Что может выдержать человек. Что может выдержать человеческий организм? Как долго мы можем жить без кислорода
Человеческое тело очень нежное. Без дополнительной защиты оно может функционировать только в узком интервале температур и при определенном давлении. Оно должно постоянно получать воду и питательные вещества. И не переживет падения с большей высоты, чем в несколько метров. Сколько может выдержать человеческое тело? Когда нашему организму грозит смерть?
1. Температура тела.
Границы выживания: температура тела может варьироваться от +20° С до +41° С.
Выводы: обычно наша температура колеблется от 35,8 до 37,3° С. Такой температурный режим тела обеспечивает бесперебойное функционирование всех органов. При температурах выше 41° C происходит значительная потеря жидкости в организме, обезвоживание и повреждение органов. При температурах ниже 20° С останавливается кровоток.
Температура человеческого тела отличается от температуры окружающей среды. Человек может жить в среде при температуре от -40 до +60° С. Интересно, что понижение температуры так же опасно, как и ее рост. При температуре 35 C, начинают ухудшаться наши двигательные функции, при 33 ° C мы начинаем терять ориентацию, а при температуре 30 ° C - теряем сознание. Температура тела 20° C - это предел, ниже которого сердце перестает биться и человек умирает. Однако, медицине известен случай, когда удалось спасти мужчину, температура тела которого была всего лишь 13° C. (Фото: David Martín/flickr.com).
2. Работоспособность сердца.
Границы выживания: от 40 до 226 ударов в минуту.
Выводы: низкая частота сердечных сокращений ведет к снижению артериального давления и потере сознания, слишком большая - к сердечному приступу и смерти.
Сердце должно постоянно перекачивать кровь и распространять его по всему телу. Если работа сердца останавливается, происходит смерть мозга. Пульс - это волна давления, индуцированного высвобождением крови из левого желудочка в аорту, откуда она артериями распределяется по всему телу.
Интересно: «жизнь» сердца у большинства млекопитающих составляет в среднем 1 000 000 000 ударов, в то время как здоровое человеческое сердце выполняет за всю свою жизнь в три раза больше ударов. Здоровое сердце взрослого человека сокращается 100 000 раз в день. У профессиональных спортсменов пульс в состоянии покоя составляет часто всего лишь 40 ударов в минуту. Длина всех кровеносных сосудов в человеческом организме, если их соединить, - это 100 000 км, что в два с половиной раза больше, чем длина экватора Земли.
А вы знали, что суммарная мощность человеческого сердца за 80 лет человеческой жизни так велика, что смогла бы втащить паровоз на самую высокую гору в Европе - Монблан (4810 м над уровнем моря)? (Фото: Jo Christian Oterhals/flickr.com).
3. Перегрузка мозга информацией.
Границы выживания: у каждого человека индивидуальны.
Выводы: перегрузка информацией ведет к тому, что человеческий мозг впадает в состояние депрессии и перестает функционировать должным образом. Человек находится в замешательстве, начинает нести бред, иногда теряет сознание, а после исчезновения симптомов ничего не помнит. Длительная перегрузка мозга может привести к психическим заболеваниям.
В среднем человеческий мозг может хранить столько информации, сколько содержат 20 000 средних словарей. Тем не менее, даже такой эффективный орган может «перегреться» из-за избытка информации.
Интересно: шок, возникающий в результате крайнего раздражения нервной системы, может привести к состоянию оцепенения (ступора), человек при этом перестает себя контролировать: может внезапно выйти, стать агрессивным, говорить бессмыслицу и вести себя непредсказуемо.
А вы знали, что общая длина нервных волокон в мозге составляет от 150 000 до 180 000 км? (Фото: Zombola Photography/flickr.com).
4. Уровень шума.
Границы выживания: 190 децибел.
Выводы: при уровне шума в 160 децибел у людей начинают лопаться барабанные перепонки. Более интенсивные звуки могут повредить другие органы, в частности легкие. Волна давления разрывает легкие, в результате чего воздух попадает в кровь. Это, в свою очередь, приводит к закупорке кровеносных сосудов (эмболии), который вызывает шок, происходит инфаркта миокарда, и в конечном итоге смерть.
