Экологическая реабилитология. Механизмы биологического воздействия факторов на организм. Термический эффект, ударный эффект, шум

22 Мая в 12:10 761 0


Термический эффект ЛИ особенно отчетливо проявляется в пигментированных тканях. В зависимости от величины поглощенной энергии может наблюдаться либо мгновенное испарение вещества, либо развитие ожога различной выраженности. При этом вследствие чрезвычайной кратковременности лазерного воздействия, быстрой термостабилизации и малой теплопроводности большинства биологических структур возникающие термоочаги четко отграничены от окружающих тканей, напоминая электрокоагуляционные ожоги при поражениях электротоком.

Термический эффект всегда строго локализован. Непосредственный очаг поражения может быть расположен и в глубине, по ходу прохождения луча, при абсолютно неповрежденной коже. Это зависит как от степени пигментированности тканей по ходу луча, так и от фокусировки его на глубине облучаемого объекта. Подобного рода особенность позволяет использовать лазерное излучение, например, для лечения поражений, локализованных на сетчатке глаза.

С тепловым влиянием тесно связан и ударный эффект лазерного воздействия. Тепловая энергия, выделяющаяся в месте фокусирования лазерных лучей, инициирует тепловое объемное расширение тканей, что в свою очередь сопровождается давлением на окружающие структуры и их деформацией. Определенное значение в развитии этого эффекта принадлежит также ударной волне, возникающей при мгновенном испарении частиц ткани в месте облучения. Она распространяется в окружающих тканях сначала с ультразвуковой скоростью, затем со звуковой и, наконец, со скоростью ниже звуковой.

Поэтому эффект ударной волны может отмечаться даже на значительном расстоянии от места непосредственного облучения. Давление ударной волны может достигать значительных величин. Особенно опасны случаи возникновения ударной волны за счет теплового объемного расширения в сочетании с парообразованием в замкнутых полостях (полость черепа, глаза, грудная клетка и др.). Иногда могут регистрироваться явления кавитации, т. е. образования полостей вследствие быстрого испарения частиц вещества. Образующиеся каверны, спадаясь после прохождения ударной волны, в свою очередь приводят к дополнительному компрессионному удару.

ЛИ помимо теплового и ударного эффекта вследствие своей большой энергетической плотности индуцирует возникновение или изменение напряжения существующих в биообъектах электрических и магнитных полей. При действии достаточно мощных лазерных излучений напряженность возникающего электрического поля может достигать 107 В/см2, что достаточно для ослабления и даже разрыва химических связей, образования свободных радикалов, катализа различных химических реакций. Таким образом, под влиянием ЛИ возможно появление разнообразных фотохимических и фотоэлектрических эффектов.

Поскольку повреждающее действие на биологические объекты оказывает лишь лазерное излучение достаточно высокой мощности, принято считать, что в обычных производственных условиях подобные ситуации могут возникать только в случае грубых нарушений техники безопасности. Вместе с тем в процессе работы с лазерными установками обслуживающий персонал может подвергаться длительному воздействию маломощных как прямых, так и диффузно-отраженных и рассеянных лазерных излучений, биологическое действие которых на организм работающих изучено недостаточно.


Механизм биологического действия шума

Повреждающее действие шума определяется его мощностью и частотой, при этом наиболее вредны высокочастотные шумы. Различают специфическое и неспецифическое действие шума на организм человека.
Небольшие шумовые воздействия до 35 дБ могут вызвать нарушения сна. Шум порядка 55-75 дБ оказывает раздражающее действие на вегетативную нервную систему, а при его уровне более 90 дБ наблюдается постепенное ослабление слуха, сильное эмоциональное угнетение или, наоборот, возбуждение нервной системы (гипертонические кризы, язвенная болезнь и т. д.). Шум силой свыше 110 дБ приводит к так называемому шумовому опьянению, выражающемуся в возбуждении, аналогичном по субъективным ощущениям алкогольному опьянению. Длительное действие шума вызывает изменение физиологических реакций, нарушение сна, психического и соматического здоровья, снижение работоспособности и слухового восприятия.

Шум не только оказывает непосредственное негативное влияние на организм, но и влияет на распространенность различных видов патологии, значительно изменяя характер и силу ответных реакции организма на воздействие других агентов внешней среды. Так, например, он существенно усиливает воздействие сернистого ангидрида, двуокиси углерода на состояние нервной системы у детей, увеличивая частоту патологических отклонений.

Первичное действие шума связано с нарушением функции слухового анализатора. Поток звуковой энергии, вызывая механические колебания покоящегося на базилярной мембране кортиевого органа, инициирует в нем химические реакции и электрические импульсы, которые могут привести к его повреждению. В основе патологического повреждения лежит длительное возбуждение звуковоспринимающего аппарата, приводящее к нарушению обменных процессов в нем и, как следствие, к возникновению дегенеративных изменений в окончаниях предверноулиткового нерва и клетках кортиевого органа. Шумы с уровнем 80-100 дБ и выше довольно быстро вызывают снижение слуха и развитие тугоухости. Начальные стадии нарушения слуха проявляются смещением порога слышимости.

Повреждающее действие шума на звуковой анализатор зависит от индивидуальной чувствительности организма и более выражено при аномалиях строения слухового аппарата или его заболеваниях.

Неспецифическое повреждающее действие шума связано с индуцированием им возбуждения в коре больших полушарий головного мозга, гипоталамусе и спинном мозге. Первоначально развивается запредельное торможение ЦНС. Возникающее в дальнейшем истощение процессов торможения приводит к преобладанию возбуждения, что проявляется в повышении раздражительности, эмоциональной неустойчивости, ухудшении памяти, снижении внимания и работоспособности.

Перевозбуждение ЦНС приводит к формированию стресс-реакции, а перевозбуждение нейронных структур спинного мозга и прежде всего центров вегетативной нервной системы вызывает изменение функций многих внутренних органов. В результате длительного воздействия интенсивного шума развивается шумовая болезнь -общее заболевание организма с преимущественным поражением органа слуха, центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, органов желудочно-кишечного тракта.

А.С. Медведев
Похожие статьи
показать еще
 
Реабилитация и адаптация