CC BY
4
ч е н к о Л. И., И в а н о в а Л. А. — Врач, дело, 1976, № 3, с. 131—134. - Каменск и й М. И., К о н о н е н к о В. Я. — В кн.: Стресс и его патогенетические механизмы. Кишинев, 1973, с. 337—338. — М а к а р е н к о Н. А., К о ч у к о в а В. А., Воробьева Л. И. и др. — В кн.: Итоговая науч. конф. по вопросам гигиены труда и профзаболевании. Материалы. Караганда, 1969, с. 199—200. — Малышева В. А.г у М а т л ни а Э. Ш. — Бюлл. экспер. биол., 1973, № 8, с. 53. — Я к о в л е в Н. Н., ЧаговецН. Р., ГороховА. Л. — Физиол., ж. СССР, 1972, № 7, с. 1132—1137.
Поступила 28/У111 1978 г.
УДК 612.55-613.в46(1-17>
Канд. мед. наук И. И. Деденко
ИЗУЧЕНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ЧЕЛОВЕКА НА КРАЙНЕМ СЕВЕРЕ В РАЗЛИЧНЫХ МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
УСЛОВИЯХ
Московский научно-исследовательский институт гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Влиянию полярного климата на организм человека посвящена довольно обширная литература, однако микроклимату производственных условий на Крайнем Севере, особенно его воздействию на организм, уделяется все еще недостаточное внимание. В работах , И. А. Арнольди и соавт., П. И. Гуменера, Е. И. Воронцовой, Р. В. Борисенковой и •*В. В. Филиппова, Д. И. Тимохина, И. И. Деденко и соавт. подробно описаны климатические условия региона и микроклиматические условия при добыче полезных ископаемых открытым карьерным способом и в глубоких рудниках Заполярья, проанализирован ряд особенностей теплообмена и терморегуляторных реакций организма применительно к производственным условиям. Однако представленные в литературе сведения о теплообмене и терморегуляции человека на Севере довольно противоречивы. Имеются данные об увеличении теплопродукции при одновременном увеличении теплопотерь организма, благодаря чему снижается вероятность отморожения периферических участков, тела (Н. И. Бобров). В свою очередь М. А. Якименко и соавт. указывают на снижение теплообмена с внешней; средой вследствие уменьшения теплоотдачи с поверхности кожи при спазме кожных сосудов и с поверхности легких при снижении объема дыхания в процессе адаптации организма к холоду. Указанные работы, подчеркивая важную роль физической терморегуляции, все же свидетельствуют о разнонаправленных реакциях организма в экстремальных условиях Заполярья. Причина такой разнонаправленности, вероятно, связана с влиянием на становление адаптивных механизмов микроклиматических условий производства. Исследования, проведенные в этом направлении в условиях умеренных широт (А. Е. Малышева и соавт.)г позволили выявить значимость для организма отношения между климатом региона и микроклиматом производства. Те или иные микроклиматические условия на рабочем месте вызывают в организме изменения, свидетельствующие о различном уровне адаптационных процессов. Например, у строительных рабочих большая устойчивость к динамическому микроклимату и низкий уровень простудной заболеваемости, чем у рабочих горячих и механических цехов.
В связи с важностью выявления отношения между климатом местности и микроклиматом производства для становления адаптивных реакций организма на Крайнем Севере н гигиенического нормирования были проведены целенаправленные исследования в указанном' направлении.
На примере однородных групп рабочих, находящихся в различных микроклиматических производственных условиях, сделана попытка выявления особенностей теплообмена и терморегуляторных реакций организма в условиях Заполярья. У рабочих одной группы микроклимат производства был идентичен климату среды обитания (добыча руды открытым' карьерным способом). На открытом руднике исследования проводили при температуре от —6 до —35°С со скоростью движения воздуха от практически спокойного до 10—2& м/с с абсолютной влажностью не более 1 мм рт. ст. при барометрическом давлении 706— 741 мм рт. ст. У рабочих другой группы (подземный способ добычи руды) микроклимат производства определяли комплексом параметров: глубиной, географическим расположением рудника, температурным режимом породы, способами вентиляции шахт, особенностями технологического процесса. Микроклимат рудника, расположенного на глубине 800 м, лрн абсолютном барометрическом давлении 835 мм рт. ст. характеризовался как охлаждающими свойствами при переходе к постоянному рабочему месту по откаточным и транспортным штрекам при температуре воздуха 8—14°С и скорости его движения от 1 до 10 м/с, так и свойствами, ограничивающими нормальный теплообмен организма на рабочих местах в забоях при 22—27°С, относительной влажности в диапазоне 85—96% (20—24 мм рт. ст. абсолютной влажности) и скорости движения воздуха не более 0,3 м/с.
