Апр 20

С. А. Гозулов, Р. А. Двуреченская, Л. Я. Дивина, В. А. Эливанов

Определение допустимых для организма интенсивностей ударного механического воздействия непосредственно связано с выбором методов исследования и критериев оценки повреждающего (патологического) действия перегрузок. Различные по физической характеристике механические воздействия на организм обладают различной «проникающей» способностью и оказывают различное действие на функциональные системы и органы.

По мере нарастания силы механического воздействия последовательно возникают функциональные сдвиги и нарушения, микротравмы тканей и органов, компрессионные повреждения внутренних органов и общая контузия тела. Для того чтобы предупредить появление подобных последствий, необходимо исследовать характерные функциональные изменения, которые указывали бы на возможность появления травмы или патологического нарушения функций при дальнейшем увеличении интенсивности ударного воздействия на организм.

В литературе имеются лишь отдельные сообщения о попытках использовать в качестве таких критериев микротравмы, возникающие при воздействии ударных перегрузок, а также изменения некоторых физиологических и биохимических показателей.

Среди других показателей физиологических функций большое внимание уделялось анализу нарушений ритма сердечных сокращений с целью их использования в качестве признака непереносимости ударных воздействий, (М. П. Бресткин, Г. Л. Комендантов и др., 1962; Э. В. Маруханян, И. А. Цветков, 1950, 1951; А. Ф. Коваленко, 1963; Г. П. Миролюбов, 1966; С. А. Гозулов, 1956, 1968; Степп, 1959, 1961; Вайс, 1963; Робинсон, 1963; Степп и Тейлор,. 1964; Адвани и Ломбарг, 1967). Наиболее частыми видами нарушений ритма сердечной деятельности являлись брадикардия и экстрасистолия.

Определение функциональных изменений, лимитирующих переносимость ударных перегрузок и предупреждающих возникновение в организме стойких травматических последствий, оказалось чрезвычайно сложным, так как эти нарушения часто незначительно выражены, кратковременны и зависят от индивидуальных особенностей организма.

Исследования травматического действия перегрузок на животных (Г. П. Миролюбив, 1960, 1966, 1967; Лали, Паолучи, 1966) позволили установить, что наиболее ранимым органом при повреждающем действии ударных перегрузок являются легкие, далее идут печень, селезенка и сердце. Специфические повреждения легких (паравертебральные очаговые субкапсулярные кровоизлияния) могут возникать при воздействии, относительно безопасном для организма животных. Следовательно, кровоизлияния являются своеобразным индикатором, указывающим на приближение к пределам переносимости перегрузок.

В настоящей работе проводились исследования по определению зависимости начала морфологических и функциональных изменений от интенсивности воздействия с целью изыскания критериев переносимости ударных перегрузок приземления. Поскольку пороговые параметры перегрузок зависят от скорости приземления, необходимо было оценить ее значение для функциональных сдвигов, степень которых указывала бы на приближение зоны опасных воздействий.

Изучалось функциональное состояние крыс в период последействия перегрузки путем оценки их устойчивости к острой гипоксии и радиальным ускорениям. Была сделана попытка дифференциальной оценки функционального состояния организма после тотальной перегрузки тела и возникновения локальной ударной перегрузки в области головы. Для определения функциональной устойчивости крыс после воздействия ударных перегрузок (величина перегрузки 500 ед, скорость приземления 10 м/сек) применялись гипоксическая проба и радиальные перегрузки. Устойчивость крыс к гипоксии исследовалась в 2 сериях опытов. В первой серии (20 крыс) гипоксические условия создавались посредством дозированного поступления азота в герметическую камеру САИГ-1, при этом 10 животных предварительно подвергались ударному воздействию. Во второй серии (40 крыс) гипоксия достигалась подъемом крыс в миниатюрной барокамере со скоростью 250 м/сек (20 животных предварительно подвергались ударному воздействию). Устойчивость к радиальным перегрузкам в направлении голова–таз величиной 3,5 ед исследовалась на малой центрифуге на 38 крысах, из которых 19 испытали воздействие ударных перегрузок.

В зависимости от методики проведения гипоксической пробы продолжительность выживания крыс была различной. В табл. 1 приведены данные продолжительности жизни животных при функциональных нагрузках после ударного воздействия.

