Reklama
  • Czwartek, 6 lipca (10:05)

    Granice możliwości ludzkiego organizmu

Jak wysoko znajduje się granica życia? Ile stresu może znieść człowiek? Kiedy organizm doznaje zapaści? Dopiero osiągnięcie limitów wytrzymałości pozwala oszacować naszą prawdziwą wydolność. Wraz z ekspertami, takimi jak profesor Mike Tipton z Wydziału Nauki o Sporcie i Wysiłku Uniwersytetu w Portsmouth, odkrywamy te bariery – i szukamy sposobów ich przekraczania...

Jak szybko może reagować mózg

Reklama

Najszybszy kiedykolwiek zmierzony czas ludzkiej reakcji to około 0,1 sekundy. Mimo to niektórym udaje się przekroczyć tę granicę. Profesjonalni bobsleiści, na przykład, muszą mieć znacznie lepszy refleks, aby – pędząc z prędkością wynoszącą na zakrętach ponad 140 km/h – nie wypaść z toru. Dlatego uczą się reagować na przeszkody, zanim je w ogóle dostrzegą! W ciągu setek godzin treningu programują w głowie sekwencje ruchów niezbędnych do kierowania bobslejem – i w końcu są w stanie wykonywać je automatycznie. Skutek: w trakcie zjazdu mózg wysyła zapisane w pamięci polecenia do rąk, jeszcze zanim oko zauważy zakręt.

Czy da się pokonać tę granicę? Większość z nas może znacząco zwiększyć szybkość reakcji – dzięki grom wideo. Jedno z badań dowodzi, że profesjonalnym graczom wystarczy średnio 0,21 sekundy, aby zareagować na bodziec. Dla porównania: ludzie, którzy rzadko lub nigdy nie grają na komputerze czy konsoli, potrzebują na to prawie cztery razy więcej czasu.

Ile kieliszków alkoholu jest w stanie zabić człowieka?

Alkohol etylowy (etanol) nie jest w Polsce – z handlowego punktu widzenia – uznawany za truciznę czy też substancję szkodliwą dla zdrowia. Z perspektywy medycznej trudno jednak zrozumieć tę klasyfikację, ponieważ badania wykazują jasno: zaburza on między innymi wytwarzanie czerwonych krwinek oraz prowadzi do zniekształceń płodu.

– W przypadku silnego przedawkowania może spowodować zaburzenia rytmu serca skutkujące nawet śmiercią – wyjaśnia toksykolog, profesor Helmut Seitz. W zależności od predyspozycji i stopnia przyzwyczajenia lekarze mówią o zagrożeniu życia, gdy zawartość alkoholu we krwi wyniesie od 3 do 4 promili. To stan, który osiąga się po wypiciu około butelki wódki.

Czy da się pokonać tę granicę? Wiele zależy od wagi, płci oraz osobistych doświadczeń i predyspozycji. Własne granice tolerancji alkoholu łatwo można bowiem przesunąć. Kto np. codziennie pije piwo, przyzwyczaja organizm do metabolizowania etanolu, dzięki czemu może spożyć go odpowiednio więcej.

Niechlubny (i pośmiertny) rekord Polski w tej „dyscyplinie” należy do 45-letniego Tadeusza S., który w 1995 roku spowodował wypadek samochodowy, mając we krwi aż 14,8 promila alkoholu! Jednak uwaga: zwiększenie tolerancji nie oznacza, że alkohol staje się nieszkodliwy. Jak niebezpieczne jest niefrasobliwe obchodzenie się z tą używką, pokazują liczby: co roku w naszym kraju ponad 10 000 osób umiera wskutek jej nadużywania.

Jak długo można wytrzymać bez snu?

Statystyczny Polak pozostaje na nogach prawie 16 godzin, zanim znów położy się spać. Kto przekracza tę granicę i spędza w łóżku dużo mniej czasu, cierpi z powodu deprywacji snu – a to ma swoje medyczne konsekwencje.

Po 24 godzinach bez snu zdolność postrzegania mózgu spada o 40 procent, a objawy, które pojawiają się po 48 godzinach, odpowiadają stanowi występującemu przy zawartości 1,5 promila alkoholu we krwi. W ekstremalnych przypadkach pozbawienie snu może skutkować śmiercią – gdy trwa dłużej niż 10 dni.

