اثرات نيروي شتاب گريز از مركزي ( G مثبت ) بر روي بدن:
اثرات وارد شده به سيستم گردش خون: مهمترين اثر شتاب گريز از مركزي بر روي دستگاه گردش خون است زيرا خون متحرك است و مي تواند به وسيله نيروهاي گريز از مركزي تغيير محل دهد.
هنگاميكه هوانورد در معرض G مثبت قرار مي گيرد خونش به سوي قسمت پاييني بدن رانده مي شود. به اين ترتيب، هرگاه نيروي شتاب گريز از مركزي 5G+ بوده و شخص به طور ساكن در وضع قائم باشد، فشار هيدرواستاتيك در وريدهاي پا پنج برابر مقدار طبيعي يا در حدود 450 ميليمتر جيوه خواهد بود و اين فشار حتي در وضع نشسته نيز تقريباً 300 ميليمتر جيوه است. به تدريج كه فشار در رگهاي قسمت تحتاني بدن افزايش مي يابد، رگها به طور پاسيو گشاد مي شوند و قسمت عمده اي از خون از قسمت فوقاني بدن به داخل اين رگهاي پايين تغيير محل مي دهد. چون قلب فقط مي تواند خوني را كه به آن باز مي گردد تلمبه بزند، لذا هر چه مقدار خوني كه در قسمت تحتاني بدن تجمع مي يابد بيشتر شود برون ده قلبي كمتر خواهد شد. شتاب بيشتر از 4G تا 6G در ظرف چند ثانيه موجب سياه شدن ديد و اندكي بعد از آن موجب بيهوشي مي شود. هرگاه اين شتاب ادامه داده شود شخص خواهد مرد.
اثر بر روي مهره ها: نيروهاي شتابي فوق العاده زياد حتي براي جزئي از يك ثانيه مي تواند موجب شكستگي مهره ها شود. ميزان شتاب مثبتي كه شخص عادي در وضع نشسته مي تواند قبل از پيدايش شكستگي در مهره ها تحمل كند حدود 20G مي باشد.
G منفي : اثرات G منفي بر روي بدن در مقايسه با اثرات G مثبت، در حالت حاد شدت كمتري داشته اما در حالت دائمي آسيب بيشتري ايجاد مي كند. هوانوردي كه با هواپيماي خود يك دايرۀ عمودي را در آسمان دور مي زند به طوريكه قسمت زير هواپيما متوجه مركز دايره باشد مي تواند 4G- تا 5G- را بدون نارحتي باستثناي پر خوني شديد موقتي سر تحمل كند اگرچه گاهي اختلالات رواني بعد از اين پر خوني در نتيجۀ خيز مغزي به وجود مي آيد كه 15 تا 20 دقيقه طول مي كشد.
گاهي G منفي مي تواند آنقدر شديد و لذا رانده شدن خون به داخل سر مي تواند آنقدر زياد باشد كه فشار خون مغزي به 300 تا 400 ميليمتر جيوه مي رسد وگاهي باعث پاره شدن رگهاي خوني كوچك بر روي سطح سر و مغز مي گردد. اما بايد دانست كه رگهاي داخل جمجمه تمايل كمتري به پاره شدن دارند زيرا مايع مغزي نخاعي همزمان با خون به طرف سر رانده مي شود و افزايش شديد فشار اين مايع بر روي خارج مغز عمل كرده و از پاره شدن رگهاي مغزي جلوگيري مي كند. با اين وجود، حيواناتي كه در معرض نيروهاي شتابي منفي G20 تا G40 قرار گرفته اند دچار خونريزي هاي زيرعنكبوتيه اي شده اند و شكي نيست كه اين اثرات در انسان نيز مي توانند به وجود آيند.
چون چشم ها به وسيلۀ جمجمه حفاظت نمي شوند لذا در جريان G منفي پر خوني شديدي در آنها به وجود مي آيد. درنتيجه چشم ها غالباٌ به طور موقتي كور مي شوند.
