CC BY
20
О ВЛИЯНИИ КОЛЕБАНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА
НА ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЮ ЧЕЛОВЕКА
Кандидат медицинских наук Ф. М. Шлейфман
Из Киевского института гигиены труда и профзаболеваний
Литературные данные (А. Б. Леках, М. К. Картман, 1927; Н. К. Витте и Г. X. Шахбазян, 1940; И. М. Эрман, В. А. Литкенс, 1949, и др.), а также исследования, проводимые нами в течение последних лет в горячих цехах металлургических, сахарных, стекольных и других заводов, свидетельствуют о наличии в них резких температурных колебаний, приводящих к значительному напряжению физиологических функций, а иногда и к возникновению различных патологических состояний у рабочих. Резкие колебания температуры в горячих цехах обусловливают повышение общей и особенно простудной заболеваемости рабочих.
Исследования нашей лаборатории позволили установить, что воздействие резких колебаний температуры воздуха вызывает значительные функциональные изменения в организме животных (Ц. Г. Векс-лер). Так, под влиянием резких колебаний температуры воздуха отмечалось снижение комплементарной активности крови, фагоцитарной способности лейкоцитов, меньшее нарастание титра агглютининов, уменьшение превентивных свойств сыворотки.
Таким образом, резкие колебания температуры воздуха приводят к более выраженному отрицательному иммунологическому эффекту, чем высокая и низкая температура воздуха при тех же параметрах действия.
В исследованиях Г. X. Шахбазяна и Ф. М. Шлейфман1 выявлены изменения некоторых показателей углеводного обмена, накопление не-доокисленных продуктов и изменение щелочных резервов крови при воздействии на организм животных резких колебаний температуры воздуха. Обнаружены также изменения в обмене белков сыворотки крови (Л. А. Добровольский и др.). Полученные нами в последнее время данные свидетельствуют об изменениях, связанных с системой гипофиз— кора надпочечников у животных под влиянием указанных выше услозий.
В данной статье приведены материалы по изучению состояния терморегуляции у лиц, подвергавшихся воздействию колебаний температуры воздуха в экспериментальной метеорологической камере.
Исследования проведены у 12 лиц в состоянии покоя (всего 390 опытов). В тепловой камере в разных сериях опытов температура воздуха была 40, 35 и 30°; в холодовой камере —15, —20, —25 и —30°. После 30 минут пребывания в тепловой камере испытуемые переходили в хо-лодовую на 15 минут, а затем опять на 30 минут в тепловую и т. д. В течение ежедневного 2-часового опыта испытуемые находились Н/г часа в тепловой (1, 2 и 3-е пребывание по 30 минут) и 30 минут в холодовой камере (1-е и 2-е пребывание по 15 минут). Такое соотношение времени пребывания в тепловой и холодовой камере взято как один из вариантов, имеющих место, по нашим хронометражным данным, в горячих цехах.
Для оценки функционального состояния исследуемых лиц применяли следующие методы исследования: измерение температуры тела, определение частоты сердечных сокращений, измерение температуры кожи на различных участках, потери веса потоотделением, электросопротивления кожи (по Мицуку), а также опрос испытуемых о тепло-ощущениях. Данные изменения температуры кожи лба приведены в таблице. Как следует из таблицы, степень изменения температуры кожи лба
1 Докторская диссертация. Киев, 1957.
