CC BY
5
Л итература
1. Блюмина М. Г.. Второва В. Г., Булавов А. Г. // Съезд детских врачей, 10-й: Материалы.— М., 1974.— С. 386—388.
2. Бочков Н. П.. Николаева И Н., Тихопой М. В. // Цитол. и генет,— 1982. Т. 16, № 6.— С. 33—38.
3. Генетические последствия загрязнения окружающей среды / Бариляк И. Р., Бужиевская Т. И., Быкорез А. И. и др.— Киев, 1989.
4. Дедюх Л. Г., Ланковец Л. В. // Вопр. охр. мат.— 1965.— № Ю,- С. 65—68.
5. Дубинин Н. П., Дюков Л. Т. // Докл. АН СССР — 1989,—№ 12.
6. Лазюк Г. И.. Лурье И. В.. Усова Ю. П.. Николаев Р. Л. // Вести. АМН СССР,— 1984,— № 7 — С. 58—61.
7. Петров-Маслаков М. А., Климии, И. И. Перинатальная смертность.— Л., 1965.
8. Резник Б. Я., Минков И. П., Прудкий В. Я. н др. // Гиг. и сан,— 1992,— № 7—8.— С. 6—9.
9. Руководство по изучению генетических эффектов в популяциях человека (Гигиенические критерии состояния окружающей среды № 46).— М., 1989.
10. Чеботарев А. Н., Бочков Н. П., Кириченко О. П. // Генетика,— 1973.—Т. 9, № 2,—С. 146—149.
Поступила 01.06.93
Summary. Comparison of the official and research data on congenital developmental defects frequency (CDDF) in children of Novomoskovsk showed their disagreament. The average CDDF in these children is not more than the Middle European level. Physical development of children is insufficient for their biological age in 25 % of cases. Many children suffer from respiratory diseases because of ambient air pollution. The majority of children (88—93 %) are referred to 2—4 th health groups according to WHO classification.
<g> КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993 УДК 615.832.1.0IS.4.071-053.2
П. И. Гуменер, Ю. Е. Моисеев, Л. Г. Надежина, Г. Л. Туровец
ГИГИЕНИЧЕСКОЕ РЕГЛАМЕНТИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ САУНЫ НА ДОШКОЛЬНИКОВ
НИИ гигиены и профилактики заболеваний детей, подростков и молодежи ГКСЭН РФ, Москва
Гигиеническое регламентирование, основанное на характеристиках регулирования физиологических функций, находит применение при решении ряда вопросов [2, 5, 6]. Особенно целесообразным представляется такой подход при регламентировании воздействий, приводящих к выраженному напряжению регуляторных механизмов, что имеет место при воздействии сауны [21].
При этом необходимо дифференцировать состояние напряжения, проявляющееся мобилизацией защитных механизмов в классификации Р. М. Бабаевского [2], от неадекватной реакции организма. Характеристика регулирования физиологических функций позволяет оценить систему организм — среда по индивидуальным критериям, а не по усреднению физиологических параметров, что имеет большое значение при анализе данных о дошкольниках с недостаточным развитием механизмов физической терморегуляции [16].
По-видимому, ограниченностью традиционных подходов обусловлены весьма неоднородные рекомендации по температурному воздействию сауны на детей. Так, в термокамере одними авторами рекомендуется температура воздуха 60— 90 °С [14], другими — 100 °С [20] или 80 °С [17], а М. Ю. Юсупов [18] считает оптимальной для детей 5—7 лет температуру 55—65 °С. Для обеспечения гигиенического регламентирования необходимо было обеспечить учет характеристик регулирования физиологических функций в процессе теплового воздействия. С этой целью была разработана методика тепловизион-ного учета топографии кожных температур непосредственно в термокамере, что позволило оценить динамику теплового баланса организма. Измерение проводили с использованием эталонного теплового источника (абсолютно черного тела), внесенного в поле зрения тепловизора, что обеспечивало учет экранизирующего влияния разогретого воздуха и паров воды при полу-
чении абсолютных значений температуры кожного покрова. Наблюдения вели через германиевое окно с пропусканием г=50 %.
