Центр подготовки спасателей

ПП

ППППППППППП

Работа пожарных в

высокотемпературной среде

(методические рекомендации)

Санкт-Петербург

2005 год

Понятие энергии

Всем живым организмам для поддерживания жизни необходима энергия.

Если подача энергии полностью прекращается, то организм умирает. Если подача энергии прекращается частично, умирает только часть организма, которая не получает энергии, в то время как остальная часть продолжает жить.

Состав воздуха -

Кислород 21 %

Азот 78 %

Инертные газы 1 %

(в т.ч. гелий)

Водяной пар различно

При горении деревянного дома происходит реакция древесины с кислородом воздуха. Это мы можем наблюдать по форме пламени и ощущать в виде тепла.

Тепло + Кислород  Диоксид углерода + вода + энергия

Чем больше доступ кислорода к месту пожара, тем интенсивнее будет горение и выделение энергии. Если содержание кислорода в воздухе уменьшается, то мы знаем, что одновременно тормозится развитие пожара, а иногда совсем прекращается. При горении деревянного дома выделяется большое количество энергии, в основном, в форме тепла.

Мы, люди, устроены точно также как и пожар.

Энергия образуется в нас так же вследствие реакций окисления. При этих реакциях некоторая часть энергии выделяется в форме тепла. Большая же часть энергии тела расходуется на движение мышц, мыслительные процессы, залечивание ран, а также синтез необходимых организму веществ (гормонов и компонентов крови).

Наше топливо составляют обычно продукты питания.

Виноградный сахар (глюкоза) является самым эффективным топливом, которое организм может использовать для сжигания. Обычный сахар и крахмал также являются легкорасщепляемым топливом.

Обычно запас углеводов в организме относительно ограничен.

При тяжелой работе запас углеводов в организме сжигается в течение одного или нескольких часов. Если к этому прибавить влияние психического стресса, то потребление углеводов ускорится еще больше. Когда сахар заканчивается, организм приступает к сжиганию жира.

При повышенном потреблении белков (протеинов) они также могут быть использованы для производства энергии.

ТОПЛИВО, ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ОРГАНИЗМОМ

УГЛЕВОДЫ (сахар, крахмал)

ЖИРЫ

БЕЛКИ

Окончательные продукты окисления в человеческом организме точно такие же, как и при горении дома, разница заключается в том, что до образования этих продуктов в теле происходит около 20 реакций.

Образование энергии происходит в две стадии -

Стадия

распада

Стадия

окисления

Стадия распада

Частичное разложение сахара может происходить даже при недостатке кислорода.

Первой стадией разложения является не горение, а распад (расщепление без участия кислорода). Поэтому эта стадия называется - стадией распада.

Разложение сахара без доступа кислорода приводит к образованию молочной кислоты.

При недостатке кислорода :

Недостаток кислорода  Молочная кислота

(5 % от общего количества полной энергии сахара)

Молочная кислота = частично разложенный сахар

Стадия окисления

При хорошем доступе кислорода течение реакции не останавливается на образовании молочной кислоты, а продолжается, переходя к следующей стадии - стадии окисления, которая постепенно, посредством многих промежуточных реакций, приводит к образованию конечных продуктов - диоксида углерода и воды.

При достаточном количестве кислорода :

Сахар

(5 % от полной энергии сахара)



Молочная кислота

(95 % от полной энергии сахара)



Диоксид углерода + вода

При полном окислении (сгорании) сахара топливо превращается в энергию.

При недостатке кислорода (распад молочной кислоты) выделяется всего лишь 5 % от полной энергии сахара. Подавляющее количество (95 %) - выделяется на стадии окисления, что требует доступа кислорода.

Если человек бежит так быстро, что организм не успевает получать достаточно кислорода - образуется молочная кислота.

Получение молочной кислоты приводит к тому, что мышцы функционируют хуже, чем обычно, а это причиняет боль.

“Навлечь на себя” молочную кислоту можно за несколько минут. Восстановление организма после кислородной недостаточности может занять до одних суток

Основным условием выполнения тяжелой физической работы является способность организма поглощать достаточное количество кислорода для образования достаточного количества энергии.

То, что мы обычно называем “быть в форме”, является не чем иным, как максимальной способностью нашего организма к поглощению кислорода, выраженной в литрах в минуту

Система транспортировки кислорода

Для того, чтобы необходимый нам кислород мог поглощаться организмом и транспортироваться ко всем органам, требуется система, состоящая из четырех органов.

Кислород поступает в организм через дыхательные пути в легкие.

За дальнейший транспорт кислорода отвечают красные кровяные тельца. Содержащийся в красных кровяных тельцах гемоглобин обладает способностью к связыванию больших количеств кислорода.

Красные кровяные тельца забирают кислород в легких, а затем переносят его по кровеносным сосудам.

На обратном пути к легким кровяные тельца забирают с собой диоксид углерода, который они оставляют в легких, одновременно забирая там следующую порцию кислорода.

Для того, чтобы этот процесс мог осуществляться, а также, чтобы кровяные тельца могли “путешествовать”, сердце должно качать и качать. Сердце состоит из двух отдельных половин, из которых правая качает кровь к легким, а левая - к остальным органам.

В систему транспортировки кислорода входят :

* легкие

* красные кровяные тельца

* кровеносные сосуды

* сердце

Все четыре компонента необходимы для того, чтобы эта система могла функционировать.

Для сотрудников пожарной охраны, которые не страдают какими-либо заболеваниями, способность организма к поглощению кислорода непосредственно зависит от работы сердца.

Работа сердца является самым важным фактором для хорошего физического состояния личного состава пожарной охраны.

Изменения в организме при тяжелой физической работе

В состоянии покоя мышцы практически не нуждаются в кислороде, в то время как при тяжелой физической работе им может потребоваться в 100 раз больше кислорода.

Поскольку мы теперь знаем, что именно сердце осуществляет подачу кислорода к мышцам, то, с учетом вышесказанного, сердце должно было бы увеличить число ударов с 50 до 5000 ударов в минуту при тяжелой физической работе и при этом мы должны дышать в 100 раз чаще (в минуту), чем мы обычно дышим в состоянии покоя.

Но мы знаем, что на самом деле происходит далеко не так.

В действительности, наш нормальный пульс может возрасти в 3-4 раза, прежде чем он достигнет своего максимального значения. Попытки превысить этот предел могут привести к коллапсу организма.

Чтобы наш организм справился с задачей транспорта объема крови, необходимого для обеспечения мышц кислородом при тяжелой физической работе, хорошо функционирующее сердце должно увеличить количество крови, выбрасываемое при каждом сокращении (увеличение ударного объема).

Чтобы справиться с повышенными физическими нагрузками организм изменяет режим работы.

Изменения в организме при повышенных физических напряжениях :

* повышение пульса

* увеличение объема крови, выбрасываемого при одном сокращении

* перераспределение крови к мышцам

* повышение степени использования красных кровяных телец

* повышение кровяного давления

При физической работе необходим приток всей крови к мышцам.

Кровеносные сосуды к мышцам расширяются, чтобы как можно больше крови достигло мышц, в то время как кровеносные сосуды в желудке сокращаются в соответствующей степени. Так что, если одновременно с необходимостью выполнения тяжелой физической работы желудок у вас полон жидкостью или пищей, то повышается риск спазм желудка, ухудшения самочувствия или рвоты.

Выполнение работы, требующей физического напряжения сразу после плотного обеда, может вызвать сильные неприятные ощущения и низкую работоспособность. Последствия будут такими же и при потреблении большого количества жидкости непосредственно перед тяжелой физической работой.