3.4 Терморегуляция организма человека.

Способность человеческого организма поддерживать постоянной температуру тела (в подмышечной впадине - 36,5...36,9°С с колебаниями в течение суток в пределах 0,5...0,7°С) при изменении параметров микроклимата и при выполнении различной по тяжести работы называется терморегуляцией. В течение всей своей жизни человек существует в пределах очень ограниченного диапазона внутренних температур тела. Однако, в короткие промежутки времени человек может переносить температуру тела ниже 35°С или выше 41°С.

Максимально допустимые пределы для жизнедеятельности клеток составляют от 0°С (образование кристаллов льда) до 45°С (тепловая коагуляция внутриклеточных белков).

Терморегуляция обеспечивается изменением двух составляющих теплообмен процессов - теплопродукции и теплоотдачи. Из двух способов поддержания теплового равновесия основное значение имеет регуляция теплоотдачи, так как этот путь регуляции более изменчив и управляем в организме.

Реакции, которые использует организм человека, чтобы поддержать тепловой баланс, вызываются в ответ на «отклоняющие нагрузки», то есть температура тела постоянно колеблется вокруг некоторых заранее установленных значений (См. рис. 3.5). Внутренняя температура ниже пороговых значений терморегуляции организма приводит к увеличению тепловых потоков (поеживание, дрожь, сужение сосудов на коже тела). Внутренняя температура выше пороговых значений терморегуляции приводит к подключению систем, ответственных за тепловые потери (потовыделение и др.). В каждом отдельном случае результирующая теплопередача уменьшает отклонение нагрузки и помогает восстанавливать температуру тела до обычного устойчивого состояния.

Система терморегуляции наиболее поздно возникла в эволюционном развитии человека. Поэтому при действии высоких и низких температур имеет место интеграция системы терморегуляции с другими функциональными системами: сердечнососудистой, нервной, дыхательной, эндокринной и др. Степень их участия и порядок включения определяются величиной термической нагрузки на человека.

Процессы терморегуляции осуществляются, в основном, тремя способами: биохимическим путем, путем изменения интенсивности кровообращения и интенсивности потовыделения.

Терморегуляция биохимическим путем заключается в изменении интенсивности происходящих в организме окислительных процессов. Например, мышечная дрожь, возникающая при сильном охлаждении организма, повышает выделение теплоты до 125.. .200 Дж/с.

Терморегуляция путем изменения интенсивности кровообращения заключается в способности организма регулировать подачу крови (теплоносителя) от внутренних органов к поверхности тела путем сужения или расширения кровеносных сосудов. При высоких температурах окружающей среды кровеносные сосуды кожи расширяются, и к ней от внутренних органов притекает большее количество крови и, следовательно, больше теплоты отдается окружающей среде. При низких температурах происходит обратное явление: сужение кровеносных сосудов кожи, уменьшение притока крови к кожному покрову и, следовательно, меньше теплоты отдается в окружающую среду. Кровоснабжение при высокой температуре может быть в 20...30 раз больше, чем при низкой. В пальцах кровоснабжение может изменяться в 600 раз. Именно поэтому при низких температурах у человека быстрее всего замерзают пальцы рук и ног.

Терморегуляция путем изменения интенсивности потовыделения заключается в изменении процесса теплоотдачи за счет испарения. Так при температуре окружающей среды +18°С и относительной влажности 69%, количество теплоты, отдаваемой человеком в окружающую среду при испарении влаги, составляет около 18% общей теплоотдачи. При увеличении температуры окружающей среды до + 27°С и + 36.6°С эта доля увеличивается до 30 и 100% соответственно.

Терморегуляция организма человека осуществляется, как правило, одновременно всеми способами.

Функциональное состояние человека, обусловленное его теплообменом с окружающей средой, характеризующееся содержанием и распределением тепла в глубоких («ядро») и поверхностных («оболочка») тканях организма, а также степенью напряжения механизмов терморегуляции, принято обозначать как тепловое состояние.

Оптимальное тепловое состояние человека характеризуется отсутствием общих и/или локальных дискомфортных теплоощущений и минимальным напряжением механизмов терморегуляции.

Допустимое тепловое состояние человека характеризуется незначительными общими и /или локальными дискомфортными теплоощущениями, сохранением термостабильности организма в течение всей рабочей смены при умеренном напряжении механизмов терморегуляции.

Микроклиматические условия должны обеспечивать тепловое состояние работающих на оптимальном или допустимом уровне.

Рис. 3.5 Модель терморегуляции в человеческом организме