Екстремните възможности на човека

Всички сме чували най-различни истории за хора, които би трябвало да са мъртви след преживени пожари, изгаряния, измръзвания или пък са понесли жестоки удари и натоварвания. Обикновено в такива случаи приписваме на конкретния човек прозвището „късметлия“ или сме склонни да вярваме, че всичко се дължи на случайност.

Какво всъщност се случва с човешкото тяло, когато то е подложено на свръхчовешки натоварвания, смъртоносни условия на околната среда или изобщо – фактори, които би трябвало да убиват повечето хора? Тези въпроси вълнуват учените от години, като са проведени стотици експерименти, заснети са десетки филми по темата, а цели армии от доброволци са се подлагали на тестове, на които повечето от нас едва ли биха искали да се подложат.

И все пак е интересно да разберем, какво точно се случва с нашите тела, попаднали в екстремни условия. С единственото условие – че не сме потомци на Супермен.

Ускорение и натоварване

Наречено още „претоварване“ (или g-force, откъдето идват и съкращенията за натоварване от 1 g, 2 g и т.н.), това чувство за удвояване, утрояване или дори по-големи стойности на теглото е било непознато на хората преди началото на 20-и век. Или по-точно до последните години на Първата световна война, когато военните пилоти започнали мистериозно да губят съзнание по време на полет.

Първите сериозни проучвания върху претоварването и действието на земната гравитация върху човешкото тяло дължим на един американски военновъздушен офицер – Джон Стап. Той се подложил на серии от тестове, за да разбере как силите на земното притегляне влияят на човешкото тяло.

Стап бил подлаган на различни натоварвания със сили до 35 g (претоварване, при което човешкото тяло тежи 35 пъти повече от нормалното му тегло). По време на най-тежките тестове някои от костите в тялото му се натрошили, а пломбите от устата му изпаднали. Но най-неприятният ефект, който изпитал, се оказал в… кръвта му.

 

Когато ускорението е хоризонтално, тялото понася натоварването сравнително добре, защото кръвният поток остава в същата хоризонтална плоскост. Когато обаче натоварването и ускорението са вертикални, нещата се влошават драстично. Над определено ниво на натоварване (около 4-5 g за повечето хора) човешката кръвоносна система не успява да изпомпва с достатъчна сила кръвта, като кръвното налягане рязко спада до минимални нива.

При такива натоварвания кръвта буквално се събира „на едно място“ за кратко време. Затова за пилотите са създадени и специални костюми с въздушни джобове, които по време на натоварване се раздуват в определени места и не позволяват на кръвта да се оттича от горните части на тялото (мозъка), което е и причина пилотите да губят съзнание.

Стап успява да оцелее след свръхчовешки тест, по време на който тялото му е ускорено до скорост 1017 км/ч, като след това е спряно до 0 км/ч само за 1 секунда. По време на това спиране претоварването е толкова огромно, че тялото му е тежало повече от 3500 килограма! И все пак той оцелява, като умира години по-късно в дома си на спокойствие и на… 89 години!

Налягане

Дълбочинната болест (кесонна болест) е нещо, от което водолазите най-много се страхуват. Тя може да ви порази, когато човешкото тяло внезапно се окаже в зона със значително по-ниско околно налягане. Като например случаите на много рязко изплуване от дълбините на океана или бързо излизане от пределите на подводница, чието вътрешно атмосферно налягане е умишлено е намалено, а тялото ви е привикнало към него.

Ето как протича това изключително опасно състояние – в този момент кръвта не може ефективно да разтваря и задържа газовете като азота и кислорода. Затова тези газове се отделят от нея във вид на мехурчета и навлизат в кръвния ток. Кръвта ви буквално се „газира“ за секунди! В най-острите такива състояния тези мехурчета се натрупват в кръвоносните съдове, като ги блокират. Резултатът – замайване, световъртеж и, разбира се – смърт. Особено ако сте все още под водата и не знаете какво да правите.

 

По-лекият вариант на дълбочинната болест (DCS 1) обикновено води само до болки в ставите и подуване на тъканите. Гмуркачите, които с години са подложени на промени в налягането, постепенно могат да увредят ставите си до такава степен, че да се инвалидизират. DCS 2 е по-опасната степен, която убива. Оцелелите след подобно нещо разказват за ужасни състояния на главозамайване, шок и дори парализа.

Студ

Когато температурата на тялото падне до под 30 градуса по Целзий, всички физиологични функции на организма се забавят. Умора, тромавост, сънливост и забавени реакции са сред първите симптоми на измръзването.

Една от първите функционални възможности на човешкия организъм, които се „изключват“ при температура на тялото под 30 градуса, е именно терморегулацията – способността на тялото да поддържа собствената си температура. Сърцето постепенно започва да бие по-слабо, дишането се забавя и по този начин цялото тяло започва да страда от липса на кислород.

В добавка на всичко бъбреците спират своята функция много бързо, като кръвта се изпълва с разредена урина, вместо да се отделя от нея. Тази течност прониква във всички органи, като предизвиква шоково състояние за организма и дори сърдечни проблеми.