Czy da się pokonać tę granicę? Dla żołnierzy jednostek specjalnych niedobór snu podczas misji jest stanem normalnym. Za pomocą odpowiednich treningów oraz substancji psychostymulujących (modafinil, amfetamina) skłaniają organizm, by dłużej pozostawał w stanie czuwania i nie odczuwał takiego zmęczenia. Jednak jest to tylko pozorne przekroczenie granicy potrzeby snu.

Nawet bowiem ci komandosi z biologicznego punktu widzenia stają się coraz bardziej zmęczeni i nie są wolni od związanych z tym reakcji fizjologicznych. A psychostymulanty prowadzą do różnych skutków ubocznych – lub uzależnienia. Liczne badania wykazały, że nie można wyspać się na zapas. Dlaczego? Sen to proces regeneracji – nie przygotowuje zatem na nadchodzące trudy, lecz pomaga organizmowi uporać się z minionymi.

Jak długo można obyć się bez tlenu?

Czy da się pokonać tę granicę? Nurkowie jednostek specjalnych wiedzą, że głównym czynnikiem zużycia tlenu jest stres. Mentalne techniki wyciszające są w stanie spowolnić puls przed wstrzymaniem oddechu. Dzięki unikaniu gwałtownych ruchów w trakcie pływania i treningowi można stopniowo wydłużać czas bez pobierania powietrza.

Należący do Aleixa Vendrella rekord świata wynosi 24 minuty i 3 sekundy. Ponadto woda na ustach oraz w nosie wyzwala tzw. odruch nurkowania, który automatycznie spowalnia bicie serca. Z tego względu pod wodą możemy dłużej wstrzymywać oddech niż nad jej lustrem.

Jak długo można obyć się bez tlenu?

Nieprzygotowany człowiek bez dopływu tlenu szybko traci świadomość. Mózg jest pod tym względem najbardziej wrażliwym na zaburzenia organem – choć stanowi tylko 2% wagi ciała, średnio co czwarty oddech jest przeznaczony wyłącznie dla niego. Kora mózgu bez dopływu tlenu obumiera na ogół już po 3–5 minutach. Zmiany są nieodwracalne.

Ale obniżenie temperatury naszej „centrali” zwalnia jej metabolizm i zmniejsza zapotrzebowanie tlenowe. – Spędzenie 10 minut pod wodą nadal daje dosyć duże szanse na przeżycie. A im zimniejsza woda, tym lepiej: przy temperaturze poniżej 6 stopni Celsjusza można przetrwać około 25 minut bez tlenu – wyjaśnia Tipton. – W pojedynczych przypadkach reanimowano ludzi po upływie godziny i nie odnosili oni trwałych szkód na zdrowiu.

Na jakiej wysokości znajduje się granica życia?

Nasza przestrzeń życiowa to coś w rodzaju gigantycznego basenu: znajdujemy się na jego dnie, mając nad sobą około 35 kilometrów powietrza. – Ciśnienie tej masy wtłacza tlen do naszych płuc. Jeśli go nie ma, wymiana gazowa w pęcherzykach płucnych działa jedynie w ograniczonym zakresie – wyjaśnia Tipton. Dodatkowo zmniejszająca się gęstość powietrza powoduje, że mniej tlenu jest dostępnego w tej samej objętości powietrza, pomimo że jego względna zawartość w całej atmosferze do mniej więcej 80. kilometra nad ziemią wynosi tyle samo – ok. 21%.

Większość ludzi odczuwa skutki tego stanu rzeczy jako złe samopoczucie i osłabienie już na wysokościach od 3500 metrów. – Ludziom nie udało się na dłuższą metę żyć powyżej 5500 metrów n.p.m. – potwierdza Tipton.

Czy da się pokonać tę granicę? Na wysokości ponad 8000 metrów ciśnienie jest o 75% niższe niż na poziomie morza. Decydującym czynnikiem jest czas: żadna ekspedycja nie może trwać dłużej niż jeden dzień bez dodatkowego tlenu w butlach – w przeciwnym razie organizm zacznie się powoli dusić.

