Охлаждение организма при местном действии холодных поверхностей
Материал нашел и подготовил к публикации Григорий Лучанский
Источник: Малышева А.Е. Охлаждение организма при местном действии холодных поверхностей. Из Института гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР. Гигиена и санитария № 2, 1950 г.
Как из гигиенической практики, так и из экспериментальных исследований известно, что температура стен и ограждений в значительной степени определяет теплоощущение человека. Низкая температура стен и ограждений даже при обычной температуре помещения вызывает ощущение дискомфорта, повышается удельный вес теплопотерь путем радиации.
Наши экспериментальные исследование показали, что радиационный компонент в теплообмене человека с окружающей средой играет весьма существенную, а в некоторых случаях и первенствующую роль, что кожа является проницаемой для собственного излучения человеческого тела, вследствие чего воздействие на организм холодных поверхностей может быть причиной прямого охлаждения глубоколежащих тканей.
При этом было доказано, что при потере тепла излучением происходит более сильное непосредственное охлаждение глубоколежащих тканей, чем при конвекционном охлаждении, и что обычная одежда (шерстяной костюм) проницаема для излучения тела человека.
Задачей данной работы было изучение влияния холодных поверхностей не только на месте действия раздражителя, но и на организм в целом. Поскольку кожа испытывает первой влияние охлаждения и через нее гуморальным или рефлекторным путем осуществляется воздействие на глубже расположенные ткани и органы, мы остановились прежде всего на изучении термических реакций кожи. Измерение температуры кожи производилось термоэлектрическим методом на месте действия холодового раздражителя (спина) и на отдаленных участках (лоб, нос, грудь, кисть, средний палец руки, большой палец ноги, слизистая оболочка носа). Изменения в химической терморегуляции определялись газообменом. Проводилось также измерение температуры тела в аксиллярной области ртутным термометрам и измерение пульса. Для оценки общего состояния организма несомненно представляло большой интерес изучение функционального состояния центральной нервной системы. Для этой цели мы остановились на изучении изменения чувствительности глаза к электрическому раздражению. Электрическая чувствительность глаза определялась при помощи хронаксиметра. Для общей оценки состояния испытуемых регистрировали их теплоощущения.
В качестве источника охлаждения применялся плоскостенный металлический сосуд, одна из сторон которого, обращенная к испытуемому, была покрыта сажей. Поверхность зачерненной стенки равнялась 337 см2 и имела температуру +1º. Охлаждение сосуда проводилось смесью из льда и соли. Сосуд устанавливался на расстоянии 10 см от спины испытуемого. Охлаждение проводилось в течение 60 минут. Восстановительный период наблюдался в течение того же времени. В опытах участвовали 4 мужчин в возрасте 18 – 24 лет (сотрудники института). Во время опыта испытуемые раздевались до пояса. В течение 40 минут до начала охлаждения устанавливался фон, т. е. устойчивый уровень для температуры кожи на равных участках и для электрической чувствительности глаза. Температура помещения при проведении опытов была 23 – 24 º.
Изменения температуры кожи на охлаждаемом участке – спине – представлены в табл. 1.
В контрольных опытах температура кожи спины в течение 60 минут после установления фона колебалась в пределах ±0,5°. За время охлаждения температура кожи спины у всех испытуемых понижалась в среднем на 3,4 – 3,8°. Наиболее интенсивно снижение температуры кожи происходило за первые 10 минут (53 – 60% общего снижения температуры). Понижение температуры кожи в большинстве опытов прекращалось на 50-й минуте.
Температура кожи лба и груди по существу оставалась без изменения; как в опытах с охлаждением, так и в контрольных опытах она колебалась у всех испытуемых в пределах ±0,3°.
Температура кожи носа в контрольных опытах была довольно устойчивой и за время опыта понижалась в пределах 0,5°. При радиационном охлаждении спины температура кожи носа у всех испытуемых понижалась на 1 – 1,9°.
Температура кисти и пальцев рук, как известно, является чрезвычайно лабильной. За 40 минут после начала опыта не удавалось получить устойчивого фона. Температура кожи на данных участках понижалась у всех испытуемых не только в опытах с охлаждением, но и в контрольных опытах, однако в опытах с охлаждением понижение температуры было более значительным (1 – 2,1°) по сравнению с контрольными опытами (0,3 – 0,9°). Температура кожи среднего пальца руки у всех испытуемых понижалась в опытах с охлаждением весьма значительно (1,7-3,4°).
Проводилось также измерение температуры кожи большого пальца ноги (под носком). У всех испытуемых температура кожи большого пальца ноги в опытах с охлаждением понижалась на 3 – 5,1°, в то время как в контрольных опытах – только на 0,7 – 1°, Таким образом, на большом пальце ноги четко выражена отраженная температурно-сосудистая реакция при радиационном охлаждении спины.
