их в процессе деления клетки — нерасхождения гомологических хромосом в мейозе или сестринских хроматид в митозе.

Мутация происходит как в соматических, так и в половых клетках. Если мутация произошла в соматической клетке, то последствия связаны только с судьбой данного организма. С его гибелью исчезают следы произошедшей мутации. Если мутация произошла в половой клетке и последняя подверглась оплодотворению, то последствия мутации сказываются на судьбе потомства.

Мутантные гены могут быть доминантными и рецессивными. Доминантный мутантный ген проявляет себя в гетерозиготном, а рецессивный — только в гомозиготном состоянии.

Мутация бывает также полезной и вредной, а последняя — смертельной и несмертельной для своего носителя.

Различают спонтанную и индуцированную. мутацию. Частота спонтанных мутаций невелика. Индуцированная мутация возникает под влиянием различных факторов внешней среды.

Причины. Факторы, вызывающие мутацию, — мутагены делятся на физические, химические и биологические. Среди физических мутагенов на первом месте стоит ионизирующее и ультрафиолетовое излучение. Облучение способно изменить наследственное вещество половых клеток и вызвать мутацию в такой минимальной дозе радиации, которая не вызывает гибель или лучевое поражение всего организма. Потомство же облученного находится под угрозой развития болезни. К химическим мутагенам относят цитостатические препараты, особенно ингибиторы синтеза ДНК (меркаптопурин, теобромин, теофиллин), алкилирующие соединения (азотистый иприт, фенол, формальдегид), аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований, некоторые антибиотики, свободные радикалы, антиметаболиты. К биологическим мутагенам относят вирусы. Они могут поражать как соматические, так и половые клетки. Например, у женщин, которые перенесли краснуху или вирусный гепатит, бывают спонтанные аборты, причем в клетках плода отмечаются многочисленные хромосомные аберрации. У потомства этих женщин чаще встречаются хромосомные болезни.

Последствия. Антимутационные механизмы. Мутация не всегда влечет за собой изменения в организме. Не каждая замена азотистого основания в молекуле ДНК приводит к подобной же ошибке при ее редупликации. На уровне клетки существует особая ферментативная система репарации поврежденной ДНК (см. рис. 3.2). Не всякое аминокислотное замещение в молекуле белков приводит к нарушению ее конформации. Подавляющее большинство мутаций не имеет последствий для организма по той причине, что только 5 % всех генов функционирует, остальные же находятся в репрессированном состоянии и не транскрибируются.

Вредная мутация приводит к аномалии и болезни. Нарушение структурного гена может привести к дефициту важного белка или синтезу его аномальной формы с последующими биохимическими, структурными и функциональными нарушениями. Так, при мутации гена, ответственного за синтез гемоглобина, в его полипептидной цепи одна аминокислота (глутаминовая) заменена другой (валин). Это влечет за собой изменение физико-химических свойств гемоглобина (HbS), деформацию эритроцитов и их гемолиз (серповидно-клеточная анемия). Возможен генетически обусловленный дефицит факторов свертывания крови (коагулопатии), транспортных белков, пептидных гормонов, факторов иммунитета. Можно представить себе широкий круг болезней, в основе которых лежат такие механизмы.

Не менее обширный круг болезней связан с дефицитом или дефектом строения ферментов — ферментопатией. Это приводит к блоку определенных этапов метаболизма. Так, дефицит уридинфосфатглюкуронилтрансферазы приводит к накоплению в крови и тканях билирубина и развитию желтухи. Повышенная чувствительность к алкоголю иногда связана с низкой активностью фермента алкогольдегидрогеназы. Дефекты ферментов лекарственного метаболизма приводят к повышенной чувствительности к лекарственным препаратам.

Мутация может касаться генов, контролирующих ферменты репарации ДНК. В таких случаях повышается чувствительность организма к лучевым и другим мутагенным воздействиям. Считается, что злокачественный рост, преждевременное старение, коллагенозы имеют в своем патогенезе такие механизмы. Иногда молекулярная патология фермента проявляется только при специфических внешних воздействиях — пищевых, лекарственных, производственных. Описано более 150 ферментопатий, их химические и клинические проявления.