Ile powietrza są w stanie pomieścić płuca?

Płuca mogą przyjąć więcej tlenu, niż jest to potrzebne do wykonania „na bieżąco” najważniejszych czynności życiowych. W trakcie umyślnej hiperwentylacji człowiek może wdychać i wydychać około 200 litrów powietrza na minutę – czyli tyle, ile mieści wanna! Pojemność oddechowa płuc u dorosłego człowieka wynosi standardowo od ponad 3 (kobiety) do 5 litrów (mężczyźni).

Ale regularne uprawianie sportu pozwala zwiększyć te wartości do 6–8 litrów, a w przypadku pływaków – nawet do 11 litrów! Co ciekawe, podobnie pojemne płuca mają muzycy grający na instrumentach dętych.

Czy da się pokonać tę granicę? Nie jest to potrzebne, ponieważ jeszcze większa podaż tlenu nie spowodowałaby wzrostu wydolności organizmu.

Czy nieprawidłowe dane mogą zmylić serce?

W zależności od sytuacji serce pompuje z mniejszą lub większą wydajnością. Stres czy wysiłek fizyczny powodują szybki wzrost częstotliwości tętna, a wstrzymanie oddechu w trakcie nurkowania je obniża. Co się jednak stanie, gdy oba efekty wystąpią jednocześnie – jak na przykład podczas skoku do wody?

– Serce straci rytm: u około 80 procent badanych tętno ulega w tej sytuacji zaburzeniu. Może to prowadzić nawet do nagłej śmierci – wyjaśnia Tipton. Zdarza się, że wskutek tego typu fluktuacji umierają również całkowicie zdrowi sportowcy.

Czy da się pokonać tę granicę? Dostosowanie w wyniku treningu jest możliwe: regularne ćwiczenia fizyczne zwiększają pojemność serca i zmniejszają częstotliwość tętna. Mięsień sercowy zostaje wzmocniony, a jego wydajność – rośnie.

Ile krwi może maksymalnie stracić ludzki organizm?

Serce pompuje 5–6 litrów tego życiodajnego płynu do każdego, nawet najbardziej oddalonego obszaru ciała, ale w sytuacji wyjątkowej wystarczy także połowa tej ilości. W przypadku zranienia uruchamiany jest program awaryjny: zmniejsza się zaopatrzenie w krew kończyn, palców u rąk i nóg. Jej resztę organizm tłoczy przez naczynia szybciej, aby wyrównać niedobory.

Decydującym czynnikiem jest czas, w którym kończyny pozostają niedostatecznie ukrwione: – Kilka godzin w temperaturze 15 czy 20 stopni Celsjusza wystarczy, by tkanki uległy zniszczeniu. Osoby, którym się to przytrafiło, jeszcze po latach narzekają na ból w niegdyś niedokrwionych częściach ciała. Wciąż czują w nich chłód i wilgoć – mówi Tipton.

Czy da się pokonać tę granicę? Im więcej mięśni w ciele, tym więcej ciepła może ono wyprodukować. Jednak akurat w palcach rąk i nóg praktycznie ich nie ma. Potrzebują zatem ciepła z innych obszarów. Sztuczna stymulacja za pomocą masażu i umiarkowany ruch pobudzają dopływ ogrzewającej krwi.

Ile stresu zniesie serce, zanim przestanie działać?

Ludzkie serce jest czymś w rodzaju silnika – i to bardzo wydajnego. Jego moc osiąga około 2 watów na sekundę. W okresie eksploatacyjnym wynoszącym średnio 652 000 godzin serce wykonuje 2,6 miliarda skurczy i tłoczy przez organizm ponad 165 milionów litrów krwi. Nawet jednak ten superefektywny narząd ma swoje granice. Jego największy przeciwnik to stres.

Podwyższony poziom hormonu stresu może spowodować zaburzenia rytmu serca, prowadzące w najgorszym przypadku do zawału. Ilość stresu uznawana za niezdrową jest inna w przypadku każdego człowieka i zależy od takich czynników, jak niedobór snu oraz ogólny stan zdrowia.

