Ко всем приведенным ниже материалам необходимо относиться в определенной мере критически, и имеющиеся в них рекомендации следует воспринимать не как догму, а лишь как руководство к действию.
   Помните: ответственность за Ваше здоровье лежит не на авторах статей, а на Вас самих!

9. Физиологические аспекты теплового баланса организма человека после гипотермии

Сообщение 1. К ВОПРОСУ О ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ПЛОВЦОВ ПОСЛЕ ГИПОТЕРМИИ

В.И.Логинов, А.В.Лютов, Н.Г.Ландо, Ю.В.Боровкова

Всероссийский центр медицины катастроф «Защита» Минздрава России, Москва.

 Краткая аннотация:

Представлены материалы по изучению особенностей изменения функционального состояния организма человека при акцидентальном охлаждении и в период восстановления теплового состояния после него. Проанализированы данные, позволившие выявить адаптационные механизмы на охлаждающее воздействие водной среды, индивидуальные особенности реакции организма человека на гипотермию. Приводятся новые результаты об изменении ряда функциональных показателей, характеризующих устойчивость человека к холоду и позволяющих разделить обследуемых лиц на две группы: устойчивых к холоду и малоустойчивых. Показана роль тренировки в адаптации людей к холоду.
  Ключевые слова: адаптация, биологическое восстановление, вода, временные изменения, гипотермия, охлаждение, пловцы, температурная зависимость, функциональные показатели.

   Под понятием термическая травма (нарушение теплового баланса) большинство исследователей понимают только воздействие высоких температур, вызывающих ожоги и перегревание. В меньшей степени исследована область экстремально низких температур. Между тем, данная проблема представляется актуальной в чрезвычайных ситуациях, возникающих как на суше, так и в условиях морской стихии. Еще в V веке до н. э. Геродот обратил внимание на гипотермию как вероятную причину смерти людей, попавших в холодную воду, при гибели флота Дария. Из событий последнего времени - катастрофа парома «Эстония» (1994 г.), унесшая более 1 000 жизней (данные приблизительны, так как точное число пассажиров неизвестно).

   Массовые переохлаждения людей часто сопровождают различные катастрофы и стихийные бедствия не только в северных широтах и в зимнее время. Открывая серию сообщений «Физиологические аспекты теплового баланса организма человека после гипотермии» авторы преследуют цель не только обратить внимание на гипотермию как на проблему, но и проследить некоторые патофизиологические механизмы переохлаждения организма человека, попавшего в холодную воду; наметить пути профилактики и лечения акцидентального переохлаждения гомойотермного организма. Массовое переохлаждение людей уже является чрезвычайной ситуацией, которая может сопровождать любую другую ЧС (техногенную, природную, социальную и т.п.).

   Изучение теплового состояния организма человека в восстановительный период после гипотермии имеет большое значение для выявления индивидуальных особенностей реакций адаптации различных систем организма, определяющих устойчивость его к гипотермии.

   Рядом исследователей было отмечено, что по классическим представлениям все реакции на холод должны быть направлены на уменьшение теплоотдачи и повышение теплопродукции, а на самом деле можно наблюдать немало случаев, не укладывающихся в эту закономерность.

Московским региональным центром «Адаптация человека в экстремальных условиях водной среды» совместно с финскими научными сотрудниками с 1 по 5 июня 1997 г. был проведен совместный заплыв по системе озер Финляндии по маршруту Миккели-Анттола протяженностью 50 км при температуре воды 10-12 °С, окружающей среды - 1 8-20 °С. В заплыве участвовали 7 пловцов-марафонцев в возрасте 30-50 лет. В течение одного дня с 10 ч 00 мин до 17 ч 00 мин во время эстафетного заплыва каждый пловец заходил в воду на 15-60 мин по 2-3 раза (не менее 4 дней подряд). После заплыва пловцы согревались в сауне. Продолжительность обследования каждого пловца до и после заплыва составляла ~ 1 ч. В течение этого времени:

•          определяли температуру тела  (ректальную)  через 5 мин после выхода пловца из воды;

•          измеряли систолическое и диастолическое артериальное давление (АД) до и после выхода из воды;

•          определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС) до захода в воду и после выхода из воды;

•          проводили психоаналитический опрос до и после заплывов (САН - самочувствие, активность, настроение)  [2];

•          выясняли локальные и общие субъективные теплоощущения.

