- Trang chủ
- Sách y học
- Sinh lý y học
- Ảnh hưởng của lực ly tâm lên cơ thể
Ảnh hưởng của lực ly tâm lên cơ thể
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.
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
Hoạt động của não bộ: điều hòa bằng xung động kích thích từ thân não
Xung động thần kinh ở thân não hoạt hóa các phần của não theo 2 cách: Kích thích hoạt động cơ bản của neurons trên vùng não rộng lớn và hoạt hóa hệ thống hormon thần kinh giải phóng hormon kích thích.
Phế nang: tốc độ thông khí của phế nang
Một trong những chức năng quan trọng của đường hô hấp là giữ chúng luôn mở và cho phép không khí đi lại đến phế nang dễ dàng. Để giữ khí quản khỏi xẹp, nhờ có sụn nhẫn.
Tự điều chỉnh lưu lượng máu trong quá trình thay đổi áp lực động mạch
Xu hướng trở về bình thường của dòng máu được gọi là sự điều chỉnh tự động. Sau khi trao đổi chất tích cực xảy ra, dòng máu tại chỗ ở hầu hết các mô sẽ liên quan đến áp lực động mạch.
Bất thường răng
Sâu răng là kết quả hoạt động của các vi khuẩn trên răng, phổ biến nhất là vi khuẩn Streptococcus mutans. Lệch khớp cắn thường được gây ra bởi sự bất thường di truyền một hàm khiến chúng phát triển ở các vị trí bất thường.
Điểm nhiệt chuẩn trong điều nhiệt cơ thể
Điểm nhiệt chuẩn tới hạn của vùng dưới đồi, mà ở đó ở dưới mức run cơ và trên mức bắt đầu đổ mồ hôi, được xác định chủ yếu bởi hoạt động của receptor càm nhận nhiệt trong vùng trước thị-trước dưới đồi.
Cơ tâm thất của tim: sự dẫn truyền xung động
Các cơ tim bao phủ xung quanh tim trong một xoắn kép, có vách ngăn sợi giữa các lớp xoắn; do đó, xung động tim không nhất thiết phải đi trực tiếp ra ngoài về phía bề mặt của tim.
Khuếch tán khí qua màng hô hấp: các yếu tố ảnh hưởng
Hệ số khuếch tán khí phụ thuộc vào khả năng hòa tan của khí trong màng tế bào, và hệ số này tỷ lệ nghịch với trọng lượng phân tử. Tỷ lệ khuếch tán khí trong màng hô hấp là gần như chính xác tương tự như trong nước.
Mãn kinh ở phụ nữ
Khi mãn kinh, cơ thể người phụ nữ phải điều chỉnh từ trạng thái sinh lý được kích thích bởi estrogen và progesterone sang trạng thái không còn các hormone này.
Sóng vận mạch huyết áp: dao động của hệ thống điều chỉnh phản xạ huyết áp
Khoảng thời gian cho mỗi chu kỳ là 26 giây đối với chó đã gây mê, 7-10 giây ở người không gây mê. Sóng này được gọi là sóng vận mạch hay sóng Mayer.
Đặc điểm của sự co bóp cơ toàn bộ
Cơ co bóp được nói là đẳng trường khi cơ không bị rút ngắn trong suốt sự co bóp và là đẳng trương khi nó bị rút ngắn nhưng sức căng trên cơ vẫn không đổi trong suốt sự co bóp.
Điều hòa chức năng thực vật và nội tiết của vùng dưới đồi
Để minh họa cấu tạo của vùng dưới đồi cũng như đơn vị chức năng của vùng dưới đồi, chúng ta tổng hợp chức năng thực vật và nội tiết quan trọng ở đây.
Hormon điều hòa vận động đường tiêu hóa
Phần lớn hormone điều hòa sự bài tiết ở đường tiêu hóa cũng tác động lên sự vận động một số vùng của đường tiêu hóa. Mặc dùng tác dụng vận động thường ít quan trọng hơn tác dụng bài tiết.