Обычно диапазон шума, который мы испытываем колеблется от 20 децибел (шепот) до 120 децибел (взлетающий самолет). Все, что находится выше этой границы, становится для нас болезненным. Интересно: пребывание в шумной среде вредно для человека, снижает его эффективность и отвлекает. Человек не в состоянии привыкнуть к громким звукам.
А вы знали, что громкие или неприятные звуки до сих пор используют, к сожалению, в ходе допросов военнопленных, а также при обучении солдат спецслужб? (Фото: Leanne Boulton/flickr.com).
5. Количество крови в организме.
Границы выживания: потеря 3 литров крови, то есть 40-50 процентов от общего количества в организме.
Выводы: нехватка крови приводит к замедлению работы сердца, потому что ему нечего перекачивать. Давление падает настолько, что кровь уже не может заполнять камер сердца, что приводит к его остановке. Мозг при этом не получает кислород, перестает работать и умирает.
Главная задача крови состоит в распространении кислорода по всему телу, то есть насыщении кислородом всех органов, включая мозг. Кроме того, кровь удаляет углекислый газ из тканей и разносит по всему организму питательные вещества.
Интересно: в человеческом теле содержится 4-6 литров крови (которая составляет 8% от массы тела). Потеря 0,5 литра крови у взрослых людей не представляет опасности, но, когда в организме не хватает 2 литра крови, существует большой риск для жизни, в таких случаях необходима медицинская помощь.
А вы знали, что у других млекопитающих и птиц такое же соотношение крови к массе тела - 8%? А рекордное количество потерянной крови у человека, который все-таки выжил, было 4,5 литра? (Фото: Tomitheos/flickr.com).
6. Высота и глубина.
Границы выживания: от -18 до 4500 м над уровнем моря.
Выводы: если человек без подготовки, не знающий правил, а также без специального оборудования нырнет на глубину больше 18-ти метров, ему грозит разрыв барабанных перепонок, повреждение легких и носа, слишком высокое давление в других органах, потеря сознания и смерть от утопления. Тогда как на высоте более 4500 метров над уровнем моря недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе в течение 6-12 часов может привести к отеку легких и мозга. Если человек не сможет спуститься на более низкую высоту, он умрет.
Интересно: неподготовленный человеческий организм без специального оборудования может жить в относительно небольшом диапазоне высот. Погружаться на глубину больше 18 метров и подниматься на вершины гор могут только тренированные люди (водолазы и альпинисты), и даже они используют для этого специальное оборудование - баллоны для дайвинга и альпинистское снаряжение.
А вы знали, что рекорд в нырянии на одном вдохе принадлежит итальянцу Умберто Пелиццари - он нырнул на глубину 150 м. Во время погружения он испытывал огромное давление: 13 килограммов на квадратный сантиметр тела, то есть около 250 тонн на все тело. (Фото: B℮n/flickr.com).
7. Нехватка воды.
Границы выживания: 7-10 дней.
Выводы: нехватка воды в течение долгого времени (7-10 дней) приводит к тому, что кровь становится настолько густой, что не может перемещаться по сосудам, а сердце не в состоянии распространить ее по телу.
На две трети человеческое тело (вес) состоит из воды, которая необходима для правильного функционирования организма. Почки нуждаются в воде, чтобы удалить из организма токсины, легким нужна вода, чтобы увлажнить выдыхаемый нами воздух. Вода также участвует в процессах, происходящих в клетках нашего организма.
Интересно: когда организму не хватает около 5 литров воды, у человека начинается головокружение или обморочное состояние. При недостатке воды в количестве 10 литров, начинаются сильные судороги, при 15-литрововм дефиците воды - человек умирает.
А вы знали, что в процессе дыхания мы потребляем ежедневно около 400 мл воды? Убить нас может не только нехватка воды, но ее избыток. Такой случай произошел с одной женщиной из Калифорнии (США), которая во время конкурса выпила 7,5 литра воды за короткий промежуток времени, в результате чего потеряла сознание и через несколько часов умерла. (Фото: Shutterstock).