Исследование проводили при помощи тепловизора АСА 780 с использованием объектива с полем зрения у=20°. Для обеспечения надежного учета динамики процессов регистрацию тепло-грамм вели на аналоговом магнитофоне при частоте кадров ч=25 Гц.
В результате компьютерной обработки был проведен статистический анализ сотен точек измерений температуры кожи в определенной области (например, груди и живота), а также определены размеры поверхности кожи с изотермической температурой, т. е. пространственное распределение температур на поверхности кожи.
Последнее в условиях термокамеры сауны проводили при выделении областей кожи в следующих температурных диапазонах: 1) 44 °С и выше — область «опасна» или «зона ожога», так как температура кожи 44 °С и выше может вызвать болевые ощущения и соответствующие ожоговые явления [22], 2) 40—44 °С — область, соответствующая зоне чрезмерного воздействия: эти температуры превышают требуемое для обеспечения оздоровительного эффекта сауны [10], 3) 36—40 °С — область, характеризующая «эффективное воздействие» сауны, т. е. указывающее на то, что температурные условия в термокамере способствуют достижению достаточного разогревания организма для обеспечения оздоровительного эффекта, 4) — 32—36 °С — область, указывающая на недостаточный обогревающий эффект действия термокамеры.
Величина указанных областей позволяет количественно оценить опасность перегрева или недостаточность обогрева.
Наряду с тепловизионным исследованием проводилось изучение величины теплоотдачи потоотделением путем взвешивания ребенка до и после захода в термокамеру. Изучалась также дина-
мнка частоты сердечных сокращений (ЧСС) в процессе воздействия термокамеры при помощи дистанционного учета ЧСС пульсотахометром. Всего проведено 37 комплексных исследований в сауне у детей 4—5 лет.
Для характеристики регулирования терморегуляции в процессе теплового воздействия использованы статические коэффициенты усиления [13].
Статические характеристики применяются при установившейся температуре кожи. Статические коэффициенты усиления (К,.)1 вычисляются по формуле [7, 15]:
Влияние температуры воздуха в термокамере сауны на распределение изотермических температур поверхности кожи
Л/7,, ДУо
Ж Ж ■
где А^о — разница максимального и минимального значения физиологического параметра, принимаемая за 100 %; Д/^ — разница максимального и минимального воздействия внешнего фактора (нагрузки), также принимаемая за 100 %; Л/7,, — разница текущего и минимального физиологических параметров, Л\УП — разница текущего и минимального воздействия внешнего фактора (например, температуры воздуха).
Было выявлено, что при температурах воздуха в термокамере сауны (Твоз) в пределах 40— 45 °С К,, вычисленный по средним температурам кожи туловища, равен 0,3±0,2. При температуре воздуха в пределах 65—75 °С коэффициент усиления Кг= 1,12±0,18, т.е. градиент температуры кожи существенно увеличивается в области высоких температур окружающего воздуха, что является отражением регуляторных процессов, адекватных высокой термической нагрузке. Однако при превышении температуры воздуха до 75 °С и выше происходит изменение регуляторных механизмов, что находит отражение в значительном уменьшении коэффициента усиления — до Кз=0,5±0,07 (разница с К^ достоверна при р=0,01).
Ранее было показано, что при напряжении тер-морегуляторных механизмов происходит изменение характеристик регулирования, одним из проявлений которого является увеличение статического коэффициента усиления в системе, на входе которой находится микроклиматическое воздействие среды (например, температура воздуха), а в качестве показателя состояния организма — температура кожи [5, 9].
В качестве критерия дифференциации гигиенически допустимого и недопустимого воздействия у детей мы использовали переход от мобилизации дополнительных регуляторных механизмов (увеличение К,.) к ухудшению качества регулирования (.снижение К,, при продолжении роста нагрузочного фактора) [4, 8].
