Научная статья на тему 'К СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АРКТИКИ И УМЕРЕННОГО КЛИМАТА'

К СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АРКТИКИ И УМЕРЕННОГО КЛИМАТА Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
13
6
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPARATIVE ASSESSMENT OF THE THERMAL STATE OF MAN UNDER CONDITIONS OF THE CENTRAL ARCTIC AND THE TEMPORATE CLIMATE

The author studied the thermal state of members of a polar expedition at the drifting «North Pole—21» station and under conditions of Leningrad at similar actions of wind and cold. The finding was that the physical thermoregulation reaction to the action of wind and cold in the members of a polar expedition became more labile in course of stay for a year at the drifting station in comparison with the similar reaction in the very same persons living under conditions of the temperate climate. The vascular reactions of the extremities became more perfect in the course of 6-month stay in the Central Arctic, whilst similar changes of physical thermoregulation on protected parts of the body were noted only by the end of stay for a year at the drifting station.

Текст научной работы на тему «К СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АРКТИКИ И УМЕРЕННОГО КЛИМАТА»

УДК 612.592.1

В. П. Клопов

К СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОЙ АРКТИКИ И УМЕРЕННОГО КЛИМАТА

Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт, Ленинград

Изучению теплового состояния человека в условиях Заполярья посвящено много работ (И. А. Арнольди; Н. И. Бобров; И. С. Кандрор, и др.). Авторы этих работ в основном сравнивали тепловое состояние людей, пробывших на Севере 2—3 года и более, с тепловым состоянием вновь прибывших. В то же время оставалось неясным, появляются ли какие-либо признаки устойчивости к воздействию полярного климата в течение годичного пребывания в условиях высоких широт Центрального Арктического бассейна.

В связи с этим было предпринято изучение теплового состояния участников дрейфа научно-исследовательской станции «Северный полюс» в последние месяцы зимовки (январь — апрель 1973 г.). Через год в Ленинграде были проведены аналогичные наблюдения за теми же лицами в условиях микроклиматической камеры (январь — апрель 1974 г.).

Под наблюдением находились полярники в возрасте 26—34 лет, пробывшие на станции 1 год (1-я группа ) и 6 мес (2-я группа). У исследуемого в стандартной арктической одежде, находившегося в течение 1 ч на открытом воздухе, в течение часового восстановительного периода регистрировали температуру тела (per rectum), температуру кожи и тепловой поток в 11 точках. Кроме того, перед выходом его на улицу определяли исходные значения указанных выше показателей в помещении.

Наблюдения проводили в состоянии покоя при температуре —28,4± ±0,9° и ветре 6,1 ±0,4 м/с, при температуре — 35,8±0,9° и ветре 2,5± ±0,2 м/с.

Температуру кожи определяли с помощью микротермосопротивлений МТ-54. Регистрацию сопротивлений производили мостом Р-333. Определение радиационно-конвекционных теплопотерь осуществляли биотепломерами БТЗ-бЗ. Показания биотепломеров регистрировали микроамперметром М-95. Пересчет показаний приборов в величины температуры и теплового потока осуществляли с помощью калибровочных графиков и специальных коэффициентов. Средневзвешенную температуру кожи (СВТК) и средневзвешенный тепловой поток (СВТП) рассчитывали по фюрмуле для 11 точек с учетом коэффициентов смешивания, предложенных Б. Н. Постниковым. Температуру тела регистрировали путем введения гибкого термисторного датчика в прямую кишку на глубину 10 см.

