Ảnh hưởng của lực ly tâm lên cơ thể

2021-08-25 04:49 PM

Ảnh hưởng quan trọng nhất của lực ly tâm là trên hệ tuần hoàn, bởi vì sự lưu thông của máu trong cơ thể phụ thuộc vào độ mạnh của lực ly tâm.

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

Bởi những thay đổi nhanh chóng về vận tốc và hướng của chuyển động trong máy bay hoặc tàu vũ trụ, một loại lực gia tốc đc sinh ra ảnh hưởng đến cơ thể trong quá trình bay. Vì dụ sự tăng tốc tuyến tính xảy ra khi bắt đầu cất cánh hay sự giảm tốc khi kết thúc chuyến bay, mỗi khi có sự thay đổi đột ngột của chuyển động lực ly tâm đều được sinh ra.

Lực ly tâm

Khi máy bay chuyển động, lực ly tâm được tính bằng công thức:

f = mv²/r

trong đó: f: lực ly tâm

m: khối lượng của vật

v: vận tốc của vật

r: bán kính của chuyển động

Từ công thức này ta nhận thấy lực ly tâm tỷ lệ thuận với bình phương vận tốc của vật và tỷ lệ thuận với độ sắc nét chuyển động (bán kính nhỏ).

Đo gia tốc (G)

Khi một phi công ngồi vào chỗ của mình, lực mà anh ta tác động lên chiếc ghế là kết quả của trọng lực tác dụng lên cơ thể của anh ta gọi là trọng lượng. cường độ của trọng lượng là +1G bởi nó chính bằng trọng lực. Nếu lực mà anh ta tác động lên chiếc ghế bằng 5 lần trọng lượng cơ thể thì lực đó là +5G.

Nếu chiếc máy bay bay theo một quỹ đạo nhất định và người trên máy bay được giữ chặt vs chiếc ghế bằng dây an toàn thì có 1 lực ly tâm G tác động lên cơ thể; nếu như các lực của dây an toàn tác động lên cơ thể bằng chính trọng lượng cơ thể thì lực li tâm G là - 1G.

Ảnh hưởng của lực ly tâm lên cơ thể

Ảnh hưởng lên hệ tuần hoàn

Ảnh hưởng quan trọng nhất của lực ly tâm là trên hệ tuần hoàn, bởi vì sự lưu thông của máu trong cơ thể phụ thuộc vào độ mạnh của lực ly tâm.

Khi một phi công phải chịu 1 lực G, máu luôn có xu hướng chảy về nơi thấp nhất của cơ thể. Do đó nếu lực ly tâm có giá trị là 5G và người lái ở vị trí bất động thì áp suất tĩnh mạch chân bị tăng lên rất nhiều lần (khoảng 450mmHg). Ở vị trí ngồi, áp lực khoảng 300mmHg. Ngoài ra khi áp lực trong tĩnh mạch chân tăng lên những mạch thụ động giãn ra nên một lượng lớn máu trong cơ thể di chuyển vào những mạch ở vùng thấp của cơ thể. Lượng máu về tim ít làm giảm cung lượng tim.

Những thay đổi về áp suất động mạch tâm thu

Hình. Những thay đổi về áp suất động mạch tâm thu (đỉnh đường cong) và tâm trương (đáy đường cong) sau khi người ngồi tiếp xúc đột ngột và liên tục với lực gia tốc từ trên xuống dưới 3,3 G.

Những thay đổi trong huyết áp tâm thu và tâm trương ( tương ứng trên và dưới đường cong) trong phần trên của cơ thể khi có tác động của lực ly tâm có giá trị khoảng 3,3G đột nhiên tác động lên một người ở tư thế ngồi. Nhận thấy rằng áp lực giảm xuống dưới mức 22mmHg trong vòng vài giây đầu tiên sau khi tăng tốc nhưng sau đó quay trở lại mức huyết áp tâm thu khoảng 55mmHg và huyết áp tâm trương là 20mmHg trong vòng 10-15 giây. Sự phục hồi thứ cấp này chủ yếu là do sự kích thích lên các thụ cảm áp lực gây ra các phản xạ tăng áp.

Khi lực tác động lớn hơn 4-6G gây ra chứng hoa mắt trong vòng vài giây và bất tỉnh ngay sau đó. Nếu tốc độ tiếp tục tăng lực ly tâm mạnh hơn có thể dẫn đến tử vong.

Ảnh hưởng lên cột sống

Khi lực ly tâm quá cao dù chưa tới 1 giây cũng có thể bẻ gãy đốt sống. Mức độ gia tốc một người bình thường có thể chiu đc ở tư thế ngồi trước khi gây gãy các đốt sống là khoảng 20G.