Прирост температуры кожи лба по сравнению с исходным уровнем и потеря веса потоиспарением при различных перепадах температуры воздуха (средние данные)
Период опыта Время (в минутах) Камера Температура воздуха в камере
о о Ю иО — СМ ЧГ ^ о о о 10 см СЧ О о Ю Ю сч — 1 -о ^ О о О О со — ЧГ о о л- СО ^ О о О Ю 04 — 1 - СО ^ О О юо СЧ — 1 - ю ^ со ^ О о ю ю ¡3 со ^ о С СО ^
Изменение температуры кожи
1 30 Тепловая ....... 2,3° 2,2° 2,7° 1,7° 2,7° 2,2° 1,6° 1,8° 1,7°
2 45 Холодовая ...... 0,6е 1,3° 0,5° 1,3е 1,0° 1,1° 1,4 0,5° 0,9°
3 75 Тепловая .... • . . 2,1° 2,3° 2,0° 1,5° 2,4 2,2° 2,1° 2,1° 1,7°
4 90 Холодовая ...... 0,7° 1,2° 0,6° 1,2° 1,1° 1,2° 1,4° 1,0° 1,0°
5 120 Тепловая ....... 2,2° 2,2° 1,6е 1,4° 2,5° 2,2° 1,7° 2,1° 2,0°
6 Восстановление 0,9° 1,1° 0,5° 0,5° 1,6° 1,1° 0,8° 1,2° 1,2°
Потери веса (в г!мин)
1 30 Тепловая ....... 2,7 1,5 2,1 3,1 1,7 2,6 2,1 1,8 1,8
2 45 Холодовая ...... 2,3 2,5 1,8 2,6 1,1 2,0 1.9 2,0 2,0
3 75 Тепловая ....... 2,2 2,6 2,4 2,3 2,7 1,4 1,9 1,2 1,5
4 90 Холодовая ...... 2,1 1,7 1,5 3,1 1,0 1,7 1,4 1,0 0,9
5 120 Тепловая ....... 2,5 2,6 2,6 3,1 3,0 1,2 2.4 1,0 1,4
6 Восстановление 0,7 1,1 2,0 0,9 0,4 1,1 1,1 0,6 0,9
в тепловой и холодовой камере зависит от уровня верхней и нижней границ температуры воздуха. Так, при 30° температура кожи лба повышалась на 1,7—2,1°, при 35° — на 1,2—2,5°; при 40°, несмотря на значительное потоотделение, прирост температуры кожи лба составлял 1,4—2,3°. Переход в камеру с температурой 15° вызывал тем большую отдачу тепла, чем больше было предварительное расширение сосудов и выше температура кожи. Так, температура кожи лба снижалась в этих условиях после пребывания при 40° на 1,4—1,7°, при 35° — на 1,1 —1,3°, при 30° — на 0,7—1,1°. Все же следует отметить, что хотя переход в условиях более низкой температуры приводил к снижению температуры кожи, однако она не достигала исходного уровня за время 15-минутного пребывания при 20 и 15°.
Воздействие высокой температуры воздуха в тепловой камере вызывало повышение интенсивности потовыделения и тем больше, чем выше температура воздуха. При переходе в условия с более низкой температурой воздуха интенсивность потовыделения снижалась (см. таблицу). Так, при температуре воздуха 30° потеря веса в результате испарения пота равна 1,0—1,8 г!мину при температуре воздуха 35°—2,2—2,96 г/мин, а при 40° — 2,1—3,13 г!мин. Необходимо подчеркнуть, что интенсивное потоиспарение, наблюдаемое при воздействии высокой температуры, сохранялось еще и после перехода в условия с более низкой температурой воздуха. Например, при 40° потеря веса была равна 2,2—2,7 г!мин и почти не уменьшилась в камере с температурой 15° (2,1—2,3 г/мин). Этот факт, вероятно, можно объяснить тем, что, как указывает Б. Б. Койранский, при быстрой смене температур воздуха терморегуляторные приспособления некоторое время реагируют так, как будто бы никаких температурных изменений не произошло, т. е. еще сохраняется ответная реакция на тепло.
При интенсивном потовыделении в тепловой камере наблюдалось снижение электросопротивления кожи груди и лба. При температуре воздуха 40 и 35° «интенсивное» и «весьма интенсивное» потоотделение
{электросопротивление от 1000 до 1 ООО ООО ом) отмечалось у 37,9% испытуемых и совершенно не было случаев с очень слабым потоотделением. При температуре воздуха 30° «интенсивное» и «весьма интенсивное» потоотделение отмечалось лишь в 6,7% случаев, а в 90% случаев потоотделение было очень слабым (электросопротивление до 2 000 000 ом).
При переходе испытуемых в условия с более низкой температурой воздуха в связи с уменьшением потовыделения увеличивалось электросопротивление кожи. Наблюдалась полная корреляция между величиной потери веса потоиспарением и электросопротивлением кожи. В тех случаях, когда при переходе из тепловой камеры в холодовую имелось еще обильное потовыделение, электросопротивление кожи было пониженным (10 000—100 000 ом).