حفاظت از بدن در برابر نيروهاي شتابي گريز از مركزي : روش ها و دستگاههاي ويژه اي براي حفاظت هوانوردان در برابر كولاپس سيستم گردش خون كه در جريان G مثبت به وجود مي آيد ابداع شدهاند. اولاً، هرگاه هوانورد عضلات شكمي خود را به طور بسيار شديد منقبض كند و به طرف جلو خم شود تا شكمش را تحت فشار قرار دهد، مي تواند تا حدودي از جمع شدن خون در رگهاي بزرگ شكم جلوگيري كند و از اين راه شروع از هوش رفتن را به تأخير اندازد. لباس هاي ضدّ G ويژه نيز براي جلوگيري از تجمع خون در قسمت تحتاني شكم و پاها طرح شده اند. ساده ترين اين لباس ها به اين شكل است كه به تدريج كه G زياد مي شود با باد كردن كيسه هاي فشارنده، فشار مثبتي را بر شكم و پاها وارد مي كند. به طورتئوريك، خلباني كه در يك محفظه آب و يا يك لباس پر شده از آب قرار گرفته باشد مي تواند شتاب مثبت و منفي بسيار زيادي را تحمل كند زيرا فشاري كه در جريان شتاب گريز از مركزي در آب ايجاد مي شود دقيقاً نيرويي را كه بر بدن وارد مي شود خنثي مي كند. اما متأسفانه، وجود هوا در ريه ها كماكان موجب جابجا شدن قلب، بافت هاي ريه و ديافراگم گشته و با وجود غوطه ور بودن در آب اين اندام ها را به وضعيت بسيار غير طبيعي در مي آورد. بنابراين، حتي هنگامي كه اين روش مورد استفاده قرار مي گيرد آخرين حدّ بي خطري حدود G15 تا G20 مي باشد.
بي وزني در فضا :
شخصي كه در يك ماهواره به دور زمين مي چرخد يا در هر سفينۀ ديگري كه به جلو رانده نمي شود قرار دارد احساس بي وزني Weightlessness خواهد كرد به اين معني كه به سوي كف، اطراف يا سقف سفينه كشيده نمي شود بلكه در محفظۀ داخل سفينه شناور باقي مي ماند. دليل اين امر وارد نشدن كشش نيروي ثقل بر بدن نيست زيرا نيروي ثقل هر كرۀ نزديك كماكان بر بدن و سفينه عمل مي كند و چون در فضا هيچگونه مقاومتي در برابر حركت وجود ندارد، لذا سفينه و بدن انسان با نيروي شتابي برابري در يك جهت واحد كشيده مي شوند. به اين دليل، شخص به سوي هيچ يك از جداره هاي سفينه كشيده نمي شود.
مشكلات فيزيولوژيك بي وزني :خوشبختانه ، مشكلات فيزيولوژيك بي وزني شديد و وخيم نبوده اند. قسمت اعظم مشكلاتي كه به وجود مي آيند مربوط به 3 اثر بي وزني هستند:
(1) بيماري حركت در جريان چند روز اوّل سفر،
(2) تغيير محل مايعات در داخل بدن به علت اينكه نيروي ثقل نمي تواند موجب فشار هيدروستاتيك شود، و
(3) كاهش فعاليت بدني به علت اينكه هيچگونه نيروي انقباض عضلاني براي مقابله با نيروي ثقل مورد نياز نيست.