В отличие от генных хромосомные мутации затрагивают значительно больший объем наследственного материала. Делеция или транслокация резко изменяют генный баланс хромосомы. «Передозировка» наследственного материала является не менее опасной, чем его потеря.

Далее речь пойдет преимущественно о последствиях мутации в генетическом аппарате половых клеток и связанных с этим болезнях. Самые грубые нарушения генетического аппарата вызывают столь сильные нарушения жизнеспособности носителя, что приводят к гибели их обладателя на ранних стадиях онтогенеза, т. е. патологический ген элиминируется из популяции и не передается по наследству.

Читайте также:  Рассчитать мощность силового трансформатора по току

Если мутация не летальная, то важно установить, сохранена ли способность носителя воспроизводить потомство. Если эта способность сохранена, то дефект будет передаваться по наследству. Последствия мутации будут зависеть также от того, доминантным или рецессивным является мутантный ген. Доминантные гены сильнее контролируются отбором (вредные удаляются). Рецессивные патологические гены проявляются только тогда, когда находятся в гомозиготном состоянии. В гетерозиготном состоянии в популяции накапливается большое количество патологических генов (гетерозиготное носительство). Установлено, что большинство людей, а возможно что и все, несут несколько патологических рецессивных генов в гетерозиготном состоянии.

Проявление патологического гена определяется такими его свойствами, как пенетрантность и экспрессивность. Пенетрантность — это вероятность фенотипического проявления гена, которая выражается в процентах (отношение больных особей к числу носителей соответствующего гена). Экспрессивность — степень клинического проявления гена, которая может быть слабой или сильной. Пенетрантность и экспрессивность генов зависят от эндогенных и экзогенных факторов. Например, если для проявления гемофилии решающее значение имеет нарушение в геноме, то возникновение сахарного диабета зависит от взаимодействия генетических факторов и внешней среды. В последнем случае говорят о наследственном предрасположении.

Проявление наследственных болезней иногда зависит от возраста. Гемофилия, ихтиоз, наследственная глухонемота проявляются уже при рождении, хорея Гетингтона обнаруживается в 30 — 35 лет, а подагра — в пожилом возрасте.

Источник

БОЛЕЗНЕТВОРНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Электрическим токомназывают упорядоченное движение заряженных частиц.

Человек подвергается действию природного(молния) или техническогоэлектричества. Разряды молнии действуют как кратковременное (доли секунды, секунды) прохождение через тело человека тока огромного напряжения (до миллионов вольт). Смерть наступает от паралича сердца и (или) дыхания. В результате тепловогодействия молнии на теле остаются ожоги, кровоизлияния в виде особых ветвистых «фигур», почернение и некроз тканей; возможно и механическоедействие — отрыв тканей и даже частей тела.

Патогенное действие технического электричества (электротравма— повреждение, вызванное воздействием электрического тока или электрической дуги). В зависимости от вида тока (постоянный или переменный), его силы, напряжения, направления и длительности действия, а также от сопротивления тканей и состояния реактивности организма в целом электротравма может проявляться в диапазоне от незначительных болевых ощущений до обугливания тканей и смерти.

Сила тока.При одной и той же силе переменный ток (периодически изменяющий свое направление в цепи) более опасен, чем постоянный (табл. 2-3). Ток силой 100 мА является смертельно опасным. Переменный ток 50-60 Гц силой 12-25 мА вызывает судороги («неотпускающий»); основная опасность его заключается в «приковывании» пораженного к захваченному им токоведущему предмету.

Напряжение— это величина, численно равная работе, совершаемой при перемещении единичного положительного заряда на участке электрической цепи. Напряжение действующего на организм источника тока до 40 В смертельных поражений не вызывает, при напряжении 1000 В летальность достигает 50%, при напряжении 30 000 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 (см. табл. 2-3).

