Wykład 1
Co to są ekstremalne warunki środowiska ?
Warunki ekstremalne należy zdefiniować jako skrajnie niekorzystne dla życia i funkcjonowania człowieka warunki zewnętrzne.
Ekstremalne warunki środowiska
Klimatyczne
Ekonomiczno-cywilizacyjne
Zawodowe – praca w warunkach podwyższonego lub obniżonego ciśnienia, nieważkości, pod ziemią.
Zacofanie gospodarcze powodujące skrajne ubóstwo
-Klimat polarny
-Klimat wysokogórski
-Klimat gorący (mokry, suchy)
Ekologiczne
Klęski żywiołowe
naturalne:
- wielkie powodzie
- susza
- wielkie pożary
- erupcje wulkanów
- trzęsienia ziemi
- tajfuny
z winy człowieka:
- działanie wojenne
- katastrofy przemysłowe
By wiedzieć jak się żywić w warunkach ekstremalnych należy najpierw poznać reakcje fizjologiczne naszego organizmu na krańcowe warunki środowiskowe. Musimy wiedzieć co się dzieje kiedy znajdujemy się w niskich lub wysokich temp. otoczenia, albo też bez wody na pustyni, dlaczego astronauci z trudem utrzymują się na nogach po powrocie na ziemię, czy tez dlaczego nurkowie głębinowi cierpią na choroby kości?
Co to jest temperatura ciała?
To, co powszechnie nazywa się ciepłotą ciała definiuje się poprawnie jako temperaturę głęboką (wewnętrzną) – panującą we wnętrzu tkanek klatki piersiowej i jamy brzusznej.
Temp. wew. ciała jest wypadkową temperatur różnych narządów wew. i jest wartością stałą, charakterystyczną dla miejsca pomiaru. Wynosi ona ok. 370C.
Temp. wew. w rectum - 37,2 – 37,60C.
Szeroki zakres ekstremalnych temp. wynosi 27 – 45,60C, zazwyczaj jednak poniżej 270C oraz powyżej 420C następuje śmierć.
Wzrost temperatury wew. przekraczający 30C powoduje zaburzenie OUN oraz nerwowej czynności układu krążenia z niewydolnością krążenia.
Zmiany temperatury powierzchni ciała człowieka związane z przemieszczaniem się krwi z powłok do wnętrza ciała (slajd).
Temp. skóry – tj. zewnętrzna temperatura ciała wykazuje różnice w o wiele większym zakresie. Zmiany temp. skóry uwarunkowane są lokalnymi różnicami w przepływie skórnym krwi.
komfort cieplny
T skóry = 340C
Zdolność człowieka do wykonywania pracy, a także do przebywania w różnych warunkach otoczenia zależy od termoregulacji, regulowanej przez ośrodek termoregulacji, wrażliwy na temp. wew. ciała.
Termoregulacja – jest możliwość utrzymania stałej temperatury wew. ciała niezależnie od zmian temperatury otoczenia.
T ciala – constans
ca 370C
Organizm człowieka jest stałocieplny co oznacza, że ma możliwość utrzymywania stałej temperatury wew. niezależnie od zmian temp. otoczenia.
Utrzymanie stałej temp. wew. ciała jest możliwe dzięki systemom termoregulacji, których działanie polega na dostosowaniu ilości ciepła wytwarzanego w organizmie w toku przemian metabolicznych i wymienionego z otoczeniem do potrzeb bilansu cieplnego ustroju w różnych warunkach środowiska (gorąco, zimno).
