10 фактов о реакции тела на экстремальные и опасные условия

Мы все слышали о людях, которых сжигали на кострах, замораживали и размалывали мощными прессами. Что происходит на самом деле с человеческим организмом, когда он подвергается таким экстремальным испытаниям?

Ускорение

Сила притяжения никогда особо не влияла на людей до конца Первой мировой войны, когда пилоты начали таинственным образом терять сознание в полете. Благодаря офицеру ВВС США Джону Стаппу люди тогда узнали очень многое о том, как сила гравитации и в целом перегрузка влияет на человеческое тело.

Стапп подверг себя испытанию силами в 35 g, что эквивалентно ускорению в 343 метра в секунду в квадрате. Его кости сломались, зубные пломбы вылетели. Но реальный эффект, как он выяснил, был в его крови.

Когда ускорение происходит вдоль горизонтальной оси, тело переживает перегрузку сравнительно хорошо, потому что кровоток остается в той же горизонтальной плоскости. Когда силы тяжести действуют на тело по вертикали, все не так хорошо. После определенного порога (4-5 g для некоторых людей), у наших систем не хватает сил, чтобы качать кровь.

Отрицательные силы притяжения вызывают те же самые проблемы, препятствуя кровотоку, и приводят к тому, что кровь очень быстро накапливается в одном месте. Справиться с этим помогают костюмы для перегрузок. Пневматические камеры в костюмах удерживают кровь на месте, предотвращая потерю сознания у пилотов.

Стапп пережил и свой последний запуск, когда ускорился до 1017 километров в час, остановился на одну секунду и весил более 3500 килограммов несколько мгновений. Умер он у себя дома, тихо и мирно, в возрасте 89 лет.

Давление

Декомпрессионная болезнь, хорошо известная водолазам и дайверам, начинается, когда человеческий организм чувствует внезапное падение окружающего давления. Кровь не может эффективно растворять газы, например азот. Вместо этого газы остаются в кровотоке в виде пузырьков. В тяжелых случаях пузырьки накапливаются в кровеносных сосудах и блокируют кровоток, что вызывает головокружение, заторможенность или даже смерть.

Мягкая форма декомпрессионной болезни, ДКБ I, как правило, приводит к боли в суставах и отеку тканей. Дайверы, которые подвергают себя изменению давления на постоянной основе, могут упустить нужный момент и повредить суставы. ДКБ II и вовсе может убить. Люди, пострадавшие от этого типа заболевания, испытывают головокружение, паралич и шок.

Холод

Когда температура тела падает до 30 градусов по Цельсию, все функции организма замедляются. Усталость, неуклюжесть и задержка реакции на внешние стимулы проявляются в числе первых симптомов.

Одной из первых систем, которые отказывают на отметке в 30 градусов, является терморегуляция, или способность организма поддерживать свою внутреннюю температуру. Сердце будет постепенно замедляться вместе с функцией легких, пока остальные части тела будут страдать от нехватки кислорода. Кроме того, быстро выходит из строя система почек, затапливая тело разбавленной версией мочи. Это вещество просачивается в кровь и другие органы, вызывая шок или другие проблемы с сердцем.

Замедленный метаболизм и работа систем организма приводят к гипотермии и требуют тщательного лечения.

Тепло

Тепловой удар происходит, когда внутренняя температура тела поднимается выше 40 градусов по Цельсию. Классический тепловой удар медленно развивается с воздействием тепла, например, во время летней жары. Тепловой удар поражает и людей, которые выполняют физические задачи в жарких условиях, например, промышленные рабочие и спортсмены. В любом случае только около 20% пострадавших выживают без лечения, а многие выжившие переживают некоторые повреждения мозга.

Влажность увеличивает шансы на тепловой удар, поскольку удерживает пот от испарения, что замедляет способность организма избавлять себя от жары. Как только температура ядра клеток достигает 42 градусов по Цельсию, всего за 45 минут они разрушаются. Ткани набухают, в тело попадают токсины. В более легких случаях, которые называются тепловым истощением, только кровеносная система замедляет работу. При полном тепловом ударе перестает правильно работать нервная система, что приводит к шоку, судорогам и головокружению.

