CC BY
7
CERTAIN INDICES OF THE SEASONAL CHANGES OF THE PHYSICAL DEVELOPMENT AND THE PHYSIOLOGICAL STATE OF THE BODY OF ADOLESCENTS AFTER THEIR REMOVAL TO WESTERN SIBERIA
V. A. Matyukhin, N. D. Nedbaeva, G. K. Yachnaya
The authors showed that a study of seasonal dynamics of physical development and that of physiological functions especially in a growing body may be an important methodological means of studying the adaptation of man.
УДК 614.89:612.766.1
Канд. биол. наук Г. В. Бавро, И. Ф. Шашков
ВЛИЯНИЕ ВЕСА СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ (СИЗ)
НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗМА ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТЕ В РАЗЛИЧНЫХ МИКРОКЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Вес комплектов, защищающих человека от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды, может быть довольно значительным. Он определяется весом как автономных систем жизнеобеспечения, так и защитной одежды (комбинезона, костюма). В литературе имеются данные о влиянии на организм веса снаряжения, размещаемого за спиной и на груди, а также переносимого в руках (С. М. Городинский и соавт., 1967, и др.). Настоящая работа посвящена изучению того, как весовая нагрузка влияет на организм при равномерном распределении ее по телу человека, например нагрузка, создаваемая весом спецодежды.
Использование различных пропиток и покрытий, изменение структуры и толщины материала для повышения его защитной эффективности не только увеличивают вес спецодежды, но и влияют на ее гигиенические свойства (воздухо- и паропроницаемость, теплопроводность), а следовательно, и на условия теплообмена организма с окружающей средой. В результате нагрузка на организм, обусловленная увеличением веса спецодежды, довольно часто сочетается с тепловой.
Чтобы отдифференцировать влияние на функциональное состояниеор-ганизма веса одежды от влияний, связанных с изменением условий его теплообмена с окружающей средой, дозирование весовой нагрузки в наших экспериментах производили не за счет увеличения толщины спецодежды, а с помощью калиброванных грузиков, равномерно распределенных на хлопчатобумажном костюме. Площадь поверхности, закрываемой грузиками, составляла всего около 4% поверхности костюма и оставалась всегда постоянной.
Для изучения влияния на переносимость весовой нагрузки условий теплообмена организма с окружающей средой исследования проводили при 23,45 и 12° с относительной влажностью соответственно 50—60, 20—30 и 70—75%. Весовую нагрузку изменяли от 1 до 11 кг с интервалом 2 кг. Испытуемые выполняли стандартную физическую работу средней тяжести. Периоды работы в течение 20 мин чередовали с 10-минутным отдыхом. Эксперимент продолжался 2 ч.
Для характеристики теплового состояния испытуемых измеряли температуру кожи лба, груди, кисти, бедра и голени (в динамике эксперимента) и аксиллярную температуру (до и к концу опыта). По общепринятым формулам рассчитывали средневзвешенную температуру кожи, среднюю температуру тела и изменения теплосодержания организма (АО). Регистрировали частоту сердечных сокращений, объем легочной вентиляции и энерготраты организма (методом непрямой калориметрии). Величину потоотделения устанавливали по потере в весе испытуемого. Для выявления изменений в физической работоспособности до эксперимента и к концу его определяли количество работы, которую мог выполнить испытуемый на кистевом эргографе до развития полного утомления. Работоспособность выражали в про-
центах к исходной, которую принимали за 100. Экспериментальный материал был статистически обработан по критерию Стью-дента. Доверительные интервалы вычислены при уровне вероятности 95%.
При выполнении физической работы в условиях, когда окружающая температура составляла 2£°, увеличение веса одежды на каждый килограмм сопровождалось возрастанием энерготрат в среднем на 4,5 ккал/ч. При весе одежды 1 кг они равнялись около 200 ккал/ч, а при повышении его до 11 кг достигали 250 ккал/ч. С увеличением энерготрат нарастало терморегулятор-ное напряжение организма. При каждом дополнительном килограмме веса одежды влагопотери повышались на 8,5 г/ч, легочная вентиляция — на 0,9 л/мин, частота сердечных сокращений — на 1 в минуту. Вышестановилась и средневзвешенная температура кожи.
Отчетливое, хотя и незначительное увеличение теплосодержания организма отмечено при весе одежды 9 кг. При этом выявлено и наиболее выраженное снижение физической работоспособности испытуемых. Снижение работоспособности при увеличении веса одежды с 7 до 9 кг оказалось в 2 раза большим, чем при увеличении его с 1 до 7 кг.
При высокой температуре окружающей среды Йб0)! т. е. в условиях затрудненной теплоотдачи организма, функциональное'напряжение с возрастанием веса одежды увеличивалось больше. Так, увеличение энерготрат на каждый дополнительный килограмм веса одежды в этих условиях было почти в 1,5 раза выше, чем при температуре 23°; в 2 раза большим был прирост влагопотерь организма, в 3 раза — объема легочной вентиляции и частоты сердечных сокращений (см. таблицу).
Выполнение физической работы при 45°, несмотря на значительное напряжение терморегуляторных реакций организма, сопровождалось нарушением его теплового баланса, выраженность которого нарастала с увеличением веса одежды. Отчетливое падение физической работоспособности (на 20% по отношению к исходному уровню) отмечено уже при весе одежды 5 кг. При весе одежды 11 кг этот показатель снижался почти на 40%.