У лиц 1-й группы СВТК в помещении перед выходом на улицу была наиболее низкой (30,98±0,18°); несколько выше она была у лиц 2-й группы (31,92±0,10°). В Ленинграде исходная СВТК равнялась 32,58±0,13°. Температура тела в помещении на дрейфующей станции у обеих групп равнялась 37,1±0,07°, а в Ленинграде — 37,3±0,04°. Наиболее высокие исходные значения СВТП отмечались у полярников 1-й группы (39,27± ±0,74 ккал/м2-ч), у 2-й группы они составили 37,09±0,70 ккал/м2-ч, а в Ленинграде — 36,64±0,65 ккал/м2>ч. Различия между всеми перечисленными показателями статистически достоверны (P<i0,05). К концу экспозиции в условиях холода и сильного ветра (6,1±0,4 м/с) СВТК снижалась у лиц 1-й группы на 3,08°, у лиц 2-й группы — на 3,47°, в Ленинграде — на 4,57°. При воздействии низких температур в сочетании со слабым ветром (2,5±0,2 м/с) СВТК у лиц 1-й группы снижалась к 60-й минуте экспозиции на 2,46°, у лиц 2-й группы — на 2,83°, в Ленинграде — на 3,69°. При возвращении обследованных в помещение отмечалась более быстрая нормализация СВТК у лиц с годичным стажем зимовки. Так, у лиц 1-й группы

СВТК к 60-й минуте восстановительного периода приходила к исходному уровню, тогда как у лиц 2-й группы и в условиях Ленинграда она не достигала исходного уровня на 0,65 и 1,51°.

У полярников с годичным стажем дрейфа во время пребывания на открытом воздухе температура кожи туловища была более стабильной и возвращалась к исходным значениям уже на 30-й минуте после прихода в помещение. У полярников 2-й группы к концу экспозиции температура кожи туловища снижалась на 0,91° и в течение восстановительного периода не достигала исходного уровня (разница 0,21^. В условиях Ленинграда снижение температуры кожи туловища у наблюдаемых к концу экспозиции достигало 1,34°, и в течение восстановительного периода она не приходила к исходному уровню. На 60-й минуте восстановительного периода разница составляла 0,37°.

В то же время температура кожи кисти у лиц 1-й группы на открытом воздухе в условиях холода и сильного ветра снижалась на 16,27°, у лиц 2-й группы — на 9,02°, а в Ленинграде — лишь на 6,6°. Но после возвращения в помещение температура кожи кисти у полярников 1-й группы быстро повышалась и к концу восстановительного периода не достигала исходного уровня лишь на 1,94°, тогда как у лиц 2-й группы эта разница составляла 4,52°. В Ленинграде после выхода исследуемых из камеры температура кожи кисти у них продолжала снижаться; к 30-й минуте восстановительного периода по сравнению с исходным уровнем была равна в 7,28°. К 60-й минуте пребывания в помещении отмечался незначительный подъем температуры кожи кисти, но все же ее различие с исходным уровнем составляло 6,58°.

При воздействии полярного климата лица с более продолжительным стажем зимовки лучше поддерживали температуру «ядра». Так, в условиях сильного ветра и холода к концу пребывания на открытом воздухе температура тела у 1-й группы полярников снижалась на 0,36°, у 2-й группы — на 0,52°, в условиях Ленинграда — на 0,67°.

При воздействии холода и слабого ветра снижение температуры тела было несколько меньшим. У 1-й группы исследуемых температура тела к концу экспозиции снижалась на 0,19°, у 2-й группы— на 0,39°, а в Ленинграде— на 0,54°. У лиц 1-й группы после возвращения в помещение температура тела была близка к исходному уровню на 30-й минуте восстановительного периода, тогда как у лиц 2-й группы к концу его она была несколько ниже исходного уровня. В Ленинграде после выхода наблюдаемых из камеры температура тела у них продолжала снижаться, и некоторый ее подъем намечался лишь к концу восстановительного периода.

При экспозиции в условиях холода и слабого ветра величина СВТП у лиц 1-й группы составляла к концу экспозиции 70,92±2,50 ккал/м2-ч (возрастание по сравнению с исходным уровнем на 80,6%), у лиц 2-й группы— 73,95±1,60 ккал/м2-ч (возрастание на 99,3%), в Ленинграде — 82,90±2,66 ккал/м2-ч (возрастание на 126%). Под воздействием холода и сильного ветра у всех обследованных отмечалось меньшее возрастание радиационно-конвекционных теплопотерь. К концу экспозиции СВТП у лиц 1-й группы составлял 64,65±2,15 ккал/м2-ч (возрастание по сравнению с исходным уровнем на 64,6%), у лиц 2-й группы— 70,01±1,82 ккал/м2-• ч (возрастание на 88,7%), в Ленинграде— 76,27±1,08 ккал/м2-ч (возрастание на 108,1%).

