Человек в экстремальных условиях природной среды
Шрифт:
Несомненный интерес представляет зависимость температуры тела от изменений температуры окружающей среды. В экспериментах, проводившихся нами в 1967-1982 гг. в утренние относительно прохладные часы (температура воздуха 18-23°), температура тела у испытуемых удерживалась в пределах 36,0-36,2°. В дневные часы наблюдалось повышение ее на 1,5-2° с максимумом, совпадающим с «пиком» температуры воздуха в 14-15 часов. Затем она постепенно начинала снижаться, возвращаясь к исходной утренней. Наиболее значительные ее цифры были зарегистрированы в дни, когда температура воздуха в тени достигала 44-48° (рис. 74).
Рис. 74. Динамика радиационной температуры (А), температуры воздуха в тени (Б) и температуры тела под языком (В) во время экспериментов в пустыне
У некоторых испытуемых температура тела под языком поднималась до 39,0-39,3°. Одновременно увеличивалась частота пульса, превысив 100 ударов в минуту. На ЭКГ отмечались изменения, характеризующие появление обменных нарушений в миокарде. Объективные изменения показателей физиологических функций сопровождались резким ухудшением самочувствия испытуемых: отмечались спутанность сознания, общая слабость, одышка, головокружение, неприятные ощущения в области сердца. В совокупности эти симптомы характеризовались нами как предвестники развития теплового удара и служили сигналом к прекращению экспериментов. Результаты исследований показали, что нарушение процессов теплообмена при автономном существовании в пустыне в условиях воздействия высоких внешних температур (45-49° в тени) может привести к развитию явлений теплового удара даже у лиц, устойчивых к воздействию высокой температуры на фоне незначительного общего обезвоживания (при потере массы тела не более 4-5% от исходной величины).
Критерием переносимости тепловой нагрузки обычно служит температура тела. Предельно допустимая температура тела (под языком) у испытуемых в экспериментах, проводившихся нами в пустыне, составляла 38,9°. Следует учесть, что в условиях значительного перегревания на фоне стабилизации температуры тела на высоком уровне (38,5-39,0°) резкое ухудшение самочувствия и дальнейшее увеличение температуры тела могут наступить внезапно, при этом они быстро прогрессируют. Вероятно, для более полной оценки теплового состояния помимо фиксированной величины температуры тела следует учитывать и временные показатели гипертермии.
По данным отечественных и зарубежных авторов, критической температурой для организма человека, подвергшегося тепловому воздействию, можно считать 38,4-38,9° (Смирнов, 1961; Афанасьева и др., 1970; Bell et al., 1965) и даже 39,2-39,4° (Windham et al., 1965; Ажаев, 1979, и др.).
Характеризовать уровень гипертермии может и величина избытка теплосодержания в организме, отнесенная к поверхности тела человека. Предельно допустимая величина теплонакопления в организме испытуемых во время экспериментов в пустыне составляла 70-75 ккал/кв. м. При дальнейшем увеличении теплосодержания мы наблюдали появление предвестников теплового удара. По данным некоторых зарубежных исследователей, предельно переносимый уровень накопления избыточного тепла колеблется в пределах 65-85 ккал/кв. м (Hall, Polte, 1960) и даже 89-100 ккал/кв. м (Webb, 1961; Kaufman, 1963).
К аналогичным выводам пришли Кричагин (1966), А.Н. Ажаев (1979), А.А. Дородницына, Е.Я. Шепелев (1961), проводившие исследования в термокамере при температуре окружающей среды 45-75°. С.М. Городинский с сотрудниками установил, что предельно допустимое накопление тепла в покое составляет 89 ± 9 ккал/кв. м, при физической работе средней тяжести — 84 ± 9 ккал/кв. м, а при тяжелой — 113 ± 6 ккал/кв. м (Городинский и др., 1968).
Столь значительное различие в определении критических цифр теплонакопления различными авторами связано, видимо, с тем, что переносимость тепловой нагрузки не только носит индивидуальный характер, но и может колебаться у одного и того же человека в зависимости от состояния здоровья, нарушений режима труда и отдыха, физической нагрузки и т. д. Так, например, прием небольшой дозы алкоголя накануне эксперимента почти в 2 раза снижал устойчивость испытуемого к теплу (Дородницына, Шепелев, 1961).
