Điện giật - sét đánh – nhiễm phóng xạ
Điện giật
Kể từ khi trường hợp đầu tiên người bị chết do điện giật được báo cáo năm 1879, tổn thương do điện giật ngày càng trở nên phổ biến. Tại Hoa Kỳ, trên 60% trường hợp chết do điện giật là nam thường có tuổi từ 20 đến 34. Khoảng 1/3 tổn thương do điện thế cao xảy ra ở các công nhân điện, 1/3 xảy ra ở công nhân xây dựng, và số còn lại xảy ra ở người không liên quan đến công việc. Một nửa tổn thương do điện thế thấp xảy ra ở nhà, phần lớn là trẻ em.
Trước khi tìm hiểu tổn thương do điện giật, cần nhắc lại dòng điện. Để có một dòng điện chạy qua, mạch điện phải kín và phải có một hiệu điện thế (hoặc nói đơn giản điện thế) ở giữa 2 điểm của mạch đó. Dòng điện liên quan trực tiếp đến hiệu điện thế (tỷ lệ thuận với hiệu điện thế) và tỷ lệ nghịch với điện trở (sức kháng dòng điện) ở giữa 2 điểm của mạch (định luật Ohm). Điện trở càng lớn, dòng điện càng nhỏ, ngược lại điện trở càng nhỏ, dòng điện đi qua càng lớn. Khi điện thế rất cao (điện cao thế dòng điện tương đối lớn trừ khi điện trở tăng theo tỷ lệ). Nhưng khi làm giảm điện thế đến mức tối thiểu giữa 2 điểm thì dòng điện cũng có thể bị giảm đến mức tối thiểu bất luận điện trở như thế nào.
Mức độ nặng và cách phân bố tổn thương do điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, gồm: loại dòng điện (dòng điện một chiều hay xoay chiều), lượng điện (cường độ dòng điện), điện thế dòng điện, điện trở (cơ thể con người là một điện trở) chiều đi của dòng điện và thời gian tiếp xúc. Các biến số đó tác động lẫn nhau và gây ra các loại tổn thương khác nhau trên cơ thể con người.
Dòng điện một chiều và xoay chiều có những tác dụng khác nhau. Các đồ dùng trong gia đình và thắp sáng hầu hết dùng điện xoay chiều tần số thấp (40-150 Hz) và điện thế thấp (<1000 vôn) nguy hiểm gấp 3 lần dòng điện một chiều.
* Điện giật gây ra những tổn thương gì?
Các mô của cơ thể kháng lại dòng điện rất khác nhau, tùy theo chứa nhiều hay ít nước. Xương và da có điện trở tương đối cao, trong khi đó, máu, bắp thịt và dây thần kinh là những chất dẫn điện tốt. Điện trở của da bình thường có thể bị giảm đi khi bị ẩm ướt, và chỉ riêng yếu tố này cũng có thể chuyển một tổn thương nhẹ sang thành một sức nặng gây tử vong. Nếu lúc đó được tiếp đất tốt, hiệu số điện thế giữa 2 điểm của mạch điện được giảm đến mức tối thiểu và cường độ dòng điện qua người sẽ thấp đi. Và như vậy sẽ bớt nguy hiểm. Đường đi của dòng điện qua cơ thể cũng rất quan trọng. Tai biến xảy ra khi dòng điện đi từ điểm tiếp xúc ở chân và đất ít nguy hiểm hơn khi dòng điện đi từ đầu đến chân (vì giữa 2 cực này có tim nằm ở giữa đường đi). Cũng giống như một dòng điện nhỏ dò ra không nguy hiểm ở trên bề mặt da nguyên vẹn, nhưng lại có thể gây chết người do loạn nhịp tim khi dòng điện nhỏ được dẫn trực tiếp tới tim thông qua một ống thông tim có điện trở thấp.
Điện xoay chiều nguy hiểm hơn nhiều điện một chiều, một phần vì nó gây co cứng các cơ làm nạn nhân không có khả năng tách rời mạch điện. Khi co cứng như vậy thường vã mồ hôi, nên làm giảm điện trở của da và như vậy dòng điện lại có cường độ lớn hơn đi qua cơ thể.
Thông thường, nếu bị điện giật ở điện thế thấp mà chết thì thường là do tác dụng trực tiếp của dòng điện tương đối nhỏ lên cơ tim làm rung thất. Nếu điện cao thế (trên 1000 vôn), tim ngừng đập và ngừng thở, có thể do tổn thương ở các trung tâm não.