Небезынтересно, что наиболее высокие исходные уровни СВТП на туловище отмечались в условиях дрейфующей станции: у 1-й группы полярников они составляли 39,34±2,32 ккал/м2-ч, у 2-й группы — 34,46± ±1,23 ккал/м2-ч. В Ленинграде исходный уровень теплового потока с туловища был гораздо ниже (24,65±0,66 ккал/м2-ч). Под воздействием ветра и холода наибольшее возрастание теплового потока с туловища к концу экспозиции зарегистрировано в Ленинграде (70,5—70,9%). Близким к этому значению было возрастание теплового потока с туловища у лиц

2-й группы (на 62,9—64,8%). У лиц 1-й группы возрастание теплового потока с туловища было наименьшим (37—41,2%). После возвращения в помещение плотность теплового потока с туловища во всех группах восстанавливалась примерно одинаково; на 60-й минуте после возвращения в помещение она составляла 58,5—74,2% исходного уровня.

Плотность теплового потока с кисти обследованных в помещении была наибольшей в Ленинграде (72,80±2,94 ккал/м2-ч), у 1-й группы полярников она составляла 57,53±2,49 ккал/м2-ч, а у 2-й группы — 58,69± 1,86 ккал/м2-ч. При нахождении на открытом воздухе тепловой поток с кисти больше возрастал в условиях дрейфа. К концу экспозиции прирост плотности теплового потока с кисти у 1-й группы полярников составлял 61,6—62,2%, у 2-й группы— 55,8—58,5%. В Ленинграде прирост теплового потока с кисти к концу экспозиции не превышал 15,6—21,8%. После возвращения обследованных в помещение тепловой поток с кисти быстрее восстанавливался у лиц 1-й группы; так, на 60-й минуте восстановительного периода плотность его составляла 84,1% исходного уровня, тогда как в Ленинграде отмечалось снижение уровня теплового потока с кисти — на 60-й минуте восстановительного периода он не превышал 10,5% исходного уровня. У лиц 2-й группы плотность теплового потока с кисти возвращалась к исходному уровню медленнее, чем у лиц 1-й группы—к 60-й минуте восстановительного периода она по сравнению с исходным уровнем составляла 44,2%.

Большинство исследователей, изучавших тепловое состояние человека в Арктике и Антарктиде, отмечают снижение температуры кожи и тела у полярников в период полярной ночи (И. И. Тихомиров; И. А. Арноль-ди). Низкие температуры кожи и тела, наблюдавшиеся в условиях дрейфующей станции, можно расценивать как показатель определенного напряжения системы физической терморегуляции, являющегося результатом воздействия микроклимата жилых помещений (большой перепад температур по вертикали, низкие температуры стен и пола) и регулярного пребывания на открытом воздухе.

В то же время уровни радиационноконвекционных теплопотерь в помещении в условиях дрейфа превышали аналогичный показатель в условиях средних широт, что согласуется с данными M. М. Канторовича, показавшего, что по мере увеличения продолжительности пребывания на Севере плотность СВТП возрастает.

Как показали Н. И. Бобров, Hong, температура тела и СВТК снижаются меньше у лиц, акклиматизированных к холоду. Полученные нами данные свидетельствуют, что у полярников, пробывших 1 год на дрейфующей станции, во время пребывания на открытом воздухе температура тела и СВТК поддерживаются на более стабильном уровне, чем в условиях средних широт при аналогичном воздействии ветра и холода. Кроме того, отмечается более рациональное с точки зрения ограничения теплопотерь распределение кожных температур у полярников с годичным стажем дрейфа во время холодовой экспозиции. Температура туловища поддерживается на более высоком уровне за счет более быстрого и значительного снижения температуры конечностей. В то же время у обследованных в Ленинграде происходит более выраженное снижение температуры туловища и не столь значительное снижение температуры конечностей.