8. Голод.
Границы выживания: 60 дней.
Выводы: отсутствие питательных веществ влияет на функционирование всего организма. У голодающего человека замедляется сердечный ритм, повышается уровень холестерина в крови, возникает сердечная недостаточность и необратимые повреждения печени и почек. У изнуренного голодом человека появляются также галлюцинации, он становится вялым и очень слабым.
Человек ест пищу, чтобы обеспечить себя энергией для работы всего организма. Здоровый, хорошо питавшийся человек, у которого есть доступ к достаточному количеству воды и который находится в дружеской среде, может выжить без еды около 60 дней.
Интересно: чувство голода обычно появляется через несколько часов после последнего приема пищи. В течение первых трех дней без еды человеческое тело расходует энергию из той пищи, которая была съедена последней. Потом печень начинает разрушать и потреблять жир из организма. Через три недели, организм начинает сжигать энергию из мышц и внутренних органов.
А вы знали, что дольше всего без пищи оставался и при этом выжил американец Amerykanin Charles R. McNabb, который в 2004 году голодал в тюрьме 123 дня? Он пил только воду, а иногда чашечку кофе.
А вы знаете, что каждый день в мире от голода умирает около 25 000 человек?
Все мы слышали эпические истории о людях, переживших попадание пули в голову, выживших после падения с 10-го этажа, или месяцами скитавшихся в море. Но достаточно поместить человека в любое место известной вселенной за исключением тонкого слоя пространства, простирающегося на пару миль над уровнем моря на Земле, или под ним, и гибель человека неминуема. Каким бы прочным и эластичным не казалось бы наше тело в некоторых ситуациях, в контексте космоса в целом, оно пугающе хрупко.
Многие границы, в рамках которых средний человек способен выжить, определены достаточно хорошо. Примером является известное "правило троек", определяющее, как долго мы способны обходиться без воздуха, воды и пищи (примерно, три минуты, три дня, и три недели, соответственно). Другие пределы более спорны, поскольку люди очень редко проверяют их (или не проверяют вовсе). Например, как долго вы можете бодрствовать, прежде чем умрете? На какую высоту вы можете подняться, до того, как задохнетесь? Какое ускорение способно выдержать ваше тело, прежде чем разорвется на части?
Определить границы, в рамках которых мы живем, помогли определить эксперименты, проводившиеся в течение десятилетий. Некоторые из них были целенаправленными, некоторые - случайными.
Как долго мы можем оставаться в бодрствующем состоянии?
Известно, что летчики ВВС, после трех-четырех дней бодрствования впадали в настолько неуправляемое состояние, что разбивали свои самолеты (засыпая за штурвалом). Даже одна ночь без сна влияет на способности водителя так же, как и опьянение. Абсолютный предел добровольного сопротивления сну, составляет 264 часа (около 11 дней). Этот рекорд установил 17-летний Рэнди Гарднер, для ярмарки научных проектов учащихся старших классов в 1965 году. Перед тем, как он заснул в 11-й день, он, фактически представляя собой растение с открытыми глазами.
Но через какое время он бы умер?
В июне этого года 26-летнй китаец умер через 11 дней, проведенных без сна в попытке просмотреть все игры Европейского Чемпионата. При этом он потреблял алкоголь и курил, что затрудняет точно установить причину смерти. Но только по причине недостатка сна, определенно, не умер ни один человек. И по очевидным этическим причинам ученые не могут определить этот срок в лабораторных условиях.
Но они смогли сделать это на крысах. В 1999 году исследователи сна из Университета Чикаго поместили крыс на вращающийся диск, расположенный над бассейном с водой. Они непрерывно записывали поведение крыс при помощи компьютерной программы, способной распознать наступление сна. Когда крыса начинала засыпать, диск неожиданно поворачивался, пробуждая ее, отбрасывая ее к стенке и угрожая сбросить ее в воду. Крысы, как правило, умирали через две недели такого обращения. Перед смертью грызуны демонстрировали симптомы гиперметаболизма, состояния, в котором скорость метаболизма организма в состоянии покоя увеличивается настолько, что сжигаются все излишние калории, даже при полной неподвижности тела. Гиперметаболизм ассоциируется с недостатком сна.