Из приведенных данных следует, что отраженная температурно-сосудистая реакция при радиационном охлаждении спины наблюдается на коже носа, на кисти, пальцах рук и большом пальце ноги. На коже груди и лба заметных изменений получено не было. Как известно, нос, руки и ноги чутко реагируют на различные термические раздражители (как холод, так и тепло). Следует отметить, что если при охлаждении спины значительное понижение температуры происходит в первые 10 минут (до 60% всего снижения температуры кожи), то на неохлаждаемых участках оно происходит постепенно и в течение всего опыта.
Наблюдение над изменениями температуры кожи на различных участках тела после прекращения охлаждения проводилось в течение 60 минут. Обнаружены четкие различия в изменении температуры кожи на охлаждаемом участке тела и на участках неохлаждаемых (табл. 2).
В таблице приведены данные снижения температуры кожи на различных участках тела за время и после прекращения охлаждения по отношению к исходным величинам. Температура кожи спины у всех испытуемых после прекращения охлаждения повышалась, причем наиболее резко в первые 10 минут (на 58 – 67%), но все же за 60 минут не восстанавливалась полностью (на 0,6 – 1°). Температура кожи на неохлаждаемых участках тела (нос, кисть, палец руки и большой палец ноги) после прекращения охлаждения спины продолжала понижаться у всех испытуемых. Температура кожи лба и груди оставалась на одном уровне в течение всего опыта. В качестве примера на рис. 1 приводим данные, полученные на испытуемом А. Возможно, что этот факт продолжающегося понижения температуры кожи после прекращения охлаждения является сигналом или даже начальной фазой наступающего общего охлаждения организма.
Одновременно нами проводилось наблюдение над изменением температуры слизистой оболочки носа. Полученные данные представлены в табл. 3.
В контрольных опытах температура слизистой носа у всех испытуемых изменялась в пределах ±0,5°. При радиационном охлаждении спины температура слизистой носа у всех испытуемых и во всех опытах понижалась на 0,6 – 2,2°. Понижение температуры слизистой носа происходило медленно в течение всего опыта. После прекращения охлаждения спины наступало длительное последействие: у испытуемого Л. температура продолжала понижаться и упала еще на 0,9°, у испытуемого Б. понизилась на 0,3°, а у испытуемых В. и Г. осталась на том же уровне, что и во время охлаждения.
Рядом авторов было получено изменение температуры слизистой носа при холодовом раздражении отдельных участков тела. Ундриц и Засосов получали при охлаждении живота животных понижение температуры слизистой носа, неба и миндалин.
Маршак и Верещагин при местном холодовом раздражении (холодной водой) ног при температуре воды 12° наблюдали у людей снижение температуры слизистой носа, а при сильном холодовом раздражении (температура воды 4°) лишь небольшое кратковременное снижение, сменяющееся после окончания опыта резким повышением температуры. Это обусловлено, по мнению Маршака, расширением сосудов и усиленным отделением из слизистой носа. Койранский при охлаждении водой кисти рук испытуемых наблюдал слабо выраженную реакцию со стороны слизистой носа, в то время как действие этого же холодового раздражителя на стопы ног вызывало повышение температуры слизистой на 1,5°. Бобровым было установлено, что у нетренированных людей при погружении стоп в холодную воду (5°) через 5 минут после погружения наступало повышение температуры слизистой на 1,5°.
Из сравнения наших данных с приведенными литературными следует, что изменение температуры слизистой носа может быть получено не только при охлаждении водой, но и при других холодовых раздражителях (радиационное охлаждение), и не только при охлаждении верхних и нижних конечностей, но и других участков тела (спина).
У всех испытуемых отмечается некоторая тенденция к понижению температуры тела в пределах 0,4°.
Возможно, что, применяя более точные методы измерения температуры тела, мы получили бы более заметные сдвиги.
Изменений со стороны пульса обнаружено не было.
При наличии значительных температурных сдвигов на отдельных участках тела представляло интерес исследование газообмена для установления изменений со стороны химической терморегуляции. Исследование газообмена проводилось на трех испытуемых (21 опыт). Существенных изменений в теплопродукции обнаружено не было: у испытуемого А. она осталась без изменения, у испытуемого Б. увеличилась на 5%, а у испытуемого В. на 3%. Отмечается некоторое повышение потребления кислорода в опытах с охлаждением. Так, у испытуемого А. потребление кислорода увеличивается с 199,7 до 202,4 см3, у испытуемого Б. с 244 до 271 см3 и у испытуемого В. с 298 до 232 см3.
При оценке влияния местного «радиационного» охлаждения на изменение физиологических реакций всего организма в целом нас интересовало и функциональное состояние центральной нервной системы. Мы остановились на изучении электрической чувствительности глаза (явление фосфена).