 

Въпреки това човешкото тяло е способно за известно време да понесе сериозно намаление на температурите и да оцелее. Това се случва благодарение на намаляване на метаболизма и намалените изисквания на тялото. Това са случаите на екстремна хипотермия (изстудяване на организма).

Най-известният такъв е отбелязан през 1999 година, когато шведката Анна Бьогенхолм по време на ски пропада в ледена вода, приклещена от ледената кора за цели 80 минути. По това време тя става жертва на екстремна хипотермия и температурата на тялото й е понижена до 13.7 градуса – една от най-ниските температури за оцелял човек, записвана някога. Тя успява да намери въздушен джоб под замръзналия лед, за да диша, но след 40 минути в леда сърдечната и дейност спира. След като е извадена и транспортирана до болница, екип лекари се борят за живота й 9 часа. Събужда се парализирана 10 дни след инцидента, като още няколко месеца след това се възстановява почти напълно!

Топлина

Опасните топлинни удари, за които сте чували, се получават, когато вътрешната температура на тялото ви надвиши 40 градуса по Целзий. Класическият топлинен удар настъпва бавно, заедно с повишението на температурата, най-често по време на топли вълни въздух през лятото. По-податливи към него са възрастните хора.

Освен него обаче има и топлинен удар, предизвикан от големи физически натоварвания – например при хора, които извършват тежки усилия в гореща околна среда, като например работници в заводи или атлети в горещи местности.

И двата вида топлинен удар могат да ви убият лесно. Само около 20% от хората, на които им се е случило подобно нещо, оцеляват без лечение. А в по-тежките случаи преживелите „прегряване“ остават често с известна степен на увреждане на мозъка.

Влажността увеличава шанса за топлинен удар, защото пречи на потта да се изпарява и по този начин да охлажда тялото. Когато температурата на организма отвътре достигне 42 градуса по Целзий и продължи около 45 минути, клетките започват да се увреждат и умират. Тъканите се подуват, а храносмилателната система се отпуска, позволявайки на токсини да навлязат в тялото.

 

В по-леките случаи, наречени топлинна преумора, се забавя само кръвоносната система, за да се справи с прегряването. При истинския топлинен удар нервната система почти изключва, причинявайки объркване, конвулсии и гадене.

За кратко време човек може да оцелее дори при 46.5 градуса, но това са куриозни случаи. Ето и официално признатите числа за поносимост на хората към температури в различни състояния на въздуха и водата.

Сух въздух: до 120 градуса Целзий за кратки периоди, до 70 градуса за по-дълги периоди (но с достъп до вода)
Тропичен (влажен) въздух: до 60 градуса Целзий за кратки периоди, до 47 градуса за по-дълги
Много влажен въздух: до 48 градуса Целзий за кратки периоди, до 35 градуса за по-дълги
Вода: до 46 градуса за кратки периоди, до 41 градуса за по-дълги

Глад

Разбира се, всички знаят, че гладуването убива, но подробностите са ужасяващи. Стомахът физически се свива и смалява, така че, привиквайки с малкия обем, след това човек се чувства зле със старта на приемането на нормални количества от спасителната храна. В същото време се свиват сърцето и сърдечните мускули, като така намаляват възможностите и обема си, откъдето пада и кръвното налягане.

Продължителното гладуване предизвиква анемия, а при жените менструацията може да спре напълно.
Когато на тялото му липсват въглехидрати за изгаряне, то започва да търси заместващи вещества и започва да „гори“ мазнините. Това може да звучи за много от нас дори като търсен ефект, за да свалим шкембетата, но когато натрупаната мазнина се разгражда бързо, тя отделя освен енергия и химични вещества, наречени кетони. Кетоните се натрупват в организма, водейки до гадене, изтощение и най-безобидното – лош дъх.

 

Дори след временно гладуване костите на човека значително отслабват. Още по-изненадващо е, че гладуването се отразява и на мозъка – без витални елементи като калий и фосфор мозъкът започва да отказва. Гладуващият буквално губи от своето „сиво вещество“,  а дори след това да започнете да ядете отново, част от загубите са постоянни.

Растящите деца и тийнейджърите, които са гладували, по-късно в живота си могат да понесат сериозни последствия. Като например невъзможността да се износи нормална бременност при жените. И един още по-странен ефект – гладуващите дълго време хора, както и някои страдащи от анорексия често получават още един „странен дар“ от гладуването. По цялото им тяло (лице, гръб, ръце) започват да растат тънки, меки косми, наречени „лануго“. Това явление явно е свързано с опитите на организма да регулира телесната температура, която при слабите хора е намалена.

Височина

Дори да не се страхувате от високо, може би сте изпитвали замайване или неприятно усещане, когато се намирате на върха на висока сграда и гледате надолу. Този световъртеж е нещо повече от обикновена физиология.

Всичко опира до… баланса. Когато се намирате на земята, вие се ориентирате благодарение на неподвижните обекти около вас, които ви заобикалят. Когато обаче се изкачите на 50-ия етаж например, това нещо се променя. Най-близкият стационарен обект около вас (освен пода) е толкова надалеч, че вашето тяло осъзнава, че не може да го използва, за да се подсигури. Буквално „нямате на какво да се подпрете“.