Таблица 1

Продолжительность жизни крыс в периоде последействия ударной перегрузки при функциональных нагрузках

Подопытные животные Контрольные животные
количество животных продолжительность жизни, мин количество животных время выживания, мин
мин-макс X ± m мин-макс X ± m
При гипоксической пробе в камере САИГ-1
10 13–23 17 ± 2,16 10 16–36 24 ± 2,38
При гипоксической пробе в барокамере
20 0,4–13 4,54:0,77 20 20–56 36 ± 2,21
При радиальных перегрузках 3,5 ед
19 8–16 10,4+0,8 19 10–21 17,8 ± 0,7

Воздействие гипоксии в условиях камеры САИГ-1 сокращало продолжительность жизни на 7 мин, что составляло 70,8% времени выживания контрольных животных. При подъеме в барокамере это время уменьшилось на 31,5 мин, составляя 12,5% контрольного. Такое различие объясняется тем обстоятельством, что в первом случае концентрация кислорода, равная 4%, создавалась за 10 мин, во втором – за 45 сек. При быстром нарастании гипоксии в барокамере организм травмированного животного не в состоянии был приспособиться к резко меняющимся условиям дыхания. Уменьшение времени жизни, по-видимому, связано с травмой органов дыхания и сердечнососудистой системы, играющих основную роль в компенсации острой гипоксии, а также с нарушением их высших регуляторных механизмов.

В отдельной серии исследований сделана попытка оценить возможность снижения устойчивости к гипоксии в связи с закрытой травмой головного мозга у крыс. Анализ полученных результатов не позволяет сделать определенных выводов, так как черепно-мозговой травме в большом числе случаев сопутствовали изменения в легких. Однако наметилась тенденция снижения гипоксической устойчивости в случаях с закрытой черепно-мозговой травмой.

Воздействие радиальных перегрузок величиной 3,5 ед на крыс вызывало у животных, предварительно подвергавшихся ударным воздействиям, сокращение продолжительности жизни на 41,5% по сравнению с контрольными (см. табл. 1).

В этой серии опытов отмечено снижение устойчивости сердечнососудистой системы к функциональным нагрузкам, нарушение компенсации циркуляторных расстройств. Последние явились следствием разрывов мелких сосудов в тканях и органах, а также ослабления в связи с ударным воздействием регуляторных механизмов.

Таким образом, функциональные пробы способствовали выявлению скрытых неблагоприятных последствий, вызванных ударными перегрузками.

Исследование функционального состояния сердечнососудистой системы и дыхания проводилось на собаках с целью выявления специфических реакций, наступающих в ответ на воздействие ударных перегрузок приземления, со скрытым и в различной степени выраженным травматическим эффектом (легкие и тяжелые повреждения). Оценка повреждения производилась по данным вскрытия собак, забиваемых на 2–3-й сутки после эксперимента.

Исследования позволили, во-первых, определить границы зоны относительно небольших единичных повреждений, ниже которой они отсутствуют или носят скрытый характер, а выше – являются выраженными и опасными для жизни; во-вторых, проанализировать динамику изучаемых функций в связи с характером и интенсивностью выявленных повреждений.

В экспериментах изучалось изменение частоты сердечных сокращений (ЧСС) и дыхания (ЧД), электрокардиограммы (ЭКГ) и артериального давления (АД). Последнее регистрировалось путем зондирования общей сонной артерии. Всего проведено 23 эксперимента применительно к условиям приземления со скоростями 8; 10 и 12,5 м/сек и перегрузками в диапазоне средних величин соответственно 75–120, 60–80 и 30–160 ед.

Перегрузки создавались на ударном стенде (СУП-10) и действовали в направлении спина–грудь. Животные плотно фиксировались на падающей платформе. Голова собак амортизировалась с помощью поролоновой прокладки толщиной 3,5 см. Реакция платформы на удар (вибрация) практически отсутствовала.

