Социальные механизмы акклиматизации:
-планировка территорий - проветривание, озеленение и обводнение в жарком климате (водоёмы, фонтаны), противоветровая защита в холодном климате;
-планировка жилищ - в условиях жаркого климата нужно избегать западной и юго-западной ориентации зданий, нужно сквозное проветривание, озеленение, кондиционирование; на севере здания нужно располагать торцом к господствующим ветрам, жилые - с подветренной стороны, обеспечивать искусственную инсоляцию;
-одежда - хорошо проветриваемая и защищающая от чрезмерной инсоляции на юге, теплая и защищающая от ветра на севере;
-режим труда и отдыха - режим дня - перерывы на самое жаркое время суток на юге, установление режима в соответствии с циркадными ритмами на севере; затемнение окон во время отдыха.
-рациональное питание - на севере калорийность пищи должна быть больше на 15-20% (за счет белков и жиров, а не углеводов), содержание витаминов – повышенным.
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА
Микроклимат – состояние окружающей среды в ограниченном пространстве, определяемое комплексом физических факторов и оказывающее различного рода влияние на организм человека.
Классификация типов микроклимата:
Оптимальный микроклимат – микроклимат, при котором обычный человек находится в ощущении теплового комфорта.
Допустимый – микроклимат, который может вызвать преходящие и быстро нормализующиеся изменения функционального и теплового состояния человека.
Нагревающий – микроклимат, параметры которого превышают допустимые величины и могут быть причиной физиологических сдвигов, а иногда причиной развития патологических состояний и заболеваний (перегревание, тепловой удар, и др.).
Охлаждающий – микроклимат, параметры которого ниже допустимых величин и могут вызвать переохлаждение и, связанные с этим, патологические состояния и заболевания.
Элементы микроклимата.
1.Температура воздуха.
2.Влажность воздуха.
3.Скорость движения воздуха (для ЛПУ - кратность воздухообмена).
4.Атмосферное давление.
Температура воздуха
У поверхности земли температура воздуха в зависимости от широты местности и сезона года колеблется в пределах около 100° С. С подъемом на высоту температура воздуха постепенно снижается (примерно на 0,56° С на каждый 100 м подъема). Эта величина называется нормальным температурным градиентом. Однако при определённых условиях (низкая облачность, туман) температурный градиент может нарушаться и наступает температурная инверсия, когда верхние слои воздуха становятся более теплыми, чем нижние. Возникновение температурной инверсии способствует созданию высоких концентраций загрязнений, выбрасываемых в воздух.
Комфортным тепловое состояние среды и человека считается при температуре воздуха 17-22 °C, предельно допустимым - при верхней границе 25 °C и нижней 14 °C; предельно переносимым - соответственно при 35 °C и 10 °C; экстремальным - при 40 °C и - 40-50 °C. В последнем случае обычная зимняя одежда не может поддерживать тепловое равновесие организма.
Для рассмотрения вопросов влияния температуры воздуха на организм человека необходимо вспомнить основные механизмы терморегуляции.
11
Терморегуляция
Температура тела человека и высших животных поддерживается на постоянном уровне, несмотря на значительные колебания температуры окружающей среды. Такие организмы с постоянной температурой тела называются гомойотермными. Гомойотермные организмы, имея постоянную температуру тела, ведут активный образ жизни при значительных колебаниях температуры внешней среды.
Одним из важнейших условий для нормальной жизнедеятельности человеческого организма является сохранение постоянства температуры тела.
Изотермия — постоянство температуры тела — имеет для организма большое значение, т. к. она, во-первых, обеспечивает независимость обменных процессов в тканях и органах от колебаний температуры окружающей среды; во-вторых, обеспечивает температурные условия для оптимальной активности ферментов.
Температурная карта тела.