Как много радиации мы способны выдержать?
Радиация представляет собой долговременную опасность, так как она вызывает мутации ДНК, меняя генетический код таким образом, что это приводит к раковому росту клеток. Но какая доза радиации убьет вас немедленно? По словам Питера Каракаппа, инженера-ядерщика и специалиста по радиационной безопасности в Политехническом Институте Ренслера, доза в 5-6 зивертов (Sv) в течение нескольких минут разрушит слишком много клеток, чтобы организм смог с этим справиться. "Чем дольше период накопления дозы, тем выше шансы на выживание, так как организм в это время пытается провести самовосстановление", - пояснил Каракаппа.
Для сравнения, некоторые рабочие на японской атомной электростанции Фукусима получили от 0.4 до 1 Sv радиации в течение часа, во время противостояния аварии в марте прошлого года. Хотя они и выжили, риск заболевания раком у них значительно повышен, говорят ученые.
Даже если удастся избежать аварий на АЭС и взрывов сверхновых, естественный радиационный фон на Земле (от таких источников, как уран в почве, космические лучи и медицинские устройства) увеличивают наши шансы заболеть раком в любой год на 0.025 процента, говорит Каракаппа. Это устанавливает несколько странный предел продолжительности жизни человека.
"Средний человек... получая среднюю дозу фоновой радиации каждый год в течение 4000 лет, в отсутствии других факторов, неизбежно получит рак, вызванный радиацией", - говорит Каракаппа. Другими словами, даже если мы сможем победить все болезни, и отключить генетические команды, которые управляют процессом старения, мы все равно не будем жить более 4000 лет.
Какое ускорение мы можем выдержать?
Грудная клетка защищает наше сердце от сильных ударов, но она не является надежной защитой от рывков, которые стали сегодня возможны благодаря развитию технологии. Какое ускорение способен выдержать этот наш орган?
НАСА и военные исследователи проведи ряд испытаний в попытке ответить на этот вопрос. Целью этих испытаний была безопасность конструкций космических и воздушных летательных аппаратов. (Мы же не хотим, чтобы астронавты теряли сознание при взлете ракеты.) Горизонтальное ускорение - рывок в бок - оказывает отрицательное влияние на наши внутренности, из-за асимметричности воздействующих сил. Согласно недавно опубликованной в журнале "Popular Science" статье, горизонтальное ускорение величиной в 14 g способно оторвать наши органы друг от друга. Ускорение вдоль тела в направлении головы может сместить всю кровь к ногам. Такое вертикальное ускорение величиной от 4 до 8 g лишит вас сознания. (1 g - это та сила тяжести, которую мы ощущаем на земной поверхности, в 14 g - эта сила тяжести на планете, в 14 раз массивнее нашей.)
Ускорение, направленное вперед или назад, является наиболее благоприятным для тела, так как при этом и голова и сердце ускоряются одинаково. Проведенные военными в 1940-х и в 1950-х годах эксперименты по "торможению человека" (в которые, в сущности, использовались ракетные салазки, двигающиеся по всей базе ВВС "Edwards" в Калифорнии), показали, что мы можем тормозить с ускорением 45 g, и при этом остаться в живых, чтобы рассказать об этом. При таком торможении, двигаясь со скоростью выше 1000 км в час, вы можете остановиться за доли секунды, проехав несколько сотен футов. При торможении в 50 g, мы, по оценкам специалистов, мы, вероятно, превратимся в мешок с отдельными органами.
Какие изменения окружающей среды мы способны выдержать?