Таблица 2-3.Действие электрического тока на организм человека при положении электродов рука-рука или рука-нога (по В.С. Кулебакину, В.Т. Морозову)

Сила тока, мА Характер восприятия
Переменный ток (59-60 Гц) Постоянный ток
0,6-1,5 Начало ощущения, легкое дрожание пальцев рук Не ощущается
2-3 Сильное дрожание пальцев рук Не ощущается
5-10 Судороги в руках Зуд, ощущение нагрева
12-15 Руки трудно оторвать от электродов, сильные боли в пальцах, кистях рук. Состояние терпимо 5-10 с Усиление нагрева
20-25 Руки парализуются немедленно, «неотпускающий» ток. Очень сильные боли. Затрудняется дыхание. Состояние терпимо не более 5 с Еще более значительное усиление нагрева. Незначительное сокращение мышц рук
50-80 Паралич дыхания. Начало трепетания желудочков сердца* Сильное ощущение нагрева. Сокращение мышц рук. Судороги. Затруднение дыхания
90-100 Паралич дыхания. При длительности 3 с паралич сердца или устойчивое трепетание желудочков* Паралич дыхания
3000 и более Паралич дыхания и сердца при воздействии более 0,1 с. Разрушение тканей тела образовавшимся джоулевым теплом Паралич дыхания

* Эти данные получены не при непосредственном опыте, а главным образом путем анализа несчастных случаев и последующего определения величины тока.

Сопротивление тканей(величина, характеризующая противодействие участка тела человека электрическому току) обусловлено преобразованием электрической энергии в другие виды энергии. Суммарное (полное) сопротивление тела человека к переменно-

му электрическому току называется импедансоми складывается из активного (омического) и реактивного (емкостного) сопротивления тканей. Наибольшим сопротивлением электрическому току обладает наружный эпидермальный слой кожи (до 2 000 000 Ом), далее по убывающей следуют сухожилия, кости, нервы, мышцы, кровь. Наименьшим сопротивлением обладает спинно-мозговая жидкость. Общее сопротивление тела человека составляет в среднем 100 000 Ом (от 1000 до миллионов Ом). Сопротивление кожи снижается при ее увлажнении, а также при повышении силы и напряжения тока. Ток напряжением 10-40 В вызывает пробой эпидермиса; при увеличении напряжения до 220 В сопротивление резко снижается, приближаясь к сопротивлению кожи, лишенной наружного эпидермального слоя.

Направление прохождения электрического тока через тело.Восходящий постоянный ток опаснее нисходящего, поскольку возбуждение, поступающее из синусового узла, сталкивается с встречной волной электрического тока, что вызывает остановку сердца или фибрилляцию желудочков. При нисходящем токе волна возбуждения, исходящая из синусового узла, усиливается электрическим током, при этом в момент размыкания цепи возможно возникновение фибрилляции сердца. Асинхронное возбуждение мышечных волокон объясняется тем, что после отключения источника электричества исчезающее электромагнитное поле, рассеиваясь в пространстве, будет индуцировать токи различной силы в кардиомиоцитах. В участках сердца, находящихся в центре магнитных линий, будет индуцироваться более сильный ток, а его направление будет таким же, каким оно было в момент размыкания цепи.

Фактор времени.С увеличением времени прохождения через тело патогенный 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 патогенным эффектом (возникновение фибрилляции желудочков) обладает переменный ток частотой 40-60 Гц. Переменные токи частотой 1 000 000 Гц и выше не опасны, но при высоком напряжении (токи Тесла, д’Арсонваля, диатермические токи) они оказывают тепловое действие и применяются с лечебной целью.

Состояние реактивности организма.Утомление, ослабление внимания, легкое и умеренное алкогольное опьянение, гипоксия, пе-

регревание, 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 и глубокого (близкого к наркозу) опьянения.

Механизмы повреждающего действия электрического тока.Электротравма может вызвать местные (знаки тока, ожоги) и общие изменения в организме.

