Физиологические механизмы усиления теплоотдачи в условиях повышенных температуры и влажности воздуха влажности воздуха

В условиях повышения температуры и влажности воздуха усиление теплоотдачи осуществляется двумя основными физиологическими механизмами: 1) усилением кожного кровотока, что увеличивает перенос тепла от ядра к поверхности тела и обеспечивает снабжение потовых желез водой, и 2) усилением потообразования.

Кожный кровоток и температура кожи

Кожный кровоток у взрослого человека при комфортных условиях внешней среды составляет в покое около 0,16 л/м /мин, во время работы - до 1 л/м2/мин, а при очень высокой внешней температуре может достигать 2,6 л/м2/мин. Это означает, что в очень жарких условиях до 20% сердечного выброса может направляться в кожную сосудистую сеть для предотвращения перегревания тела. В комфортных условиях при такой же работе эта доля сердечного выброса достигает лишь 5%. Мощность нагрузки практически не влияет на температуру кожи. Средняя температура кожи при работе на велоэргометре (в помещении) есть линейная функция внешней температуры (в пределах от 5 до 35°).

Температура кожи линейно связана с величиной кожного кровотока. Усиленный кровоток в коже повышает ее температуру, и если температура окружающей среды ниже, чем температура кожи, то повышаются потери тепла проведением с конвекцией и радиацией. Повышение, кожной температуры уменьшает также влияние внешней радиации на тело.

Движение воздуха усиливает отдачу тепла конвекцией и испарением. В результате средняя кожная температура снижается и, таким образом, увеличиваются температурные градиенты "ядро- кожа" и "кожа - окружающая среда", что еще более облегчает Условия для теплопотерь конвекцией и радиацией. При высокой температуре воздуха его дополнительное движение делает рабочую гипертермию умеренной. Благодаря усиленной конвекции воз-Духа при езде на велосипеде средняя температура кожи значительно ниже, а теплоотдача выше, чем при беге.

Рис. 59. Связь скорости потоотделения (г/ч) со средней кожной температурой: 1 - разная мощность рабочей нагрузки (от 90 до 235 Вт) при постоянной внешней температуре (20°); 2 - постоянная мощность рабочей нагрузка (150 Вт) при разной внешней температуре (от 5 до 30°); 3 - условия покоя при разной внешней температуре (от 25 до 4°);

Скорость потообразования и потоотделения зависит от целого ряда факторов. Главными из них являются скорость, энергопродукции и физические условия окружающей среды (температура и влажность воздуха). Если одна и та же физическая нагрузка выполняется при разных внешних температурах (не считая очень высоких и очень низких), внутренняя температура тела остается одинаковой, а скорость потоотделения возрастает как линейная функция средней температуры кожи (рис. 59). Наоборот, при постоянной внешней температуре средняя температура кожи постоянна, а скорость потоотделения линейно связана с внутренней температурой тела, которая, в свою очередь, есть функция мощности нагрузки. Следовательно, чем больше мощность выполняемой работы, тем выше скорость потоотделения при той же средней температуре кожи. Таким образом, скорость потоотделения зависит как от температуры ядра тела, так и от температуры его оболочки. Высокая влажность воздуха даже при относительно невысокой его температуре затрудняет испарение пота: усиливается потообразование без эффективного потоиспарения. В условиях покоя при температуре воздуха 43° секреция пота увеличивается более чем в 3 раза, если относительная влажность воздуха повышается с 30 до 84%. Во время нетяжелой работы повышение влажности воздуха с 30 до 57% почти удваивают скорость потообразования.

Рис. 60. Связь между скоростью потоотделения И температурой тела (эзофагальной) при двух разных скоростях воздушного потока: 1 - 2,2 м/с; 2 - 0,1 м/с. Средняя кожная температура. - около 34°

При интенсивной спортивной деятельности скорость потоотделения очень большая. Например, во время марафонского бега при небольшой относительной влажности воздуха скорость потоотделения у тренированного спортсмена достигает 20-25 мл/мин (1200-1500 мл/ч). При прочих равных условиях увеличение скорости движения воздуха ускоряет процесс потоиспарения (рис. 60). При повышенной влажности воздуха в безветренную погоду испарение пота замедляется, скорость потообразования падает, что приводит к дополнительному повышению температуры тела.

По мере пребывания в жарких условиях происходит постепенное снижение скорости ("утомление") потообразования. Это наблюдается даже в тех случаях, когда потери воды с потом полностью возмещаются выпитой водой. Снижение скорости потообразования более выражено в условиях повышенной влажности воздуха, чем при жарком сухом воздухе. Природа такого, "утомления" процесса потообразования пока не. выяснена. Если у человека после повторного пребывания в сауне (сухой жаркий воздух) происходит "утомление" потообразования, то мышечная работа еще способна вызвать у него достаточно интенсивное потоотделение. Высушивание кожи периодическим ее вытиранием или за счет увеличения скорости движения воздуха ускоряет в этих условиях процесс потоотделения.

Следует отметить, что при одинаковых физических нагрузках и внешней температуре потоотделение у женщин меньше, чем у мужчин.