По результатам проведенных исследований было показано, что у пловцов, которые плыли со скоростью 1,7-2,0 км/ч, сразу после выхода из холодной воды были выявлены признаки гипотермии легкой степени [3].

Температура тела (ректальная) за 15-60 мин плавания была не ниже 35,5 °С. Частота сердечных сокращений и артериальное давление после выхода пловца из воды были повышены по сравнению с показателями до захода в воду (табл. 1).

Субъективно: после выхода из воды теплоощущения сохранялись «комфортными» и жалоб на ощущение замерзания не было.

Объективно: почти у всех пловцов наблюдалась небольшая, быстро проходящая дрожь.

В дальнейшем как при обогревании в сауне, так и без него у всех пловцов наблюдалось постепенное («вторичное») снижение температуры тела, которое через 20-30 мин стабилизировалось на уровне 36,3-36,6 °С.

Абсолютная величина снижения температуры тела у всех пловцов была разной и в значительной степени зависела от времени пребывания в воде, числа заходов в воду, дня заплыва и индивидуальных особенностей организма каждого пловца.

Показатели артериального давления и частоты сердечных сокращений у пловцов:

   Таблица 1.

   Прослеживалась четкая зависимость величины снижения и уровня стабилизации температуры тела (ректальной) от времени пребывания пловца в воде и дня заплыва.

   Так, 20-минутное пребывание пловца в воде приводило к снижению температуры тела до 36,3 °С. В третий день заплыва (после первого захода в воду) при 30-минутном пребывании в воде температура тела у того же пловца снизилась до 36,2 °С с дальнейшим «вторичным» снижением до 36,0 °С. В четвертый день заплыва (первый заход в воду) 37-минутное пребывание пловца в воде привело к снижению температуры тела до 35,5 °С с дальнейшим «вторичным» снижением до 34,8 °С. При этом общее теплоощущение пловец оценивал как «комфортное».

   Необходимо отметить, что время до начала стабилизации температуры тела в восстановительный период сокращалось от первого дня к последующим: в первый день на восстановление до стабилизации ушло 20 мин, а в последующие дни - по 10 мин. Такая же зависимость температуры тела от первого к четвертому дню заплыва обнаружена у всех пловцов. Так, время пребывания пловца в воде во время первого захода в воду в первый и третий дни было одинаковым (по 20 мин), а уровень стабилизации температуры тела в третий день был несколько ниже (37,3 °С), чем в первый день (37,5 °С).

   Во второй и четвертый дни время пребывания в воде было 30 мин, а уровень стабилизации разный (во второй день - на уровне 37,2 °С, в четвертый - 37,0 °С).

   Таким образом, уровень стабилизации температуры тела у пловцов снижался в зависимости от увеличения срока пребывания в воде.

   У одного пловца из семи зависимость величины снижения температуры тела от дня заплыва не наблюдалась. После выхода из воды у него была резко выражена дрожь в течение более длительного времени, чем у других пловцов. Показания АД и ЧСС после выхода из воды были следующие: первый день - 130/120 мм рт. ст., 126 уд./мин; второй - 170/95, 126; третий - 130/90, 120; четвертый день - 150/100 мм рт. ст., 126 уд./мин.

   Хотелось бы отметить еще одну направленность изменения температуры тела в восстановительный период (в один день от заплыва к заплыву) - после каждого последующего заплыва начало стабилизации температуры тела начиналась раньше и с более низкой температуры. Для сравнительной оценки результатов исследований трудно было выбрать одинаковые по условиям эксперименты, поэтому в данной работе идет речь о направленности изменений.

   Самочувствие пловцов от первого к четвертому дню заплыва улучшалось. Появлялась бодрость, чувство уверенности. Показатели сердечно-сосудистой системы свидетельствовали об устойчивом ее функционировании (табл. 2).

   У некоторых пловцов во второй день заплыва после выхода из воды наблюдались одиночные экстрасистолы, которые в третий день заплыва исчезли.