При определении методических подходов по выявлению особенностей реактивности организма при действии макро- и микроклиматических условий, мы исходили из общеприз-
Таблица 1
Температурные реакции горнорабочих и изменения теплосодержания под влиянием микроклиматических условий (М±/п)
Показатель Рабочие глубокого рудника Рабочие открытого карьера
до работы после работы до работы после работы
Температура тела, °С Температура кожи, °С Средняя температура тела, °С Изменение теплосодержания организма ккал 36,8—0,1 32,4^0,3 35,5—0,1 37,2—0,1 33,1:£0,4 36,0^0,1 +26,0^2,0 36,5^=0,1 31,5^0,2 35,0—0,2 36,32:0,1 30,0^:0,7 34,4^:0,1 —35,9^:13,0
нанных теоретических предпосылок, выражающихся в том, что поддержание теплового го-меостаза осуществляется функциями целостного организма.) Исследования включали изучение показателей, непосредственно характеризующих тепловое состояние организма (на основании температуры тела, температуры поверхности кожи, средней температуры тела) и его теплообмен (теплопотери конвекцией и радиацией, испарением с поверхности кожи и поверхности органов дыхания). Для оценки водного баланса учитывали изменение массы тела рабочих за смену, массы одежды, количество выпитой жидкости и принятой пищи, потери жидкости с поверхности легких методом конденсации, а также диурез. Состояние сер-д| дечно-сосудистой системы оценивали по изменениям частоты пульса, артериального давления с последующим расчетом пульсового и среднединамического давления, ударного и минутного объемов крови, а также удельного периферического сопротивления сосудов. Функциональное состояние системы внешнего дыхания определяли по частоте дыхания, дыхательному объему, минутному объему дыхания. При этом измеряли энергозатраты методом
непрямой калориметрии по дан-
Таблица 2
Теплопотери горнорабочих Заполярья при выполнении работы средней тяжести в различных микроклиматических условиях
Путь отдачи тепла % от общих теплопотерь
в покое перед работой при работе в открытом карьере при работе в глубоком руднике
Конвекция и
радиация: 46 55 62
с кожи 42 43 42
с легких 4 12 20
Испарение: 54 52 38
с кожи 42 38 22
с легких 12 14 16
ным потребления кислорода с учетом его калорической ценности в зависимости от количества выделяемого углекислого газа и дыхательного коэффициента. Определяли также газовые константы альвеолярного воздуха.
Показатели функционального и теплового состояния организма горнорабочих измеряли в динамике рабочих смен на рабочих местах перед началом, в середине и к концу смены, а также до и после работы в конторских помеи^ щениях. В обследуемых группах горнорабочих были мужчины в возрасте от 20 до 46 лет. Ис*
Таблица 3
Влагопотери организма горнорабочих Заполярья за рабочую смену в различных
микроклиматических условиях
Влагопотери горнорабочих
Путь выведения жидкости в открытом карьере в глубоком руднике
Г % г
С мочой 192 14,3 71 3,9
С поверхности кожи 847 62,9 1416 77,4
С » легких 306 22,8 342 18,7
Всего 1345 100,0 1829 100,0
Водопотребление, мл
Время исследования
зимоЛ летом
Перед работой 456 1833
Во время работы 792 915
После работы 1499 660
Всего 2747 3408
следования проводили в летний Таблица 4
и зимний сезоны. Обследованные х водопотребления горнорабочих Заполярья
работали в принятой на руднике различные сезоны года
спецодежде. У проходчиков глу- .иДа
бокого рудника теплозащитные свойства комплекта составляли 1—1,5 КЛО, а у горнорабочих открытого карьера — 4,5 — 5 КЛО.