Ngoài ra, điện giật còn gây bỏng nặng nhẹ tùy theo cường độ dòng điện: điện năng chuyển thành nhiệt năng. Nếu da có điện trở cao, sẽ có phá hủy nặng các mô tại chỗ tiếp xúc. Ngược lại, nếu điện trở da thấp, tổn thương toàn thân, như tổn thương ở tim và não, sẽ trội lên.
* Cấp cứu điện giật như thế nào?
Nếu tổn thương nhẹ, thường chỉ khu trú tại vùng tiếp xúc (bàn tay, chân, hoặc ở trẻ em, mép môi, lưỡi): bỏng diễn biến trong vùng 7 -10 ngày, trong thời gian này, tổn thương lên sẹo. Nếu không lành, hoặc bỏng nặng thì cần đưa đi bệnh viện.
Nếu tổn thương nặng (điện cao thế); cấp cứu tại chỗ, không được đụng vào nạn nhân trước khi cắt nguồn điện, để tránh người cấp cứu cũng bị điện giật.
Nếu ngừng thở, phải thổi ngạt miệng - miệng ngay tức thì. Đa số trường hợp tự thở lại trong vòng nửa giờ. Hồi phục hoàn toàn sau một thời gian dài phải tiếp tục hỗ trợ hô hấp ít nhất 4 giờ. Nếu tim ngừng, phải xoa bóp tim ngoài lồng ngực trong khi chuyển đến bệnh viện.
Phải chú ý đến bỏng và các tổn thương khác do ngã từ cao...
Sét đánh
Đám mây mang điện âm và mặt đất mang điện dương, khi nào hiệu số điện thế giữa đám mây và mặt đất vượt quá khả năng cách điện của không khí thì xảy ra sét. Sét đánh có thể theo 4 kiểu:
1. Đánh trực tiếp vào nạn nhân: 1 dòng điện cực mạnh chạy qua nạn nhân.
2. Đánh vào mặt ngoài cơ thể nạn nhân: kiểu sét đánh này do nạn nhân mặc quần áo ướt hoặc ra mồ hôi.
3. Đánh vào một vật khác trước khi dòng điện chạy vào cơ thể nạn nhân, thí dụ sét đánh vào tháp cao, một cây cao v.v.. rồi truyền vào nạn nhân.
4. Đánh xuống đất gần nạn nhân, dòng điện đi vào một chân ở gần điểm sét đánh hơn chân bên kia. Như vậy, giữa 2 chân có một hiệu số điện thế gọi là điện thế bước. Dòng điện vào một chân, đi qua cơ thể rồi ra khỏi cơ thể ở chân kia. Hai kiểu sét đánh sau có thể ảnh hưởng đến nhiễu nạn nhân cùng một lúc.
* Sét đánh gây ra tổn thương như thế nào?
Tổn thương tương tự như bị điện giật. Sét là dòng điện một chiều. Điện thế có thể từ 3 triệu đến 200 triệu vôn và mang một dòng diện có cường độ từ 2000 đến 3000 Ampe. Nạn nhân bị sét đánh chỉ tiếp xúc với dòng điện hết sức ngắn vì sét thường chỉ kéo dài từ một đến 100 phần nghìn giây. Phần lớn dòng điện chỉ lóe lên ở bên ngoài cơ thể. Trái lại, trong tổn thương do điện cao thế thời gian tiếp xúc có thể lâu, do đó nạn nhân có thể thành đông cứng.
* Xử trí như thế nào?
Tổn thương do sét đánh tương tự như tổn thương do điện (một hoặc xoay chiều) mô tả ở trên. Do đó, cách xử trí giống như điện giật.
Nhưng cách điều trị tốt nhất là dự phòng, tránh những nơi nguy hiểm trong lúc giông, mưa sấm sét, không đứng gần các cấu trúc lớn, cây cao, dưới mái bằng kim loại, bờ sông, hàng rào, cột điện thoại. Nơi an toàn nhất là nhà đóng kín, còn tương đối an toàn là nên ngồi trong xe tô đóng kín cửa, hang động và nằm xuống đất cuộn tròn và bàn tay áp vào nhau.
Nhiễm phóng xạ
* Tia xạ là gì?
Theo định nghĩa, tia xạ hay bức xạ là năng lượng dưới dạng sóng hay hạt, đặc biệt bức xạ điện từ, gồm các tia gamma, tia X, tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy được, tia hồng ngoại và các hạt tia tử ngoại, ánh sáng nhìn thấy được tia hồng ngoại và các hạt (điện tử, proton, neutron, hạt alpha, beta...). Có nhiều loại bức xạ, có loại không gây tác hại, nhưng có loại lại gây tác hại. Bức xạ gây tác hại nhiều nhất là loại bức xạ gây ion hóa, loại này gây tổn hại cho các mô do tác động của các hạt mang điện tích.