Разные люди способны выдержать различные изменения привычных атмосферных условий, независимо от того, будь то изменение температуры, давления, или содержания кислорода в воздухе. Пределы выживания также связаны с тем, насколько медленно происходят изменения окружающей среды, поскольку наш организм способен постепенно настраивать потребление кислорода, и изменять метаболизм в ответ на экстремальные условия. Но, тем не менее, можно приблизительно оценить, что мы способны выдержать.
Большинство людей начинает страдать от перегрева через 10 минут нахождения в крайне влажной и жаркой среде (60 градусов по Цельсию). Установить границы смерти от охлаждения сложнее. Человек обычно умирает, когда температура его тела падает до 21 градуса по Цельсию. Но сколько времени для этого требуется, зависит от того, насколько человек "привычен к холоду", и проявился ли загадочная, латентная форма "зимней спячки", которая, как известно, иногда имеет место.
Границы выживания гораздо лучше установлены для долговременного комфорта. По данным отчета НАСА за 1958 год, люди могут неопределенного долго жить в окружающей среде, температура которой находится в пределах от 4 до 35 градусов по Цельсию, при условии, что последняя температура приходится на относительную влажность не более 50 процентов. При меньшей влажности максимальная температура увеличивается, так как меньшее количество влаги в воздухе облегчает процесс потения, и тем самым, охлаждения тела.
Как можно судить из научно-фантастических фильмов, в которых шлем астронавта открывается вне космического корабля, мы не способны долго продержаться при очень низких уровнях давления или кислорода. При нормальном атмосферном давлении, воздух содержит 21 процент кислорода. Мы умрем от удушья, если концентрация кислорода опустится ниже 11 процентов. Слишком большая концентрация кислорода также убивает, постепенно вызывая воспаление легких в течение нескольких дней.
Мы теряем сознание, когда давление падает ниже 57 процентов атмосферного давления, что соответствует подъему на высоту 4500 метра. Альпинисты способны подниматься на более высокие горы, поскольку их организм постепенно приспосабливается к снижению количества кислорода, но никто не сможет прожить достаточно долго без кислородных баллонов на высоте более 7900 метров.
Это около 8 километров вверх. А до границы известной вселенной остается еще почти 46 миллиардов световых лет.
Наталия Волховер (Natalie Wolchover)
"Маленьките загадки жизни" (Life"s Little Mysteries)
август 2012
Перевод: Гусев Александр Владимирович
Человеческий организм нуждается в постоянном получении воды и еды, поддержании определенной температуры и давления. Какие лишения может выдержать тело человека?
1. Температура тела.
Обычно температура тела колеблется в пределах 35,8-37,3 град. С. Именно в этом интервале все органы функционируют нормально. При повышении температуры тела выше 41 град. С начинается обезвоживание организма и повреждение органов, а при понижении меньше 20 град С – останавливается кровоток.
Человек приспособился к жизни в экстремально холодных регионах. Но при охлаждении температуры тела до 35 град. С ухудшаются двигательные функции, до 33 град. С – теряется ориентация в пространстве, до 30 град С – происходит потеря сознания.
2. Работоспособность сердца.
Сердце способно выдержать нагрузку от 40 до 226 ударов в минуту.
Низкая частота сердечных сокращений ведет к снижению артериального давления и потере сознания, слишком большая - к сердечному приступу и смерти. При остановке работы сердца кровоснабжение мозга прекращается и он умирает.
Мощность человеческого сердца за всю его жизнь настолько велика, что смогла бы затащить паровоз на вершину горы Монблан.
3. Перегрузка мозга информацией.
Средний человеческий мозг способ хранить объем информации, содержащийся в 20 тысячах словарей. Но даже он может не выдержать перегрузки. В этом случае мозг перестает функционировать должным образом. Человек в таком случае начинает вести себя неадекватно, бредить, и может потерять сознание.
4. Уровень шума.
Уровень шума, который человек способен воспринять безболезненно варьируется от 20 децибел (тихий шепот) до 120 децибел (шум от взлетающего самолета). Пребывание в шумной среде заметно снижает работоспособность человека.
При увеличении уровня шума до 160 децибел лопаются барабанные перепонки. При еще более сильном шуме волна давления способна разорвать легкие, что в конечном итоге приводит к смерти.