Местные реакции на электротравму. Знаки тока, ожоги возникают главным образом на местах входа и выхода тока в результате превращения электрической энергии в тепловую (тепло ДжоуляЛенца). Знаки токапоявляются 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.

Читайте также:  Сварка высокочастотными токами это

При температуре 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 дуги. 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.

Большое 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 щелочная реакция), у катода скапливаются положительно заряженные ионы (возникает кислая реакция). В результате значительным образом изменяется функциональное состояние клеток. Вследствие передвижения белковых молекул в участках кислой реакции под катодом возникает коагуляция белков (коагуляционный некроз),в участках щелочной реакции под анодом — набухание коллоидов (колликвационный некроз).Процессы электролиза в кардиомиоцитах вызывают укорочение рефрактерной фазы сердечного цикла, что приводит к нарастающей тахикардии. При несмертельной электротравме возникает судорожное сокращение мышц с временной потерей сознания, нарушением сердечной деятельности и (или) дыхания; может наступить клиническая смерть. При своевременном оказании помощи пострадавшие ощущают головокружение, головную боль, тошноту, светобоязнь; могут сохраняться нарушения функций скелетной мускулатуры.

Непосредственными причинами смертипри электротравме являются остановка дыхания и остановка сердца. Поражение дыхательного и сосудодвигательного центров обусловлено деполяризацией клеточных мембран и коагуляцией белков цитоплазмы.

Остановка дыханияможет быть обусловлена: 1) поражением дыхательного центра; 2) спазмом позвоночных артерий, снабжающих кровью дыхательный центр; 3) спазмом дыхательной мускулатуры; 4) нарушением проходимости дыхательных путей вследствие ларингоспазма.

Остановка сердцаможет возникнуть вследствие: 1) фибрилляции желудочков; 2) спазма коронарных сосудов; 3) поражения сосудодвигательного центра; 4) повышения тонуса блуждающего нерва.

Источник

Патогенное действие механических факторов действие электрического тока

Раздел III. БОЛЕЗНЕТВОРНЫЕ ДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

Глава 7. Повреждающее действие электрической энергии

Человек подвергается повреждающему действию чаще технического, реже природного (разряды молнии, электрических органов некоторых животных) электричества. При ударе молнии на человека оказывает кратковременное действие электричество огромного напряжения (иногда до миллионов вольт). Поражение молнией обусловлено действием электрического разряда на жизненно важные органы — паралич дыхания, остановка сердца. Возможно механическое (отрывы тканей, частей тела) и термическое действие (ожоги, обгорания вследствие образования джоулева тепла).

Техническое электричество поражает человека обычно при прямом контакте с проводниками, находящимися под током (в быту, промышленности, на транспорте, в военных условиях и пр.). Кроме того, токи высокого напряжения могут поражать разрядом через воздух или землю (вольтова дуга, шаговое напряжение).

Повреждающее действие электричества определяют следующие факторы: 1) физические параметры тока (напряжение, сила, характер тока, сопротивление току тканей); 2) направление и продолжительность прохождения тока через тело; 3) состояние реактивности организма в момент прохождения электричества.

Следует, однако, помнить, что общая реакция организма на действие электрического тока не зависит от одного какого-либо фактора, а слагается в результате суммарного влияния всех указанных факторов в различных их сочетаниях. Особое значение имеет реактивность организма и состояние центральной нервной системы.

§ 47. Факторы, определяющие степень поражения электрическим током

Повреждающее действие электрического тока пропорционально силе проходящего через организм тока. При одной и той же силе переменный ток опаснее постоянного (табл. 8).