Топографический анализ распределения температур кожи показал, что выявленная на основе характеристик регулирования критическая вели-
' Под «статическим коэффициентом усиления» обозначают отношение приращения на выходе системы (в нашем случае — температуры кожи) к соответствующему приращению входного сигнала (в нашем случае — температуры воздуха термокамеры) |15|.
Показатель Изотермические области, характеризующие обогрев
недостаточный эффективный чрезмерный
Температура воздуха.
"С:
75 — 79,1 ±4,7 20,9±4,6
68 2,8±3,7 97,2±3,8 —
Разница температур 2,8 18,1 20,9
Р >0,05 <0,05 <0,05
чина обогрева находит подтверждение в существенном увеличении областей кожи, соответствующих зоне чрезмерных воздействий (см. таблицу), и даже появлении областей кожи, определяемых как «зона ожога» (рис. 1).
При температуре воздуха выше 75 °С потоотделение у детей может достигать 15—20 г/мин, хотя при температуре 60—70 °С оно, как правило, не превышает 10—12 г/мин.
При переходе к температуре воздуха 75 °С и выше в термокамере сауны резко усиливается кровообращение, что проявляется в повышении ЧСС на 20—30 в минуту, в то время как при температуре 60—70 °С увеличение ЧСС ограничивается 15—20 в минуту и в течение 5—6 мин устанавливается новый уровень ЧСС, что отражает завершение переходного процесса и достижение требуемой интенсивности данной функции (рис. 2).
Основным критерием перегрева организма является нарушение теплового баланса, приводящее к накоплению тепла в организме [1, 11]. При характеристике тепловых нагрузок в сауне у взрослых В. Я. Крамских [12] выделяет: 1-й режим слабая тепловая нагрузка, когда накопление дополнительного тепла в организме достигает 40— 60 ккал на 1 м2 поверхности кожи; 2-й режим — умеренная тепловая нагрузка, допустимое накопление тепла достигает 60—80 ккал/м2; 3-й режим — выраженная тепловая нагрузка, допустимое накопление тепла 80—140 ккал/м2.
В пересчете на 4—5-летнего ребенка накопление тепла при 1-м режиме не должно превышать
Рис. I. Тепловизнонное схематическое изображение топографии темпер. •• •''ы кожи Маши Ч., 5 лет, во время воздействия теплового фактора в термокамере сауны (девочка сидит на 2-й полке).
А гемнерзтура воздуха на 3-й полке 69 °С. Б — 73 °С. В 76 "С. I зона температуры кожи выше 38.3 С. 2 выше 42,1 "С. 3 выше 42.9 °С. 4 выше 44.0 "С, 5 ниже 38.3 °С, 6 ниже 42.1 "С. 7 — ниже 42.9 °С.
140 130 120 h 1Ю
юо
в
Рис. 2. Динамика ЧСС в минуту (ось ординат) у ребенка 5 лет в процессе пребывания в термокамере сауны при температуре воздуха 63° и 76 °С.
По оси абсцисс — время (в мин), по оси ординат — ЧСС (в мин). / 76 "С,
2 - 63 °С.
35 ккал/м2, при 2-м — 45 ккал/м2, при 3-м — 80 ккал/м2.
На основе данных, полученных при помощи тепловизора непосредственно во время нахождения в термокамере сауны, были проведены расчеты величин накопления тепла по формуле А. Бартона [3]. Выявлено, что у детей 4—5 лет при температуре воздуха в сауне 60±2,5 °С накопление тепла равно 35 ккал/м2, при 70±2,5 °С оно достигает 55 ккал/м2, а при 75±2,5 °С— 75 ккал/м2. Эти данные показывают, что при 75 °С происходит такое накопление тепла в организме ребенка, которое соответствует выраженной тепловой нагрузке взрослых. Ухудшение качества регулирования, выявленное при температуре воздуха выше 70 °С у дошкольников, нашло отражение в показателях накопления тепла в организме, регуляции теплоотдачи потоотделением и динамике ЧСС. В этом плане следует отметить информативность количественной оценки изотермических областей кожи, которые определяются с большей достоверностью при помощи современного тепловизора. На целесообразность количественного учета температур кожи при тепло-визионном исследовании указывает
R. P. Clark [19].
Выводы. 1. При воздействии сауны на дошкольников температура в термокамере не должна превышать 70 °С.