Совершенно очевидно, что все излишнее тепло, грозящее нарушить температурный гомеостаз, требует немедленного удаления. В обычных условиях этот процесс идет несколькими путями: 28% тепла — конвекционным, 37% — лучеиспусканием, 11% — испарением воды через легкие, 2% — теплопроводностью, 4% — при нагревании принимаемой пищи и вдыхаемого воздуха, 4% — с выдыхаемым воздухом и 14% — испарением воды через кожу (перспирацией). Однако с повышением температуры воздуха роль потоотделения в теплорегуляции значительно возрастает (Коллинс, Вайнер, 1965). Если при температуре воздуха 15,5° из общего количества потерянной жидкости (1,40 л/сутки) испарением организм теряет 0,94 л, то при 32,2° из 2,994 л на долю пота приходится 2,444 л (Winslow et al., 1937). При температуре воздуха 33° поддержание теплового баланса осуществляется фактически лишь испарением пота, поскольку другие пути оказываются закрытыми (Ротштейн, Таубин, 1952; Гец, 1963). Таким образом, в условиях пустыни только он, спасительный пот, может избавить организм от перегрева, унося с каждым испарившимся граммом 585 калорий тепла.
Потери воды с потом при температуре внешней среды 37,8° достигают 300 г/час и с дальнейшим повышением температуры на каждые полградуса увеличиваются на 20 г/час (Госселин, 1952; Арнольда, 1962). При тяжелой физической нагрузке общие потери жидкости за сутки могут превысить 10-12 л (Кассирский, 1935).
Правда, по мере уменьшения запасов жидкости в организме потоотделение несколько замедляется, т. е. существует определенная зависимость между уровнем потоотделения и степенью дегидратации (Ladell, 1945, и др.). Так, по данным С. Робинзона, потоотделение снижается на 15-20% уже при дегидратации 3-4% (Robinson, 1963).
Наблюдая за динамикой потоотделения у испытуемых — участников исследований в пустыне, мы также отмечали некоторое его снижение от первого к третьему дню эксперимента (рис. 75), что, по-видимому, свидетельствовало о торможении функции потовых желез, вызванном развивающимся обезвоживанием.
Рис. 75. Среднечасовое потоотделение (г/час) в разные сутки эксперимента
Изучение структуры водопотерь показало, что при потере массы тела до 4,0-4,5% обезвоживание происходит за счет внесосудистой экстрацеллюлярной жидкости, при дефиците от 4,5 до 6,0% объем циркулирующей плазмы (ОЦП) уменьшается на 15-20%. В дальнейшем при потере массы тела до 8-10% уменьшение ОЦП и внеклеточной жидкости хотя в целом и не прогрессировало, но происходило уменьшение внутриклеточной воды (рис. 76).
Рис. 76. Объем водных пространств организма до (А) и после (В) эксперимента в термокамере. 1 —Общая вода тела, 2 — внеклеточная жидкость (бромное пространство), 3 — внутриклеточная вода
На рис. 77 представлена динамика показателя гематокрита у испытуемых во время экспериментов в термокамере, где моделировались условия автономного существования в пустыне, и в контрольных экспериментах при отсутствии тепловой нагрузки, но на режиме ограниченного питания и водопотребления, аналогичном термокамерным исследованиям.
Рис. 77. Динамика показателя гематокрита у испытуемых в термокамере (1) и во время контрольных экспериментов (2)
Данные показывают, что сгущение крови при тепловой нагрузке наступало при более значительном обезвоживании по сравнению с контрольными исследованиями.
Во время трехсуточных экспериментов в пустыне у испытуемых было отмечено повышение вязкости крови на 25-30% (рис. 78А), увеличение содержания гемоглобина на 10-15% (рис. 78Б) и количества эритроцитов на 500 тыс. куб. мм и более, что свидетельствовало о некотором сгущении крови, вызванном обезвоживанием организма [10] .
10
Исследования проводились с участием В.Н. Ускова, С.А. Бугрова, Н.А. Крученка, В.Б. Зубавина, А.3. Мнациканьяиа, И.П. Бобровницкого.