Температура крови притекающей к правому предсердию – 37 оС,
Температура печени – 38оС. |
|
|
Нормальная температура тела |
36,7 °C |
|
Нормальная температура лба |
33,4°C |
|
Температура кожи лица – 33,5оC |
|
|
Нормальная температура в подмышечной впадине – 36,6°C |
||
Нормальная температура ладоней рук |
24-32,8°C |
|
Нормальная температура подошв ног |
24-30,2°C |
|
Температура замерзания крови |
от -0,56 до -0,58°C |
|
Удельная теплоемкость крови |
3,9 |
кДж/(кг* °K)=0,93 кал/(г* °С) |
Удельная теплоемкость человеческого тела средняя 3,47 кДж/(кг* °K)
Масса воды, испаряющаяся с поверхности тела и из легких |
0,8-2,0кг/сутки |
Наиболее благоприятная относительная влажность воздуха |
40-60% |
Температурные пределы жизнедеятельности человека:
35,8 – 37,8оС – биохимические процессы протекают нормально, 40 – 42оС – возникает тепловой удар из-за снижения активности ферментов, 43оС – денатурация ферментов, 31 – 34оС – возникает централизация кровообращения,
20 – 27оС – фибрилляция сердца, потеря сознания, 19,3оС – полный анабиоз.
Способность гомойотермных организмов поддерживать температуру тела на постоянном уровне обеспечивается двумя взаимосвязанными процессами - теплообразованием и теплоотдачей, равенство которых обеспечивает изотермию организма.
Процессы, связанные с образованием тепла в организме (теплопродукции), объединяют понятием химическая терморегуляция, а процессы, обеспечивающие отдачу тепла (теплоотдачу) - физическая терморегуляция.
Пути теплопродукции.
1) Химический термогенез.
а) окислительное фосфорилирование Б, Ж, У, при этом 25% энергии превращается в тепловую. Этот механизм активируется физической активностью (ходьба – в 3 – 4 раза, работа – в 7 – 10 раз) и адреналином (при эмоциях, страхе).
б) неокислительное фосфорилирование – в тепло превращается 75% энергии. Активируется в течение нескольких дней при длительном снижении температуры окружающей среды. При этом увеличивается выработка тироксина, адреналина, усиливается катаболизм жира в адипоцитах и выход ЖК в кровь, их окисление с образованием тепла.
2) Сократительный термогенез.
а) 60% теплопродукции в покое образуется за счет тонуса мышц.
При снижении температуры появляются терморегуляторные тонические сокращения, развивающиеся в области мышц спины, шеи и некоторых других областей. Теплопродукция возрастает на 40 – 50%. При этом формируется поза, уменьшающая теплоотдачу.
12
б) Холодовая дрожь– непроизвольное сокращение мышц, возникающее при снижении температуры сердцевины тела. В отличие от теплообразования при произвольных мышечных сокращениях теплообразование при дрожи является экономным способом теплопродукции, т. к. в тепловую энергию переходит почти вся энергия мышечного сокращения. Отсутствует ее потеря за счет конвекции (как при произвольных сокращениях).
Пути теплоотдачи. При обычных условиях человек в среднем теряет в сутки около 2400-2700 ккал. С поверхности тела тепло отдается в виде излучения (инфракрасная радиация), кондукции (проведения) путем непосредственного контакта с окружающими предметами, конвекции за счёт теплообмена с прилегающим к поверхности тела слоем воздуха и испарения (в виде пота).
В обычных комфортных условиях (при комнатной температуре в легкой одежде) соотношение степени теплоотдачи этими способами следующее:
Теплопотери организма человека в состоянии покоя и теплового комфорта (t воздуха = 21°С; t ограждающих поверхностей = 18°С; влажность воздуха = 50%, v = 0,2 м/с) составляют:
Отдача тепла излучением – 45%, Отдача тепла конвекцией – 30%, Отдача тепла испарением пота –10%,
Прочие пути (нагревание пищи, удаление экскрементов, испарение влаги с поверхности альвеол и др.) – 15%
Эти цифры приведены для ориентирования, а в действительности они значительно колеблются в зависимости от конкретных условий.
Испарение. На испарение 1мл. воды расходуется 580 кал тепла. Через легкие испаряется в норме за сутки 350 мл Н2О, что обеспечивает отдачу 8% тепла. Этот процесс регулируется частотой и глубиной дыхания (тепловая одышка). С поверхности кожи в покое выводится 25% тепла. Это так называемое неощутимое испарение. За сутки этим способом испаряется 500 мл. Н2О. При повышении температуры тела неощутимое испарение дополняется работой потовых желез. Потообразование по сравнению с покоем может увеличиться в 10 – 20 раз и достичь 3,5 – 12 л. в час (физическая работа, при повышении температуры воздуха). Но охлаждение за счет испарения требует адекватного поступления воды и эффективно при низкой влажности и достаточной скорости движения воздуха.