Работы школы Л.А. Орбели и др. показывают, что электрическая чувствительность глаза характеризует деятельность центральных элементов зрительного анализатора. При электрическом раздражении глаза возбуждение первично возникает не в светочувствительных образованиях, а в вышележащих нейронах зрительного анализатора. Вначале определялась реобаза – порог, т. е. минимальная сила тока, при которой у испытуемого возникает ощущение света. Затем определялась хронаксия – минимальное время, в течение которого ток, равный удвоенной реобазе, вызывает появление фосфена. Определение электрической чувствительности глаза проводилось на тех же испытуемых. Влечение 40 минут устанавливался фон, затем 60 минут проводилось охлаждение спины и 60 минут наблюдалось восстановление. Для сравнения ставились контрольные опыты без охлаждения.
Порог электрической чувствительности глаза в контрольных опытах, после получения устойчивого фона, колебался в пределах ±5%. В опытах с охлаждением величина реобазы для фона в среднем была у испытуемого А. – 8,3 v, у испытуемого Б. – 8,3 v, у испытуемого В. – 7,3 v и у испытуемого Г. – 3,3 v.
За время охлаждения у всех испытуемых и во всех опытах наблюдается повышение порога электрической чувствительности глаза от 6 до 48%. После прекращения охлаждения в первые 10 минут реобаза держится на том же уровне, затем медленно падает и на шестидесятой минуте не возвращается к исходному уровню у всех испытуемых.
Таким образом, в результате местного радиационного охлаждения спины было обнаружено закономерное повышение реобазы, т. е. понижение электрической чувствительности глаза, что связано с изменениями в функциональном состоянии центральной нервной системы.
Хронаксия в контрольных опытах после установления фона у всех испытуемых колебалась в пределах ±9%. В опытах с охлаждением исходные данные (фон) хронаксия испытуемых были: А. – 0,49 σ, Б. – 0,63 σ, В. – 0,56 σ и Г. –0,61 σ. Под влиянием радиационного охлаждения закономерных изменений в хронаксии обнаружено не было. У всех испытуемых наблюдалось в отдельных опытах как повышение, так и понижение хронаксии. На рис. 2 представлены средние данные изменения реобазы для всех испытуемых. Приведенные данные по исследованию электрической чувствительности глаза (фосфен) позволили выявить закономерные изменения в реобазе, указывающие на понижение электрической чувствительности глаза. Четких изменений со стороны хронаксии обнаружено не было.
Для общей оценки функционального состояния организма при радиационном охлаждении мы учитывали теплоощущения испытуемых.
В контрольных опытах, а также до начала охлаждения теплоощущения всеми испытуемыми оценивались как «комфортабельно». Во время охлаждения и в период после охлаждения резко проявляются индивидуальные особенности испытуемых. Так, испытуемый А. в период охлаждения сном теплоощущения оценивает как «холодно»; после прекращения охлаждения быстро возвращается к исходной опенке «комфортабельно»; испытуемый Б. только в первые 20 минут дает оценку «прохладно», а затем, несмотря на продолжающееся охлаждение, – «комфортабельно», и так до конца опыта; испытуемый В. и период охлаждения дает оценку «прохладно», и это теплоощущение держится до конца опыта. Все оценки «холодно» и «прохладно» относились к местным ощущениям на охлаждаемом участке – спине при сравнительно удовлетворительном общем состоянии. В некоторых опытах были дополнительные замечания – холодно рукам или ногам. При сопоставлении теплоощущений испытуемых с изменением температуры кожи на отдельных участках тела мы имеем определенное соответствие только с изменением температуры на охлаждаемом участке – спине.
Местное ощущение неприятного, по определению испытуемых, «колющего» холода было доминирующим ощущением над общим самочувствием испытуемых. Когда охлаждение прекращалось, ощущение дискомфорта продолжалось 5 – 10 минут, затем, несмотря на наличие резких температурных сдвигов, общее состояние оценивалось как «комфортабельное». Из оценки теплоощущений следует, что местное ощущение холода являлось доминирующим ощущением испытуемых и что соответствие между самочувствием и изменением реобазы наблюдалось только в период охлаждения. В период охлаждения испытуемые оценивали свое самочувствие как дискомфортное, что полностью отражало температурные сдвиги на различных участках тела и изменение электрической чувствительности глаза. В период после охлаждения уже самый факт прекращения охлаждения вызывал ощущение комфорта, несмотря на то, что температура кожи на различных участках тела и электрическая чувствительность глаза еще не вернулись к исходному уровню.
Таким образом, из приведенного материала следует, что вызываемое при местном радиационном охлаждении значительное охлаждение на участке действия раздражителя сопровождается отраженной температурной реакцией на отдаленных участках тела: понижается температура кожи носа, кисти и пальцев рук, пальцев ног, а также слизистой носа. Изменяется функциональное состояние центральной нервной системы. Все вышеприведенные реакции характеризуются вялым течением, медленным развитием и длительным последействием. Значительное понижение температуры кожи не только на месте действия раздражителя, но и на отдаленных участках тела, а также обнаруженная тенденция к понижению температуры тела и повышению количества потребленного кислорода являются предвестниками общего охлаждения организма.
В связи с изложенным приобретает актуальное значение разработка защитных мероприятий для лиц, подвергающихся местному «радиационному» охлаждению.
