Терморегуляция

Основным путем отдачи тепла человеком, пребывающим в воде, является теплопроводность, а одной из защитных реакций организма в условиях охлаждения и переохлаждения - повышение уровня окислительных процессов. Согласно экспериментальным данным, полученным на животных, при действии холодной воды развивается перераздражение терморецепторов кожи, приводящее к развитию холодного шока: резко угнетается высшая нервная деятельность, терморегуляция, дыхание и кровообращение (С. Д. Куманичкин, 1954). В первые минуты охлаждения теплоотдача с поверхности тела подчиняется физическим законам и возрастает в зависимости от перепада температур кожи и воздуха, но возникающие в ответ на охлаждение физиологические реакции (перераспределение крови) уменьшают тепло-потери организма на 15 - 20%. Появление дрожи не предотвращает прогрессирующего охлаждения в целом, а способствует лишь временному постоянству внутренней температуры тела. В конечном итоге в ответ на холодовое действие изменяются температура кожи и тела и теплопродукция. При этом реакция организма на холодовую травму является примером стресса, проявляющегося, по Г. Селье (1960), общебиологическим синдромом адаптации, при котором деятельность всех систем организма и особенно системы гипофиз - кора надпочечников первоначально усиливается, затем наступает период адаптации с последующим угнетением жизненно важных функций.

Наши наблюдения позволили установить фазность колебаний температуры кожи и тела, связанную с условиями погружения и временем пребывания в воде. При одевании гидрокостюма, пребывании в нем на суше и в течение первых минут под водой наблюдалось некоторое повышение температуры кожи и тела, обусловленное нагревающим действием микроклимата пододежного пространства. После 20-минутного пребывания под водой при температуре ее около 21,4° С температура кожи лба снижалась на 0,5 - 1°С (Р<0,05), других зон (грудь, кисть, бедро, голень) - на 0,5 - 1,2°С (II серия опытов). Дальнейшее пребывание в воде обусловило постепенное снижение температуры кожи (рис. 27) и средневзвешенной температуры кожи. Например, у испытуемого Б. температура кожи лба в течение 3 ч пребывания и работы под водой снизилась с 35 до 32° С, у 3. после 4 ч экспозиции - с 35 до 30° С. Особенно значительно температура кожи снижалась после 4 ч пребывания в воде. Так, через 4,5 ч после погружения температура кожи лба снизилась на 0,5° С (Р<0,05), кожи груди - на 1,35° С (Р<0,1). У испытуемого 3. через 5 ч пребывания под водой температура кожи лба, груди, кисти, сердца и голени снижалась от исходных 34,6; 33,9; 33,5; 35,0; 33,5 до 31,8; 33,3; 26,6; 30,8; 28,1° С. В момент выхода из воды после 4-6-часовых экспозиций средневзвешенная температура кожи была ниже исходной на 2,5 ± 0,45°С (Р<0,001), внутренняя температура - на 1,06 ± 0,2° С (Р<0,001). Такое снижение температуры кожи и тела было обусловлено не только охлаждающим действием воды вследствие ее повышенной теплопроводности, но и нарушением периферического кровообращения, возникшего в результате сдавления тканей гидрокостюмом и сосудосуживающего действия холодной воды. Мышечная работа в этих условиях не компенсировала теплоотдачи, потребление кислорода и энерготраты даже в покое значительно превышали наземный уровень.

Рис. 27. Динамика температуры кожи груди (1), лба (2) и средневзвешенной (5) у испытуемого при 4,5-часовом пребывании в воде. I - перед погружением, II - пребывание в воде, III - после декомпрессии

Таким образом, в системе терморегуляции организма стадия устойчивой адаптации в этих опытах не наступала из-за постоянного действия охлаждения и нарушения периферического кровообращения, наоборот, продолжала развиваться выраженная стрессовая реакция, сопровождающаяся нарушениями морфологического состава крови, электролитного баланса, изменениями функции сердечно-сосудистой системы и дыхания, нервно-психическим напряжением. О значительном охлаждении организма легководолазов свидетельствует также и динамика восстановления температуры после выхода на сушу. В первые минуты реадаптации все температурные параметры сохранялись на низком уровне, затем очень медленно повышалась температура кожи и тела, не достигнув исходных данных и через 20 мин пребывания в обычных условиях, и, наконец, через 2 - 3 ч у большинства обследованных лиц наступала компенсаторная гипертермия, когда температура кожи превышала исходные величины на 0,5 - 1°С. Спустя несколько часов температура тела понижалась, а затем нормализовалась. Приведенные данные подтверждают результаты исследований Г. Н. Клинцевича (1973), касающиеся влияния на организм низких температур воздуха и воды.

Для уточнения роли и удельного веса отдельных факторов, в частности, фактора охлаждения, параллельно основным была проведена дополнительная серия исследований терморегуляции этих же легководолазов в таких же условиях, но с использованием электрообогреваемой одежды вместо ранее применявшейся шерстяной. Результаты этих опытов позволили установить, что температура кожи снижалась значительно меньше (в пределах 1°С), причем в некоторых зонах она практически не менялась (кожа груди). Однако поскольку температурные параметры все же несколько снижались, полностью за счет охлаждения описанные изменения терморегуляции отнести нельзя. В других опытах (IV серия) устранили фактор обжима путем применения специального скафандра, где к различным участкам тела подводился воздух, устранявший избыток водяных паров, то есть была ликвидирована возможность контакта обширных участков тела непосредственно с водой и с гидрокостюмом. Это позволило уменьшить нагрузку на систему терморегуляции акванавтов и снизить проявления стресса. На рис. 28 приведена динамика средневзвешенной температуры кожи X., находившегося под водой с температурой 19 - 20°С в скафандре с улучшенной обитаемостью в течение 37 ч 40 мин. Отклонение от нормальных величин (32,4 - 34°С) в течение практически всего пребывания составляло 0,5 - 0,8° С, за исключением периодов сна, когда оно было более выражено, вследствие наличия суточных физиологических колебаний температуры тела. Стадия относительно устойчивой адаптации начиналась с 5 - 7-го часа экспозиции, недостаточность терморегуляционных механизмов наступила значительно позже, причем акванавты субъективно не отмечали температурного дискомфорта, дрожь отсутствовала. Через 25 - 30 ч пребывания в воде отмечались другие неудобства (гиподинамия, сенсорная изоляция, общая усталость), которые привели к возникновению изменений сердечно-сосудистой системы, описанных выше.

Рис. 28. Изменения средневзвешенной температуры кожи акванавта X. при 38-часовом пребывании в воде: I - перед погружением, II - старт, III - пребывание в воде, ч, IV - после декомпрессии, сут

По нашим данным, нарушение сердечной деятельности при охлаждении развивалось раньше и имело большее значение, чем расстройство дыхания и других функций. Именно в деятельности сердечнососудистой системы и получены первые изменения функций, указывающие на наступление стадии истощения компенсаторных резервов организма.