Analiza medyczna działania strzały myśliwskiej.

 

Tytuł oryginału: „The mechanism of the hunting arrow”

Autor: Dr Bengt George’n, Szwecja

Strzała z szerokim grotem tnącym powoduje natychmiastowy zgon przy penetrowaniu klatki piersiowej zwierzyny. Śmierć spowodowana jest szybką utratą krwi skutkującą ostrym niedotlenieniem, zawieszeniem funkcji płuc lub wystąpieniem obydwu efektów jednocześnie.

CIŚNIENIE KRWI I FIZJOLOGIA UTRATY KRWI

Ciśnienie krwi w arteriach caribou wynosi 130-155 mm Hg w fazie skurczu serca. W założeniu przyjęte zostało takie samo ciśnienie dla innych gatunków jeleniowatych. Oznacza to, że serce nadaje krwi ciśnienie zdolne podnieść słupek rtęci w przybliżeniu o 150mm. Rtęć ma specyficzny współczynnik opadania, który jest 13,6 razy większy od tegoż współczynnika wody, tak więc odpowiadałoby mu podniesienie słupa wody/krwi 13.6x150mm – 2m , w przybliżeniu 7 stóp. Przecięta arteria biegnąca w kierunku górnym przy każdym skurczu serca wyrzucałaby dwumetrowy słup krwi w powietrze. Średnia wartość ciśnienia krwi podczas trwania wszystkich faz cyklu pracy serca jest niższa, wynosi w przybliżeniu 125-100mm Hg (1,2). Jedynymi tętnicami, do których nie stosuje się powyższych reguł, są arterie płucne. Ciśnienie krwi wynosi w nich około 20mm Hg w fazie skurczu serca, jego wielkość średnia to 15mmHg (2).

Rys. 15. Schemat układu krwionośnego jeleniowatych.

Ciśnienie w żyłach jest znacznie mniejsze – od 3 do 10 mm Hg. Tak więc, pojedyncze, żylne krwawienie nigdy nie powoduje szybkiego zgonu. W chwili, gdy następuje utrata części krwi znajdującej się w krwiobiegu ranionego zwierzęcia, układ krążenia automatycznie próbuje skompensować to zjawisko. Jednym ze sposobów jest przyspieszenie pulsu, drugim redystrybucja krwi znajdującej się w powierzchni ciała, wnętrznościach, kościach w kierunku serca, mózgu oraz mięśni. Ten proces jest kontrolowany zarówno przez uwalnianie hormonów stresu – głównie adrenaliny – oraz przez odruchy nerwowe (2).

Ten sam mechanizm uwydatnia się szczególnie gdy mamy do czynienia z przerażonym, rannym zwierzęciem. W tym przypadku jego odporność na stres wzrasta dzięki zwiększonemu wydzielaniu adrenaliny. Adrenalina podnosi częstotliwość i stopień skurczów serca, uwalniając w ten sposób siłę potrzebną do ucieczki. Gwałtowna utrata krwi na poziomie 20% może w ten sposób zostać skompensowana przez pozostałą ilość krwi w krwiobiegu, która pozwoli zachować pełną żywotność zwierzęcia. Jeżeli utrata krwi zwiększy się, zwierzę przechodzi w stan wstrząsu, którego objawami jest obniżenie ciśnienia krwi, szybki puls, ograniczenie świadomości, zwiększenie niepokoju, suchość błon śluzowych oraz poczucie rażącego pragnienia. Jeżeli zwierzę będzie miało taką możliwość, rozpocznie poszukiwania wody do picia. Niezależnie będzie również poszukiwało odpowiedniej kryjówki w której będzie mogło odpocząć.

W przypadku jeszcze większej utraty krwi, główne funkcje organizmu nie mogą zostać dłużej podtrzymane, w wyniku czego zwierzę traci przytomność i umiera. Zjawisko to następuje mniej więcej przy 35% utracie krwi, jeżeli następuje ona szybko.

ILOŚĆ KRWI ORAZ MECHANIZM JEJ TRANSPORTU

Łania (samica jelenia wirginijskiego czy mulaka) ważąca ok. 45kg posiada w krwiobiegu 2.8 litra krwi(3). 20% utrata którą sarna może skompensować wynosi 0,6litra. 35% utrata krwi, która jest śmiertelna odpowiada 1.0 litra krwi. Całkowita waga dorosłej łani daniela przeciętnie wynosi 35kg, dorosłego jelenia szlachetnego to 101-120 kg. (4). Stosując taką samą relację do wagi ciała jak w poprzednim przypadku 35% utrata krwi wynosi odpowiednio: 1.1 litra, 3.1…3.7 litra. 35% utrata krwi sarny ważącej ok.  20kg wynosi 0.4 litra.

Średnica tętnic w klatce piersiowej łani wynosi 1.5cm (początek arterii płucnej) lub mniej. Wewnętrzna średnica aorty wynosi średnio 1cm. Średnica tętnic zmniejsza się wraz ze stopniowym rozgałęzianiem się. Większość rozgałęzień w odcinku klatki piersiowej biegnących do płuc, karku, przednich kończyn ma wewnętrzną średnicę 0.5cm (pomiary dokonane przez autora).