Zmienność temperatury wewnętrznej
wieczór – 37,30C
Zmienność okołodobowa
rano – 36,80C
u kobiet temp. wzrasta o 0,50C w drugiej fazie cyklu menstruacyjnego
Zmienność zależna od płci
w środowisku umiarkowanym wzrasta proporcjonalnie do intensywności wysiłku
Zależność od aktywności fizycznej
u noworodków jest niższa niż u ludzi dorosłych 34 - 350C
Zależność od wieku
Elementy układu termoregulacji: (slajd)
1. Termoreceptory i termodetektory, czyli struktury wrażliwe na zmiany temp. otoczenia lub temp. wew. ciała.
2. Ośrodek termoregulacji integrujący i transformujący informacje ze struktur wrażliwych na temperaturę.
3. Efektory układu termoregulacji.
Termodetektory
Podwzgórze Rdzeń kręgowy
Ośrodek eliminacji ciepła Ośrodek zachowania ciepła
Ośrodek termoregulacji
Schemat nerwowej kontroli elementów efektorowych termoregulacji
współczulny układ nerwowy OUN nerwy somatomotoryczne
ruchy dowolne
reakcje behawioralne
mięśnie szkieletowe
termogeneza drżeniowa
gruczoły potowe
wydzielanie potu
układ naczyniowo – ruchowy
izolacja termiczna
brązowa tk. tłuszczowa
termoregulacja bezdrżeniowa
Efektory termoregulacji (slajd)
fizycznej chemicznej
Hormony wywierające działanie ciepłotwórcze:
- hormony tarczycy
- glukagon
- aminy katecholowe
gruczoły potowe system? mięśnie szkieletowe wątroba tk. tł.
Mechanizmy powodujące:
1. Skurcz naczyń krwionośnych skóry;
2. Drżenie mięśniowe;
3. Zwiększenie wydzielania hormonów zwiększających metabolizm (kory nadnerczy, tarczycy i in.).
1. Reakcje naczynioruchowe- rozszerzenie naczyń krwionośnych skóry;
2. Pobudzenie gruczołów – wzrost wydzielania potu.
zachowanie ciepła
utratę ciepła
1. Rozszerzenie naczyń krwionośnych skóry powoduje wzrost skórnego przepływu krwi, co prowadzi do wzrostu temp. pow. ciała (skóry) i zwiększa utratę ciepła zarówno w drodze promieniowania jak i przewodzenia;
2. Pobudzenie gruczołów potowych powoduje wydzielanie dużych ilości potu, który następnie parując zużywa duże ilości energii w postaci ciepła. Na wyparowanie 1g potu org. zużywa 0,35 kcal ciepła. człowiek pracujący w środowisku gorącym może wydzielać 7-8 i więcej litrów potu.
Organizm człowieka posiada na skórze ok. 3 mln gruczołów potowych (slajd).
Zachowanie ciepła
1. Skurcz naczyń krwionośnych skóry powoduje obniżenie skórnego przepływu krwi, co prowadzi do obniżenia temperatury pow. ciała (skóry) i zmniejsza szybkość biernej wymiany ciepła z otoczeniem;
2. Wzmożenie wytwarzania ciepła poprzez termogenezę:
§ drżeniową – mimowolny skurcz mięśni szkieletowych, który może powodować trzykrotne zwiększenie metabolicznej produkcji ciepła;
§ bezdrżeniową – współczulny układ nerwowy, a następnie hormony tarczycy stymulują zwiększenie tempa metabolizmu. Proces długotrwały, powodujący w ciągu kilku tygodni oddziaływania zimna wzrost tempa metabolizmu o 30-40%.
Ciepło jest produkowane we wszystkich tkankach organizmu, ale jest tracone Wdo otoczenia tylko z tkanek, które kontaktują się z otoczeniem. Wewnątrz ciała ciepło jest transportowane dwoma sposobami: poprzez przewodnictwo tkankowe i konwekcyjnie przez krew (slajd).
Organizm człowieka może oddawać lub zyskiwać ciepło w wyniku następujących procesów:
promieniowanie 60%
20 - 25%
przewodzenia
konwekcja
pocenie się (parowanie)
10 - 15%
Promieniowanie – przekazywanie ciepła otoczeniu w postaci fal elektromagnetycznych mieszczących się w zakresie podczerwieni. O wielkości wymiany decyd...
simonprz