Phản lực G

Những tác động của phản lực G lên cơ thể ít gây tổn thương hơn lực tác động của lực li tâm G. Một phi công có thể chịu được phản lực khoảng -4 đến -5 G mà không có tồn thương vĩnh viễn nào, mặc dù có sự sung huyết não tạm thời trong giai đoạn đầu. đôi khi có xuất hiện rối lọa tâm thần kéo dài 15-20 ph như là hậu quả của chứng phù não. Đôi khi các hản lực G có thể rất lớn (ví dụ -20G) và tăng lượng máu trong các mạch não khiến áp lực trong mạch lên đến 300-400mmHg phá vỡ các mạch máu nhỏ ở vỏ não . tuy nhiên các mạch máu não bị vỡ ít hơn so với dự đoán ban đầu bởi: khi có lực ly tâm tác động lên khiến máu về não nhiều thì dịch não tủy lại có xu hướng dịch chuyển ngược lại so với dòng màu, dịch não tủy như một đệm áp lực cho não để ngăn ngừa tình trạng vỡ mạch máu trong não. Do mắt không được bảo vệ bởi hộp sọ nên khi tình trạng sung huyết xảy ra khiến cho mắt bị mù tạm thời với biểu hiện “red out” (viền mắt đỏ?).

Bảo vệ cơ thể chống lại lực ly tâm

Các quy định riêng và các loại thiết bị được phát triển để bảo vệ các phi công chống lại các tác động tiêu cực lên hệ tuần hoàn của lực li tâm. Trước hết là việc các phi công ngồi hơi ngả người về phía trước đồng thời co cứng cơ bụng thì có thể ngăn chặn việc máu dồn về phần thấp của cơ thể. Ngoài ra bộ trang phục chống lại lực ly tâm được nghiên cứu và ứng dụng để ngăn chặn sự tập trung máu về bụng và chân. Cách thức đơn giản nhất để chống lại phản lực G là bơn túi nén ở chân và bụng. về mặt lí thuyết, cơ thể phi công khi được mặc một bộ quàn áo nước có thể chịu được sự ảnh hưởng của lực ly tâm lên hệ tuần hoàn của cơ thể bởi vì áp lực của nước tác động lên bề mặt cơ thể trong suốt quá trình có lực ly tâm sẽ gần như cân bằng với các lực bên trong cơ thể. Tuy nhiên vẫn luôn có khí trong phổi và được vận chuyển đến các mô như tim, phổi và sự tổn thương nghiêm trọng cơ hoành mặc dù đã được mặc áo nước. Vì vậy ngay cả khi các phương pháp bảo vệ đã được áp dụng, mức giới hạn an toàn vẫn sẽ chỉ ở mức dưới 10G.

Bài viết cùng chuyên mục

Receptor: sự thích nghi và chức năng dự báo receptor tốc độ

Sự thích ứng của các loại thụ thể khác nhau cho thấy sự thích nghi nhanh chóng của một số thụ thể và sự thích ứng chậm của những thụ thể khác.

Kích thích thần kinh: chức năng đặc biệt của sợi nhánh

Nhiều khớp thần kinh kích thích và ức chế được hiển thị kích thích các đuôi của một tế bào thần kinh. Ở hai đuôi gai bên trái có tác dụng kích thích ở gần đầu mút.

Chức năng cảm giác thân thể: một số khía cạnh đặc biệt

Bên cạnh các tín hiệu cảm giác thân thể dẫn truyền từ ngoại vi về não, các tín hiệu corticofugal được dẫn truyền theo hướng ngược lại từ vỏ não đến trạm chuyển tiếp cảm giác thấp hơn của đồi thị, hành não và tủy sống.

Chức năng của vỏ não tiền đình - chẩm ở bán cầu não không ưu thế

Nghiên cứu tâm lí ở bệnh nhân có tổn thương bán cầu không ưu thế đã chỉ ra rằng bán cầu này có thể đặc biệt quan trọng đối với sự hiểu biết và nhận thức âm nhạc, kinh nghiệm thị giác phi ngôn ngữ.

Cảm giác: phân loại các loại cảm giác thân thể

Các cảm giác thân thể là các cơ chế thần kinh tập hợp tất cả những thông tin cảm giác từ mọi vị trí của cơ thể. Các cảm giác này khác với những cảm giác đặc biệt như thị giác, thính giác, khứu giác, vị giác và cảm giác về sự cân bằng.

Điện thế hoạt động của tế bào thần kinh

Để tạo ra những tín hiệu thần kinh, điện thế hoạt động di chuyển dọc theo tế bào sợi thần kinh cho tới điểm kếtthúc của nó.

Sinh lý hồng cầu máu

Hồng cầu không có nhân cũng như các bào quan, thành phần chính của hồng cầu là hemoglobin, chiếm 34 phần trăm trọng lượng.

Giải phẫu sinh lý của hệ giao cảm: hệ thần kinh tự chủ

Hệ thần kinh tự chủ cũng thường hoạt động thông qua các phản xạ nội tạng. Đó là, những tín hiệu cảm giác nội tại từ các cơ quan nội tạng có thể truyền tới các hạch tự chủ, thân não, hoặc vùng dưới đồi.

Đại cương sinh lý tim mạch

Vòng tiểu tuần hoàn mang máu tĩnh mạch từ tim phải theo động mạch phổi lên phổi, ở mao mạch phổi, khí cacbonic được thải ra ngoài và máu nhận oxy để trở thành máu động mạch, theo tĩnh mạch phổi về tim trái, tiếp đó bắt đầu một chu trình tương tự qua vòng đại tuần hoàn.