Таблица 8. Действие электрического тока на организм человека (при положении электродов рука — рука или рука — нога) (Кулебакин В. С., Морозов В. Т.)
Ток, мА Характер восприятия
переменный ток 50-60 Гц постоянный ток
0,6-1,5 Начало ощущения, легкое дрожание пальцев рук Не ощущается
2-3 Сильное дрожание пальцев рук Не ощущается
5-10 Судороги в руках Зуд, ощущение нагрева
12-15 Руки трудно оторвать от электродов. Сильные боли в пальцах, кистях рук. Состояние терпимо 5-10 с Усиление нагрева
20-25 Руки парализуются немедленно, «неотпускающий» ток. Очень сильные боли. Затрудняется дыхание. Состояние терпимо не более 5 с Еще большее усиление нагрева. Незначительное сокращение мышц рук
50-80 Паралич дыхания. Начало трепетания желудочков сердца (Эти данные получены не при непосредственном опыте, а главным образом путем анализа несчастных случаев и последующего подсчета величины тока.) Сильное ощущение нагрева. Сокращение мышц рук. Судороги, Затруднение дыхания

90-110 Паралич дыхания. При длительности 3 с паралич сердца или устойчивое трепетание желудочков (Эти данные получены не при непосредственном опыте, а главным образом путем анализа несчастных случаев и последующего подсчета величины тока.) Паралич дыхания
3000 и более Паралич дыхания и сердца при воздействии более 0,1 с. Разрушение тканей тела образовавшимся джоулевым теплом Паралич дыхания

Чем выше напряжение воздействующего на организм источника тока, тем сильнее его повреждающее действие. Напряжение источника является одним из факторов, определяющих силу проходящего через организм тока. Другим фактором является сопротивление тканей.

Полное сопротивление тела человека к переменному электрическому току (импеданс) складывается из активного (омического) и реактивного (емкостного) сопротивления тканей. Различные ткани организма оказывают неодинаковое сопротивление току. Так, кости, хрящи, связки и кожа представляют для тока большое сопротивление. Мышцы и кровь — сравнительно малое.

Наибольшее сопротивление прохождению электрического тока оказывает лишенный кровеносных сосудов и нервов роговой слой кожи — эпидермис. Этот слой при определенных условиях может даже рассматриваться как диэлектрик. Благодаря этому общее сопротивление тела человека, пока эпидермис цел, определяется в основном сопротивлением кожи. При сухой неповрежденной коже электрическое сопротивление тела человека имеет порядок 40 000-100 000 Ом, при снятом роговом слое оно снижается до 800-1000 Ом.

Сопротивление кожи резко снижается при увлажнении, при потоотделении. Уменьшается оно при увеличении силы проходящего через кожу тока. Это объясняется нагревом кожи при прохождении тока и увеличением потоотделения. Очень сильно зависит сопротивление кожи от величины приложенного напряжения. Это объясняется тем, что при определенной величине напряжения наступает пробой верхнего рогового слоя кожи. Пробой при тонкой коже наступает уже при напряжении 10-30 В. При напряжении 220 В пробой настолько значителен, что сопротивление тела приближается к таковому при отсутствии эпидермиса.

Направление и время прохождения электрического тока через тело оказывают существенное влияние на степень поражения электрическим током.

В эксперименте пропускание тока (при одних и тех же параметрах) через задние конечности животного вызывает ограниченные судороги мышц, пропускание тока через голову — судороги всего тела, паралич дыхания, электрошок. Пропускание тока через сердце вызывает его фибрилляцию и мерцательную аритмию.

И в случаях электротравмы человека определяющим является доля тока, прошедшая через сердце.

Степень повреждения электрическим током возрастает с увеличением времени прохождения тока через организм. Если время действия не превышает 0,02 с, ток в 1000 В не оказывает резкого патогенного действия. Электротравма в течение 1 с при таком же напряжении неизбежно смертельна.

Состояние реактивности организма в момент прохождения электрического тока существенно отражается на характере электротравмы. Так, повышение обмена веществ (тиреотоксикоз, перегревание), кровопотеря, алкогольное опьянение повышают чувствительность организма к поражающему действию электрического тока. Эмоциональное напряжение, вызванное ожиданием действия тока, значительно повышает устойчивость к току и, наоборот, утомление, снижение внимания увеличивают чувствительность к току. Тяжесть электротравмы зависит и от степени насыщения организма кислородом — в условиях гипоксии чувствительность к току возрастает, а гипероксия (например, в кессоне) уменьшает опасность электротравмы.