   На основании анализа результатов проведенных исследований по характеру динамики показателей теплового состояния организма и влияния на него повторных холодовых воздействий всех пловцов можно разделить на две группы: устойчивых и малоустойчивых.

   Более устойчивыми к интенсивному холодовому воздействию можно считать пловцов, обладающих наиболее реактивной сосудистой системой, обеспечивающей необходимый уровень периферического кровообращения [4].

   В восстановительный период время нормализации теплового состояния человека также зависит от степени его устойчивости к холоду - чем устойчивее организм, тем быстрее происходит восстановление теплового состояния [5].

   Повторные 30—60-минутные заплывы в холодной воде (10 - 12 °С) при интенсивной физической нагрузке способствуют адаптации пловцов к холодовому воздействию. Между тем, у малоустойчивых к холоду людей при аналогичном многократном холодовом воздействии терморегуляторная система функционирует на пределе возможностей, что может вызвать дезадаптационный эффект и привести к развитию патологических нарушений [6].

   В случае, когда у пловца отмечалась интенсивная длительная дрожь, свидетельствующая о включении химической терморегуляции, температура тела держалась на одном уровне и не снижалась от заплыва к заплыву. Поддержание температуры тела на относительно высоком уровне, по-видимому, происходит не только за счет физической терморегуляции (сужение периферических сосудов), но и за счет включения химической терморегуляции (сильная холодовая дрожь).

   Таким образом, для тренированных и устойчивых к холоду пловцов характерным является:

•          отсутствие резкой холодовой дрожи, что свидетельствует об относительно небольшом уровне энергозатрат, т.е. о более экономичном использовании своих резервных возможностей;

•          более низкие показатели ректальной температуры тела в восстановительном периоде в каждом последующем заплыве;

•          процесс восстановления температуры тела в каждом последующем заплыве начинается несколько раньше.

   Для малоустойчивых к холодовому воздействию людей характерно:

•          наличие резкой холодовой дрожи при относительно высоком уровне ректальной температуры тела, что свидетельствует о большом уровне энергозатрат;

•          установление на относительно высоком уровне температуры тела в восстановительном периоде, неизменность этого показателя после каждого последующего заплыва;

•          время восстановления температуры тела в каждом последующем заплыве не изменяется.

   Таким образом, как показали исследования, индивидуальная переносимость острой общей глубокой акцидентальной гипотермии в значительной мере зависит от исходного состояния (тренированности) организма.

   Эффективным диагностическим критерием при гипотермии является комплексная оценка состояния системы кровообращения, так как измерение АД и ЧСС дает только общую неспецифическую оценку состояния здоровья пловцов.

   В системе мероприятий по диагностике гипотермических последствий целесообразно предусмотреть постоянное динамическое наблюдение за ведущими системами организма (сердечно-сосудистой, дыхательной и мочевыделения), основываясь на четырех фазах патогенеза гипотермии - устойчивой компенсации, неполной компенсации, декомпенсации, необратимых изменений.

   В острый период гипотермии особое внимание следует обратить на оперативную оценку степени переохлаждения и поддержания оптимального уровня функционирования центральной нервной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем.

   В более отдаленный период основное внимание в профилактических и лечебных мероприятиях следует обращать на нормализацию функции почек, системы крови и возможное развитие инфекционных осложнений.

   Таблица 2 Показатели деятельности сердечно-сосудистой системы у пловцов

   On the factional features of recovery of swimmers organism thermal condition following hypothermia

   V.I.Loginov, A.V.Lyutov, N.G.Lando, Yu.V.Borovkova

   Information is presented on the study of features of alteration of human organism functional state during the immersion cooling and the recovery period of thermal condition following it. Data are analysed permitted to reveal the adaptation mechanism for aquatic environment cooling effect and the individual peculiarities in human organism hypothermia reaction. New results are presented concerning the alteration in a number of functional indices characterizing the human cold resistance and permitting to divide of examined persons into 2 groups: cold resistant and low cold resistant. Role of training in the people cold adaptation is shown.

   Adaptation, biological recovery, water, temporal alterations, hypothermia, cooling, swimmers, temperature dependence, functional indices        

   СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

   1.      Барабаш Н.А., Двуреченская Г Я. Адаптация к холоду // Физиология адаптационных процессов. М.: Наука, 1986. Гл. 5. С. 251-302.

