Важную роль в предохранении организма от внешнего теплового воздействия играет одежда. Она не только защищает кожные покровы от прямого поражения солнечными лучами, но, в значительной мере, препятствует высушивающему и перегревающему действию горячего воздуха. При температуре выше 40° ветер не только не охлаждает организм, но увеличивает конвективное поступление тепла. И хотя обнаженный человек чувствует себя более комфортно, чем одетый, так как испарение пота усиливается, процесс обезвоживания при этом значительно ускоряется (Госселин, 1952; Banky, 1971). Например, водопотери у обнаженных испытателей при температуре воздуха в термокамере 35-52° и скорости ветра 2,5 м/сек, составлявшие 515 г/час, снизились до 342 г/час после одевания бурнуса (Versuche uber Schutzkleidung, 1941). Но вместе с тем одежда должна хорошо вентилироваться. Чтобы тепло не накапливалось, в пододеждном пространстве, расстегиваются ворот и манжеты, распускается поясной ремень.
Некоторые вопросы водно-солевого обмена при высоких температурах
У человека и высокоразвитых млекопитающих животных температура тела поддерживается на постоянном уровне, благодаря деятельности механизмов терморегуляции. Поддержание ее на постоянном уровне определяет нормальную жизнедеятельность организма. Нарушение температурного гомеостаза приводит к существенным сдвигам метаболизма и функционального состояния органов и систем. При повышении температуры всего на 2-3° уже отмечаются существенные нарушения функций сердечно-сосудистой системы и заметное снижение работоспособности (Еремин и др., 1966). Повышение же ее на длительный срок на 4-5° и более не совместимо с жизнедеятельностью организма. 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% – при выдыхании воздуха и 14% – испарением воды через кожу (перспирацией). Однако с повышением температуры воздуха роль потоотделения в теплорегуляции значительно возрастает (Галанин, Глибин, 1950; Коллинс, Вейнер, 1965). Если при температуре воздуха 15,5° из общего количества потерянной жидкости 1,40 л/сутки на долю пота приходится лишь 0,94 л, то при 32,2° из 2,994 л – 2,444 л организм теряет с потом (Winslow et al., 1937). При температуре воздуха 33° поддержание теплового баланса осуществляется фактически лишь испарением пота, так как другие пути оказываются закрытыми (Ротштейн, Таубин, 1952; Гец, 1963). Величина перспирации зависит от многих причин: температуры воздуха и его относительной влажности, скорости ветра, прямой и отраженной солнечной радиации, размеров тела и его положения. Накопление тепла в организме происходит до какого-то критического предела, за которым начинаются постепенно нарастающие расстройства физиологических функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Критерием переносимости тепловой нагрузки может служить, с одной стороны, температура тела (оральная или ректальная), с другой – количество накопленного тепла, отнесенного к единице поверхности тела. По данным отечественных и зарубежных авторов, критической температурой для организма, подвергшегося тепловому воздействию, можно считать 38,4-38,9° (Смирнов, 1961; Афанасьева и др., 1970; Eichna et al., 1954; Bell et al., 1965; и др.) и даже 39,2-39,4° (Windham et al., 1965). Предельной величиной накопленного в организме тепла американские физиологи считают 55-77 ккал/м2 (Blockley et al., 1954; Crayg et al., 1954).
К аналогичным выводам пришли советские ученые А. А. Дородницына и Е. Я. Шепелев (1960), проводившие исследования в термокамере при температуре окружающей среды 45-75°. По данным некоторых зарубежных исследователей, накопление избыточного тепла возможно в пределах 65-85 ккал/м2 (Hall, Polte, 1960) и даже 89-100 ккал/мг (Webb, 1961; Kaufman, 1963).
В более поздних исследованиях С. М. Городинский с сотрудниками установили, что предельно допустимое накопление тепла в покое составляет 89±9 ккал/м2, при физической работе средней тяжести – 84±9 ккал/м2, а при тяжелой – 113±6 ккал/м2 (Городинский и др., 1968).
Столь значительное различие в определении критических цифр теплонакопления различными авторами связано, видимо, с тем, что переносимость тепловой нагрузки носит не только индивидуальный характер, но и может колебаться у одного и того же человека в зависимости от состояния здоровья, нарушений режима труда, отдыха, физической нагрузки, и т. д.