Czy da się pokonać tę granicę? Sportowcy wyczynowi i żołnierze stosują tzw. trening koherencji serca. Poprzez specjalne techniki oddechowe (np. dwa razy powolny i głęboki wdech) i medytacyjne uczą się kontrolować świadomie rytm pracy serca. By go ustabilizować i zredukować poziom hormonów stresu, wystarczy już 10 minut ćwiczeń.

Wpływ tej techniki na zdrowie udowodnił niedawno także Institute of HeartMath: u osób uczestniczących w treningu (dziesięć minut dziennie, pięć razy w tygodniu) po zaledwie miesiącu wydzielanie hormonu stresu, kortyzolu, obniżyło się o 23 procent.

Kiedy należy wypalić ostatniego papierosa?

Według statystyk w wyniku palenia tytoniu rocznie na całym świecie umiera ponad 6 milionów ludzi. Jak bardzo jednak trująca jest sama nikotyna w przypadkach nagłego przedawkowania? Śmiertelna dawka tego alkaloidu dla dorosłego człowieka jest szacowana na 50 mg.

Ale jego toksyczność jest zależna od wielu czynników. Znany jest przypadek zgonu po wypaleniu 17 „fajek” jedna po drugiej. Jeśli ta neuro­toksyna jest przyjmowana doustnie, szczególnie po rozpuszczeniu w wodzie (np. deszczówce w popielniczce), prowadzi do ciężkich zatruć, a nawet śmierci. Nikt tego nie robi? Tysiące małych dzieci zjadają każdego roku niedopałki – a w przypadku takich maluchów do ciężkiego zatrucia wystarczy nikotyna z zaledwie jednego „peta”.

Nikotyna to zresztą tylko część problemu. Wraz z dymem wciągamy do płuc także wiele tysięcy rakotwórczych substancji smolistych. Już pojedynczy papieros wyzwala w trakcie wypalania tyle drobnego pyłu tworzącego dym, co silnik Diesla w ciągu 90 minut pracy.

Czy da się pokonać tę granicę? Nie istnieje metoda podniesienia progu tolerancji w przypadku palenia tytoniu. Nasz organizm jest wprawdzie w stanie naprawić np. mutacje, ale z wiekiem traci tę zdolność, a u osób niepełnoletnich nie jest ona jeszcze wystarczająco wykształcona.

Statystycznie rzecz ujmując, osoba, która zaprzestanie palenia do 35. roku życia, w wieku 50 lat będzie miała oczekiwaną długość życia jak niepalący – organizm potrzebuje co najmniej 15 lat bez tytoniu, by naprawić szkody.

Kiedy ból odnosi zwycięstwo nad wolą?

Każdy człowiek inaczej odczuwa ból. Przyczyna: – Mózg uczy się, który ból jest ważny, a który – nie – wyjaśnia profesor Rolf-Detlef Treede. W efekcie organizm rozwija specyficzną dla siebie tolerancję – oraz ów próg, powyżej którego cierpienie staje się nie do wytrzymania.

Czy da się pokonać tę granicę? Badacze z Uniwersytetu w Heidelbergu odkryli, że człowiek jest w stanie podnieść swoją granicę bólu poprzez wyczynowe uprawianie sportu. – Największą tolerancję mają w tym względzie piłkarze, zaraz za nimi plasują się osoby uprawiające dyscypliny wytrzymałościowe i siłowe – wyjaśnia specjalista medycyny sportowej Jonas Tesarz.

Dwa brytyjskie testy wykazały ponadto, że można odwrócić uwagę mózgu od tych granic wytrzymałości: efektywnym środkiem przeciwbólowym miałyby być głośny śmiech lub... siarczyste przeklinanie.

Mięśnie i kości

Najtwardsza w naszym ciele jest tak zwana część skalista kości skroniowej, w której mieści się ucho wewnętrzne, czyli narząd równoważno-słuchowy. Ale bardzo wytrzymałe są także kości przedramienia. Aby je złamać, potrzeba siły 55 kiloniutonów. Dla porównania: wyrośnięty krokodyl nilowy zaciska szczęki z siłą 13,5 kiloniutona. Poza tym, kości ciągle się zmieniają, tak jak reszta organizmu – i mogą w razie potrzeby stać się jeszcze twardsze.