CZAS

  1. Krwawienie

Prędkość utraty krwi ranionego zwierzęcia głównie zależy od jego ciśnienia krwi, oporu otaczających miejsce trafienia tkanek, odległości od serca oraz maksymalnej zdolności pompowania krwi przez serce (u ludzi jest to przeciętnie 1 litr na każde 10 sekund) (2)). Kiedy serce lub aorta zostaną rozcięte, ciśnienie krwi natychmiast dramatycznie spada, przerwany zostaje dopływ krwi do mózgu i zwierzę traci przytomność w przeciągu 8-15 sekund. Komórki mózgowe zostają nieodwracalnie uszkodzone a śmierć następuje w przeciągu kolejnych 4-5 minut.

W przypadku ugodzenia strzałą w główny obszar płuc niektóre z arterii płucnych zostaną nieodwracalnie przecięte. Zjawisko to może być zobrazowane za pomocą wody znajdującej się w arteriach płucnych pod ciśnieniem równoważnym ciśnieniu krwi, przepuszczanej przez trzy węże o wewnętrznej średnicy 0.5cm. Czas potrzebny na zebranie 0.5 litra cieczy wynosi sześć sekund.

  1. Obustronne zapadnięcie się płuc

Płuca są niezwykle elastycznym organem, którego zewnętrzna część znajduje się bardzo blisko ścian jamy klatki piersiowej oraz przepony, która oddziela jamę klatki piersiowej od jamy brzusznej. Elementem dzięki któremu obie (jama klatki piersiowej i jama brzuszna) są rozdzielone jest podciśnienie w opłucnych – wąskich prześwitach pomiędzy płucami i jamą klatki piersiowej, które pozwalają płucom przemieszczać się bez uszkodzenia pomiędzy ścianami jamy klatki piersiowej podczas oddychania. Jeżeli opłucna zostanie przekłuta tak, by dostało się do niej powietrze podciśnienie zacznie znacząco spadać wraz z ilością przedostającego się do wewnątrz powietrza. W rezultacie płuca skurczą się dzięki swej elastyczności i zaadoptują przestrzeń równą siódmej części przestrzeni właściwej. W wyniku zanikania podciśnienia w opłucnej, wywołanego punkcją płuca, zamiera praca narządów oddechowych.

Przy jednostronnym przebiciu opłucnej, oddechowa pojemność pozostaje w drugim płucu, dzięki czemu zachowana jest wymagana wymiana powietrza do podtrzymania funkcji życiowych zwierzęcia.

W przypadku, gdy obydwie opłucne zostaną przebite, funkcjonowanie płuc zanika znacząco wraz z przedostawaniem się do wewnątrz powietrza zasysanego w wyniku zmiany objętości płuc w trakcie ich pracy. Zwierzę cierpi z powodu niedotlenienia i umiera. Czas do utraty przytomności w wyniku obustronnego zapadnięcia się płuc jest różny i wynosi od jednej do pięciu minut – zależnie od rozmiaru punkcji. Zazwyczaj taka rana jest w praktyce połączona z silnym krwotokiem, więc okres ten jest nawet krótszy. Jedynie w przypadku mocno uszkodzonych płuc zapadnięcie się ich może być główną przyczyną śmierci.

MECHANIZM WSTRZYMYWANIA KRWAWIENIA

Uszkodzenia średniego rozmiaru arterii, na przykład kostnych lub układu trawiennego lub też mniejszych tętnic, uruchamiają różne mechanizmy mające powstrzymać krwawienie. Główne z nich to:

  • Tworzenie się zakrzepów w uszkodzonym naczyniu.
  • Skurcz arterii
  • Krzepnięcie krwi
  • Zwiększenie ciśnienia w tkance okalającej uszkodzone naczynie

Arteria, która jest częściowo lub całościowo uszkodzona, może w krótkim czasie przestać krwawić dzięki skurczeniu się naczyń krwionośnych wokół zakrzepu. Mechanizm jest inicjowany przez uszkodzone ścianki naczynia krwionośnego, powodujące gwałtowne przyłączanie się płytek krwi w celu uszczelnienia naczynia. Substancje uwalniane w wyniku uszkodzenia powodują powstawanie cienkiej sieci włóknistej fibryny formującej się w skrzepie krwi zwiększając jego wytrzymałość. Równolegle z formowaniem się skrzepu na arteriach w wyniku kontrakcji pojawiają się skurcze w mięśniowej warstwie ścianki naczynia. Im większe wystąpiło uszkodzenie ścianki naczynia tym bardziej naczynia się kurczą, co owocuje szybszym i bardziej efektywnym tworzeniem się skrzepu.

Skurcz tętnic

Uszkodzona tętnica może wytworzyć skurcz w mięśniowej warstwie ścianek naczynia, powodujący zmniejszenie się światła tętnicy. Obszar skurczu może występować na kilku centymetrach długości arterii i może być na tyle silny by odciąć zupełnie przepływ krwi. Skurcz arterii najczęściej występuje w przypadku użycia tępego narzędzia i uszkodzenia jej poprzez naciągnięcie.