Огонь

Горячий воздух и влажность могут серьезно повредить тело. Огонь же, что неудивительно, приведет к серьезным повреждениям, разрушению и смерти тела.

Исследователи из Университета Западной Флориды поджигали трупы (разумеется, владельцы которых завещали себя на опыты) и документировали все, что с ними происходит. Обычное человеческое тело сгорает за семь часов. Сначала сгорает верхняя кожа, высыхая и трескаясь, а после воспламеняясь. Дермальные слои кожи сгорают примерно за пять минут.

Затем огонь берется за жировой слой. Жир — весьма эффективное топливо, как горючее топливо или древесина в костре. Горит как свеча, тает, впитывается в «фитиль» и сгорает за часы. Пламя также высушивает мышцы, сокращает их и заставляет тело двигаться.

Обычно огонь горит, пока не останутся только кости, если только они не трескаются, обнажая мозг. Зубы, кстати, не горят. В ходе исследования имитировался огонь с места преступления. Но во время кремации огонь гораздо жарче и тело сгорает быстрее. Большинство процессов кремации проходит при температуре 600-800 по Цельсию. Даже при такой температуре может понадобиться несколько часов, чтобы тело полностью превратилось в прах.

Ученые говорят, что горящее тело пахнет как свиные ребрышки на барбекю.

Голодание

Мы знаем, что голод убивает, но в деталях все выглядит еще ужаснее. Желудок уменьшается физически, а значит иногда может быть неудобно снова есть нормальное количество еды, даже если она спасет вас. Сердце и сердечные мышцы физически уменьшаются, а значит уменьшаются их функции и снижается артериальное давление. Длительное голодание приводит к анемии. У женщин может полностью прекратиться менструация.

Когда вашему телу не хватает сахара, оно начинает разрушать жиры. Звучит неплохо для некоторых из нас, но когда накопленный жир быстро сгорает, он высвобождает соединения под названием кетоны, наряду с энергией. Кетоны нарастают, приводят к тошноте и усталости, а также неприятному запаху изо рта.

Ваши кости тоже могут надолго ослабеть после временного голодания. Эффекты, оказанные на мозг, тоже весьма удивят. Без жизненно важных питательных веществ вроде калия и фосфора повреждения мозга гарантированы. Вы можете физически потерять серое вещество мозга — даже если возобновите питание. Некоторые потери будут постоянными, как и нарушения функций головного мозга.

Растущие дети и подростки могут позднее в жизни столкнуться с проблемами здоровья, женщины — с невозможность вынести ребенка до срока. Возможно, более странным покажется тот факт, что люди, страдающие от долгосрочного голодания, часто обрастают плотным слоем крошечных мягких волосков под названием lanugo, которые помогают организму регулировать температуру.

Высота

Даже если вы не боитесь высоты, вы наверняка испытаете легкое головокружение, если посмотрите с края высотного дома. По большей части, это психологическое, но ничего не поделаешь.

Равновесие — хитрая вещь. Когда мы на земле, мы ориентируемся по стационарным устойчивым объектам. Когда мы находимся на вершине 16-этажного здания, равновесие не работает. Ближайший стационарный объект (кроме пола под ногами) находится так далеко, что организм не может использовать его, чтобы успокоить себя.

Качка здания тоже добавляет проблему. Когда вы достаточно высоко, все слегка покачивается, и это замечает ваше тело, даже если разум — нет. Чем выше мы, тем больше качка и тем сложнее удержать равновесие. Если качка слишком сильная (например, уже на высоте 30 этажей), это может смутить наш центр тяжести.

Люди, которые плохо оценивают расстояния, страдают от акрофобии. Исследование показало, что те, кто переоценил высоту зданию, испытывал более сильную реакцию на его вершине. Полученные результаты позволяют предположить прямую связь между восприятием и страхом.