Điều hòa bài tiết cortisol ở vỏ thượng thận do tuyến yên

ACTH kích thích kiểm soát bài tiết của vỏ thượng thận là kích hoạt các protein enzyme kinase A, làm chuyển hóa ban đầu của cholesterol thành Pregnenolone.

Chức năng thông khí hô hấp

Đường dẫn khí là một hệ thống ống, từ ngoài vào trong gồm có: mũi, họng, thanh quản, khí quản, phế quản, phế quản đi vào hai lá phổi.

Khả năng duy trì trương lực của mạch máu

Khả năng thay đổi trương lực của tĩnh mạch hệ thống thì gấp khoảng 24 lần so với động mạch tương ứng bởi vì do khả năng co giãn gấp 8 lần và thể tích gấp khoảng 3 lần.

Vùng dưới đồi điều khiển sự bài tiết của tuyến yên

Vùng dưới đồi là một trung tâm thu nhận thông tin liên quan đến các trạng thái của cơ thể, và những tín hiệu này được dùng để điều khiển sự bài tiết các hormone có tác dụng toàn thân từ tuyến yên.

Dịch vào ra của cơ thể: cân bằng trong trạng thái ổn định

Dịch trong cơ thể rất hằng định, bởi vì nó liên tục được trao đổi với môi trường bên ngoài cũng như với các bộ phận khác trong cơ thể.

So sánh tế bào trong cơ thể người với những dạng sống dưới tế bào

Những chất hóa học bên cạnh acid nucleic và những protein đơn giản trở thành những phần của sinh vật, và những chức năng chuyên biệt bắt đầu phát triển ở nhiều phần khác nhau của virus.

Tác dụng của insulin lên chuyển hóa protein và tăng trưởng

Cách mà insulin làm tăng tổng hợp protein chưa được hiểu rõ như với cơ chế trong dự trữ glucose và chất béo. Đây là một vài kết quả ghi nhận trong thực tế.

Năng lượng yếm khí so với hiếu khí trong cơ thể

Năng lượng ATP có thể sử dụng cho các hoạt động chức năng khác nhau của tế bào như tổng hợp và phát triển, co cơ, bài tiết, dẫn truyền xung động thần kinh, hấp thu tích cực.

Sự co bóp cơ học của cơ vân

Các sợi cơ ở mỗi đơn vị vận động không tụ lại tất cả trong cơ mà chồng lên các đơn vị vận động khác trong các vi bó của 3 đến 15 sợi.

Feedback dương của estrogen và sự tăng đột ngột LH thời kỳ tiền rụng trứng

Trong chu kì, vào thời điểm đó estrogen có riêng một feedback dương tính kích thích tuyến yên bài tiết LH, và một kích thích nhỏ bài tiết FSH, đây là một sự tương phản rõ ràng với feedback âm tính xảy ra trong giai đoạn còn lại của chu kỳ kinh nguyệt.

Cấu tạo và chức năng các thành phần của răng

Cấu trúc tinh thể của muối làm cho men răng vô cùng cứng, cứng hơn nhiều so với ngà răng. Ngoài ra, lưới protein đặc biệt, mặc dù chỉ chiếm khoảng 1 phần trăm khối lượng men răng, nhưng làm cho răng có thể kháng axit, enzym.

Cơ chế kiểm soát lưu lượng máu đến mô cơ thể

Kiểm soát tức thời đạt được bằng cách co hoặc giãn các tiểu động mạch, mao mạch và cơ vòng trước mao mạch, trong vài giây đến vài phút. Kiểm soát lâu dài thay đổi từ từ, trong khoảng vài ngày, vài tuần thậm chí hàng tháng.

Cấu trúc vi tuần hoàn và hệ mao mạch

Tại nơi mỗi mao mạch bắt nguồn từ một tiểu động mạch, chỉ còn một sợi cơ trơn thường vòng từng quãng quanh các mao mạch. Cấu trúc này được gọi là cơ thắt trước mao mạch.

Chức năng vận động của thân não

Thân não hoạt động giống như một trạm chung chuyển cho các mệnh lệnh từ trung tâm thần kinh cao hơn. Ở phần tiếp theo, chúng ta sẽ bàn luận về vai trò của thân não trong việc chi phối cử động của toàn bộ cơ thể và giữ thăng bằng.

Hormon tuyến giáp làm tăng hoạt động chuyển hóa tế bào

Hormon tuyến giáp tăng hoạt động chuyển hóa ở hầu hết tất cả các mô trong cơ thể. Mức chuyển hóa cơ sở có thể tăng 100 phần trăm trên mức bình thường nếu hormon tuyến giáp được bài tiết nhiều.

Cơ chế kích thích cơ bản các tuyến tiêu hóa

Điều hòa sự bài tiết của các tuyến bằng các hormone. Tại dạ dày và ruột, một vài hormone tiêu hóa khác nhau giúp điều hòa thể tích và đặc tính của các dịch bài tiết.