5. Количество крови в организме.
В теле человека находится 5-6 литров крови (8 % от массы тела). При потере больше 2 литров крови высок риск для жизни.
При значительной нехватке крови работа сердца замедляется, падает давление. Мозг, не получая необходимый ему кислород, перестает работать и умирает.
Интересно, что у млекопитающих соотношение крови к массе тела тоже составляет 8 %.
6. Высота и глубина.
При нырянии на глубину больше 18 метров без специального снаряжения могут лопнуть барабанные перепонки, получить повреждения легкие, а также есть риск потери сознания. В то же время при подъеме на высоту больше 4,5 тысяч метров над уровнем моря организм перестает получать необходимый для нормального функционирования кислород. В таких условиях в течение нескольких часов может развиться отек легких и мозга, что приводит к смерти.
7. Нехватка воды.
Без воды человеческий организм может существовать в течение 7-10 дней. Недостаток воды приводит к загустению крови, что затрудняет ее движение по сосудам и увеличивает нагрузку на сердце.
Вода нужна во всех сферах жизнедеятельности организма. При нехватке 5 литров воды появляется головокружение и обмороки, 10 литров – судороги, дефицит в 15 литров приводит к летальному исходу.
Тело человека очень нежное и легко ранимое. Без защиты оно сможет работать только в определенном температурном интервале и давлении. Наш организм должен регулярно получать питательные вещества и воду, и не сможет пережить падения с огромной высоты. Каковы же пределы выживания человека? Нами была подготовлена подборка фактов о пределах выживания нашего организма.
Начнем, пожалуй, с температуры тела – она может быть в пределах +20о С — +41о С. Как правило, у человека нормальная температура составляет +35,8 – 37,3о С. При температуре более +41о С наш организм начинает терять жидкость, что приводит с обезвоживанию и повреждению органов. При температуре ниже +20о С прекращается кровоток.
Сердце человека также имеет свои границы выживания. Сердце должно биться от 40 до 226 ударов в одну минуту. При слабом сердцебиении понижается артериальное давление и человек может потерять сознание, при высоком – может произойти сердечный приступ, а также смерть.
Вы не задумывались, какой объем информации может принять наш мозг? Здесь пределы выживания у каждого индивидуальные. При этом перегрузка мозга информацией приведет к состоянию депрессии, а если мозг перегружать на протяжении длительного периода времени, то можно заболеть психическими заболеваниями.
Что касается уровня шума, то человек может выдержать до 190 децибел. Если уровень шума составляет 160 децибел, то у человека могут лопнуть барабанные перепонки. Очень интенсивные звуки повредят органы тела, а именно легкие. Как правило, шум, который мы слышим, колеблется в диапазоне 20 – 120 децибел. Все, что выше данной границы, будет для человека болезненным. Также очень вредно находиться в шумной среде, так как из-за нее понижается эффективность. Человеческий организм никогда не привыкает к шуму.
А вы знаете, сколько должно быть крови в человеческом организме? Человек может выжить, потеряв лишь 40-50% от всего количества крови, а это около 3 литров. Общий объем крови в организме составляет порядка 6 литров. Недостаток крови провоцирует замедление сердечной деятельности. Если кровь не остановить, то мозг прекратит получать кислород, перестанет работать и умрет. Если же все-таки кровотечение не останавливается, то необходима срочная медицинская помощь. Врачи обязательно помогут остановить кровь, если необходимо поставить катетеры.рф и оказать первую медицинскую помощь.
Пределы выживания при высоте и глубине колеблются от -18 до 4500м над уровнем моря. А без воды человек может прожить 7-10 дней.
Без пищи человеческий организм может выдержать до 60 дней. Как правило, чувство голода появляется буквально через пару часов после последнего приема еды. Недостаток питательных веществ оказывает влияние полностью на весь организм. У человека, который голоден, замедляется сердцебиение, увеличивается уровень холестерина, начинается сердечная недостаточность, начинают разрушаться почки и печень.