* Bức xạ ion hóa là gì?
Bức xạ ion hóa là bức xạ sóng điện từ hay hạt gây ion hóa, nghĩa là giải phóng các điện tử ra khỏi các nguyên tử khi đi qua một vật chất. Các hạt alpha và beta ion hóa nhiều hơn so với các bức xạ nơtron và gamma.
* Có mấy loại bức xạ ion hóa?
Có 2 loại.
Loại thứ nhất gồm các sóng điện từ cao tần bước sóng tương đối ngắn với các đặc điểm của các hạt, như tia gamma sinh ra do tan rã nhân của đồng vị phóng xạ và tia X do nhân tạo. Các sóng này có khả năng xuyên sâu vào mô và ion - hóa vừa phải các mô trên đường đi của tia bằng cơ chế gián tiếp. Chúng tác động qua lại với các nguyên tử và phân tử của các cấu trúc mô để hình thành các ion và các gốc hóa học có tính phản ứng để gây tổn hại các thành phần của tế bào và phá vỡ quá trình sinh học:
Loại thứ 2 của bức xạ ion - hóa bao gồm một số các hạt, quan trọng nhất là các hạt alpha, proton và electron (điện tử) mang điện tích và hạt nơtron không mang điện. Các hạt mang điện ion - hóa dày đặc các cấu trúc dọc theo đường đi vào mô của tia. Mức độ xuyên sâu ít và biến đổi tùy theo kích thước, điện tích và tốc độ của các hạt. Tổn thương mô tế bào do ion hóa trực tiếp nước, oxygen, và các phần tử khác để tạo hành các gốc hóa học tự do (hydroxyl) và các loại oxygen có phản ứng tính cao. Các hạt neutron xâm nhập vào mô sâu hơn các hạt mang điện tích cao. Các hạt neutron xâm nhập vào mô sâu hơn các hạt mang điện tích cùng kích thước (như hạt proton), và ion hóa gián tiếp thông qua tác dụng qua lại với nhân của nguyên tử, dẫn đến giải phóng các proton, hạt alpha và các mảnh nhân khác để gây tổn hại cho các mô khác.
Các sóng điện từ có bước sóng dài hơn không ion hóa, nhưng một số có thể gây tổn hại cho các mô bằng một cơ chế khác. Thí dụ, tia cực tím xâm nhập rất ít nhưng gây tổn hại tế bào do quang hóa học. Siêu âm, tia hồng ngoại, sóng radio, sóng điện từ vi sóng có khả năng vào sâu trong mô để sinh thiết. Sóng điện từ yếu, hạ tần đã được chứng minh là có khả năng điều biến dòng ion và cản trở cả hai phiên mã ARN và tổng hợp ADN ở khâu tế bào, nhưng tác dụng toàn bộ đến con người còn chưa rõ.
* Bức xạ ion hóa nguồn gốc từ đâu?
Trong suốt cuộc đời, con người chịu một bức xạ liều thấp. Khoảng 2/5 bức xạ đó là do từ các nguồn thiên nhiên, bao gồm khí radon, tia vũ trụ, nuclid phóng xạ trong đất, và các thành phần phóng xạ trong cơ thể. Số còn lại là do bức xạ từ các nguồn do con người làm ra như tia X, liệu pháp rọi tia... Ngoài ra còn các vụ nổ vũ khí nguyên tử, sự cố các lò phản ứng hạt nhân.
* Bức xạ ion gây tổn thương như thế nào?
Tác dụng sinh học: Bức xạ thường phải phá sợi kép của ADN để diệt tế bào, vì nếu chỉ phá một sợi đơn, tế bào có khả năng sửa chữa tổn thương. Bức xạ cũng còn có tác dụng gián tiếp với nước (chiếm khoảng 80% thể tích tế bào) để sinh ra các gốc hóa học tự do, đặc biệt gốc hydroxyl có thể gây tổn hại tế bào. Kết quả của tổn thương tế bào là tế bào bị chết. Một tác dụng sinh học khác của bức xạ và gây tăng trưởng tế bào ung thư do đột biến nhiều năm sau tiếp xúc với bức xạ.
Những người bệnh trong thời thơ ấu bị chiếu tia liều thấp có nguy cơ bị ung thư đáng kể 2 đến 3 thập nhiên sau tiếp xúc. Nguy cơ này cao hơn so với nhân dân nói chung.