В эксперименте четко показана зависимость тяжести электротравмы от функции надпочечников. Экстирпация надпочечников у белых крыс, например, значительно снижает пороговые величины поражающего тока.

§ 48. Патологические изменения в организме при действии электрического тока

Электрический ток, проходящий через живое тело, вызывает местные и общие изменения.

Местные изменения (знаки тока, ожоги) образуются на месте его прохождения, представляют собой небольшие участки на коже круглой или овальной формы серовато-белого цвета, твердой консистенции, окаймленные волнообразным возвышением. По окружности поврежденных тканей нередко наблюдается ветвистый рисунок красного цвета, обусловленный параличом кровеносных сосудов.

Ожоги возникают при непосредственном прохождении тока через тело, если при этом контактное сопротивление велико, а напряжение достаточно, чтобы возник ток значительной силы. Тогда контакты нагреваются настолько сильно, что возникают ожоги. Ожог может быть и результатом воздействия сильно нагретых током частей электрооборудования или электрической (вольтовой) дуги на кожный покров. Особенно серьезными являются ожоги от электрической дуги. В результате воздействия лучистой энергии может наступить и поражение глаз.

Общие реакции организма на электротравму — быстро развивающаяся потеря сознания, остановка дыхания, снижение артериального давления (стадия мнимой смерти), фибрилляция желудочков сердца и прекращение сердечной деятельности (истинная смерть).

При несмертельной электротравме происходит временная потеря сознания, кратковременная остановка дыхания, повышение артериального давления. После травмы остаются головокружение, головная боль, светобоязнь, тошнота. Артериальное давление часто понижено, дыхание поверхностное, пульс учащен.

§ 49. Механизмы повреждающего действия электрического тока

Электрический ток, проходящий через организм, оказывает биологическое, электрохимическое, электротермическое и электромеханическое действие.

Биологическое действие электрического тока характеризуется возбуждением скелетной и гладкой мускулатуры, железистых тканей, нервных рецепторов и проводников. Вследствие этого возникают тонические судороги скелетных мышц, которые могут привести к остановке дыхания, спазму голосовых связок, отрывным переломам и вывихам конечностей. Тоническое сокращение гладких мышц сопровождается часто повышением кровяного давления, непроизвольным мочеиспусканием, дефекацией. Воздействие на нервную систему и непосредственно на органы внутренней секреции приводит к выбросу в большом количестве катехоламинов и кортикостероидов. Действие тока на сердечную мышцу может вызвать фибрилляцию желудочков сердца.

Электрохимическое действие тока проявляется в электролизе. При прохождении через ткани постоянного тока электролиз приводит к поляризации клеточных мембран — на одних участках тканей скапливаются положительно заряженные ионы (у анода возникает кислая реакция), у катода скапливаются отрицательно заряженные ионы (возникает щелочная реакция). Изменение распределения ионов существенно меняет функциональное состояние клеток. Помимо передвижения ионов, происходит передвижение и белковых молекул. В результате такого процееса кислота отнимает воду и наступает коагуляция белков, а в участках щелочной реакции происходит набухание коллоидов и возникает колликвационный (влажный) некроз тканей.

Действие переменного тока также обусловлено смещением ионов из равновесного положения. Движение ионов происходит с частотой приложенного переменного тока. При низкой частоте порядка 50-100 Гц смещения ионов таковы, что возникает изменение их концентрации у клеточной мембраны с соответствующими нарушениями биологических функций (мембранного потенциала, проницаемости и пр.). При средних частотах (до 3000 Гц) путь пробегов ионов уменьшается, уменьшается и повреждающее действие тока. При высоких частотах тока порядка сотен килогерц смещения ионов становятся малыми, соизмеримыми с их смещениями при тепловом движении, что уже не вызывает изменения концентрации ионов у мембран и не оказывает повреждающего действия.

