Vliv gravitace na lidský organismus

Z WikiSkript

Gravitácia[upravit | editovat zdroj]

Medzi Zemou a každým telesom, teda aj človekom, pôsobí sila, ktorá zapríčiňuje pohyb telesa smerom k Zemi. Na zemskom povrchu sú gravitačné sily charakterizované tiažovým (gravitačným) zrýchlením g, ktoré je dané vzťahom:

[math]g = \kappa \frac{M}{R^2}[/math]

kde M je hmotnosť Zeme, R je jej polomer a k je gravitačná konštanta.

Hodnota gravitačného zrýchlenia sa mení od rovníka k pólom. V našich geografických šírkach zodpovedá hodnote asi 9,780 m/s².

Preťaženie organizmu[upravit | editovat zdroj]

Obvykle sa udáva v násobkoch gravitačného zrýchlenia.

Kladné preťaženie[upravit | editovat zdroj]

Nastáva, pokiaľ sila smeruje od hlavy k nohám. Pri hodnotách vyšších ako 5 g dochádza k výraznému hromadeniu krvi v dolných končatinách, zatiaľ čo nedokrvenie mozgu môže viesť až k strate vedomia a nedokrveniu sietnice, ktoré môže spôsobiť tzv. bielu slepotu.

Záporné preťaženie[upravit | editovat zdroj]

Nastáva, pokiaľ sila smeruje od nôh k hlave. Krv sa hromadí v hlave. Pri hodnotách vyšších ako 3 g vzniká tzv. červená slepota a v dôsledku prekrvenia môže dôjsť až ku krvácaniu do sietnice a k porušeniu mozgových kapilár.

Krátkodobo človek dokáže zniesť preťaženie až do 30 g. Hrozí však nebezpečenstvo poškodenia vnútorných orgánov, svalov alebo zlomenín kostí. Pri dlhodobejšom pôsobení menších preťažení môže dôjsť k strate zraku alebo pohyblivosti.

Vplyv gravitácie na ľudský organizmus na Zemi[upravit | editovat zdroj]

Organizmy, vrátane človeka sa evolučne prispôsobili neustále pôsobiacej zemskej gravitácii. Takmer všetky mechanizmy v ľudskom organizme sú nejakým spôsobom spojené alebo adaptované na gravitáciu. Túto adaptáciu môžeme demonštrovať na rôznych príkladoch:

  • svaly sú prispôsobené na prekonávanie gravitácie a zabezpečujú pohyb tela proti gravitácii
  • polohovorovnovážny orgán vo vnútornom uchu, ktorý informuje o polohe tela na základe pôsobenia gravitačnej sily
  • chlopne žíl, ktoré pôsobia aj proti gravitácií a zabezpečujú spätný obeh do srdca
  • srdce vytvára dostatočný tlak na to, aby vytlačilo dostatočný objem krvi proti smeru tiaže
  • gravitácia pomáha pri vylučovaní látok z tela von


Človek znáša dobre akúkoľvek rovnomernú rýchlosť, ale horšie reaguje na opakované zmeny zrýchlením a spomalením (kinetóza), kedy dochádza k dezorientácii. Tá je spôsobená protichodnosťou vnemov z rôznych receptorov, ktoré majú rôznu dĺžku latencie (zrak, sluch, receptory citlivosti, viscerálne receptory). Kinetóza pri pobyte vo vesmíre sa nazýva syndróm adaptácie na vesmír.

Vplyv beztiaže na ľudský organizmus[upravit | editovat zdroj]

posádka ISS v stave beztiaže


Na obežnej dráhe pôsobí na ľudský organizmus stav beztiaže. Na tento stav nie je naše telo fyziologicky ani anatomicky stavané, preto pobyt v tomto stave má mnoho rizík. Stav beztiaže prakticky zažívajú len astronauti. Po určitom čase sa na ľudskom tele začnú objavovať rôzne zmeny:

Kardiovaskulárny systém[upravit | editovat zdroj]

Redistribúcia telových tekutín znamená, že sa krv nahrnie do hornej polovice tela, keďže srdce je zvyknuté pumpovať krv proti tiaži. Spôsobuje to začervenanie a opuchnutie tváre. Táto zmena môže spôsobiť aj nedokrvenie koncových častí tela, hlavne prstov na nohách. Prílišné hromadenie krvi v hlave má takisto vplyv na zrak.

Pohybový aparát[upravit | editovat zdroj]

Keďže svaly prekonávajú minimálnu až nulovú gravitáciu, ich kontrakcia je tiež minimálna, tým pádom začnú atrofovať. Astronauti teda musia vykonávať podporné cvičenia. Takisto človek v stave beztiaže “narastie”, tento jav je spôsobený miernym rozostupom medzistavcových platničiek. V dôsledku beztiažového stavu dochádza aj k rednutiu kostí vo veľmi rýchlom tempe (1 % za mesiac). Toto vyplavovanie vápnika z tela má veľkú záťaž na obličky, v ktorých môžu vznikať obličkové kamene.

Zrak[upravit | editovat zdroj]

Mnoho astronautov máva rozmazané videnie, ktoré je spôsobené hromadením tekutiny v hlave. Tlak tekutiny na očnú buľvu spôsobuje jej následné sploštenie alebo poškodenie očného nervu. Ďalším vizuálnym efektom sú svetelné záblesky pri zavretých očiach, spôsobené kozmickým žiarením, ktoré je na Zemi pohltené alebo odrazené magnetickým poľom. Zaujímavým fenoménom sú aj slzy, ktoré sa v stave beztiaže neskotúľajú, ale vytvoria okolo oka vodnú bublinu.

Polohový orgán[upravit | editovat zdroj]

Rôsolovitá kvapalina vo vnútornom uchu nie je v prostredí beztiaže schopná vykonávať svoju funkciu. Otolity dráždia zmyslové bunky náhodne. Astronaut tak stráca pojem o polohe svojho tela, nevie teda rozoznať čo je hore a čo je dole (ten prakticky v stave beztiaže ani neexistuje). Takisto sa môže prejaviť morská choroba, tlak v hlave, žalúdočná nevoľnosť.

Koža[upravit | editovat zdroj]

Človek pri pohybe v stave beztiaže nekráča, teda stvrdnutá koža na nohách prestáva byť potrebná a telo sa jej zbavuje. Naopak sa začne tvrdšia koža začne objavovať na rukách a priehlavku, pretože sa pomocou nich astronaut pridržiava pri pobyte vo vesmírnej lodi.

Zdroje[upravit | editovat zdroj]