Sai lạc thể nhiễm sắc do bức xạ:
Thể nhiễm sắc có thể bị gãy khi bị rọi tia. Những đầu gãy của thể nhiễm sắc khác nhau có thể kết hợp với nhau. Những kết hợp bất thường này thường thấy trong kỳ phân chia tế bào.
Phần lớn kiến thức của chúng ta về tác dụng muộn của bức xạ ion hóa là xuất hiện từ những tai biến và sai lầm bất hạnh trong 75 năm qua. Đầu những năm 1920 và 1930, khoảng 200 nữ công nhân làm mặt đồng hồ phát sáng ở Hoa Kỳ, do bất cẩn đã nhiễm phải một lượng lớn radi 226 qua lưỡi và môi. Nhiều người về sau này bị ung thư ở xoang cạnh mũi và ung thư xương. Ở Đức, vào giữa những năm 1940: 1 số trẻ em bị lao xương và nhiều người lớn bị viêm khớp dạng thấp được tiêm radi 224 để chữa bệnh. Từ 5 đến 10 năm sau, nhiều người trong số đó cũng phát triển ung thư xương. Nhiều nhà điện quang trong những năm đầu sử dụng máy X quang đã chết do bệnh bạch cầu và đa u tủy. Nhiều người dùng thorium dioxid (Thoronast) để chuẩn đoán bệnh đã mắc ung thư gan.
Phần lớn những thông tin liên quan đến tác dụng cấp điện do bức xạ ion hóa bắt nguồn từ các vụ nổ bom nguyên tử và tai biến do bức xạ. Vụ nổ bom nguyên tử ở Hiroshima và Nagasaki có khoảng 119.000 đến 120.000 người dân thường chết. Khoảng 1/3 được coi là do phơi nhiễm với bức xạ.
* Nhiễm xạ gay ra những tổn thương gì?
Biểu hiện được gọi là cấp điện hoặc sớm khi nhiễm xạ xảy ra trong vài phút đầu tiên cho tới 2-3 tháng sau khi nhiễm xạ mạnh trong một thời gian ngắn. Biểu hiện này xảy ra khi nhiễm xạ ion hóa toàn thân và làm chết tế bào chức năng; tế bào tổn thương viêm và nhiễm khuẩn. Tùy theo liều lượng, nếu nhiễm xạ liều cao, nạn nhân có biểu hiện thần kinh (mất cảm xúc, ngủ lịm, li bì thường co giật và ức chế) và tim mạch (giảm huyết áp, loạn nhịp tim, sốt). Nếu liều thấp hơn thì có rối loạn tiêu hóa do loét, chảy máu, nhiễm khuẩn niêm mạc ruột và chức năng tủy xương bị ức chế.
Biểu hiện được gọi là trung gian hay muộn khi xảy ra sau vài tháng đầu cho tới vài năm sau. Biểu hiện muộn quan trọng nhất là tăng tỷ lệ mắc ung thư, tỷ lệ mắc bệnh bạch cầu ở người Nhật sống sót sau vụ nổ bom nguyên tử tăng cao trong vòng 2 - 3 năm sau vụ nổ.
* Tia xạ chữa ung thư
Tuy bức xạ ion hóa gây tác hại đối với tế bào cơ thể như vậy, nhưng bức xạ ion-hóa đã được dùng như một liệu pháp chống ung thư. Tại sao vậy?
Sau khi bức xạ, có 4 quá trình đã xảy ra trong tế bào, được tóm tắt như sau: quá trình thứ nhất là sửa chữa; quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ và được coi là một cơ chế về enzym để hàn gắn các tổn thương trong tế bào, quá trình thứ 2 là cung cấp lại oxygen. Trong quá trình này, oxygen (và các chất dinh dưỡng khác nữa) được cung cấp tốt hơn cho các tế bào có khả năng sống sót sau khi bị tổn thương do bức xạ. Quá trình thứ 3 là tái định cư tế bào. Trong quá trình này, quần thể tế bào có khả năng tiếp tục phân chia và thay thế các tế bào đang và đã bị chết. Quá trình thứ 4 là phân bố lại. Trong quá trình này có thay đổi về tính nhạy cảm với bức xạ của tế bào trong chu trình tế bào.
Khi bức xạ được dùng để điều trị ung thư, những khác biệt trong 4 quá trình nói trên giữa các tế bào ung thư và tế bào thường đã được các nhà điều trị khai thác bằng phác đồ điều trị chia nhỏ liều bức xạ.