Люшкането на високите сгради създава допълнителен проблем. Когато сте горе, всичко постепенно и бавно се люлее. Вие може и да не го усещате, но тялото ви го разбира. И колкото по-нависоко се изкачвате, толкова вибрациите са по-силни, а тялото ви си мисли, че балансира все по-трудно. Ако ефектът стане твърде голям, той дори може да попречи на нашия собствен център на тежестта и да започнете да залитате.
Хората, които лошо определят разстоянията и се ориентират зле, страдат в много по-висока степен от акрофобия (страх от високо).

Изследване на учени от Калифорнийския университет било насочено към това, как хората преценяват височината на сградите. Тези, които не можели добре да преценят височината, след това се оказвало, че реагират най-сериозно при изкачване на върха на сградите. Така че подобни изследвания сочат за директна връзка между възможността за преценка на разстояния и големина на обекти и фобията от височини.

 

Химически вещества

Реакциите на човешкия организъм към различни химически вещества могат да бъдат толкова много, че да се напишат многотомни изследвания по темата. В случая обаче ще споменем нещо интересно, което е открито в последните години.

Сероводородът е доста гадно нещо. Неговият мирис ви е познат – на развалени яйца. В големи количества този газ е опасен и има дори теории, че е убил преди 65 милиона години динозаврите.

Само че всички живи същества произвеждат сероводород в много малки количества, който им позволява да регулират жизнените си процеси. И въпреки че е отровен, явно играе роля в живота ни. Една такава роля е намерена и тествана обаче при лабораторни плъхове – а именно – поставянето им в почти хипнотизирано състояние благодарение на… сероводород.

 

Когато на животните били доставени определени дози от веществото, се оказало, че сероводородът забавя метаболитните функции на организма и сваля вътрешната температура до нива дори под обявените за зоната на хипотермия. Всички телесни функции, включително кръвоносната и дихателната система, почти спрели.

Тези тестове над животни показват, че благодарение на едно такова химично вещество, потискащо функциите на тялото, без да го убива, хората могат да намерят безценен инструмент за предизвикване на нещо като „временна хибернация“. Ефектът може да се използва например за намаляване на уврежданията, причинени от изгаряния или тежки болести до момента, в който пострадалият може да получи необходимото лечение.

Радиация

Радиоактивният разпад отделя енергия непосредствено на околната среда. Тази енергия взаимодейства директно с клетките на тялото, като или направо ги убива, или пък предизвиква опасни мутации в тях. Мутациите често се развиват в някакъв вид раково заболяване, а някои типове радиоактивни вещества имат способността да атакуват в по-голяма степен конкретни части от тялото. Например радиоактивният йод се натрупва в щитовидната жлеза, предизвиквайки рак в нея, особено при децата.

Необходими са относително големи нива на радиация и продължителност на излагане, за да се повиши рискът от раково заболяване. Всеки нормален човек е подложен на естествен природен радиационен фон от 0.24 до 0.3 рентгена радиация годишно. За повишаване на риска от раково заболяване от само половин процент този радиационен фон трябва да се увеличи около 40 пъти (до 10 рентгена годишно).

 

При излагане на около 1000 пъти по-силна радиация от природната (повече от 200 рентгена) човек се разболява от лъчева болест. Тя причинява бърз ефект на повръщане, намаляване на червените кръвни телца в кръвта и унищожаване на костния мозък. Поразяването на костите води и до още един проблем – костния мозък е отговорен за образуване на тромбоцитите, които са клетките отговорни за съсирването на кръвта.

Вода

Всички знаем за опасностите от дехидратацията (загуба на вода). Но знаете ли, че и прекомерното пиене на вода е опасно?

Водното „натравяне“ причинява множество проблеми. Като най-опасният е хипонатриемията - спад в нивата на натрия в кръвта на човека. Този химичен елемент е жизненоважен за редица функции. Такива са поддържането на артериалното налягане, на водния баланс в тялото. Натрият е важен и за нормалното функциониране на нервната система.

 

Когато бъбреците не могат да се справят и да се „отърват“ от излишната вода, те я изпускат в кръвта, където тя се смесва с нея и предизвиква остро намаляване на електролитите в нея. Без достатъчно соли в кръвта човек започва да чувства главоболие, изтощаване, започва да повръща и да се дезориентира.
Когато кръвният поток не може вече да се справи с водата, тя започва да навлиза в клетките, раздува ги и може да ги увреди. Този процес става опасен, когато клетките нямат място накъдето да се раздуват – като например в мозъка и гръбнака. В този случай хората могат да получат мозъчни отоци, епилептични припадъци, кома и, разбира се – в крайна сметка да загинат.

Ако пиете прекалено много вода, може да си навлечете и друг проблем. Обикновената вода често съдържа различни замърсители – тежки метали, химични вещества, организми. Пиейки повече от препоръчителните 8 чаши на ден (около 2 литра), то вие гарантирано вкарвате в организма си по-голямо количество от всички тези замърсители. Което може да се окаже проблем.