Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Авиацияның денеге әсері
Effects of aviation on the body
Аэроғарыш физиологиясы – биіктіктің денеге тигізетін әсерін, мысалы, әртүрлі қысым мен оттегі мөлшерін зерттейді. Әртүрлі биіктікте дене әртүрліше реакция жасайды, жүрек қызметі артып, эритроциттер саны көбейеді. Бұл өзгерістер денеде энергияның көп жұмсалуына, соның салдарынан бұлшықеттердің шаршауына алып келеді, бірақ бұл биіктік деңгейіне қарай өзгеріп отырады.
Aerospace physiology is the study of the effects of high altitudes on the body, such as different pressures and levels of oxygen. At different altitudes the body may react in different ways, provoking more cardiac output, and producing more erythrocytes. These changes cause more energy waste in the body, causing muscle fatigue, but this varies depending on the level of the altitude.
Биіктіктің әсері
Аспандағы немесе ғарыштағы денеге әсер ететін физика жер бетіндегіден өзгеше. Мысалы, ауа қысымы әртүрлі биіктікте әртүрлі болады. Теңіз деңгейінде барометриялық қысым 760 мм рт.ст.; теңіз деңгейінен 3,048 м жоғарыда барометриялық қысым 523 мм рт.ст., ал 15,240 м-де барометриялық қысым 87 мм рт.ст. Барометрлік қысымның төмендеуімен атмосфералық жартылай қысым да төмендейді. Бұл қысым жалпы барометрлік қысымның 20%-нан төмен болады. Теңіз деңгейінде оттегінің альвеолалық жартылай қысымы 104 мм рт.ст., ал 6000 метр биіктікте бұл қысым акклиматизацияланбаған адамда 40 мм рт.ст. дейін төмендейді, акклиматизацияланған адамда 52 мм рт.ст. дейін төмендейді. Бұл акклиматизацияланған адамның альвеолалық желдетуінің артуына байланысты. Авиациялық физиология қысымды кабиналарда ұзақ уақыт бойы болатын адамдар мен жануарларға да қатысты. Биіктіктегі тағы бір маңызды мәселе – гипоксия, ол ауа қысымының жетіспеуінен және дене биіктікке көтерілгенде оттегінің азаюынан туындайды. Жоғары биіктікте әсер еткенде альвеолалық көмірқышқыл газдың жартылай қысымы (PCO2) 40 мм рт.ст-тан (теңіз деңгейінде) төмендейді. Теңіз деңгейіне бейімделген адамда желдету шамамен бес есеге артады, ал көмірқышқыл газдың жартылай қысымы 6 мм рт.ст. дейін төмендейді. 3040 метр биіктікте артериялық оттегінің қанығуы 90%-ға жетеді, бірақ осы биіктіктен жоғары артериялық оттегінің қанығуы 70%-ға дейін (6000 м) тез төмендейді және одан да жоғары биіктікте одан да көп төмендейді.
The physics that affect the body in the sky or in space are different from the ground. For example, barometric pressure is different at different heights. At sea level barometric pressure is 760 mmHg; at 3.048 m above sea level, barometric pressure is 523 mmHg, and at 15.240 m, the barometric pressure is 87 mmHg. As the barometric pressure decreases, atmospheric partial pressure decreases also. This pressure is always below 20% of the total barometric pressure. At sea level, alveolar partial pressure of oxygen is 104 mmHg, reaching 6000 meters above the sea level. This pressure will decrease up to 40 mmHg in a non acclimated person, but in an acclimated person, it will decrease as much as 52 mmHg. This is because alveolar ventilation will increase more in the acclimated person. Aviation physiology can also include the effect in humans and animals exposed for long periods of time inside pressurized cabins. The other main issue with altitude is hypoxia, caused by both the lack of barometric pressure and the decrease in oxygen as the body rises. With exposure at higher altitudes, alveolar carbon dioxide partial pressure (PCO2) decreases from 40 mmHg (sea level) to lower levels. With a person acclimated to sea level, ventilation increases about five times and the carbon dioxide partial pressure decreases up to 6 mmHg. In an altitude of 3040 meters, arterial saturation of oxygen elevates to 90%, but over this altitude arterial saturation of oxygen decreases rapidly as much as 70% (6000 m), and decreases more at higher altitudes.
