Терморегуляция и условия жизни современного человека
По мере развития человеческого общества было понятным стремление человека обезопасить себя от превратностей природы. При этом особое внимание обращалось на неудобства, которые из-за потери шерстяного покрова создавали для него резкие перепады внешних температур. По-видимому, сама по себе потеря шерстяного покрова у человека должна свидетельствовать о том, что появление его как биологического вида географически следует связать с теми ареалами, которые отличаются относительно постоянной и высокой температурой. Поэтому самым естественным следует считать появление одежды, которую «придумали» первоначально только для предотвращения перегревания и переохлаждения, то есть выхода за те физиологические границы, в пределах которых организм может сам поддерживать свою термостабильность. Однако постепенно одежду все больше стали использовать не для предотвращения нарушений терморегуляции, возникающих за пределами ее возможностей, а для сохранения термостабильности в узких температурных границах, создаваемых микроклиматом, возникающим между телом и одеждой.
Для оценки теплоизолирующих свойств одежды введена единица теплоизоляции КЛО, которая соответствует количеству теплоизолирующего материала, которое необходимо для поддержания температуры кожи у спокойно сидящего человека в условиях интенсивности теплоотдачи около 50 ккал/час на 1 м2 поверхности тела при 21°С, относительной влажности воздуха 50% и скорости его движения около 10 см/сек. При этом предполагается, что величина менее 1 КЛО соответствует одежде, которая создает опасность переохлаждения, а более 1 КЛО – перегревания. Этой условной единице соответствует одежда: шерстяной костюм, рубашка, майка, хлопчатобумажные носки и ботинки. Подчеркнем, что единица КЛО выведена для сидящего человека; для сохранения же термостабильности спокойно идущего человека при одежде, соответствующей 1 КЛО, термокомфортная температура должна составлять +11 °С, у быстро идущего – +1 °С, а для бегущего – -36°С! С другой стороны, для лежащего в таком костюме человека оптимальная внешняя температура должна составлять +26°С. Исследования, однако, показывают, что у большинства людей теплозащитные свойства одежды превышают 1 КЛО как минимум на 12–15%, чем это необходимо в холодное время года (при температуре внешней среды ниже +12°С), у детей же это превышение еще более значительно. Особыми теплозащитными свойствами обладает стеганая одежда (благодаря низким теплопроводным качествам воздуха, толщина 1 см такой одежды имеет показатель 2,76 КЛО).
Таким образом, одежда современного человека обеспечивает термостабильность и, более того – провоцирует перегревание организма. Эти условия являются противоречием сложившейся в эволюции обстановки, когда человеку больше приходилось бороться с опасностью переохлаждения, а теперь в большей степени – с опасностью перегревания. Естественно, что такие извращения условий существования человека относительно природных нарушают механизмы терморегуляции, детренируют их, делая менее эффективными именно в аспекте адаптации к низким температурам.
Другим фактором, изменившим естественные условия существования человека, является термостабильное жилище. Это обстоятельство имеет особое значение для регионов с низкими зимними температурами. Обусловлено это тем, что перестройка терморегуляции от режима теплоотдачи, свойственного организму для предупреждения перегревания при температурных выше 21°С, к режиму термогенеза, предупреждающего переохлаждение при соответствующих низких температурах у адекватно одетого человека, требует определенного времени (видимо, не менее 5–7 минут). На самом же деле переход из теплого помещения наружу занимает гораздо меньшее время, так что человек оказывается в условиях низких температур тогда, когда его организм еще продолжает отдавать тепло в целях предупреждения перегревания. С этих позиций становится понятной вся пагубность, во-первых, поддержания температуры в помещении на уровне, требующем значительной теплоотдачи для предупреждения перегревания (видимо, это температура выше уже 22–24°С), а во-вторых – попытки «запастись» теплом перед выходом на холод (например, горячими напитками), так как при этом увеличивается потоотделение.
Одним из ведущих факторов нарушения терморегуляции современного человека является выключение двигательной компоненты терморегуляции. Этому способствует теплая одежда и, как правило, высокая температура в помещении. Как уже было показано, в этих условиях одним из механизмов предупреждения перегревания тела является снижение тонуса мышц. Это обстоятельство имеет по крайней мере два исключительно неблагоприятных следствия.
Первое заключается в том, что при низкой внешней температуре и теплой одежде детренируется терморегуляция и вместе с тем при высокой температуре тела в легкие поступает холодный воздух. Если температура организма поддерживается за счет движения, то легкие начинают активно использовать в своем обмене веществ жиры, и температура легочной ткани сохраняется высокой. При отсутствии же движения роль мышц как основного регулятора такой перестройки метаболизма исключается, и температура легких под влиянием вдыхаемого холодного воздуха снижается, что часто является причиной возникновения простудных заболеваний. С этой точки зрения следует подчеркнуть особую роль в обеспечении нормальной терморегуляции легкой одежды, заставляющей человека при низких температурах окружающего воздуха активно двигаться.
Второе неблагоприятное следствие пониженного тонуса мышц при искусственно поддерживаемой высокой температуре, особенно в помещении, заключается в следующем важном для обеспечения работоспособности, в частности умственной, обстоятельстве. Известно, что тонус коры головного мозга во многом определяется состоянием ретикулярной формации ствола мозга. Активность же этого образования зависит от объема и интенсивности приходящих сюда так называемыми неспецифических импульсов, основную часть которых составляет импульсация от рецепторов, заложенных в тканях опорно-двигательного аппарата – проприорецепторов. Поэтому при внешней температуре, грозящей организму перегреванием и сопровождающейся снижением тонуса мышц, поток проприоимпульсов в ретикулярную формацию уменьшается, что ведет и к снижению работоспособности коры головного мозга. Отсюда становятся понятными и сонливость, и апатия, и вялое восприятие информации при относительно высокой температуре в помещении. Естественно, что особое значение это обстоятельство имеет для учебных заведений, где для усвоения плотного потока информации требуется высокий тонус коры мозга.
Таким образом, поддержание термостабильности тела за счет искусственно создаваемой высокой температуры среды, формирующей микроклимат (теплая одежда и постоянство температуры в помещении), ведет к нарушению механизмов терморегуляции через следующие обстоятельства:
– смещает их (механизмы) из сферы борьбы преимущественно за предупреждение переохлаждения в сторону предупреждения преимущественно перегревания, что детренирует механизмы химической терморегуляции;
– делает по времени период перехода из условий, требующих теплоотдачи, в условия, требующие термогенеза, недостаточным для переключения соответствующих механизмов;
– исключает важнейшее двигательное звено обеспечения термостабильности;
– ведет к снижению тонуса коры головного мозга, а отсюда – и умственной работоспособности.