   2.      Тест  дифференцированной   самооценки функционального  состояния /  В.А.Доскин, Н.А.Лаврентьева, М.П.Мирошников, Б,Б.Шорой// Вопр. психол. 1973. № 6. С. 141-147.

   3.      Физиолого-гигиенические требования к изолирующим средствам индивидуальной защиты. М.: МЗ СССР. 1981. 27 с.

   4.      Бовро Г.В., Ландо Н.Г. Некоторые особенности  формирования  теплового  состояния человека, подвергающегося экстремальному холодовому  воздействию  // Медико-технические проблемы индивидуальной защиты человека. М., 1987. С. 76—83.

   5.      Койранский  Б.Б.  Охлаждение, переохлаждение и их профилактика. Л.: Медицина, 1966. 247 с.

   6.      Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. М.: Наука, 1981. 278 с.

Сообщение 2. КОМПЕНСАТОРНЫЕ ПРОЦЕССЫ ОРГАНИЗМА ПЛОВЦОВ

В УСЛОВИЯХ ВОДНОЙ  ГИПОТЕРМИИ

В.И.Логинов, Н.Г.Ландо, В.А.Лютов, Ю.В.Боровкова

Всероссийский центр медицины катастроф «Защита» Минздрава России, Москва

   Краткая аннотация:

   Представлены материалы по изучению воздействия холодной воды (5—9 °С) на организм пловцов в период продолжительного эстафетного заплыва. Проанализированы данные о компенсаторных реакциях организма пловцов в условиях водной гипотермии. Оценивается адаптация (функциональное состояние) сердечно-сосудистой системы, системы терморегуляции (физической и химической); физическая работоспособность. Продемонстрировано значение тренировки для адаптации людей к холоду.

Ключевые слова: адаптация, «вторичное» снижение температуры тела, гипотермии, переохлаждение, пловцы, температура тела, терморегуляция, тренированность, физическая нагрузка

   Гипотермия представляет собой одну из сложных и многоликих форм нарушения теплового баланса организма человека. Физическим агентом, через который низкая температура влияет на организм, чаще всего является воздух. Но при определенных условиях и другие факторы окружающей среды могут приобретать решающее значение в чрезвычайных ситуациях, которые могут быть связаны с острым охлаждением в воде.

   О пагубном действии холода знали еще на заре развития человеческого общества. Карфагенский полководец Ганнибал (II век до н.э.) заставлял своих воинов растирать конечности маслами для защиты от переохлаждения.

   Другим примером воздействия на человека холода и, в частности, холодной воды, является ситуация с атомной подводной лодкой «Комсомолец», затонувшей в результате аварии 7 апреля 1989 г., когда погибли 42 члена экипажа, а 27 получили общее острое глубокое акцидентальное иммерсионное переохлаждение различной степени тяжести [1].

   Смерть в результате переохлаждения на равнине, в горах и в водоемах составляет значительный процент гибели людей в результате чрезвычайных ситуаций, стихийных бедствий и неправильной оценки условий окружающей среды. В этой связи необходимость разработки научно обоснованных рекомендаций по ранней диагностике и профилактике гипотермии не вызывает сомнений. Представляется актуальным и проведение исследований некоторых параметров функционального состояния пловцов при длительном эстафетном заплыве в холодной воде.

   В мае 1998 г. 8 пловцов из России участвовали в 50-километровом эстафетном заплыве по озерам Финляндии между гг. Антолла и Пуумала. Все пловцы в возрасте 30-55 лет имели большой опыт участия в подобных заплывах, каждый из них прошел специальную подготовку по индивидуальному плану и являлся тренированным спортсменом.

   Заплыв проводился в дневное время с 9 ч 00 мин до 17 ч 00 мин в течение 5 дней при температуре воздуха 11-12 °С, воды - 5-8 °С. Каждый пловец заходил в воду по 2-5 раз на 20-30 мин с перерывом на восстановление теплового баланса и отдых (2,0-2,5 ч), в период которого проводился обогрев в сауне (7 пловцов) при температуре 90 °С или теплозащитном комбинезоне (один пловец) с обогревом груди и спины с помощью солевых аккумуляторных грелок «Дельта терм».