По мнению Б. Б. Койранского, показателем устойчивости к холоду служит повышение лабильности сосудистых реакций, т. е. быстрота возвращения просвета кровеносных сосудов кожи к исходному уровню после охлаждения, о чем можно судить по быстроте восстановления температуры кожи. И. А. Арнольди и соавт., И. С. Кандрор, Н. И. Бобров сообщают, что к концу 1-го года пребывания в Заполярье сосудистые реакции у зимовщиков становятся более лабильными, что доказывается более быстрым возвращением температуры кожи к исходному уровню. Результаты нашнх исследований подтверждают эту точку зрения.

Следует отметить, что у полярников, пробывших на дрейфующей станции 6 мес, реакция физической терморегуляции на конечностях так же лабильна, как и у полярников, пробывших в условиях дрейфа 1 год. В то же время физическая терморегуляция туловища у лиц 2-й группы ближе к физической терморегуляции этой области тела в условиях Ленинграда. Это соответствует утверждению Р. М. Кнежевича о том, что процессы физической терморегуляции более совершенны tHa конечностях по сравнению с туловищем; очевидно, сосудистые реакции на конечностях становятся более лабильными уже через 6 мес пребывания на дрейфующей станции; в то же время сосудистые реакции на туловище более инертны и соответствуют реакциям лиц, неакклиматизированных к холоду.

Исследования позволяют предположить, что к концу годичного пребывания полярников на дрейфующей станции реакция физической терморегуляции под воздействием холода и ветра становится более совершенной, что обеспечивает поддержание более стабильного теплового состояния.

Выводы

1. В течение годичного пребывания в высоких широтах Центрального Арктического бассейна вырабатывается определенная устойчивость к воздействию холода и ветра.

2. Реакция физической терморегуляции при воздействии низких температур и ветра у лиц с продолжительным стажем (1 год) пребывания в условиях дрейфа становится более совершенной по сравнению с реакцией физической терморегуляции тех же лиц в условиях средних широт при аналогичном воздействии ветра и холода.

3. Реакция физической терморегуляции на конечностях становится более лабильной уже в течение 6-месячного пребывания в высоких широтах Центральной Арктики.

ЛИТЕРАТУРА. Арнольди И. А. — «Воен.-мед. ж.», 1962, № 3. с. 51 — 53. — Арнольди И. А., Г у м е и е р П. И., Тальянцев П. И. и др. — В кн.: Гигиенические вопросы акклиматизации населения на Крайнем Севере. М., 1961, с. 142— 208. —Бобров Н. И. — «Гиг. и сан.», 1960, № 7, с. 26—31. — Кандрор И. С. Очерки по физиологии и гигиене человека на Крайнем Севере. М., 1968. — Канторович М. М. — В кн.: Материалы к конференции «Акклиматизация человека в условиях полярных районов». Л., 1969, с. 92. — К н е ж е в и ч Р. М. — «Гиг. и сан.», 1961, № 7, с. 58—61. — Койранский Б. Б. — «Клин, мед.», 1953, № 9, с. 30—36. —Постников Б. Н. Термические ожоги. М., 1957. — Тихомиров И. И. Биоклиматология Центральной Антарктиды и акклиматизация человека. М., 1968. — Hong S. К. — «Fed. Ргос.», 1973, v. 32, р. 1614—1622.

Поступила 13/1 —1975 г.

COMPARATIVE ASSESSMENT OF THE THERMAL STATE OF MAN UNDER CONDITIONS OF THE CENTRAL ARCTIC AND THE TEMPORATE CLIMATE

V. P. Klopov

The author studied the thermal state of members of a polar expedition at the drifting «North Pole—21» station and under conditions of Leningrad at similar actions of wind and cold. The finding was that the physical thermoregulation reaction to the action of wind and cold in the members of a polar expedition became more labile in course of stay for a year at the drifting station in comparison with the similar reaction in the very same persons living under conditions of the temperate climate. The vascular reactions of the extremities became more perfect in the course of 6-month stay in the Central Arctic, whilst similar changes of physical thermoregulation on protected parts of the body were noted only by the end of stay for a year at the drifting station.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.