$ Во всех случаях опытов отмечались незначительные изменения частоты сердечных сокращений. Так, пребывание при температуре воздуха 40° приводило к учащению пульса в среднем на 7—8 ударов в минуту, при 35° — на 5—7 ударов в минуту, при 30° — на 3—6 ударов в минуту. Переход к более низким температурам воздуха даже в течение 15 минут приводил к небольшому урежению частоты сердечных сокращений, причем наибольшее урежение отмечалось при переходе к более низким температурам воздуха. При переходе в условия с температурой 30° (после пребывания при 40°) частота пульса снижалась, однако оставалась выше исходной в среднем на 3 удара в минуту.
Температура тела испытуемых как интегральный показатель также изменялась незначительно. При переходе в условия более низких температур воздуха отмечалось снижение температуры тела. Характерно, что снижение температуры тела ниже исходного уровня отмечалось значительно чаще в тех случаях, когда испытуемые предварительно находились при более высоких температурах воздуха. Так, переход испытуемых в камеру с температурой 15° после пребывания при 40° вызывал снижение температуры тела в 56%, а после пребывания при 35° — в 37% случаев.
Примерный расчет теплового баланса (по формулам Н. К. Витте) показал, что пребывание при температуре воздуха 40° в течение 30 минут приводило к накоплению тепла, равному 45,15 ккал (+ 0,975 ккал! мин; С= + 0,49 ккал! мин; М = + 1,7 ккал/мин; Е = —1,62 ккал/мин; 5=+1,505 ккал/мин). При переходе в условия с температурой воздуха 15° все накопившееся тепло отдается очень быстро. Такая интенсивная отдача тепла конвекцией и радиацией происходила в связи с большой разницей температур между кожей и воздухом, а также и ограждениями камеры, так как температура кожи сохранялась еще высокой после выхода из тепловой камеры. Интенсивное потовыделение и обильное испарение пота с поверхности тела при температуре воздуха 15° способствуют большой теплоотдаче и этим путем
—2,063 ккал/мин; С=—1,038 ккал/мин; М= + 1,49 ккал/мин; Е= —1,38 ккал/мин; —2,991 ккал/мин. Таким образом, все накопившееся при 40° тепло отдается уже в течение 15 минут при 15°. Хотя в данном случае тепловой баланс сохранялся, все же это равновесие достигалось за. счет напряжения терморегуляторного аппарата.
Можно предположить, что имеет значение не только факт сохранения теплового баланса, но и интенсивность теплоотдачи. Вероятно, чем быстрее, резче и интенсивнее происходит теплоотдача, тем труднее осуществляется поддержание постоянства внутренней среды организма. Об этом свидетельствуют данные многих исследователей (Д. Е. Альперн, 1954, и др.), указывающих, что постепенное охлаждение переносится легче, так как при этом организм успевает проявить максимум своих регуляторных возможностей.
Теплоощущение испытуемых в наших исследованиях также свидетельствовало о том, что переход от 40 к 15° оценивали неблагоприятно
(см. рисунок). В 73—78% случаев испытуемые оценивали данные условия как «прохладно»; при переходе после тепловой камеры (40°) в условия с температурой воздуха 25 и 20° они оценивали теплоощущение как комфорт, хотя в этих условиях теплоотдача происходила не столь быстро и интенсивно.
Пребывание испытуемого в течение 30 минут при 30° почти не вызывало накопления, тепла в организме (И=—0,319 ккал/мин; С=—0,161 ккал/мин; М=+1,63 ккал/мин; Е = —1,08 ккал/мин; 5=4-0,07 ккал/мин или +2,1 ккал за 30 минут). Переход в условия с температурой воздуха 15° (после 30°) способствовал усиленной отдаче тепла и к концу 15-минутного пребывания при этой температуре
¿ос
15*
10У
20
25'
¿О:
30'
35'
/Г
35'
20'
35'
25°
30*
/Г,
30'
/¿7
> (Ж- •
а б
в
1
Теплоощущение испытуемых при колебаниях температуры воздуха.
1> 2, 3—первое, второе и третье пребывание при данной температуре; а — прохладно; б — хорошо; в — тепло; г — жарко.
тепловой баланс смещался в направлении превышения отдачи тепла. При этом теплоощущение в 62—67% случаев оценивалось как «прохладно», а при переходе в камеру с температурой 20° было комфортным.