Теплоизлучение с поверхности кожи. Эффективно если температура воздуха ниже температуры тела. При температуре воздуха 20оС таким способом отдается 70% образующегося тепла. Излучение зависит от величины кожного кровотока – зависимость прямо пропорциональная.
Конвекция – теплоотдача за счет перемещения нагретого кожей воздуха и смена его на холодный. Увеличивается при большой скорости движения воздуха (ветре). Способ эффективен, если температура воздуха ниже температуры кожи.
Теплопроведение – отдача тепла нагретым телом менее нагретому (например, охлаждение при купании в водоеме).
Используя эти механизмы теплоотдачи, организм может в значительной степени защитить себя от воздействия высоких температур и предотвратить перегревание.
Если, несмотря на активацию обмена веществ, величина теплопродукции организма становится меньше величины теплоотдачи, возникает понижение температуры тела, получившее название переохлаждения, или гипотермии. Если интенсивность теплопродукции превышает способность организма отдавать тепло развивается
гипертермия.
13
Гипотермия
Гипотермия - типовая форма расстройства теплового обмена - возникает в результате действия на организм низкой температуры внешней среды и значительного снижения теплопродукции. Гипотермия характеризуется нарушением (срывом) механизмов теплорегуляции и проявляется снижением температуры тела ниже нормы.
Факторы риска охлаждения организма.
Повышенная влажность воздуха.
Высокая скорость движения воздуха (сильный ветер).
Повышенная влажность одежды или её намокание.
Нерациональная одежда и обувь (тесная обувь, затрудняет кровообращение, и приводит к нарушению теплообмена).
Попадание в холодную воду. Вода примерно в 4 раза более теплоёмка и в 25 раз более теплопроводна, чем воздух. В связи с этим замерзание в воде может возникнуть при сравнительно высокой температуре: при температуре воды +15 °C человек сохраняет жизнеспособность не более 6 ч, при +1 °C - примерно 0,5 ч.
Длительное голодание, физическое переутомление.
Алкогольное опьянение. Алкоголь способствует расширению сосудов кожи и тем самым усиливает радиационную и конвекционную теплоотдачу. Пострадавший субъективно ощущает тепло, у него складывается обманчивое представление о температурном комфорте, и он ничего не предпринимает для защиты от переохлаждения. Большие дозы алкоголя непосредственно угнетают функцию центров терморегуляции.
Различные заболевания, травмы и экстремальные состояния.
Переохлаждение может быть общим и местным. Общее переохлаждение вызывает озноб, способствует возникновению простудных и инфекционных заболеваний вследствие снижения общей резистентности организма. Местное переохлаждение может привести к отморожению, причем главным образом при этом страдают конечности. При местном охлаждении могут иметь место и рефлекторно возникающие реакции в других органах и системах.
Переохлаждение развивается в три стадии.
I стадия (компенсации) – При действии гипертермического фактора в организме включается триада экстренных адаптивных механизмов:
1)поведенческой реакции («уход» от действия холодового фактора);
2)интенсификации теплопродукции и снижение теплоотдачи;
3)стресса. Нарушение процессов терморегуляции ведет к развитию стресс-реакции с активацией гипофиза и надпочечников (у нетренированных к действию холода) и к выбросу инсулина и тироксина (у тренированных) с активацией анаэробного гликолиза и усилением экзотермических процессов за счет катаболизма высокоэнергетических фосфатов, углеводов, жиров и жирных кислот, а также белков. Эти механизмы ведут к активному расходованию энергетических ресурсов, к их истощению и развитию тканевой гипоксии.
Благодаря комплексу указанных изменений температура тела хотя и понижается, но ещё не выходит за рамки нижней границы нормы. Если причинный фактор продолжает действовать, то происходит срыв компенсаторных реакций.