Например, прием небольшой дозы алкоголя накануне эксперимента почти в два раза снижал устойчивость испытуемого к теплу (Дородницына, Шепелев, 1960).
Потери жидкости 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; Арнольди, 1962). При тяжелой физической нагрузке общие потери жидкости за сутки могут превысить 10-12 л (Кассирский, 1935). При достаточном водопотреблении организм успешно справляется с тепловыми нагрузками, не испытывая водного дефицита (Lehman, 1939).
Однако в условиях автономного существования в пустыне, когда водный рацион ограничен до предела, а природные водоисточники отсутствуют и влагу, превратившуюся в пот, не удается восполнять, в ход рано или поздно пойдут внутренние резервы организма. При этом, в первую очередь, платит дань кровеносная система. При обезвоживании 1-11% от веса тела плазма теряет в 2,7 раза больше жидкости, чем весь организм в целом (Гинецинский, 1964; Marx, 1940; Hall, 1964), повышается вязкость крови (Маршак, 1931; Ladell et al., 1944; MacRhersor, 1960), увеличивается количество эритроцитов и гемоглобина (Хохлов, 1961).
Во время трехсуточных натурных экспериментов в пустыне при температуре воздуха 40-44° (по зачерненному термометру) мы наблюдали значительную (до 6-8% от первоначального веса тела) потерю веса за счет водопотерь потоотделением (рис. 74).
Рис. 74. Динамика изменения веса в трехсуточном эксперименте в пустыне.
При этом отмечалось повышение вязкости крови на 25-30% (рис. 75, А) и увеличение содержания гемоглобина в периферической крови на 10-15% (рис. 75, Б). Эти исследования еще раз подтверждали тесную связь кровеносной системы с процессом дегидратации[5].
Рис. 75. Изменения некоторых показателей крови во время трехсуточного эксперимента в пустыне. А – вязкость крови; Б – содержание гемоглобина в периферической крови; 1 – до эксперимента; 2 – после эксперимента.
Уменьшение объема циркулирующей крови ведет к снижению скорости кровотока, уменьшению ударного объема сердца (Ажаев, Лапшина, 1971; Whittow, 1958). Чтобы удержать минутный объем крови и артериальное давление на уровне, близком к нормальному, сердце вынуждено сокращаться чаще (Авазбакиева, 1954, 1958; Ротштейн, Таубин, 1952; Saltin 1964). Учащение пульса связано также с изменением функционального состояния экстракардиальных центров вегетативной нервной системы под влиянием импульсов с периферических терморецепторов и в результате прямого воздействия нагретой крови на эти центры (Лемер, 1965; Whittow, 1958).
Таким образом, в условиях пустыни нагрузка на сердечнососудистую систему быстро возрастает (Тилис, 1962).
Представляется интересным, что в покое частота сердечных сокращений у испытуемых была несколько ниже по сравнению с фоном. Однако даже небольшие физические нагрузки сопровождались сердцебиением. Значительно учащался пульс при ортостатической пробе. На третьи сутки эксперимента при переходе испытуемого из горизонтального положения в вертикальное частота пульса увеличивалась более чем в два раза.
Таким образом, по мере развития дегидратации сердце оказывалось все менее приспособленным к деятельности в таких условиях. Это подтверждает анализ электрокардиограмм, записанных в трех стандартных отведениях у испытуемых в покое и при ортостатической пробе. Изменения на электрокардиограмме интервалов P-Q и QRS были относительно невелики. Вольтаж комплекса QRS изменялся незакономерно. Зубец P неизменно увеличивался в ответ на ортостатическую пробу. Вместе с тем, выявились четкие изменения зубца T. При увеличении времени ортостатической пробы он все более уменьшался. После трех суток эксперимента ортостатическая проба сопровождалась уменьшением вольтажа зубца T в 2-3 раза, он уплощался, становился двухфазным.
Увеличение зубца P при одновременном снижении амплитуды зубца T – характерный признак повышенного влияния на сердце симпатической нервной системы.
Значительные изменения в некоторых случаях претерпевал сегмент S-T. На электрокардиограмме во время ортостатической пробы этот сегмент был приподнят и сочетание его с зубцом Т принимало характерную корытообразную форму. Наиболее значительные изменения этого сегмента вместе с описанными изменениями зубца Т после трехсуточного пребывания в эксперименте придавали электрокардиограмме «ишемическую» форму.
