Работоспособность в условиях пониженной окружающей температуры

При снижении температуры окружающей среды происходит увеличение разницы между внешней температурой и температурой тела. Вследствие этого увеличиваются потери тепла организмом через теплоотдачу проведением, конвекцией и радиацией. Для борьбы с потерями тепла служат механизмы, активируемые гипоталамическим центром терморегуляции: сужение кожных сосудов и увеличение теплопродукции. Поскольку эти механизмы могут нс обеспечить достаточную теплоизоляцию, мы используем также теплую одежду и запасы подкожного жира, который имеет низкую теплопроводность и поэтому является хорошим теплоизолятором. Теплопотери зависят также от отношения поверхности тела к его массе. Чем крупнее человек, тем меньше это отношение и легче бороться с гипотермией. Соответственно у маленьких детей это отношение большое и им труднее поддерживать постоянную температуру тела в условиях пониженной внешней температуры.

При снижении внешней температуры с комфортного уровня 29 °С до 22 °С у обнаженного человека, находящегося в покое, тепло тела сохраняется за счет сужения периферических сосудов. При дальнейшем снижении внешней температуры наступает холодовая дрожь, вызывающая; увеличение теплопродукции в организме. Чем ниже внешняя температура, тем больше мышечных групп вовлекается в холодовую дрожь и тем она становится сильнее.

Отдельный интерес представляет проблема теплопотерь холодной воде. В воде основным способом теплоотдачи является проведение, поскольку теплопроводность воды значительно (в 26 раз) выше, чем воздух.

С учетом других способов теплоотдачи (конвекции, радиации, потоиспарения) тело отдает тепло в воде в 4 раза быстрее, чем в воздухе.

Если температура воды не ниже 32°С, температура ядра тела человека, находящегося в воде без движения, остается постоянной. При снижении температуры воды ниже 32°С теплопотери увеличиваются в такой степени, что не могут быть компенсированы теплопродукцией, и возникает гипотермия. Теплоизоляция в воде в значительной степени зависит от количества подкожного жира. Люди с избыточным весом значительно лучше переносят плавание в холодной воде, чем худые.

Во время выполнения мышечной работы небольшой интенсивности в условиях пониженной температуры потребление кислорода повышено по сравнению с работой в комфортных условиях за счет Холодовой дрожи. При увеличении интенсивности работы зависимость потребления кислорода от температуры исчезает в связи с прекращением Холодовой дрожи. Интенсивные физические нагрузки служат мощным фактором разогрева. Достаточно сравнить повышение интенсивности обмена при Холодовой дрожи (в 2-5 раз) и при интенсивной мышечной деятельности (в 20-30 раз). Выполнение физических упражнений при пониженной, но не минусовой температуре в некоторых отношениях предпочтительнее по сравнению с жаркими условиями, поскольку улучшает условия теплоотдачи.

В исключительно холодных условиях тсплопотери могут превышать количество образуемого тепла и тогда развивается состояние гипотермии. Выполнение физических нагрузок в условиях пониженной внешней температуры создает необычные условия для работы мышц.

Значительное охлаждение мышц сопровождается снижением их сократительных и скоростных свойств. Как следствие этого для выполнения той же внешней работы нужно прикладывать больше усилий. Это приводит к быстрому развитию утомления и снижает интенсивность работы.

Расстройства в функционировании организма, связанные с действием пониженной температуры

Длительное пребывание в условиях пониженной температуры может сопровождаться опасными осложнениями - гипотермией и обморожениями. Показано, что для большинства людей нижний предел температуры ядра, совместимый с жизнью, составляет 23-25°С, однако описаны случаи понижения температуры ядра до 18 °С и ниже. Рекорд составляет 9°С. При снижении температуры ядра ниже 34 °С гипоталамический центр терморегуляции начинает "ошибаться", а при температуре 29 °С полностью прекращает функционировать и организм оказывается неспособным поддерживать постоянную температуру тела. Интенсивность протекания метаболических реакций резко снижается: на 50 % при снижении температуры на каждые 10 °С. Смертельные случаи при гипотермии связаны с остановкой сердца.

Обморожение - это состояние, возникающее при значительном снижении кожной температуры. Кожа при этом быстро охлаждается. В сочетании с уменьшением потребления кислорода и недостаточной интенсивностью метаболизма это может привести к развитию гангрены и отмиранию тканей. Прежде чем лечить обмороженные участки, их следует разогреть.