Kích thích: quá trình khởi đầu cho điện thế màng tế bào hoạt động
Kích thích điện âm yếu có thể không có khả năng kích thích một sợi. Tuy nhiên, khi điện áp của sự kích thích được tăng lên, tới một điểm mà tại đó sự kích thích không diễn ra.
Tổng hợp các Triglycerides từ Carbohydrates
Tổng hợp triglycerides xảy ra ở gan, nhưng một lượng nhỏ cũng được tổng hợp ở mô mỡ. Triglycerides được tổng hợp ở gan sẽ được vận chuyển chủ yếu dưới dạng VLDLs tới mô mỡ, nơi chúng được dự trữ.
Dịch ngoại bào: môi trường trong cơ thể
Dịch ngoại bào và máu luôn có quá trình trao đổi qua lại với nhau nhờ quá trình khuếch tán dịch và chất tan qua thành các mao mạch, dịch ngoại bào chứa các ion và các chất dinh dưỡng và là môi trường.
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.
Điều hòa tuần hoàn: vai trò hệ thống thần kinh tự chủ
Phần quan trọng nhất của hệ thần kinh tự chủ đều hòa tuần hoàn là hệ thần kinh giao cảm, hệ thần kinh phó giao cảm cũng đóng góp một phần khá quan trọng.
Sự kích thích bài tiết acid dạ dày
Khi thức ăn có chứa protein tới vùng tận cùng hang vị, một vài protein từ thức ăn tác động kích thích tế bào tiết gastrin của tuyến môn vị gây nên sự giải phóng Gastrin vào máu để sau đó được vận chuyển đến các tế bào ECL ở dạ dày.
Các van tim ngăn sự quay lại của dòng máu kỳ tâm thu
Đặc điểm giải phẫu của van động mạch chủ và van động mạch phổi phải được cấu tạo với một mô sợi đặc biệt mạnh mẽ nhưng cũng phải rất mềm dẻo để chịu đựng được thêm gánh nặng vật lý.
Kiểm soát hành vi đối với nhiệt độ cơ thể
Kiểm soát hành vi đối với nhiệt độ cơ thể là một cơ chế điều nhiệt hữu hiệu hơn nhiều các nhà sinh lý học từng thừa nhận trước đây, nó là một cơ chế thực sự hữu hiệu để duy trì nhiệt độ trong các môi trường rất lạnh.
Vitamin D và vai trò kiểm soát nồng độ canxi huyết
Vitamin D3 còn gọi là cholecalciferol là hợp chất quan trọng nhất, được hình thành trong da do kết quả nhờ chiếu xạ của 7-dehydrocholesterol, một chất có trên da, bởi tia cực tím từ mặt trời.
Đo lưu lượng máu não và tác động của hoạt động não bộ trên lưu lượng máu não
Chứng minh tác động của hoạt động thần kinh tại chỗ trên lưu lượng máu não bằng cách chỉ ra sự gia tăng đặc hiệu lưu lượng máu vùng chẩm ghi lại trên não một con mèo khi chiếu ánh sáng mạnh vào mắt nó trong một phút rưỡi.
Chức năng tâm thất giống như bơm
Với cả sự tăng thể tích cuối tâm trương và giảm thể tích cuối tâm thu, thể tích co bóp có thể tăng hơn gấp đôi so với bình thường.
Tổng hợp những hormon chuyển hóa của tuyến giáp
Giai đoạn đầu hình thành hormon tuyến giáp là vận chuyện iod từ máu vào các tế bào tuyến giáp và các nang giáp. Màng đáy của tế bào tuyến giáp có khả năng đặc biệt để bơm iod tích cực vào trong tế bào.
Tần số âm thanh: định nghĩa nguyên lý vị trí thính giác
Phương pháp chủ yếu để hệ thần kinh phát hiện ra các tần số âm thanh khác nhau là xác định vị trí trên màng nền nơi mà nó được kích thích nhiều nhất, nó được gọi là nguyên lý vị trí trong xác định tần số âm thanh.