Анализируя полученные данные, можно отметить, что воздействие температурных колебаний на организм человека обусловлено уровнем верхней и нижней границ температуры воздуха. При температуре воздуха 40 и 35° отмечались явно дискомфортное теплоощущение, повышение температуры кожи, интенсивное потовыделение, тенденция к повышению температуры тела, накопление тепла в организме. Переход из этих условий к более низки?.: температурам воздуха (30, 25 и 20°) улучшал тепловое ощущение, уменьшал интенсивность потовыделения и приводил к снижению температуры кожи. Вместе с тем при переходе от 40 к 30° еще наблюдалось интенсивное потовыделение, температура кожи намного превышала сходный уровень, теплоощущение не всегда было комфортным. Более благоприятные показатели наблюдались при переходе от 40 к 25°.
Переход из тепловой камеры (40 и 35°) в условия с температурой воздуха ниже 20° (в наших случаях температура 15°) оценивался испытуемым как дискомфорт. При этом чаще отмечались случаи с понижением температуры тела ниже исходного уровня, что свидетельствует об интенсивных теплопотерях. Таким образом, после 30-минутного пребывания при 40 и 35° переход даже на 15 минут в условия с температурой
воздуха ниже 20° является неблагоприятным и сохранение теплового баланса достигается за счет напряжения терморегуляторных механизмов.
А. Е. Малышева и Б. В. Баркалов также указывают, что при переходе из цеха с температурой 40° в комнаты отдыха с температурой воздуха 15° наблюдалось отклонение теплоощущений в сторону «прохладно».
Выводы
1. Для лиц, не выполняющих физической работы, верхней границей температуры воздуха является 30°, при которой не наблюдается существенных признаков перегревания. При переходе из тепловой камеры в помещение с более низкой температурой воздуха нижняя граница комфортных условий была установлена 20°, т. е. допустимый перепад равняется 10°.
2. После пребывания при 40° наиболее благоприятной является температура воздуха 25 и 20°, т. е. допустимый перепад равняется 15 и 20°. . . \ *
3. После пребывания при 35° благоприятной является температура воздуха 20°, т. е. температурный перепад равняется 15°.
4. Приведенные данные свидетельствуют об изменениях терморегуляции у исследуемых лиц при воздействии различных перепадов температуры воздуха, вызванных переходом испытуемых из одних температурных условий в другие. Эти данные должны быть учтены при установлении верхнего и нижнего пределов колебаний температур воздуха в различных условиях внешней среды.
ЛИТЕРАТУРА
Альперн Д. Е. Патологическая физиология. М., 1954. — Витте Н. К.* Шахбазян Г. X. Гиг. и сан., 1940, JSib 4, стр. 10. — К о й р а н с к и й Б. Б. Гиг. труда, 1934, № 5, стр. 15. — Леках А. Б., Картман М. К. Труды и материалы Укра-инск. ин-та патологии и гигиены труда. Донецк, 1927, в. 7, стр. 237.—Л и т к е н с В. А. Труды 12-го Всесоюзн. съезда гигиенистов, эпидемиологов, микробиологов и инфекционистов. М., 1949, т. 1, стр. 154.—Малышева А. Е., Баркалов Б. В. Применение радиационного охлаждения для профилактики перегревания. М., I960.
Поступила 26/1 1963 г.
THE EFFECT OF AIR TEMPERATURE FLUCTUATIONS ON THE THERMOREGULATION IN MAN
F. M. Shleifman, Candidate of Medical Sciences
The article presents the results derived from investigations of the thermoregulation and other body functions in persons subjected to the action of temperature fluctuations from 40 and 35° to 30, 25, 20 and 15° at rest. The available data indicate that at the moment of passing from conditions prevailing at the air temperature of 40—35° to those of lower temperature levels, a considerably intensified body thermoregulation becomes apperent. The upper threshold of air temperature, at which the thermoregulation intensity is insignificant, amounts to 30°. The lower temperature level, which does not cause any excessive body cooling, may be accepped as 20—15°. For workers, whose occupational activities do not involve any physical strain, the temperature fluctuations shoued not surpass the limits of 4-30° to +15°.
# -fr "¿Г