Тепловое действие электрического тока проявляется ожогами кожного покрова и гибелью подлежащих тканей вплоть до обугливания. Поскольку неповрежденный эпидермис обладает наибольшим сопротивлением к электрическому току, ожоги чаще возникают на месте входа и выхода тока. Иногда в костях образуются своеобразные вздутия — «жемчужные бусы». Они возникают в результате расплавления костного вещества с выделением фосфата кальция.

Механическое (или динамическое) действие электричества проявляется в случае приложения токов очень высокого напряжения. При этом могут возникнуть расслоения тканей, отрыв частей тела и даже конечностей. Происходит это потому, что токи высокого напряжения обладают колоссальной тепловой и механической энергией. При большом напряжении и относительно низком сопротивлении тела (например, V = 220 кВ, сопротивление R=1200 0m, сила тока I будет равной 220 000/1200 = 183 А) выделяется мгновенно очень много тепла. Совместное действие тепловой и механической энергии оказывает взрывоподобный эффект.

Источник



Болезнетворное действие электрического тока. Факторы, определяющие патогенное действие электрического тока на организм. Механизмы действия электрического тока

date image2015-03-20
views image5208

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Под электротравмой понимают повреждения, возникающие от действия технического или атмосферного электричества. Особенность поражения электричеством заключается в том, что повреждения возникают как в месте контакта, так и на пути прохождения тока и его выхода. Иногда расстройства здоровья и смерть наступают без видимых повреждений. При этом иногда они возникают на расстоянии. Электрическая энергия легко и быстро переходит в другую: механическую, термическую, химическую, что обусловливает те изменения, которые используются в диагностике.

Электроток оказывает на организм как системное, так и местное патогенное дей­ствие.

Негативное системное влияние тока проявляется в расстройствах ЦНС, ВНД, раз­витии энцефалопатии, повышении внутричерепного давления, головной боли, бес­сонницы, снижении или потере памяти, расстройствах коронарного кровообращения, метаболических и сократительных свойств миокарда, развитии аритмии сердца (вплоть до фибрилляции желудочков), кровоизлияний в различные внутренние орга­ны.

Наибольшую опасность в патогенном действии электротока на организм пред­ставляет остановка дыхания и/или сердца, возникающие в результате либо повре­ждения соответствующих центров, либо спазма сосудов, питающих кровью эти цен­тры, либо повышения тонуса п. vagus, либо спазма дыхательных мышц и/или мио­карда и т.д.

Биологическое действие электрического тока определяется его физическими параметрами, а также состоянием организма. Считается, что патогенный эффект зависит главным образом от силы тока. Патогенное воздействие электрического тока тем сильнее, чем выше его напряжение. Переменный ток ниже 40 В считается безвредным, ток до 100 В – условно-патогенным, свыше 200 В – абсолютно патогенным. Наиболее опасен переменный ток с частотой 40–60 Гц, с увеличением частоты поражающее действие его уменьшается.

Патогенный эффект электрического тока зависит от направления прохождения («петли» тока). Особенно опасно прохождение тока через область сердца и головной мозг. Опасность возрастает с увеличением времени прохождения тока через организм.

Повреждения, возникающие в организме при действии электротока, слагаются из местных изменений (электрических знаков, ожогов, электролизе) и общих проявлений реакции организма на травму (как то потеря сознания, остановка дыхания, фибрилляция желудочков сердца, изменение кровяного давления, ишемия миокарда, сокращение скелетных мышц и т. д.).

Механизм действия: переход электрической энергии в тепловую (ожоги), в механическую, электролиз (появление свободных радикалов). Патологоанатомически — опаление, даже обугливание на месте вхождения тока; при вскрытии — отек и кровоизлияния в мозге, кровоизлияния в мускулатуре. Ток высокой частоты обычно не смертелен. При ударе молнии (особенно в голову) смерть наступает от паралича дыхания. Местные изменения — ожо­г, появление красной зигзагообразной фигуры.

Источник