   Исследования функционального состояния организма проводились трижды: до заплыва (фон), сразу после выхода из воды и в течение восстановительного периода (30-40 мин).

   Функциональное состояние оценивалось по данным артериального давления, частоты сердечных сокращений, температуры кожи и тела (ректальная температура), физической работоспособности (динамометрия правой и левой кисти), толщине жировой складки в подлопаточной, подвздошной областях и в области трицепса. Кроме того, в результате анамнестических данных и визуального осмотра оценивался цвет и состояние кожных покровов, мышечная дрожь.

   Как показали исследования, все пловцы в общей сложности участвовали в заплыве 4 дня, причем в первый и четвертый день совершили по два захода в воду, а во второй и третий - по три, что составило от 40 мин до 1 ч в день.

Динамика показателей сердечно-сосудистой системы (как артериальное давление, так и частота сердечных сокращений) характеризовалась относительной стабильностью, абсолютные величины не выходили за пределы нормы, а с увеличением времени пребывания в холодной воде все показатели имели тенденцию возврата к уровню фоновых значений.

Повышение артериального давления у пловцов наблюдалось сразу после выхода из воды. Если до заплыва артериальное давление было в пределах 120/80…150/90, то после заплыва - 150/90…180/100 мм.рт.ст..

Известно, что устойчивое систолическое и диастолическое давление наблюдается у пострадавших с легкой степенью переохлаждения [1]. При переохлаждении эффективность работы сердечно-сосудистой системы обычно снижается: тахикардия с быстрым повышением артериального давления, развивающимся за счет вазоконстрикции, сменяется брадикардией с прогрессирующим снижением артериального давления.

Стойкое повышение артериального давления в наших наблюдениях, по-видимому, является следствием физической нагрузки в период заплыва. Устойчивая лабильность показателей сердечно-сосудистой системы у испытуемых подтверждает тренированность участников заплыва.

Вполне закономерна отмеченная у пловцов общая тенденция снижения температуры тела, что непосредственно связано с первичной реакцией организма на холодовое воздействие водной среды. По А.Д.Слониму, это не что иное как ограничение поступления тепла от внутренних органов к коже [3]. Этот первый механизм обеспечивается периферической вазоконстрикцией, максимально выраженной на уровне кожного покрова, и внутримышечной вазодилатацией, степень которой зависит от локализации охлаждения. Эти вазомоторные реакции, перераспределяя объем крови в направлении к центральным органам, способны поддерживать температуру «ядра тела» [3]. Поскольку пловцы хорошо тренированные, показатели термодинамики отличались достаточной стабильностью и устойчивостью.

Показатели физической работоспособности (динамометрия) вряд ли могут быть использованы при оценке столь сложных патофизиологических изменений, которые происходят под воздействием охлаждения на организм . Это, по-видимому, можно отнести и к оценке по толщине жировой складки: за столь короткий период охлаждения существенных изменений обнаружить не удалось.

Значительно большую информацию о состоянии пловцов мы получили в результате визуального осмотра с учетом уже известных данных о температуре тела.

Как показали эти наблюдения, внешне переохлаждения у пловцов не отмечалось, да и температура опускалась не ниже 35,8 °С, что, по данным других авторов, является хорошим признаком адаптации [1].

Данный тезис подтверждался и тем фактом, что восстановительный период у пловцов был небольшим (20-30 мин). Температура тела хотя и продолжала снижаться независимо от способа согревания организма (сауна, комбинезон), что в литературе известно как «вторичное» снижение температуры тела, но затем достаточно быстро возрастала практически до фоновых показателей.

В зависимости от увеличения времени пребывания в холодной воде «вторичное» снижение температуры тела устанавливалось на более низком уровне по сравнению с предыдущими днями. Если в первый день эстафетного заплыва в результате «вторичного» снижения температура тела была на уровне 36,8 °С (норма - 37,3 °С), то на третий день она находилось в пределах 35,8-35,9 °С. Отмеченные колебания температурного режима тела пловцов характерны для тренированных спортсменов, но не для пострадавших вследствие переохлаждения.

Мышечная дрожь, появлявшаяся через 2-3 мин после холодового воздействия, отмечалась не у всех пловцов, а только у малотренированных к холодной воде.  Через 20-30 мин согревания она исчезала.

Появление мышечной дрожи в восстановительный период совпадало со «вторичным» снижением температуры тела, которое продолжалось 20-30 мин, а исчезновение мышечной дрожи - с началом повышения этой температуры. По-видимому, у тренированных к холоду лиц при такой степени охлаждения нет необходимости включать столь мощный защитный механизм выработки тепла, как химическую терморегуляцию (мышечный термогенез), в отличие от малотренированных людей, у которых неадекватно активно включаются все защитные силы организма.

Появление мышечной дрожи в литературе рассматривается как второй механизм, связанный с увеличением производства тепла посредством мышечной активности, проявлением которой и является дрожь [3]. В развитии этого механизма отмечаются три последовательные фазы: начальное снижение температуры «ядра тела»; резкое ее возрастание, иногда превышающее температуру «ядра тела» до охлаждения; снижение до уровня, зависящего от температуры воды. В очень холодной воде (ниже 10 °С) дрожь начинается весьма резко, совпадает с учащенным поверхностным дыханием и ощущением сжатия грудной клетки [4-6]. Активизация химического термогенеза не предотвращает охлаждения, а рассматривается как «аварийный» способ защиты от холода.

Таким образом, как показали проведенные наблюдения, у пловцов, совершающих продолжительные заплывы при температуре воды 5-9 °С, наблюдается типичная физиологическая реакция организма на воздействие охлаждения в воде. Однако тренированность пловцов к подобным плаваниям не дает характерной картины гипотермических последствий гомойотермного организма после пребывания в холодной воде.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Новиков B.C., Чудаков А.Ю.,  Исаков В.Д. Острая  гипотермия. СПб.: Наука, 1997. 150 с.

2.  Keating W.R. Death after shipwreck // Brit. Med. J. 1965. Vol. 2. P. 1537-1540.

3.  Слоним А.Д. Экологическая физиология человека. М., 1971. 448 с.

4.  Осьминкин  В.А.  Судебно-медицинская  оценка  патоморфологии адаптационных процессов в дыхательной системе при действии низких температур. Автореф. дис. докт. мед. наук. М., 1996. 43 с.

5. Буков И.Ф. Холод и организм. Вопросы общего глубокого охлаждения животных и человека. Л., 1964. 216с.

6. Milton С. Human acclimatisation to cold water immersion // Arch. Environ. Heath. 1967. Vol. 15. P. 568-579.

7. Lorentz E. Wittmers, Margaret V. Savage. Cold water immersion.// Medical aspects of Harsh Environments. Vol.1 P. 531-552. (формат pdf, 400K).(английский язык)

Physiological aspects of the heat balance of men following hypothermia Report 2. Compensatory processes of the swimmers organisms under conditions of hypothermia

V.I.Loginov, N.G.Lando, VALyulov, Yu.V.Borovkova

Materials on the studing of cold water (5 - 9°C) effect on swimmers organisms during long relay-race are presented. Data on the compensatory reactions of swimmers organisms under conditions of water hypothermia are analysed. Cardiovascular system adaptation (functional state) is assessed as well as thermal regulation system (physical and chemical), physical working capacity. Significance of training for the adaptation of people to cold is demonstrated.

Adaptation, «secondary» decrease of body temperature, hypothermia, supercooling, swimmers, body temperature, thermal regulation, training degree, physical load

Сообщения 1 и 2 данной статьи были опубликованы в журнале "Медицина катастроф" в номерах 1 и 2 за 1999 г.
         Сайту "Советский морж" предоставлены  руководителем Московского регионального центра "Адаптация человека в экстремальных условиях водной среды" В.А.Лютовым (одним из авторов).

   В.А. Лютов

   ЭТО ИНТЕРЕСНО ...

   Регулярное ныряние в ледяную воду, вероятно, способствует долгой жизни. К такому выводу пришли американские исследователи, которые оценили возраст некоторых гренландских китов в 150 лет.

«Наука и жизнь» № 9, 1998

Вернуться к списку статей по теории моржевания

На Главную