Czy da się pokonać tę granicę? Koncepcja sztucznego zwiększania twardości kości nosi nazwę treningu wibracyjnego. Osoba poddawana tej procedurze stoi na wibrującej płycie drgającej z częstotliwością od 5 do 60 herców. Wstrząsy powodują aktywację komórek budulcowych kości. Naukowcy odnotowali znaczące zwiększenie gęstości mineralnej kości u ochotników po kilku miesiącach takiego treningu.

Jak zmienić swoje ciało w elektrownię?

Nasz organizm pracuje jak mała elektrownia. Już w stanie spoczynku ma wydajność metaboliczną około 90 watów, ale po niewielkim podkręceniu obrotów – np. szybkim marszem – wartość ta zwiększy się aż do 1000! To wystarczająca moc do zapewnienia oświetlenia... domku jednorodzinnego.

Ważnym paliwem naszej cielesnej elektrowni są węglowodany. Im więcej jest ona w stanie ich zmagazynować w mięśniach w formie glikogenu, tym większą ma efektywność. Niewyćwiczony organizm może w ten sposób zgromadzić około 300–400 gramów węglowodanów. To pozwala wykonywać bardzo intensywne, ciągłe działania przez kilkadziesiąt minut.

Czy da się pokonać tę granicę? Jak pokazuje przykład profesjonalnych sportowców lub żołnierzy elitarnych jednostek, granicę wydolności organizmu można przesunąć. Najlepiej nadaje się do tego tak zwany trening w hipoksji. Jest on wykonywany najczęściej na wysokości od 2000 do 2500 metrów.

Jak to działa? Poprzez niskie ciśnienie atmosferyczne w górach powstaje niedobór tlenu we krwi. A to wyzwala reakcję pobudzającą wytrzymałość: nerki zwiększają produkcję erytropoetyny (EPO). Hormon ten stymuluje wytwarzanie erytrocytów zawierających hemoglobinę, która z kolei odpowiada za transport tlenu z pęcherzyków płucnych do mięśni. W efekcie ciało zostaje „doładowane” tlenem, a wydolność wysiłkowa rośnie – i utrzymuje się także przez jakiś czas po powrocie z treningu górskiego.

Czy kofeina może zabić?

Kofeina tłumi uczucie głodu, pobudza, zwiększa wydajność – i jest wszechobecna za sprawą kawy oraz herbaty. Wielu sportowców, kierowców ciężarówek lub studentów zestresowanych egzaminami nie potrafi sobie wyobrazić życia bez tego wspomagacza w płynie, proszku lub tabletkach. Jest dostępna w handlu na kilogramy, mimo że już spożycie od 5 do 10 gramów tej substancji (równowartość 50 filiżanek kawy) może być śmiertelne.

Za nieszkodliwą w przypadku zdrowej osoby dorosłej uznaje się dawkę dzienną wynoszącą 0,4 grama – ilość zawartą w 4 filiżankach kawy. Przekroczenie tej porcji grozi nerwowością, bezsennością, wzmożoną potliwością, kołataniem serca, a nawet problemami z krążeniem. Przedawkowanie kofeiny w wyniku spożywania kawy lub herbaty jest niemal wykluczone, ale możliwe w przypadku tzw. shotów energetycznych.

Czy da się pokonać tę granicę? Regularne spożycie kofeiny zwiększa tolerancję na tę substancję. Z tego względu konsumujący duże jej ilości mogą sobie pozwolić na wypicie kawy krótko przed snem i nie mają z tego tytułu problemów z zaśnięciem. Zwiększanie spożycia nie jest jednak pożądane, ponieważ w przypadku odstawienia mogą wystąpić bóle głowy, drażliwość i zaburzenia snu.

Zobacz również

  • Któż nie zna legend, w których mordercy i złodzieje przedstawiani są jako wrażliwi na krzywdę i uczciwi obrońcy uciśnionych... W australijskiej mitologii także istnieje taki szlachetny rozbójnik –... więcej

Twój komentarz może być pierwszy

Zapoznaj się z Regulaminem
Wypełnienie pól oznaczonych * jest obowiązkowe.