Действия электрического тока на организм человека

О том, что электрический разряд действует на человека, стало очевидным в последней четверти XVIII века. Первым его описал Ж. Марат в докладе французскому правительству при расследовании дел по применению электростатического электричества в лечебных целях. Англичанин А. Уориш, итальянцы Л. Гальвани, А. Вольта и ряд других ученых установили, что на человека действует разряд, полученный не только от источника статического электричества, но и от электрохимического элемента.

Однако никто из исследователей не указал на опасность этого действия на человека. Впервые установил эту опасность профессор Петербургской медико – хирургической академии В.В. Петров: при сборке в физической лаборатории высоковольтной гальванической батареи (по современным представлениям V ≈ 1700 В) получил электрический удар с потерей сознания. Этот случай профессор В.В. Петров описал и опубликовал в журнале академии в 1803 г.

После этого случая как сам профессор В.В. Петров, так и ученые других стран приступили к систематическому изучению действия электрического тока на организм животного и человека.

Изучение механизма электропоражения показало, что электрический ток вызывает в организме общую рефлекторную реакцию со стороны центральной и периферической нервной системы, а также со стороны сердечно – сосудистой и дыхательной систем. Это приводит к нарушению нормальной работы сердца или к остановке дыхания. Другими словами, при воздействии тока нарушаются функции жизненно важных органов.

Ответная реакция организма на действие электрического тока закономерна и зависит от рода и величины тока, протекающего через тело человека, длительности воздействия, пути тока и т.п.

Различный характер реакций отдельных органов зависит не только от параметров тока, но главным образом – от электрического возбуждения, свойственного тканям организма.

Реакция нервно – мышечного аппарата и отдельных нервов на электрическое раздражение подчиняется определенной закономерности, которая выражается в последовательном сокращении мышц и раздражениями отдельных нервов.

Соответственно физиологическому закону электрического возбуждения биологической ткани возбужденная ткань реагирует на электрическое раздражение, т.е. на воздействие электрического тока, только в момент возрастания тока или его убывания, а также изменения его направления. Соответственно этому наиболее опасным является переменный ток, который во времени изменяется по величине и направлению.

Частота переменного тока 50 Гц воспринимается отдельными тканями и органами раздельно. Скелетные мышцы способны воспроизводить такую же частоту раздражения и отвечать на нее нормальным сокращением. Для мышц сердца, предел частоты раздражения не превышает 5-6 раз в 1 с, раздражение током 50 Гц является чрезмерным и нарушается нормальное функционирование этого органа.

Постоянный ток, как не изменяющийся во времени по величине и направлению, ощущается в моменты включения и отключения от источника тока. Обычно действие его тепловое, а при значительной величине – в организме происходит химическое разложение крови и клеток ткани.

Исследованиями установлено, что проходя через организм электрический ток производит термическое, электролитическое и биологическое действие.

Термическое действие проявляется в нагреве ткани (в соответствии с законом Джоуля – Ленца: Q ≈ I² ∙ R_ор ∙ t, где I – величина тока, R_ор – сопротивление организма, t – время прохождения тока) вплоть до ожогов отдельных участков тела, перегреве кровеносных сосудов, крови и т.п.

Электролитическое действие (в основном постоянный ток – см. физхимию) вызывает разложение крови и плазмы – значительно нарушает их физико – химический состав, а также состав клеток ткани.

Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении нервной и мышечной ткани организма (см. выше), что может сопровождаться непроизвольным судорожным сокращением мышц, в том числе мышц сердца и легких. Такое воздействие может привести к фибрилляции сердечной мышцы и остановке сердца или остановке дыхательной системы. Биологическое действие (электрический удар) вызывает переменный ток, а также постоянный ток в момент включения и выключения человека из электрической цепи, находящейся под напряжением.

Кроме общего действия электрический ток может привести к местным поражениям: местные ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и др.

Местные электрические ожоги подразделяют на 4 степени:

I – покраснение кожи;

II – образование пузырей;

III – омертвление всей толщи кожи;

IV – обугливание тканей.

Электрические знаки: четко очерчены пятна серого или бледно – желтого цвета на поверхности кожи, подвергнувшейся действию тока (безболезненные – похожие на сухие мозоли, со временем исчезают).

Металлизация кожи – проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, переносимых электрическим током с электрода, который прикасается к кожному покрову.

Электроофтальмия – воспаление наружных оболочек глаз, возникающего в результате поглощения ультрафиолетового спектра излучения электрической дуги.

Причинами смерти от электрического удара могут быть: прекращение работы сердца (~ 40 %); прекращение дыхания (~ 40 %) и одновременно прекращение работы сердца и остановка дыхания (~ 20 %).

На первом этапе при летальном исходе наступает клиническая смерть – переходный период от жизни к смерти, наступающей с момента прекращения работы сердца или легких. В состоянии клинической смерти у человека отсутствуют все признаки жизни: он не дышит, его сердце не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период во всех тканях организма продолжаются обменные процессы, хотя и на очень низком уровне. При клинической смерти первыми начинают погибать очень чувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга (нейроны). Продолжительность клинической смерти у человека, пораженного электрическим током, составляет 4-6 минут, после этого она переходит в биологическую смерть. Поэтому при электрическом ударе человека, если у него отсутствуют признаки жизни (не работают сердце или легкие) необходимо немедленно оказывать первую доврачебную помощь: делать искусственное дыхание и косвенный массаж сердца вплоть до прибытия скорой помощи.