При анализе материалов вскрытия установлено, что наибольшему повреждению подвергались печень и легкие животных. Повреждения других органов и тканей (селезенка, мягкие ткани грудной стенки, субдуральные кровоизлияния) встречались в единичных случаях и не являлись характерными для данных условий. По тяжести и частоте возникновения превалировали повреждения печени. Так, из общего количества повреждений (17 случаев) травмы печени встречались в 15 случаях (88%), легких – в 10 (59%), при этом наиболее тяжелые повреждения печени были в 10 случаях (59%), а легких – только в 4 (24%).

Повреждения легких зависели не только от интенсивности воздействия, но и от наполнения их воздухом: повреждения были больше выражены при воздействии в конце вдоха или начале выдоха (максимальное наполнение) и редко появлялись при перегрузках, совпавших с дыхательной паузой или концом выдоха.

В табл. 2 представлена зависимость степени повреждения легких от их наполнения воздухом в момент воздействия.

Таблица 2

Зависимость степени повреждения легких от наполнения воздухом (фазы дыхания) в момент воздействия и величины перегрузки

Перегрузка, ед Повреждения легких при наполнении Перегрузка, ед Повреждения легких при наполнении
мин. на выдохе макс. на вдохе мин. на выдохе макс. на вдохе
v = 8 м/сек v = 12,5 м/сек
74 31
82 33 +
87 46 +
100 + + 46 + +
117 47 +
53 +
v = 10 м/сек 59
57 60
62 61 +
64 66 + +
69 74
77 + 160 +

Примечание. Знак минус (–) – повреждения отсутствуют; плюс (+) – повреждения слабо выражены; два плюса (+ +) – повреждения значительные.

Повреждения печени возникали вследствие непосредственного действия инерционных сил. Это объясняется характером ее анатомического строения и расположения в организме. Надо полагать, что повреждения в легких явились следствием в основном распространения волнового процесса деформации тканей, что подтверждается также имеющимися литературными данными (Роджер и Мак-Дональд, 1950).

При рассмотрении зависимости возникновения повреждений от величины перегрузки и скорости приземления (рис. 2) отмечено, что с увеличением скорости зона легких повреждений резко уменьшается. Так, при скорости приземления 8 м/сек эта зона составляла 30–35 ед, а при увеличении скорости до 12,5 м/сек она практически сводилась к нулю.

В связи с этим даже небольшие функциональные сдвиги, наступающие в ответ на воздействие перегрузки, при увеличении скорости приземления приобретают важное прогностическое значение.

Анализ частоты сердечных сокращений показал, что в 75% случаев вслед за воздействием перегрузки наступала относительная брадикардия, которая продолжалась от нескольких секунд до 1–2 мин. Урежение сердечных сокращений составляло 15–132 уд/мин или 10–65% по отношению к исходному уровню (непосредственно перед воздействием).

Рис. 2. Зависимость повреждающей перегрузки от скорости приземления. Повреждения печени: легкие (+), тяжелые (+ +), со смертельным исходом в течение 0,5–1,5 ч (+ + + ). Повреждения легких: легкие (+), средней тяжести (+ +).

С увеличением травматического эффекта феномен относительной брадикардии возрастал. Так, у животных с легкими повреждениями и без повреждений внутренних органов (11 опытов) максимальное урежение пульса составляло в среднем 11,2%, с тяжелыми повреждениями (11 опытов) – 29%. Различие показателей статистически достоверно (Р = 0,01).

При выраженной относительной брадикардии (урежение сокращений сердца на 30% и более) отмечалось появление дыхательной аритмии с изменением периода полной инволюции сердца в 1,2–2,8 раза в пределах одного дыхательного цикла.

Изменения амплитуды и формы зубцов электрокардиограммы после воздействия были непостоянными. Они сводились к непродолжительному увеличению зубца Р с одновременным уменьшением зубца Т на 0,1–0,2 мв и небольшому смещению вниз сегмента ST на 0,5–1,5 мм. Какой-либо зависимости этих изменений от интенсивности воздействия или возникающих повреждений не выявлено.