g-күші
g күштері көбінесе ұшу кезінде, әсіресе жоғары жылдамдықтағы ұшу мен ғарыш саяхатында денеде сезіледі. Бұған қарапайым үдеу, тежелу және центростремителдік үдеудің нәтижесінде туындайтын оң g күші, теріс g күші және нөлдік g күші жатады. Ұшақ бұрылатын кезде центростремителдік үдеу ƒ=mv2/r формуласымен анықталады. Бұл жылдамдық артқан сайын центростремителдік үдеу күші жылдамдықтың квадратына пропорционал түрде артатынын көрсетеді. Ұшқыш үдеу кезінде оң g күшіне тап болғанда, қан денесінің төменгі бөлігіне қарай жылжиды, яғни g күші жоғарыласа, көкейкештегі қан қысымы артады. Бұл жүрекке аз қан жетеді дегенді білдіреді, ол жүректің жұмыс істеу қабілетіне әсер етеді және қан айналымын азайтады. Теріс g күшінің әсері көбірек қауіпті болуы мүмкін, гиперемия мен психоздық эпизодтарды тудыруы мүмкін. Ғарышта G күші дерлік нөлге тең, бұл микрогравитация деп аталады, яғни адам кеменің ішінде еркін қалқып жүреді. Бұл ғарыш кемесі мен денеге гравитация бірдей күшпен және бір бағытта әсер етуіне байланысты болады, екеуі де бірдей үдеуге ие болады.
g forces are mostly experienced by the body during flight, especially high speed flight and space travel. This includes positive g force, negative g force and zero g force, caused by simple acceleration, deceleration and centripetal acceleration. When an airplane turns, centripetal acceleration is determined by ƒ=mv2/r. This indicates that if speed increases, centripetal acceleration force also increases in proportion to the square of the speed. When an aviator is submitted to positive g force in acceleration, the blood will move to the inferior part of the body, meaning that if the g force is elevated, all the blood pressure in veins will increase. This means less blood reaches the heart, affecting its ability to function, with decreased circulation. The effects for negative g force can be more dangerous producing hyperemia and also psychotic episodes. In space, G forces are almost zero, which is called microgravity, meaning that the person is floating in the interior of the vessel. This happens because the gravity acts on the spaceship and in the body equally, both are pulled with the same forces of acceleration and also in the same direction.
Жалпы әсерлері
Гипоксия қан ағынында оттегінің жетіспеуінен туындайды. Әуе-ғарыш ортасында бұл оттегінің аз немесе толығымен болмауына байланысты болады. Дене жұмысының қабілеті төмендейді, бұл барлық бұлшықеттердің (қаңқа және жүрек бұлшықеттерінің) қозғалысын азайтады. Жұмыс қабілетінің төмендеуі оттекті тасымалдау жылдамдығының төмендеуімен байланысты. Гипоксияның кейбір жедел әсерлеріне бас ауруы, әлсіздік, психикалық шаршау, бұлшықет шаршауы және эйфория жатады. Бұл әсерлер акклиматизацияланбаған адамда теңіз деңгейінен 3650 метр биіктікте басталады. Бұл әсерлер күшейеді және 5500 метр биіктікте құрысуларға алып келуі мүмкін, ал 7000 метр биіктікте комаға түсуі мүмкін. Бұл әсерлер эритроциттердің азаюынан туындайды, бұл қанның тұтқырлығын айтарлықтай арттырады. Бұл тіндерде қан ағынының төмендеуіне және, демек, оттегі таралуының азаюына әкеледі. Өкпе артериолаларының тамырларының тарылуы жүректің оң жағындағы гипоксиядан туындайды. Артериолалық спазмдар өкпе тамырлары арқылы қан ағынының басым бөлігін құрайды, бұл қан ағынында қысқа тұйықталуға алып келеді, нәтижесінде қанда оттегінің азаюына себеп болады. Адамға оттегі беру немесе оны төменгі биіктікке көшіру арқылы жағдайды жақсартуға болады. Тау ауруы және өкпе ісінуі көбінесе биікке жылдам көтерілетін адамдарда кездеседі. Бұл ауру биікке көтерілгеннен кейін бірнеше сағаттан екі-үш күнге дейін басталуы мүмкін. Екі жағдай бар: жедел ми ісінуі және жедел өкпе ісінуі. Біріншісі гипоксия тудырған ми қан тамырларының кеңеюінен туындайды; екіншісі гипоксия тудырған өкпе артериолаларының тарылуынан туындайды. Артериялық химиялық рецепторлар төменгі парциалдық қысымға ұшырағанда ынталандырылады, бұл альвеолалық желдетуді 1,65 есеге дейін арттырады. Бірден, жоғары биіктікке бейімделу өкпе желдетуінің артуымен басталады, бұл үлкен мөлшерде CO2 шығаруға