Химикаты

Сероводород — довольно неприятная штука. Вы знакомы с ним по запаху тухлых яиц. В больших количествах сероводород, возможно, убивал динозавров и прочую доисторическую живность. Но все живые продукты производят это химическое вещество в очень небольших количествах, и это помогает регулировать скорость, с которой происходят наши внутренние процессы. Совсем недавно было обнаружено новое использование сероводорода — мышей помещали в состояние анабиоза.

При введении надлежащей дозы сероводорода он замедлял скорость метаболизма в организме у мышей и снижал температуру намного ниже порога гипотермии. Все функции организма, в том числе кровообращение и легочная деятельность, почти останавливались.

В испытаниях на животных сероводород подавляет нормальное функционирование тела, что, возможно, будет бесценным инструментом в замедлении нанесения урона ожогами и заболеваниями, пока человек не может получить надлежащее лечение.

Радиация

Радиоактивный распад высвобождает энергию в окружающую среду. Эта энергия взаимодействует с клетками организма, либо убивая их на месте, либо заставляя их мутировать. Мутации перерастают в рак, а некоторые виды радиоактивных материалов серьезно поражают конкретные части тела. Например, радиоактивный йод накапливается в щитовидной железе, вызывая рак щитовидной железы, особенно у детей.

Однако, чтобы увеличить риск развития рака, человек должен подвергнуться относительно большому количеству радиационного облучения. Обычный человек подвергается воздействию 0,24 – 0,3 бэр радиации в год. Чтобы риск заболевания раком вырос на 0,5%, вам нужно около 10 бэр.

На уровне 200 бэр начинается лучевая болезнь. Лучевая болезнь вызывает кратковременные эффекты — рвоту, понижение уровня эритроцитов и повреждения костного мозга. Повреждения костей вызывают другие, более скрытые проблемы: костный мозг отвечает за выработку тромбоцитов, которые необходимы в процессе свертывания крови.

Одиночество

Чувство одиночества — это нормально. Даже в самых набитых людьми комнатах мы можем ощущать непреодолимое чувство одиночество. Однако хроническое одиночество может иметь вполне реальное воздействие на наш организм.

По словам психологов из Чикагского университета, люди, которые жалуются на чувство одиночества, обладают серьезно подавленной иммунной системой по весьма интересной причине. Поскольку одинокие люди смотрят на мир на как опасное недружелюбное место, их иммунная система зациклена на борьбе с бактериальными инфекциями. Постепенно она становится неспособной производить такое множество противовирусных антител, а организм становится более восприимчивым к вирусным болезням.

Также одинокие люди более восприимчивы к повышенному кровяному давлению, поскольку напряжение в артериях связано с хроническим одиночеством и проблемным сном. Постоянный стресс оставляет нас более уязвимыми для болезней сердца и инсультов.

Вода (бонус)

Все мы знаем об опасности обезвоживания, но насколько опасен избыток воды в организме?

Водная интоксикация вызывает всевозможные проблемы, из которых самая опасная и смертоносная — гипонатриемия. Когда почки не могут избавиться от дополнительной воды, они толкают ее в кровоток, где она разжижает кровь и вызывает серьезное снижения уровня электролитов. Без достаточного количества соли в организмы вы будете страдать от головной боли, истощения, рвоты и дезориентации.

После того как кровь больше не сможет справиться с этим, вода устремляется в клетки, которые набухают. Когда у клеток не хватит возможности для расширения, например, в головном и спинном мозге, ситуация станет смертельной. Начнется отек мозга, кома, судороги и смерть.

Если пить слишком много, можно столкнуться и с другой проблемой. В воде могут быть загрязняющие вещества. Если вы регулярно пьете больше воды, чем рекомендовано, загрязнения из воды перекочуют в ваше тело в таком объеме, что тело не сможет справиться с ситуацией.