Представляют интерес изменения электрокардиограммы лишь в одном случае – при максимальной перегрузке (160 ед), которая вызвала повреждения внутренних органов с летальным исходом, наступившим вследствие внутрибрюшинного кровотечения. В этом опыте на фоне сравнительно медленно развивающейся гипоксии отмечено появление выраженной брадикардии, синоаурикулярной блокады и желудочковых сокращений атриовентрикулярного происхождения. Поскольку нарушения ритма сердца через несколько минут исчезали (хотя тяжесть состояния животного усиливалась), их можно отнести к числу рефлекторных изменений, наступающих в ответ на воздействие перегрузки. Эти изменения приобретают значение потому, что преходящее нарушение проводимости и возбудимости сердца наблюдается также и у испытуемых при перегрузках значительной интенсивности, но не вызывающих повреждений.

Со стороны артериального давления при воздействии перегрузки отмечалось снижение систолического и диастолического давления (в 70% случаев на 1–44% ниже исходного), через 2–3 мин давление повышалось до уровня, близкого к исходному. Относительное снижение артериального давления, так же как и частоты сердечных сокращений, при увеличении травматического эффекта возрастало. По систолическому давлению для случаев без повреждений или с легкими повреждениями внутренних органов (11 случаев) оно составляло в среднем 8,2%, а для случаев с тяжелыми повреждениями (9 случаев) – 21,1% по сравнению с исходным уровнем (различие показателей статистически достоверно, Р < 0,05). В ряде случаев снижение давления было кратковременным (несколько секунд) и наступало на фоне предварительного его повышения. Эти случаи, как правило, сопровождались более выраженными повреждениями внутренних органов у животных. Поэтому повышение давления рассматривается как реакция организма на сильное болевое раздражение.

При анализе частоты и амплитуды дыхательных движений после воздействия перегрузки было отмечено как учащение (33,3% случаев), так и урежение (66,7% случаев) дыхания. В первые 30 сек после воздействия амплитуда движений снижалась. Наиболее постоянным признаком нарушения дыхательной функции была кратковременная на (1–6 сек) задержка дыхания после воздействия. Однако зависимости изменения дыхания от степени травматического эффекта не выявлено.

В экспериментах со скоростью приземления 12,5 м/сек признаки угнетения функции сердечнососудистой системы чаще появлялись при наличии у животных повреждений внутренних органов, что косвенно свидетельствует о сужении зоны функциональных нарушений наряду с сужением зоны возникновения легких повреждений по сравнению со скоростью приземления 8 м/сек.

На основании проведенной работы можно сделать следующие выводы.

Воздействие на животных ударных перегрузок с увеличением скорости приземления от 5 до 10–12,5 м/сек вызывает нарастающие морфологические и функциональные изменения в организме. Характерные функциональные изменения чаще возникают при наличии повреждений внутренних органов. Они выражаются в появлении в первую минуту после воздействия дыхательной аритмии, в кратковременном снижении частоты сердечных сокращений и артериального давления.

Снижение устойчивости при функциональных пробах с гипоксической и циркуляторной нагрузками (быстрый подъем в барокамере, вращение на центрифуге) может указывать на наличие повреждений внутренних органов.

С увеличением скорости приземления с 8 до 12,5 м/сек тяжелые травмы у животных возникают при меньших величинах перегрузок. Граница возникновения тяжелых повреждений внутренних органов у собак снижается по средней величине перегрузки с 110–120 ед при скорости 8 м/сек до 40–50 ед при 12,5 м/сек. В последнем случае предшествующая тяжелым травмам зона легких повреждений внутренних органов практически отсутствует.

Наибольшим повреждениям со стороны внутренних органов подвергаются печень и легкие. По тяжести и частоте возникновения травмы у крыс превалировали повреждения легких, а у собак – повреждения печени. Повреждения легких у собак в значительной степени зависят от фазы дыхания, с которой совпадает воздействие. Наибольшему травматическому эффекту соответствует воздействие ударной перегрузки в момент окончания вдоха или начала выдоха.

Похожие статьи:

  1. Патоморфология ударных перегрузок В. Г. Петрухин, К: Б. Рыклин Закономерности развития структурных нарушений...
  2. Влияние скорости приземления на устойчивость животных к ударным перегрузкам С. А. Гозулов Приземление космических аппаратов, отделяемых кабин или спасательных...
  3. Направление перегрузки, вектор перегрузки, терминалогия перегрузок А. В. Иванов, И. А. Цветков Практика авиации, поставив человека...

автор admin \\ теги: , ,



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.