На основании анализа 117 человеко-смен 37 рабочих открытого карьера и более 200 человеко-смен 28 рабочих глубокого рудника выявлены некоторые особенности теплообмена и реакций организма, обеспечивающих терморегуляцию горнорабочих на Крайнем Севере.
Труд горнорабочих Заполярья относится к категории работ средней тяжести с энергозатратами 2122:18 и 216— 16 ккал/ч соответственно для рабочих глубокого и открытого рудников, причем в открытом карьере по мере увеличения продолжительности пребывания на открытом воздухе наблюдалось увеличение энергозатрат на 10—20 ккал/ч, что является показателем включения в процесс поддержания теплового равновесия организма химической терморегуляции. При этом отмечено охлаждение организма с дефицитом тепла 40—60 ккал, а в некоторых случаях — 80—100 ккал. В процессе деятельности у проходчиков глубокого рудника происходило повышение температуры тела и кожи, адекватное как уровню физической нагрузки, так и микроклиматическим условиям на рабочих местах, приводящим к накоплению тепла в организме с появлением дискомфорта теплоощущений I степени.
Различное тепловое состояние у горнорабочих 2 изучаемых групп объясняет, вероятно, разницу в предрабочем тепловом состоянии, что служит проявлением терморегулятор-ной настройки организма под влиянием систематических тепловых (в глубоком руднике) и холодовых (в открытом карьере) воздействий (табл. 1).
Установлено перераспределение путей теплоотдачи организма с повышением доли теп-лопотерь испарением у горнорабочих обеих групп (табл. 2).
Испарение влаги с поверхности кожи и поверхности легких в условиях Заполярья становится сопоставимым с теплопотерями конвекцией и радиацией, о чем свидетельствуют данные о характере теплообмена горнорабочих в состоянии относительного покоя в дорабочем периоде и у рабочих открытого карьера во время выполнения тоудовых операций. Если теп-лопотери испарением в условиях средней полосы составляют 25—35% от общих теплопотерь организма, то в условиях Заполярья теплоотдача данным путем достигает 54% от всех теплопотерь организма. Именно в этом, на наш взгляд, выражается влияние климата Заполярья на теплообмен человека. В табл. 3 представлены данные о потерях жидкости различными путями у горнорабочих Заполярья.
В таких условиях возрастает роль теплоотдачи с поверхности дыхательных путей как посредством нагревания, так и за счет испарения влаги и увеличения влагоемкости выдыхаемого воздуха. Имеющееся снижение диуреза свидетельствует о значительном напряжении водного обмена организма рабочих глубокого рудника. При суммарных влаго-потерях организма порядка 2 л за 6-часовую рабочую смену образуется водный дефицит, составляющий 1,5% от массы тела, причем восполнение потерь жидкости происходит или преимущественно перед началом работы в летний период или преимущественно после ее окончания и выхода из рудника в зимний период. В табл. 4 указан характер водопотребления горнорабочими глубокого рудника в зимний и летний период
Перераспределение путей выведения жидкости из организма создает дополнительную нагрузку на ведущие исполнительные системы организма. Повышение минутного объема дыхания у рабочих глубокого рудника до 13,5^:0,9 л/мин и у рабочих открытого рудника до 11,4^0,9 л/минперед началом рабочего дня свидетельствуето повышениифункциональной активности внешнего дыхания. Причина этих изменений, по нашему мнению, 0,9 -заключается в изменении влажностного режима среды. Как чрезмерно сухой воздух открытого карьера, так и чрезмерно влажный воздух глубокого рудника способствует вовлечению дыхания в теплообмен, увеличивая долю его участия в физической терморегуляции.
0.8
Потери воды с поверхности легких у горнорабочих открытого карьера (/) и глубокого рудника (2) в Заполярье.
По оси абсцисс — минутный объем дыха-ння (в л): по оси ординат — влагопотери с поверхности легких (в л/мин).
0,7 0.6 0,5 0,4 0,3
Ю 15 20 25 30 35 40 45
Влагопотери с поверхности легких тем выше, чем больше объем легочной вентиляции и чем суше воздух открытых пространств (см. рисунок).