әкеледі. Көмірқышқыл газының парциалдық қысымы төмендейді және дене сұйықтықтарының pH деңгейі жоғарылайды. Бұл әрекеттер ми сабағының тыныс орталығын тежейді, бірақ бұл тежеу кейіннен жоғалады және тыныс орталығы гипоксияның салдарынан шеткі химиялық рецепторлардың ынталандыруына жауап береді, желдетуді алты есеге дейін арттырады. Адам биікке көтерілгеннен кейін жүрек шығысы 30%-ға дейін артады, бірақ гематокриттің артуына байланысты ол қалыпты деңгейге оралады. Перифериялық тіндерге жеткізілетін оттегі мөлшері салыстырмалы түрде қалыпты болып қалады. Сондай-ақ "ангиогенез" деп аталатын ауру пайда болады. Бүйректер төменгі көмірқышқыл газының парциалдық қысымына жауап ретінде сутегі иондарының шығарылуын азайтады және бикарбонаттың шығарылуын арттырады. Бұл тыныс алу алкалозы HCO3 концентрациясын төмендетеді және плазма pH деңгейін қалыпқа келтіреді. Тыныс орталығы бүйрек алкалозды жойғаннан кейін гипоксия тудырған шеткі химиялық рецепторлардың ынталандыруына жауап береді.
Hypoxia occurs when the bloodstream lacks oxygen. In an aerospace environment, this occurs because there is little or no oxygen. The work capacity of the body is reduced, decreasing the movement of all muscles (skeletal and cardiac muscles). The decrease in work capacity is related to the decrease of the oxygen of transportation velocity. Some acute effects from hypoxia include: dizziness, laxity, mental fatigue, muscle fatigue and euphoria. These effects will affect a non acclimated person starting in an altitude of 3650 meters above sea level. These effects will increase and can result in cramps or convulsions at an altitude of 5500 meters and will end in an altitude at 7000 meters with a coma. These effects are produced by a decrease of erythrocytes, which causes a significant increase of viscosity in blood. This causes diminished blood flow in tissues, so oxygen distribution decreases. The vasoconstriction of the pulmonary arterioles is caused by hypoxia in the right portion of the heart. Arteriole spasms include the major part of the blood flow through the pulmonary vessels, producing a short circuit in the blood flow giving less oxygen in blood. The person will recover if there is an administration of oxygen or if s/he is taken to low altitudes. Mountaineering disease and pulmonary edema are most common in those who climb rapidly to a high altitude. This illness starts from a few hours up to two or three days after ascension to a high altitude. There exist two cases: acute cerebral edema and acute pulmonary edema. The first one is caused by the vasodilatation of the cerebral blood vessels produced by the hypoxia; the second one is caused by the vasoconstriction of the pulmonary arterioles, caused by the hypoxia. Arterial chemical receptors are stimulated by exposure to a low partial pressure and hence increase alveolar ventilation, up to a maximum of 1.65 times. Almost immediately, compensation for the higher altitude begins with an increase of pulmonary ventilation eliminating a large amount CO2. Carbon dioxide partial pressure reduces and corporal fluids pH increase. These actions inhibit the respiratory center of the encephalic trunk, but later this inhibition disappears and the respiratory center responds to the stimulation of the peripheral chemical receptors because of the hypoxia increasing ventilation up to six times. Cardiac output increases up to 30% after a person rises to a high altitude, but it will decrease back to normal levels, depending on the increase of the hematocrit. The quantity of oxygen that goes to the peripheral tissues its relatively normal. Also a disease called "angiogenia" appears. The kidneys respond to low carbon dioxide partial pressure by decreasing the secretion of hydrogen ions, and increasing the excretion of bicarbonate. This respiratory alkalosis reduces the concentration of HCO3 and return plasma pH to normal levels. The respiratory center responds to the stimulation of the peripheral chemical receptors produced by the hypoxia after the kidneys have recover the alkalosis.