II стадия (переходная) - вследствие нарушения механизмов терморегуляции периферические сосуды расширяются, поэтому теплоотдача увеличивается и температура тела начинает быстро понижаться.
III стадия (декомпенсации) – результат срыва центральных механизмов терморегуляции. Теплоотдача еще более возрастает, а теплопродукция снижается, вследствие чего организм принимает температуру окружающей среды. Организм становится пойкилотермным. В этот период нередко формируются порочные круги, потенцирующие развитие гипотермии и расстройств жизнедеятельности организма.
• Метаболический порочный круг. Снижение температуры тканей в сочетании с гипоксией тормозит протекание метаболических реакций. Подавление интенсивности метаболизма сопровождается уменьшением выделения свободной энергии в виде тепла. В
14
результате температура тела ещё более снижается, что дополнительно подавляет
интенсивность метаболизма...
•Сосудистый порочный круг. Нарастающее снижение температуры тела при охлаждении сопровождается расширением артериальных сосудов (по нейромиопаралитическому механизму) кожи, слизистых оболочек, подкожной клетчатки. Расширение сосудов кожи и приток к ним тёплой крови от органов и тканей ускоряет процесс потери организмом тепла. В результате температура тела ещё более снижается, ещё
вбольшей мере расширяются сосуды ….
•Нервно-мышечный порочный круг. Прогрессирующая гипотермия обусловливает снижение возбудимости нервных центров, в том числе контролирующих тонус и сокращение мышц. В результате этого выключается такой мощный механизм теплопродукции как мышечный сократительный термогенез. В результате температура тела интенсивно снижается, что ещё более подавляет нервно-мышечную возбудимость….
Углубление гипотермии вызывает торможение функций вначале корковых, а в последующем и подкорковых нервных центров. Развивается гиподинамия, апатия и сонливость, которые могут завершиться комой. В связи с этим нередко выделяют стадию гипотермического «сна» или комы.
При нарастании действия охлаждающего фактора наступает замерзание и смерть организма.
Степени тяжести переохлаждения:
1.Легкая стадия переохлаждения. Температуры тела снижается до 3235 °С. У пострадавшего выявляются побледнение кожи (как следствие вазоконстрикции), интенсивная мышечная дрожь. Может отмечаться дизартрия (косноязычие), отсутствие двигательных и волевых функций, памяти (атаксия, апатия, амнезия).
2.При средней стадии переохлаждения происходит снижение температуры тела до 24-32 °С. Отмечаются резкая бледность кожи, отсутствие речевого общения и прекращение мышечной дрожи. Вследствие замедления обмена веществ происходит снижение потребления кислорода тканями и органами.
3.Тяжелая стадия переохлаждения наступает при снижении температуры тела ниже 24 °С. У пострадавшего прекращается сердечная деятельность, происходит остановка дыхания. Электрическая активность головного мозга исчезает.
Увыживших, после холодовой травмы на 3-5-е сутки развиваются геморрагический синдром, повышение сосудистой проницаемости, бронхопневмония, иногда признаки септицемии.
Принципы профилактики гипотермии
Профилактика охлаждения организма включает комплекс мероприятий.
♦Использование сухой, тёплой и свободной одежды и обуви.
♦Правильная организация труда и отдыха в холодное время года.
♦Организация обогревательных пунктов, обеспечение горячим питанием.
♦Медицинское наблюдение за участниками зимних военных действий, учений, спортивных соревнований.
♦Запрещение приёма алкоголя перед пребыванием на холоде.
♦Закаливание организма.
Медицинская гибернация
Управляемая гипотермия (медицинская гибернация) - метод управляемого снижения температуры тела или его части с целью уменьшения интенсивности обмена веществ и функциональной активности тканей, органов и их систем, а также повышения их устойчивости к гипоксии.
Управляемая (искусственная) гипотермия применяется в медицине в двух разновидностях: общей и местной.
Общая управляемая гипотермия. Используется при выполнение хирургических операций в условиях значительного снижения или даже временного прекращения регионарного кровообращения. Это получило название операций на «сухих» органах: сердце, мозге и некоторых других. Преимущества. Существенное возрастание устойчивости
15