Krzepliwość

Krzepliwość krwi określa możliwość jej zasklepiania się. Zasklepianie się może występować na dwa sposoby:

Wolna reakcja krzepnięcia zaczynana jest przez wewnętrzne ścianki naczynia aktywujące proteiny, które są pierwszym z elementów w łańcuchu wolnej reakcji, które w ostateczności aktywują gwałtowną ostateczną fazę krzepnięcia krwi. Szybka reakcja krzepnięcia wywoływana jest przez komórki tłuszczowe uwalniane z uszkodzonej tkanki. W przypadku większego uszkodzenia tkanki i okolic naczynia wymagana ilość tych komórek jest uwalniana i bezpośrednio aktywują one ostateczną fazę krzepnięcia krwi.

W związku z powyższym krew krzepnie tym szybciej, im większa ilość komórek została uszkodzona w okolicy naczynia.

Zwiększenie ciśnienia w tkance w okolicy uszkodzonego naczynia

W przypadku, gdy uszkodzona arteria znajduje się w mięśniu czy pomiędzy innymi silnymi strukturami tkanek krwawienie zostaje szynko zredukowane poprzez zwiększenie się ciśnienia dookoła naczynia. W przypadku wystąpienia znaczącego rozdarcia tkanki wokół uszkodzonego naczynia lub otaczające tkanki są miększe, jak na przykład jest w przypadku klatki piersiowej czy jamy brzusznej przepływ krwi napotyka mniejszy opór i krwawienie jest ciągłe.

Strzała wyposażona w szerokie ostrze tnące wywołuje wystarczająco wielki ubytek tkanek, powodując krwawienie, którego nie da się wstrzymać przez zwiększenie ciśnienia otaczających tkanek. Ten efekt wzmacniany jest przecięciem włókien mięśni które pod wpływem własnego napięcia są rozrywane jak podcięta, napięta elastyczna taśma.

STRZAŁY Z GROTEM TYPU BROADHEAD

Wszystkie z trzech wymienionych mechanizmów, które mogą redukować lub zatrzymać krwawienie z arterii, są aktywowane w tym większym stopniu im większe jest uszkodzenie naczynia czy otaczającej je tkanki.

Jest to główny powód, dla którego myśliwi polujący łukiem muszą mieć bardzo ostre krawędzie broadheadów. Wyjaśnia to również, dlaczego wykrwawienie się zwierzęcia może następować w sposób znacznie szybszy niż przy użyciu penetrującego pocisku. Właśnie dlatego powierzchnia strzału obiektu która prowadzi do szybkiego uśmiercenia jest większa dla broadheada niż w przypadku pocisku.

1

POSTRZAŁKI NIE SĄ TAK POWAŻNE JAK OD POCISKU Z BRONI PALNEJ

Uderzenie w skórę lub tkankę mięśniową broadheadem jest znacznie mniej groźne dla okaleczonego zwierzęcia niż postrzał ze strzelby. Strzała myśliwska powoduje relatywnie czystszą ranę zawierającą znacznie mniej skóry i cząstek włosów. Uszkodzona tkanka mięśniowa krwawi obficie, umożliwiając samooczyszczenie się rany. Ugodzenie strzałą nie wywołuje uszkodzeń wtórnych, a lokalne uszkodzenie nie powoduje ran tłuczonych, więc normalnie tego typu uraz leczy się szybko, bez komplikacji i bez wpływu na ogólny stan zdrowia zwierzęcia.

Podobny strzał z pociskiem penetrującym, zwłaszcza wysokoprędkościowym, powoduje dodatkowo wniknięcie cząstek skóry i włosia w ranę. Poza tym powoduje pokruszenie tkanki kostnej, a pocisk może również wywołać rozerwanie pulsującej jamy (klatki piersiowej bądź jamy brzusznej). Ten rodzaj urazu charakteryzuje się znacznie większym ryzykiem zakażenia rany, zatrucia krwi, wielokrotnej zakrzepicy i wstrząsu wywołanego zatruciem wskutek rozkładu uszkodzonej tkanki. Wydłuża również proces gojenia. Powoduje to większy ból niedługo po trafieniu, długo trwającą agonię w czasie późniejszym i przede wszystkim znacznie mniejszą szanse na przetrwanie ranionego zwierzęcia.

Literatura: 1. Timisjaevri J: Left ventricular volumes and functioning of the reindeer heart. Basic Res. Cardiol. 73 (4). 1978 355-364 Evans: Principles of human Physiology. Churchill. London 1962. The National Bowhunter Education Foundation: Bowhunting Deer. Ed W Wadsworth.Nova Scotia Dept. of Lands and Forest. 1986. Krigh J et al: Hjortvilt i lantbruksforetaget. Svergies Lantbruksuniversitet, Speciella Skrifter 26. de Tabats G: Vascular Surgery .Saunders. Eastcott H HG: Arterial Surgey. Pitman Medical. London 1978.”