в) Фактор времени
Повреждающее действие тока в значительной степени определяется продолжительностью его действия; с увеличением времени оно усиливается. Так, например, прохождение тока высокого напряжения и большой силы в течение 0,1 сек. и менее не всегда вызывает смерть. В то же время действие тока такой же силы и напряжения в течение 1 сек. всегда приводит к летальному исходу. Таким образом, предельно допустимые величины токов зависят от времени воздействия на человека.
г) Значение пути тока
Важное значение для исхода поражения имеют пути распространения тока – «петли тока». Разные авторы указывают на их различные варианты (7-10-12 вариантов), но эти понятия условные, т.к. путь электрического тока в организме веерообразен, хотя главная масса электричества проходит по прямой: ток распространяется по тканям тела от места входа к месту выхода (рис. 3). Самое опасное для организма прохождение тока через головной мозг и сердце (в начале диасто-
лы). Наиболее вероятные пути: нижняя петля (от ноги к ноге) – наименее опасная: верхняя петля (от руки к руке) – более опасна; самая опасная – полная петля (обе руки и обе ноги). В последнем случае ток проходит через сердце.
Вообще, летальный исход может наступить при всех видах петель, т.к. электрический ток, проходя через организм, раздражает все рецепторы, лежащие на его пути. Считают, что ток действует на все системы и органы, но больше всего страдают нервная и сердечно-сосудистая системы. Согласно существующим представлениям выделяют три главных направления распространения электротока в организме: кровеносные сосуды, мышечная ткань, нервные стволы.
6.2. Значение реактивности организма.
Последствия электротравмы в значительной степени зависят от функционального состояния организма, его чувствительности к электрическому току, которая определяется рядом факторов, основные из которых состояние регуляторных систем – нервной и эндокринной. Основоположник науки об опасности электричества для живого организма австрийский ученый С. Еллинек в конце 20-х годов нашего века впервые высказал предположение о том, что во многих случаях решающую роль при поражении электрическим током играет фактор внимания, подготовленности, ожидания удара электрическим током. Он писал: «Главная особенность электричества в том, что напряжение нашего внимания, наша твердая воля в состоянии ослабить действие электрического тока, а иногда и совершенно его уничтожить». В дальнейшем это было подтверждено рядом наблюдений.
Так, известно, что электрики нередко берутся за провода, чтобы убедиться в наличии в них тока и переносят эту манипуляцию без последствий. В то же время случайное прикосновение и неожиданное воздействие тока может вызвать у тех же людей тяжелые повреждения, вплоть до смертельного исхода. Описан случай, когда машинист брал в руки электроды с напряжением в 500 вольт и переносил это без последствий; прикоснувшись к этим же электродам случайно, он был убит. Аналогичные факты имели место в опытах на животных. Так, при пропускании электрического тока у кошки наблюдается кратковременное оглушение. Но если ее дразнить (например, показать собаку) и в момент ярости нанести воздействие током такой же силы, кошка переносит его без видимой реакции. Механизм этого явления полностью не изучен, полагают, что при неожиданном поражении электротоком имеет значение психический шок, который снижает устойчивость организма, углубляет тяжесть поражений. Возможно, имеет значение и формирование оборонительной доминанты при «подготовленности» к действию тока, которая подавляет его эффект. Высказывается предположение, что фактор внимания усиливает кровообращение в ЦНС, увеличивает потребление кислорода, что в свою очередь приводит к увеличению числа электронов в процессах биохимических реакций. Увеличенный или своеобразно усиленный поток зарядоносителей сложнее нарушить импульсом небольшого тока, который имеется при поражении малым напряжением.
Подобные объяснения правомерны в основном при поражении током напряжением 220-380 В, при больших его значениях фактор внимания вряд ли может иметь существенное значение.
Тяжесть повреждающего действия электрического тока на организм во многом определяется функциональным состоянием нервной системы. Известно, что условия наркоза, глубокое, близкое к наркозу алкогольное опьянение, состояние «гипнотического сна» предохраняют человека и животного от действия электротока, понижают чувствительность к нему, ограждая нервные клетки от рефлекторного действия тока. В качестве примера можно привести наблюдение С. Еллинека. Электромонтер во сне почувствовал жжение в области затылка, которое было вызвано прикосновением к оголенным проводам ночника с напряжением в 220 вольт. Он проснулся и обнаружил на затылке ожоги на месте прикосновения к проводам, но никаких общих проявлений не отмечалось. В эксперименте показано, что раздражение шейного симпатического нерва понижает сопротивление кожи к электрическому току, а при нарушении его целостности наблюдается повышение чувствительности (Н.А. Вигдорчик). Повышение возбудимости нервной системы при скармливании кроликам тиреоидина также повышает чувствительность животного к электротоку. Резко возрастает чувствительность к электрическому току при тиреотоксикозе, гиперфункции щитовидной железы, при утомлении, истощении, отеках, повышенной гидрофильности тканей, психической и болевой травме, сердечно-сосудистой недостаточности, кровопотере. В опытах на животных выявлено, что различные фармакологические препараты меняют резистентность сердца к электротоку: катехоламины понижают ее - после инъекции адреналина фибрилляция желудочков наступает при меньшей силе и меньшей продолжительности действия тока. Ацетилхолин и раздражение блуждающего нерва ускоряют темп фибрилляции предсердий и не оказывают никакого влияния на фибриллярное сокращение желудочков. Если атропином полностью парализовать окончания блуждающего нерва в сердце, то пропускание тока совсем не отражается на темпе фибрилляции. Симпатомиметические амины усиливают уязвимость сердца к электрическому току, что связывают с повышением содержания калия в сыворотке крови.
Состояние депрессии, готовности к смерти, например, при попытках к самоубийству также облегчает действие тока. Тяжелее переносят Э. дети, старики, лица, страдающие хроническими заболеваниями.
6.3. Роль окружающей среды при электротравме.
Поражение электрическим током происходит в определенных условиях внешней среды, которые оказывают существенное влияние на тяжесть и исход Э. Так, отчетливо повышается опасность для жизни электрического тока при перегревании организма, сопровождающемся усиленным потоотделением. С повышением температуры окружающей среды переменный ток напряжением 36 В оказывается более опасным, чем постоянный напряжением 120 В.
Уменьшение резистентности к Э. при перегревании, видимо, связано с повышением возбудимости вазомоторного и дыхательного центра. У перегретых животных смерть от Э. наступает чаще от первичной остановки сердца. С другой стороны, охлаждение (при t0 среды – 100) уменьшает опасность электрических поражений. Установлено повышение порога действия электрического тока при гипотермии и резкое его понижение при гипертермии. Летом электротравма протекает тяжелее, электротравматизм повышается. В странах с жарким и влажным климатом, в северных широтах с частыми туманами и выпадением большого количества осадков поражения электрическим током возникают чаще и протекают тяжелее.
Определенное влияние на тяжесть и исход электротравмы оказывает и уровень атмосферного давления. Так, при повышении атмосферного давления в подводных условиях и в барокамере устойчивость животных к Э. большая. Это связывается с повышением парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, увеличением запаса кислорода в организме. С другой стороны, при понижении атмосферного давления (и понижении парциального давления кислорода с развитием гипоксии) достоверно повышается опасность Э. В последнем случае имеет значение и повышение электропроводности воздуха.
Метеорологические факторы могут увеличивать или уменьшать проводимость электротока в организме. Имеет значение обстановка и состояние помещения, в которых возникает Э. В подвалах с сырым земляным полом сопротивление значительно меньше, следовательно выше вероятность прохождения тока большей силы через организм. Опасна в этом отношении обувь с металлическими гвоздями на подошве, которые часто находят расплавленными, как и оплавленные монеты и ключи в карманах.
Кожаная, резиновая, шерстяная и шелковая одежда – хороший изолятор. Кожаная обувь на толстой кожаной и резиновой подошве, если она сухая, обладает высоким сопротивлением.
В эксперименте интенсивное ультрафиолетовое облучение в течение 15-30 мин. повышало устойчивость, а в течение 60 мин. – снижало резистентность к электрическому току.
Все вышесказанное свидетельствует о том, что практически трудно назвать абсолютно опасные и абсолютно безопасные величины тока, ибо тяжесть поражения определяется множеством факторов и их сочетанием и взаимодействием. Возникают парадоксы, когда остается живым человек, пораженный током в десятки тысяч вольт, а менее высокое напряжение убивает. Не случайно поэтому в свое время С. Еллинек (1921) утверждал, что всякий ток может убить, но не всякий ток убивает. «Убить человека электротоком трудно, но погибнуть от тока иногда очень несложно. Подчас легка и мгновенна смерть от небольшого напряжения, не превышающего напряжения в светильной сети и наряду с этим длительна и мучительна смерть при казни на электрическом стуле, когда убивают напряжением 1200-2000 В. С другой стороны, хотя не всякий ток может убить, есть токи, которые почти обязательно убивают (Н.А. Вигдорчик, 1940). Большинство авторов считает, что такими токами, т.е. смертельными, являются токи силой выше 0,1-0,5 А.