2. При гигиеническом регламентировании влияний высокой температуры воздуха весьма информативно использование статического коэффициента усиления системы физическая терморегуляция — тепловое воздействие.
3. При помощи тепловидения можно опреде-
лить величину изотермических областей поверхности кожи, указывающих на чрезмерный, эффективный и недостаточный обогрев в термо-камере^ сауны, что можно использовать при гигиеническом регламентировании действия высокой температуры.
Л итература
1. Ажаев А. Н. Физиолого-гигиенические аспекты действия высоких и низких температур.-^- М., 1979.
2. Бабаевский Р. М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии.— М., 1979.
3. Бартон А.. Эухэлм О. Человек в условиях холода. М., 1957.
4. Громбах С. М. // Охрана здоровья детей.— М., 1979.— Вып. 7,— С. 176.
5. Гуменер П. И. Изучение терморегуляции в гигиене и физиологии труда.— М., 1962.
6. Гуменер П. И. // Гиг. и сан. 1980.— № 12,— С. 27—31.
7. Гуменер П. И.. Сухарева А. Г., Осипова М. С., Байбико-ва Л. С. II Методы биокибернетического анализа функционального состояния спортсменов подростков.— М„ 1977,— С. 87-98.
8. Гуменер П. И., Туровец Г. Л. // Вестн. Рос. АМН,— 1992,— № 11 — 12.
9. Гуменер П. И., Терентьева Г. В. // Теоретические проблемы действия низких температур на организм.— Л., 1969,— С. 225—227.
10. Кадаржавек Ф. // Сауна,— М., 1984,— С. 65—70.
11. Кощеев В. С., Кузнец Е. И. Физиология и гигиена индивидуальной защиты человека в условиях высоких температур.— М., 1986.
12. Крамских В. Я. // Сауна,— М„ 1984,— С. 32—47.
13. Милсум Д. Анализ биологических систем управления.— М„ 1968.
14. Праздников В. П. Закаливание детей дошкольного возраста,— Л., 1984.
15. Такер Г. К.. Уилле Д. М. Упрощенные методы анализа систем автоматического регулирования.— М.; Л., 1963.
16. Терентьева Г. В. Гигиенические основы обеспечения теплового комфорта детей дошкольного возраста: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук,— М., 1983.
17. Югаш Я. .// Сауна,— М„ 1984,— С. 169—179.
18. Юсупов М. Ю. Методические указания по применению сухо-воздушных ванн (термотерапии) у детей с бронхитами.— Краснодар, 1982.
19. Clark R. P. II Recent Advanced in Medical Thermology.— New York, 1982,- P. 1-3.
20. Einenkel O. // Z. arztl. Fortbild.— 1977,— Bd 71,— S. 1069.
21. Fritzsche /., Fritzsche W. Die wissenschaftliche Grundlagen des Saunabades Sonderdruek aus Sauna-Archiv-Verlagsge-sellschaft Janssen.— Steinhagen, 1980.
22. Stoll A. M.. Pierallini J. R., Chianta A. M. // Aviat. Space environ. Med.— 1979,— Vol. 50, N 8,— P. 778—787.
Поступила 01.06.93
Summary. Critical temperature (70 °C) of hot air exposure of
children aged 4—5 was determined by physiological investigations. Determination of isothermal skin sites of children
is useful for hygienic standardization of sauna air exposure.