Особый интерес представляют данные, полученные в условиях облегченной теплоотдачи организма в окружающую среду. Во всех экспериментах с выполнением физической работы при 12° наблюдалось повышение работоспособности испытуемых по сравнению с исходным уровнем. Выраженность такого повышения возрастала по мере увеличения весовой нагрузки с 1 до 9 кг; лишь при 11 кг работоспособность начинала уменьшаться .
Возрастание физической работоспособности с увеличением веса одежды в определенной мере можно объяснить повышением энерготрат, ведущим к уменьшению дефицита тепла в организме, возникающего при работе в условиях температуры 12°. Как видно из таблицы, энерготраты на каждый дополнительный килограмм веса одежды при 12° возрастали в 2 раза больше, чем при 23°. Тем не менее теплосодержание организма к концу эксперимента уменьшалось. Наибольшим было нарушение теплового баланса при весе одежды 1 кг. Однако абсолютные значения теплосодержания (29,2 ккал/кг) не выходили за границы оптимальных (29,5 ± 0,5 ккал/кг). При весе одежды 9—11 кг ввиду значительного увеличения энерготрат организма теплосодержание сохранялось практически на исходном уровне (невозмещенные потери тепла составляли всего 8—12 ккал).
Зависимость среднего прироста показателей функционального напряжения организмапри увеличении весовой нагрузки на каждый дополнительный килограмм от температуры окружающей среды. Работа средней тяжести
Температура (п град.) Энерготраты (в ккал/ч) Влагопотери (в г/ч) Легочная вентиляция (в л/мин) Частота сердечных сокращения (в мин)
12 23 45 9—0,47 4,3—0,23 6,2=£0,33 5,5—0,25 8,4—0,4 17,2— 1,7 1,8 0,9 2,9 0,4—0,602 1 — 0,04 3^0,2
Таким образом, при пониженных температурах окружающей среды возрастание весовой нагрузки не только не оказывает неблагоприятного действия на организм, но, напротив, способствуя нормализации его теплового состояния, обеспечивает сохранение работоспособности на высоком уровне. В результате создается впечатление, что одним из ведущих факторов, благоприятствующих развитию утомления и снижению работоспособности при увеличении физической нагрузки на организм, в частности нагрузки, создаваемой весом СИЗ, является нарушение его температурного гомеостаза. Действительно, как следует из приведенного выше экспериментального материала, даже незначительное увеличение теплосодержания организма влечет за собой более быстрое развитие утомления. Напротив, небольшой сдвиг теплового баланса в сторону охлаждения (при сохранении общего теплосодержания организма в пределах оптимальных значений) благоприятно сказывается на работоспособности человека. Эти результаты наблюдений свидетельствуют о необходимости дальнейшего изучения роли так называемой рабочей гипертермии (П. Н. Веселкин) в обеспечении высокой работоспособности организма. На основании данных литературы можно предположить, что на работоспособность влияет не только содержание, но и распределение тепла в организме.
Важное значение имеет при этом тепловое состояние оболочки. Так, в механизме повышения работоспособности организма в условиях пониженных температур окружающей среды немаловажная роль, по-видимому, принадлежит тонизирующим влияниям с холодовых рецепторов «оболочки», нормализующим деятельность центральной нервной системы. Существование таких влияний показано О. П. Минут-Сорохтиной и ее сотрудниками, а также нами в предыдущих исследованиях (Г. В. Бавро и Ю. Г. Плетен-ский) и другими авторами.
Итак, на основании экспериментального материала можно заключить, что нагрузка на организм, создаваемая весом защитной одежды, в значительной мере определяется условиями теплообмена его с окружающей средой. В связи с этим ее нормирование нельзя производить без учета таких условий.
Приняв в качестве критерия для установления допустимого увеличения равномерно распределяемой по телу весовой нагрузки выраженность снижения работоспособности испытуемых, можно считать, что при выполнении физической работы средней тяжести в условиях, обеспечивающих сохранение теплового баланса, вес СИЗ должен быть до 7 кг, а в условиях, ведущих к перегреванию организма, — до 3 кг. При облегченной теплоотдаче, приводящей к небольшому дефициту тепла в организме, весовая нагрузка может быть увеличена более чем до 11 кг.
ЛИТЕРАТУРА. Бавро Г. В., Плетенский Ю. Г. Влияние вдыхания охлажденного воздуха на вегетативные функции и состояние центральной нервной системы кролика при гипертермии. — «Бюлл. экспер. биол.», 1971, № 9, с. 32—36. — Веселкин П. Н. Лихорадка. М.,сМедгиз», 1963. — Городинский С. М., Бавро Г. В., Плетенский Ю. Г. и др. Исследования возможности экстренного выведения человека из состояния гипертермии путем локального охлаждения. — В кн.: Медико-технические проблемы индивидуальной защиты человека. Вып. 13, М., 1973, с. 12. — Городинский С. М., Бавро Г. В., Ш а ш к о в И. Ф. К вопросу работоспособности человека в индивидуальных изолирующих системах.— В кн.: Материалы 5-й Всесоюзн. конференции по физиологии труда. М., «Наука», 1967, с. 82—83. — Минут-Сорохтина О. П. Физиология терморецепции. М., «Медицина», 1972.
Поступила 28/111 1974 г.
THE EFFECT OF WEIGHT OF THE INDIVIDUAL PROTECTION MEANS (IPM) ON THE STATE OF FUNCTIONING OF THE BODY IN WORK UNDER VARIOUS
MICROCLIMATIC CONDITIONS
G. V. Bavro, I. F. Shashkov
The finding was that the strain produced on the body by the weight of the clothing depends to a great extent on the conditions of heat exchange with the environment. Preliminary recommendations are given on the permissible increase of the weight of clothing.