Повышение активности системы дыхания, на наш взгляд, не может быть связано с явлениями гипоксии, о чем свидетельствуют представленные в табл. 5 показатели парциального давления кислорода и углекислого газа в альвеолярной воздухе у горнорабочих открытого и глубокого рудника на Крайнем Севере.
Гипокапния, наиболее выраженная у горнорабочих глубокого рудника, свидетельствует о гипервентиляции легких. Учитывая показатели парциального давления кислорода в альвеолах (102—115 мм рт. ст.), можно заключить, что эти изменения в меньшей мере обусловлены процессами метаболизма, т. е. энергетической функцией легких. Гиперфункция легких у горнорабочих Заполярья вызвана повышением роли системы внешнего дыхания, как уже отмечалось выше, в физической терморегуляции организма.
Показателем изменения реактивности сердечно-сосудистой системы у горнорабочих может служить повышение удельного периферического сопротивления сосудов. Возрастание отношения фактического удельного периферического сопротивления к рабочему до 105—127% свидетельствует о более выраженном спазме периферических сосудов рабочих открытого карьера или об относительном увеличении притока крови к периферии для обеспечения потерь жидкости на испарение с поверхности кожи у рабочих глубокого рудника.
Подводя итоги, можно заключить, что в условиях Крайнего Севера поддержание теплового равновесия организма осуществляется преимущественно путем физической терморегуляции с увеличением теплообмена испарением и вовлечением в этот процесс системы внешнего дыхания и водного обмена организма. В то же время динамический микроклимат, определяемый климатом и погодой региона, способствует формированию наиболее целесообразных адаптивных реакций организма, направленных на обеспечение его устойчивости к факторам производственной среды и среды обитания. Монотонный микроклимат глубоких рудников Заполярья сдерживает проявление адаптивных механизмов и обусловливает снижение устойчивости ряда функциональных систем организма.
ЛИТЕРАТОРА. Ар ноль ди И. А., Г у м е н е р П. И., Тальян-ц е в П. И. и др. — В кн.: Гигиенические вопросы акклиматизации населения на Крайнем Севере. М„ 1961, с. 142—208. — Бобров Н. И. — В кн.: Проблемы Севера. М., 1970, вып. 14, с. 35—41. — Борисенкова Р. В., Филиппов В. В. — В кн.: Актуальные вопросы гигиены в условиях Крайнего Севера. М., 1972, с. 10—14. — Воронцова Е. И. — В кн.: Проблемы Севера. М., 1970, вып. 14, с. 138—148. — Г у м е -н е р П. И. — В кн.: Физиология теплообмена и гигиена промышленного микроклимата. М., 1961, с. 198—205. — Деденко И. И., Алферова И. Н., Ильниц -к а я А. В. и др. — В кн.: Основные аспекты географической патологии на Крайнем Севере. Норильск, 1976, с. 75—77. — Малышева А. Е., Репин Г. Н., Никола е в а Е. Н. — Гиг. и сан., 1970, № 11, с. 24—29. — ТимохинД. И. — В кн.: Актуальные вопросы гигиены в условиях Крайнего Севера. М., 1972, с. 15—21. — Якименко М. А., Н е ш у м о в а Т. В., Т к а ч е н к о Е. Я. — Физиология человека, 1977, № 4, с. 717—719.
Поступила I4/VIII 1978 г.
УДК 672.51-057.875:378.661 «1957 — 1977»
М. Ф. Сауткин
СДВИГИ В ФИЗИЧЕСКОМ РАЗВИТИИ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО
ИНСТИТУТА
Рязанский медицинский институт им. акад. И. П. Павлова
Акселерация современных детей и подростков интересует представителей самых различных специальностей. Многих волнует вопрос, когда прекратится эта тенденция в развитии современной молодежи. Данные литературы свидетельствуют об определенной вол но-
Таблица 5
Парциальное давление кислорода и углекислого газа в альвеолах у горнорабочих Заполярья
Показатель, мм рт. ст. Открытый карьер Глубокий рудник
перед работой во время работы перед работой во время работы
Абсолютное давление 710 740 760 835
Парциальное давление
кислорода в воздухе 147 151 158 172
Парциальное давление
кислорода в альвеолах 102 110 104 115
Парциальное давление
углекислого газа в
альвеолах 34,4 34,5 33,9 29,8