اثرات مشاهده شدۀ اقامت طولاني در فضا عبارتند از : (1) كاهش حجم خون، (2) كاهش تودۀ گويچه هاي سرخ، (3) كاهش قدرت عضلاني و ظرفيت كاري، (4) كاهش حداكثر برون ده قلبي، (5) دفع كلسيم و فسفات از استخوان ها و نيز كاهش تودۀ استخوان. عملاً همين اثرات در اشخاصي كه به مدت طولاني در رختخواب باقي مي مانند نيز به وجود مي آيد. به اين دليل، يك برنامۀ فعاليت عضلاني شديد و وسيع در جريان سفرهاي فضايي طولاني انجام مي شود و قسمت اعظم اثرات بالا باستثناي از بين رفتن استخوان، كاهش مي يابند. در سفرهاي قبلي در آزمايشگاه فضايي كه برنامۀ فعاليت عضلاني شديد نبود فضانوردان در چند روز اول بعد از بازگشت به زمين داراي ظرفيت كاري بسيار كمتري بودند. آنها همچنين در روز اول بعد از بازگشت به قوۀ ثقل زمين به علت تغيير محل خون كاهش يافته شان به سوي شكم و پاها تمايل به غش كردن در هنگام ايستادن داشتند و هنوز هم تا حدودي اين تمايل در آنها وجود دارد.
اثرات بي وزني كه به وجود مي آيند معمولاً در ظرف چند هفتۀ اول بعد از ورود فضانورد به محيط فضايي، به حداكثر مي رسند و خوشبختانه از اين زمان به بعد ديگر پيشرفت نمي كنند باستثناي يك مورد : دفع كلسيم براي ماه هاي زيادي ادامه مي يابد شايد به اين علت كه رسوب كلسيم و تشكيل استخوان نياز به نيروي ثقل دارد. بنابراين، به نظر مي رسد كه با انجام يك برنامۀ فعاليت عضلاني مناسب، اثرات فيزيولوژيك بي وزني حتي در سفرهاي فضايي طولاني نيز يك مسئلۀ خيلي جدي نخواهد بود.
فشار جو در ارتفاعات مختلف
در سطح دریا فشار جو 760 میلیمتر جیوه ، در ارتفاع 3000 متری فقط 523 میلیمتر جیوه و در ارتفاعات 15000 متری 87 میلیمتر جیوه است. این کاهش فشار بارومتریک علت اصلی تمام مسائل ناشی از هیپوکسی در فیزیولوژی ارتفاعات بلند است زیرا بتدریج که فشار بارومتریک کاهش می‌یابد، فشار سهمی اکسیژن به همان نسبت کم می‌شود و در کلیه اوقات اندکی کمتر از 21 درصد فشار بارومتریک کل باقی می‌ماند.
اثرات حاد هیپوکسی
بعضی از اثرات حاد هیپوکسی با شروع در ارتفاعات تقریبا 3600 متری عبارتند از خواب آلودگی ، بی‌حالی ، خستگی روانی و عضلانی ، گاهی سردرد ، ندرتا تهوع و گاهی احساس خوشی. تمام این علایم در ارتفاع بالاتر از 5400 متری به مرحله پرشهای عضلانی یا تشنجات پیشرفت کرده و در بالاتر از 6900 متری به اغما می‌انجامد. یکی از مهمترین اثرات هیپوکسی کاهش قدرت روانی است که قضاوت ، حافظه و انجام حرکات دقیق را مختل میکند.
سازش با فشار اکسیژن پایین
هرگاه شخصی برای چندین روز ، چندین هفته با برای سالها در ارتفاعات بلند اقامت کند با فشار اکسیژن پایین سازش بیشتر و بیشتری پیدا میکند. بطوری که فشار اکسیژن پایین موجب اثرات زیان آور کمتر و کمتری در بدن می‌شود و لذا شخص قادر می‌شود که بدون بروز اثرات هیپوکسی کار سخت‌تری را انجام دهد یا به ارتفاعات باز هم بلندتری صعود کند. روشهای اصلی که این مصونیت حاصل می‌شود عبارتند از:
- افزایش شدید تهویه ریوی
- افزایش گویچه‌های قرمز خون
- افزایش ظرفیت انتشاری ریه‌ها
- افزایش تعداد رگهای بافتی
- افزایش قدرت سلولها برای به مصرف رساندن اکسیژن با وجود فشار پایین اکسیژن.
آخرین ویرایش:
