Рецепторы кожи. Механизмы влияния холода на кожу
Обновлено: 18.05.2024
Терморецепторы (греч. therme теплота, жар + лат. recipere принимать) — нервные образования, специфически чувствительные к изменениям температуры окружающей их среды. Передавая информацию об изменениях температуры среды, Терморецепторы играют важную роль в терморегуляции (см.) организма. Терморецепторы у человека расположены гл. обр. в кожных покровах тела, слизистых оболочках рта, верхних дыхательных путей, желудка и прямой кишки, стенках подкожных вен, желчном и мочевом пузыре, матке и наружных половых органах, гипоталамусе, среднем и спинном мозге. Наибольшая плотность Терморецепторов в коже лица, меньше их на туловище, еще меньше на нижних конечностях.
Кожа человека обладает точечным распределением чувствительности к теплу и холоду. Нагревание одних точек кожи вызывает ощущение тепла (точки «тепла»), охлаждение других — ощущение холода (точки «холода»). Количество точек «тепла» примерно на порядок меньше, чем точек «холода». Возможно, что относительный недостаток точек «тепла» на периферии компенсируется наличием в гипоталамусе тепловых рецепторов, к-рые реагируют на повышение температуры крови и участвуют в запуске механизмов теплоотдачи. Количество холодовых и тепловых точек на определенном участке кожи постоянно изменяется в зависимости от исходного уровня его температуры, интенсивности раздражения, а также температурного режима других участков поверхности тела.
При любой совместимой с жизнью температуре окружающей среды от периферических Т. по нервным волокнам в ц. н. с. поступает стационарная импульсация. Стационарные разряды тепловых рецепторов наблюдаются в диапазоне температур от 20 до 50°, стационарные разряды холодовых рецепторов — в диапазоне от 10 до 41°. При температуре ниже 10° холодовые рецепторы и нервные волокна гомойотермных животных блокируются. При температуре выше 45° холодовые рецепторы могут вновь активироваться. Это вторичное проявление активности холодовых рецепторов объясняет феномен парадоксального ощущения холода, наблюдаемый при сильном нагревании. Усиление активности холодовых и тепловых Т. имеет место вплоть до t° 50°, при более высоких температурах Т. повреждаются. При t° 47—48° наряду с Т. начинают возбуждаться и болевые рецепторы. Этим объясняют необычную остроту парадоксального ощущения холода.
На быстрое охлаждение специфические холодовые Терморецепторы реагируют резким увеличением частоты генерируемых разрядов; на быстрое согревание они не реагируют совсем или уменьшают частоту импульсации. Тепловые Т. увеличивают частоту импульсации в ответ на быстрое согревание; быстрое охлаждение сопровождается уменьшением частоты импульсных разрядов тепловых Т. Период возрастания частоты импульсации Т. при изменении температуры окружающей среды вскоре сменяется периодом постепенного ее уменьшения несмотря на продолжающееся действие раздражителя, после чего частота импульсных разрядов Т. устанавливается на новом стационарном уровне, что сопровождается исчезновением ощущения тепла или холода.
Возбуждение Т. зависит как от абсолютных значений температуры кожи в месте раздражения, так и от скорости и степени ее изменения. Одни Т. реагируют на перепад температуры в 0,1°, другие — на перепад в 1°, третьи возбуждаются, когда перепад температуры достигает 10°. Характерной особенностью Т. является наличие у них оптимума чувствительности к раздражению, критерием к-рого служит генерация терморецепторами импульсации максимальной частоты. Для холодовых рецепторов оптимум чувствительности лежит в пределах t° 25—30°, для тепловых — в пределах 38—43°. В этих областях минимальное изменение температуры вызывает наибольшую реакцию Т.
Наряду со специфическими Т. в коже существует большая группа рецепторов, к-рые реагируют как на термическое, так и на механическое раздражение. Как правило, такие неспецифические Т. возбуждаются понижением температуры кожи, вследствие чего их называют тактильно-холодовыми. Информация об изменениях температуры кожи передается этими рецепторами с более длительным латентным периодом и с меньшей частотой импульсов в отличие от специфических Т. Кроме того, тактильно-холодовым рецепторам свойственна более высокая скорость адаптации к холодовому раздражению.
Иннервация Терморецепторов осуществляется преимущественно тонкими миелиновыми волокнами группы А-дельта и безмякотными волокнами группы С.
Для исследования терморецепции у человека применяют метод количественного учета термочувствительных точек на определенной площади кожи. В эксперименте применяют электрофизиологические методы исследования импульсной активности в чувствительных волокнах, связанных с Терморецепторами.
Библиогр.: Иванов К. П. Температурная сигнализация и ее обработка в организме, в кн.: Механизмы переработки информации в сенсорных системах, под ред. В. Д. Глезера и др., с. 7, Л., 1975; Минут-Сорохтина О. П. Физиология терморецепции, Л., 1972, библиогр.; Skin of vertebrates, ed. by R. I. C. Spearman a. P. A. Riley, p. 255, L., 1980.
Терморецепторы
Информация о температуре окружающей среды необходима для процессов регулирования температуры тела. Она воспринимается терморецепторами , расположенными в коже, а также на роговой оболочке глаза и в слизистых оболочках.
Терморецепторы делятся на 2 группы: 1) воспринимающие холод и 2) воспринимающие тепло . Вопрос о том, какие именно рецепторы принимают температурные раздражения, недостаточно ясен. На основании гистологических исследований участков кожи, особо чувствительных к холоду или теплу, считают, что тепловыми рецепторами являются тельца Руффини, а холодовыми — колбочки Краузе ( рис. 192 ). Однако в некоторых участках кожи, воспринимающих холод или тепло, отсутствуют и колбочки Краузе и тельца Руффини. Поэтому полагают, что холодовыми и тепловыми рецепторами могут быть также голые окончания афферентных нервных волокон.
Рис. 192. Различные виды рецепторов. 1 — пачиниево тельце; 2 — мейснерово тельце; 3 — нервное сплетение в волосяном мешочке; 4 — колбочка Краузе; 5 — нервное сплетение в роговой оболочке; n — нервное волокно.
Холодовые и тепловые рецепторы залегают на разной глубине: холодовые - на глубине 0,17 мм, а тепловые - 0,3 мм от поверхности кожи. Этим объясняют то, что время реакции на холодовые раздражения менее длительно, чем на тепловые.
Температурные рецепторы сосредоточены в определенных точках кожи. Локализацию соответствующих точек определяют путем прикосновения к разным участкам кожи холодным или нагретым острием.
Общее число точек холода на всей поверхности тела человека доходит приблизительно до 250 000, точек же тепла - только 30 000.
Температурные рецепторы могут быть возбуждены и неадекватными раздражителями. Так, холодовые рецепторы могут быть возбуждены теплом. Этим, а также разной глубиной залегания холодовых и тепловых рецепторов объясняют возникновение парадоксального ощущения холода при воздействии теплом. Например, если приложить к коже нагретую тонкую серебряную пластинку, то возникает ощущение холода. Вследствие незначительной теплоемкости пластинка повышает температуру только поверхностных слоев кожи, в связи с чем раздражаются исключительно рецепторы холода. Благодаря поверхностному расположению рецепторов холода раздражитель может отсутствовать только на них, не действуя на тепловые рецепторы. Парадоксальное ощущение холода возникает нередко у человека в первый момент погружения в горячую ванну.
Электрофизиологические исследования И.Цоттермана показали, что проводниками импульсов от температурных рецепторов являются тонкие миелиновые волокна. В определенном диапазоне температур и холодовые и тепловые рецепторы дают постоянный разряд импульсов. Например, в опыте с регистрацией потенциалов действия в афферентном нервном волокне, идущем от холодового рецептора языка, обнаружено, что при 38° частота импульсов равна 5 в секунду. При температуре 30° частота импульсов равна 10—12 в секунду. При более низкой температуре частота импульсов уменьшается и при 10° поток афферентных импульсов от холодовых рецепторов прекращается. В волокнах, идущих от тепловых рецепторов, частота импульсов равна 1,5-3,5 в секунду при температуре 37,5-40°.
По-видимому, постоянные разряды импульсов в температурных рецепторах имеют значение в терморегуляции. При быстром охлаждении кожи или поверхности языка на 2° (при переходе от 40 до 38°) частота импульсов в нервном волокне, идущем от холодового рецептора, может достигать 50—140 имп/сек, затем она урежается ( рис. 193 ). При резком согревании в волокне, несущем импульсы от теплового рецептора, также возникают частые разряды импульсов, быстро вследствие адаптации урежающиеся и становящиеся нерегулярными. При прекращении согревания вновь появляются в тепловом рецепторе кратковременные частые разряды (эффект выключения).
Интенсивность температурных ощущений зависит от ряда условий, в частности, от места раздражения, от величины раздражаемой поверхности и от окружающей температуры.
Так, если рука была погружена в воду, нагретую до 27°, то ощущение холода возникает при переносе руки в воду, температура которой равна 24-25°. Если же рука находилась в воде, нагретой до 34°, то кажется холодной вода, нагретая до 31° (температурный контраст).
Рис. 193. Импульсация в одиночных волокнах, идущих от холодовых рецепторов языка при понижении температуры от 40 до 38° (по Г. Хензелу и И. Цоттерману).
1 — кривая температуры; 2 — запись потенциалов; 3 — отметка времени 0,02 секунды.
Кожная терморецепция.
На различных участках кожи человека расположены инкапсулированные механорецепторы, которые иннер-вируются миелинизированными афферентными волокнами диаметром 5-12 мкм, проводящими импульсы со скоростью 30-70 м/с.
По функции все механорецепторы делятся на
датчики давления стимула,
датчики скорости его воздействия
В коже имеется также множество так называемых свободных нервных окончаний, на которых отсутствуют корпускулярные структуры. Афферентные волокна свободных нервных окончаний — не-миелинизированные аксоны со скоростью проведения 1 м/с. Геометрия свободных нервных окончаний весьма разнообразна. Свободные нервные окончания реагируют импульсом не более, чем на один уровень интенсивности — пороговый. Поэтому они считаются пороговыми датчиками, отмечающими наличие стимула в определенном месте кожи. Свободные нервные окончания принимают участие в передаче информации о слабых (околопороговых) движущихся по коже стимулах и имеют отношение к ощущению щекотки.
Ощущение давления илиприкосновения (тактильные ощущения) можно вызвать только в определенных точках кожи, которые называютсячувствительными тактильными точками. Большое число тактильных точек находится на коже кончиков пальцев и на губах. На коже, покрывающей плечи, бедра и спину тактильные точки встречаются редко, для появления тактильного ощущения на внутренней стороне руки достаточно вдавить кожу на глубину 0,01 мм (10 мкм). Пороги тактильных ощущений на кончиках пальцев значительно ниже, чем на остальной поверхности кисти. При помощи ножек циркуля с тупыми концами легко определяютсяпространственные пороги различения, то есть минимальные расстояния между двумя тактильными стимулами, при которых оказывается возможным воспринять их как раздельные. Одновременное касание кожи кончиками циркуля демонстрирует порогиодновременного пространственного различения. Эти пороги рассматриваются в качестве меры пространственного различения кожей тактильных стимулов в исследуемой части тела. Так, например, величины одновременного пространственного различения кончика языка, пальцев и губ — порядка 1-3 мм — свидетельствуют о высокой чувствительности этих областей тела. На спине, плечах и бедрах пространственное различение значительно хуже — 50- 100 мм. Различия чувствительности связаны с плотностью рецепторов в тех или иных областях тела.Из всех кожных механорецепторов наиболее изучены тельца Па-чини — детекторы коротких механических воздействий. Многократное частое раздражение этих рецепторов вызывает ощущение вибрации. Капсула тельца Пачини состоит их множества одинаковых слоев, вложенных друг в друга наподобие "матрешки". В сердцевине "матрешки" находится нервное окончание. Эта многослойная конструкция работает как высокочастотный фильтр: при кратковременном воздействии капсула деформируется и действует на нервное окончание. Если действие механического раздражителя продолжается, то происходит изменение расстояний между слоями капсулы, которое компенсирует постоянное давление на тельце Пачини и приводит к отсутствию деформации нервного волокна.
Капсула тельца Пачини деформируется при воздействии механического раздражителя и действует на нервное окончание. В нервном окончании возникает генераторный потенциал. Поскольку капсула работает как высокочастотный фильтр, то она не реагирует на стимуляцию постоянным давлением. В самом возбудительном процессе нейрона капсула не участвует. Она только меняет характер раздражения. При многократном раздражении генераторные потенциалы телец Пачини снижаются.
Потенциалы действия нервных волокон, отходящих от телец Пачини. следуют частоте раздражения до 200-400 Гц, в интервале 400- 500 Гц соответствие импульсации частоте стимула нарушается, выше 500 Гц они перестают реагировать. Люди при одинаковом раздражении кожи ладони отмечают два вида ошушений — вибрации и трепетания. Для возникновения ощущения вибрации необходима более высокая частота и меньшая амплитуда, чем для ощущения трепетания, которое появляется при более низких частотах, но большей амплитуде колебаний. Трепетание исчезает при поверхностной анестезии, так же как разряды рецепторов, реагирующих на низкие частоты вибрации. Местная анестезия поверхностных слоев кожи не уничтожает вибрационную чувствительность и ответы высокочастотных рецепторов. Условием появления ощущения вибрации в коже является одновременное вовлечение в реакцию нескольких телец Пачини, поскольку именно в этом случае разряд в афферентных волокнах становится эффективным стимулом.
Механизмы возбуждения кожных рецепторов. Механический стимул приводит к деформации мембраны рецептора. В результате этого электрическое сопротивление мембраны уменьшается, т.е. увеличивается её проницаемость для ионов. Через мембрану рецептора начинает течь ионный ток, приводящий к генерации рецепторного потенциала. При достижении рецепторным потенциалом критического уровня деполяризации генерируются импульсы, распространяющиеся по волокну в ЦНС.
Кожная терморецепция.
Терморецепция или температурное чувство соотносится с двумя ощущениями —тепла ихолода. Эти ощущения можно вызвать втемпературных точках тела. Специальные рецепторы тепла и холода выполняют две основные функции — они отвечают на изменения температуры окружающей среды и участвуют в регуляции температуры тела.Рецепторы кожи, чувствительные к холоду и теплу (точки тепла и холода), расположены на разных участках тела. Плотность и общее число температурных точек меньше, чем число тактильных точек во всех областях тела человека. Точек холода на коже значительно больше, чем точек тепла., например, на поверхности кисти руки имеется по 1-5 точек холода на каждом квадратном сантиметре и лишь в среднем по 0,4 точки тепла. Максимальная плотность тех и других точек характерна для кожи лица, наиболее чувствительной к изменениям температуры. Число точек холода здесь достигает 16- 19 на см2.
Низкая, по сравнению с плотностью механорецепторов, плотность точек холода и, особенно, тепла свидетельствует, что одновременные пространственные пороги для температурных стимулов относительно велики. Пространственные пороги для холодовых стимулов ниже, чем для тепловых. Так, на бедре одновременный пространственный порог для тепловых стимулов в продольном направлении равняется 26 см, а в поперечном — 9 см. Холодовым стимулам соответствуют значения 16,5 см и 2,9 см.
Специфические терморецепторы (рецепторы холода и тепла) предположительно представляют собой свободные нервные окончания, которые несут также механорецепторные функции.У человека рецепторы холода располагаются в эпидермисе и непосредственно под ним, а рецепторы тепла — преимущественно в верхнем и среднем слоях собственно кожи. Рецепторы холода связаны с тонкими миелинизи-рованными волокнами, а рецепторы тепла — с немиелинизированны-ми волокнами. Специфические терморецепторы характеризуются рядом общих показателей. Так, при постоянной температуре кожи они тонически разряжаются с частотой, зависящей от температуры —статическая реакция. В случае изменения температуры кожи они увеличивают или уменьшают частоту разряда —динамическая реакция. Специфические терморецепторы нечувствительны к нетепловым стимулам, а пороги их импульсной реакции сравнимы с порогами появления ощущений при тепловой стимуляции кожи.
Ощущения, появляющиеся при изменениитемпературы кожи, определяются: 1)исходной температурой кожи, 2) скоростью изменения температуры кожи, 3) площадью кожи, на которую действует стимул.
Исходная температура влияет на пороги ощущения тепла и холода. При низких температурах, например при 20°С, порог для появления ощущения тепла высокий, а для появления ощущения холода — низкий. Если исходную температуру кожи повысить, то тепловые пороги уменьшатся, а холодовые увеличатся. При этом следует иметь в виду, что в зависимости от условий стимуляции одна и та же температура кожи может вызывать и ощущение тепла, и ощущение холода. Если, например, исходная температура равна 32°С, то нагревание на 0,5°С вызовет ощущение тепла, а при исходной температуре равной 33°С, охлаждение на 0,5°С — отчетливое ощущение холода. Однако, в том и другом случае конечная температура кожи будет одинаковой — 32,5°С.
Скорость изменения температуры, еслиона превышает 0,1°С с (6°С мин), почти не оказывает влияния на пороги ощущения тепла и холода. При снижении скорости изменения температуры оба порога монотонно возрастают.
Площадь кожи, на которой меняется температура, отражается на порогахощущений при охлаждении и нагревании, соответственно, больше в случае малых площадей, чем при больших. При подобном надпороговым изменении температуры кожи интенсивность ощущений возрастает с увеличением стимулируемой площади. Следовательно, и в околопороговом, и в надпороговом диапазонах происходит пространственная суммация импульсных реакций терморецепторов в нервных центрах.
Что происходит с кожей, когда вы выходите на улицу в мороз?
В зимнее время, когда температура на градуснике опускается все ниже, важно знать как именно холод влияет на нашу кожу, и можем ли мы позаботиться о ней, чтобы минимизировать эти эффекты. Несмотря на дождь, снег и плохую погоду, относительная влажность воздуха обычно снижается. Это вызывает изменение эпидермиса в результате обезвоживания. Мы можем заметить это на нашем лице по более глубоким морщинкам и шелушению кожи. Мы также замечаем зуд в других областях, таких как конечности (ноги и руки), особенно кисти и ступни.
Что происходит?
Зима - это время, когда мы пьем меньше жидкости из-за уменьшения чувства жажды, что приводит к снижению гидратации клеток, а низкие температуры, в свою очередь, уменьшают толщину ороговевшей кожи. Все это в комплексе вызывает ссадины и раздражения от любых прикосновений. Если не ухаживать за обезвоженой кожей правильно, расчесывание кожи при зуде может привести к таким заболеваниям, как дерматит или экзема.
Какие проблемы могут ухудшаться?
Экзема, также называемая атопическим дерматитом, представляет собой хроническое состояние кожи, характеризующееся сухой зудящей сыпью на коже. На холодном зимнем воздухе экзема может обостриться из-за чрезмерного пересыхания кожи. Чтобы облегчить обострения, попробуйте не принимать горячие ванны и используйте увлажнитель, чтобы вернуть в воздух влагу.
Псориаз - это аутоиммунное заболевание, при котором кожа становится зудящей и болезненной. Он характеризуется сухими, чешуйчатыми, серебристыми пятнами, которые обычно находятся на локтях, коже коловы и коленях. По мере того, как наступают более прохладные месяцы, недостаток влажности и сухой воздух могут повлиять на вашу кожу и вызвать обострение псориаза. Попробуйте носить несколько слоев одежды из хлопка вместо плотной шерстяной одежды, это поможет уменьшить зуд, вызванный псориазом. Ежедневное увлажнение также может помочь уменьшить зуд и успокоить раздраженную кожу.
Более 10 миллионов людей в РФ живут с розацеа. Хотя причина розацеа неизвестна, она характеризуется покалыванием, отеком и покраснениями. В основном локализуется на лице и щеках. Воздействие ветра и холодного воздуха может вызвать обострение розацеа. Эксперты рекомендуют носить шарфы или лыжные маски, чтобы защитить лицо от холодного ветра.
Акне вызывается избытком жира и бактериями, которые закупоривают поры. Сухой и холодный воздух могут обострить обезвоживание кожи. Если кожа становится действительно сухой, это может вызвать избыточное производство кожного сала и создать идеальную среду для размножения бактерий. Вместо использования агрессивных химикатов для избавления от высыпаний, попробуйте использовать гель или увлажняющий крем, чтобы снять воспаление и помочь в лечении прыщей.
Что мы можем сделать? 5 шагов
Очищение
Кожу следует очищать осторожно и непродолжительно. Вода всегда должна быть теплой, но избегайте колебаний температуры, которые могут вызвать появление сосудистых звездочек и расширение сосудов из-за изменения диаметра вен. Например, после душа вы должны попытаться аккуратно вытереться и нанести увлажняющий продукт, который задержит воду, которая проникла через открытые поры, и добиться более длительного увлажнения.
Увлажнение
Роговой слой, защищающий нас от перепадов температуры, становится слабым и нуждается в усиленной регенерации клеток. Поэтому мы рекомендуем, в зависимости от типа вашей кожи, как минимум 2-3 нанесения увлажняющих смягчающих средств. Выбирайте продукты, содержащие питательные вещества, витамин С и коллаген для регенерации клеток базального слоя кожи.
Обратите внимание на руки и губы
Очень важно увлажнять руки и губы. Обязательно используйте смягчающие средства с высоким содержанием глицерина и мочевины, чтобы уменьшить зуд, вызванный сужением сосудов из-за холодной погоды.
Важно устранить отслоение эпителия на губах, а также на периорбитальном и периоральном контурах. Для этого рекомендуем продукты с высоким содержанием питательных веществ и увлажнителей.
Фотозащита
Хотя многие считают, что ультрафиолетовое излучение влияет на нас только в солнечные периоды, это не так. Известно, что, поскольку мы пренебрегаем УФ- защитой кожи в это время года, зима оказывает большее влияние на лицо и особенно на губы. Это становится очевидным в сезон катания на лыжах, поскольку снег отражает на 80% больше радиации, чем мы обычно получаем, что может вызвать ожоги губ первой степени. Именно поэтому не пренебрегайте защитными средствами даже в зимнее время.
Здоровые привычки
Табак и алкоголь провоцируют свободные радикалы, которые окисляются при усиленном разложении веществ в роговом слое. Они также вызывают расширение центральных сосудов с периферической вазоконстрикцией кровеносных сосудов кожи, вызывая более низкий объем крови в этих областях и, таким образом, уменьшая питание и ухудшая внешний вид. Следовательно, эффекты преждевременного старения усиливаются, и, прежде всего, это вызывает шелушение кожи.
Зимой повреждения кожи более интенсивны, кожа становится грубее, менее упругой, морщинистой с неравномерным цветом. На поверхности появляются мелкие прожилки, а многократное воздействие снега, ветра вызывают покраснение, потерю эластичности и шелушение кожи.
Переходы между теплой внутренней и внешней холодной средой также оказывают неблагоприятное воздействие на кожу. Поэтому мы должны уделять особое внимание регулярному и правильному уходу за нашей кожей зимой.
Научная электронная библиотека
Длительное нахождение человека в условиях пониженных температур (0 ÷ -70 0 С) [24] без соответствующей защитной одежды представляет опасность переохлаждения, которое способно вызвать отрицательные последствия для его здоровья [25, 26], отражается на его трудоспособности.
В целом организм человека - это саморегулирующая система, но ее возможности в сохранении температурного гомеостаза весьма ограничены биологическими особенностями строения тела и физиологического функционирования внутренних систем жизнеобеспечения человека. К условиям низких температур человек приспособился в основном за счет социальных факторов: жилья и одежды [27].
В среде с низкой, некомфортной температурой незначительное снижение теплопотерь тела человека происходит за счет уменьшения градиента температуры между поверхностью тела и среды в результате охлаждения рецепторов кожи, спазмирования под влиянием этого кровеносных сосудов и увеличения термического сопротивления тканей организма. С течением времени постепенно происходит адаптация организма человека к пониженным температурам [28].
Исследования [25, 29 - 31] показали, что у лиц, систематически находящихся на холоде, вырабатывается способность к акклиматизации, выражающаяся в большей подвижность стенок сосудов, позволяющая быстро восстанавливать нормальное кровоснабжение тканей. Однако при выполнении интенсивной физической нагрузки способность к акклиматизации не играет большой роли, т.к. в этом случае температура тела становится выше, дефицит тепла больше, а температура кожи, по отношению к состоянию покоя ниже [28, 32, 33]. Величина теплопродукции при этом может увеличиваться в шесть раз [25, 34].
В физиологических исследованиях [28, 34 - 36] установлено, что термостабильное состояние человека сохраняется при равновесии между теплообразованием и теплоотдачей. Теплопродукция организма человека зависит от физиологических факторов организма, физиологической активности и степени акклиматизации к холоду. Среднее значение теплопродукции человека в состоянии покоя равна 40-50 ккал/(м 2 ∙час) [37].
На интенсивность тепловых потерь влияют процессы физиологической регуляции организма человека и факторы климата окружающей среды. Человек отдает в окружающую среду тепло, которое продуцирует сам и теряет в виде радиации пятью основными способами [28, 38]: кондукцией, конвекцией, радиационным излучением, дыханием, испарением пота. Вклад потерь тепла кондукцией при использовании теплозащитной одежды обычно незначителен и им пренебрегают. Конвективные потери зависят от температуры окружающей среды, скорости движения воздуха, конструкции теплозащитной одежды. Почти половина потерь тепла (43,9-59,1 %) [38, 28] происходит радиационным излучением. Потери тепла на нагревание воздуха обычно составляют 2-3 %, а при температуре -40 0 С достигают 10% [39]. Потоотделение усиливается под воздействием теплового раздражения, эмоциональных стимулов, напряжения, волнения [40]. В результате, как отмечают исследователи [25, 28], основной вклад в интенсивность тепловых потерь вносят именно конвекция и радиационное излучение.
Низкие температуры окружающей среды оказывают влияние и на функционирование внутренних органов. При значительном охлаждении растет число тромбоцитов и эритроцитов в крови, увеличивается содержание холестерина, вязкость крови, что нарушает работу кровеносной системы и повышает возможность тромбообразования. Холод способствует возникновению различных сердечно-сосудистых патологий, приводит к вегетососудистой дистонии, обострению язвенной болезни, радикулита и ревматизма, обуславливает возникновение заболеваний органов дыхания: бронхита, пневмонии, тонзиллита [28, 41].
Если на начальных этапах адаптации к пониженным температурам преобладают острые воспалительные заболевания и обостряются уже имеющиеся патологические процессы, то через 3 - 5 лет в структуре заболеваемости начинают преобладать ишемическая болезнь сердца, артериальная гипертония, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, а также различные нарушения со стороны эндокринной системы. Все эти заболевания являются следствием хронического стресса и связаны с глубокими перестройками метаболизма систем эндокринной регуляции, состоянием иммунологической реактивности [26, 42].
Внешнее проявление локального и общего охлаждения человека наблюдается как изменение его двигательной активности и реакции, нарушение общей координации и способности выполнять точные операции. Более глубокое воздействие холода на организм инициирует тормозные процессы в коре головного мозга, что может стать причиной возникновения различных форм травматизма. В результате, кроме потери здоровья человека, возрастают потери рабочего времени, связанные с временной утратой работоспособности.
При охлаждении человека для сохранения его работоспособности необходимо знать пределы переносимости холода организмом. На основании исследований теплообмена человека с окружающей средой [41] разработаны показатели допустимого теплового состояния человека (таблица 1.4).
Из таблицы видно, что увеличение физической активности способствует лучшей переносимости охлаждающего воздействия, несмотря на снижение средневзвешенной температуры кожи.
Таким образом, тепловое состояние человека определяется климатическими факторами, индивидуальными особенностями человека и теплозащитной одеждой. Диапазон возможной физиологической терморегуляции человека крайне ограничен, и защита его возможна лишь средствами специальной одежды. Обеспечение необходимого микроклимата в пододёжном слое и безопасного теплового состояния человека реализуется благодаря проектированию и созданию качественной и безопасной теплозащитной одежды.
Таблица 1.4 - Критерии допустимого теплового состояния человека (нижняя граница)
Читайте также: