Человеческий фактор в обеспечении производственной безопасности

      Наиболее интенсивное теплообразование в организме происходит в мышцах. Даже если человек лежит неподвижно, но с напряженной мускулатурой, окислительные нродес-сы, а вместе с тем и теплообразование повышаются на 10%. Небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования на 50—80%, а тяжелая мышечная работа — на 400—500%. В условиях холода теплообразование в мышцах увеличивается, даже если человек находится в неподвижном состоянии. Это обусловлено тем, что охлаждение поверхности тела, действуя на рецепторы, воспринимающие холодовое раздражение, рефлекторно возбуждает беспорядочные непроизвольные сокращения мышц, проявляющиеся в виде дрожи (озноб). При этом обменные процессы организма значительно усиливаются, увеличивается потребление кислорода и углеводов мышечной тканью, что и влечет за собой повышение теплообразования. Даже произвольная имитация дрожи увеличивает теплообразование на 200%.

    Если  в организм введены миорелаксанты  — вещества, нарушающие передачу нервных  импульсов с нерва на мышцу  и тем самым устраняющие рефлекторную мышечную дрожь, при понижении температуры окружающей среды гораздо быстрее наступает понижение температуры тела. В химической терморегуляции, кроме мышц, значительную роль играют печень и почки. Температура крови печеночной вены выше температуры крови печеночной артерии, что указывает на интенсивное теплообразование в этом органе. При охлаждении тела теплопродукция в печени возрастает. Освобождение энергии в организме совершается за счет окислительного распада белков, жиров и углеводов. Поэтому все механизмы, которые регулируют окислительные процессы, регулируют и теплообразование.

    ФИЗИЧЕСКАЯ  ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ.

    Физическая  терморегуляция осуществляется путем  изменений отдачи тепла организмом. Особо важное значение она приобретает  в поддержании постоянства температуры тела во время пребывания организма в условиях повышенной температуры окружающей среды. Теплоотдача осуществляется путем теплоизлучения (радиационная теплоотдача), конвекции, т. е. движения и перемешивания нагреваемого телом воздуха, теплопроведения, т. е. отдачи тепла веществам, непосредственно соприкасающимся с поверхностью тела, и испарения воды с поверхности кожи и легких.

    У человека в обычных условиях потеря тепла путем теплопроведения имеет небольшое значение, так как воздух и одежда являются плохими проводниками тепла. Радиация, испарение и конвекция протекают с различной интенсивностью в зависимости от температуры окружающей среды. У человека в состоянии покоя при температуре воздуха ' около 20 °С и суммарной теплоотдаче, равной 419 кДж (100 ккал) в час, радиация составляет 66%, испарение воды —19%, конвекция -15% общей потери тепла организмом. При повышении температуры окружающей среды до 35 °С теплоотдача посредством радиации и конвекции становится невозможной и температура тела поддерживается на постоянном уровне исключительно посредством испарения воды с поверхности кожи и альвеол легких.

    Для того чтобы было ясно значение испарения  в теплоотдаче, напомним, что для  испарения 1 мл воды необходимо 2,4 кДж (0,58 ккал). Следовательно, если в условиях основного обмена телом человека отдается посредством испарения около 1675—2093 кДж (400—500 ккал), то с поверхности тела должно испаряться примерно 700—850 мл воды. Из этого количества 300—350 мл испаряются в легких и 400—500 мл — с поверхности кожи. Характер отдачи тепла телом изменяется в зависимости от интенсивности обмена веществ. При увеличении теплообразования в результате мышечной работы возрастает значение теплоотдачи, осуществляемой посредством испарения воды.

    Так, после тяжелого спортивного соревнования, когда суммарная теплоотдача достигала почти 2512 кДж (600 ккал) в час, было найдено, что 75% тепла было отдано путем испарения, 12% — путем радиации и 13 % —посредством конвекции. Одежда уменьшает теплоотдачу. Потере тепла препятствует тот слой неподвижного воздуха, который находится между одеждой и кожей, так как воздух — плохой проводник тепла. Теплоизолирующие свойства одежды тем выше, чем более мелкоячеиста ее структура, содержащая воздух. Этим объясняются хорошие теплоизолирующие свойства шерстяной и меховой одежды. Температура воздуха под одеждой достигает 30 °С. Наоборот, обнаженное тело теряет тепло, потому что воздух на его поверхности все время сменяется. Поэтому температура кожи обнаженных частей тела намного ниже, чем одетых.

    В значительной степени препятствует теплоотдаче слой подкожной жировой  клетчатки в связи с малой  теплопроводностью жира. Температура  кожи, а следовательно, интенсивность теплоизлучения и теплопроведения могут изменяться в результате перераспределения крови в сосудах и при изменении объема циркулирующей крови. На холоде кровеносные сосуды кожи, главным образом артериолы, сужаются; большее количество крови поступает в сосуды брюшной полости и тем самым ограничивается теплоотдача.

    Поверхностные слои кожи, получая меньше теплой крови, излучают меньше тепла - теплоотдача уменьшается. При сильном охлаждении кожи, кроме того, происходит открытие артериовенозных анастомозов, что уменьшает количество крови, поступающей в капилляры, и тем самым препятствует теплоотдаче. Перераспределение крови, происходящее на холоду - уменьшение количества крови, циркулирующей через поверхностные сосуды, и увеличение количества крови, проходящей через сосуды внутренних органов, способствует сохранению тепла во внутренних органах. Эти факты служат основанием для утверждения, что регулируемым параметром является именно температура внутренних органов, которая поддерживается на постоянном уровне. При повышении температуры окружающей среды сосуды кожи расширяются, количество циркулирующей в них крови увеличивается. Возрастает также объем циркулирующей крови во всем организме вследствие перехода воды из тканей в сосуды, а также потому, что селезенка и другие кровяные депо выбрасывают в общий кровоток дополнительные количества крови. Увеличение количества крови, циркулирующей через сосуды поверхности тела, способствует теплоотдаче посредством радиации и конвекции.

    Для сохранения постоянства температуры  тела человека при высокой температуре  окружающей среды основное значение имеет испарение пота с поверхности кожи. Значение потоотделения для поддержания постоянства температуры тела видно из следующего подсчета: в летние месяцы температура окружающего воздуха в средних широтах нередко равна температуре тела человека. Это означает, что организм человека, живущего в этих условиях, не может отдавать образующееся в нем самом тепло путем радиации и конвекции. Единственным путем для отдачи тепла остается испарение воды. Приняв, что среднее теплообразование в сутки равно 10 048— 11 723 кДж (2400—2800 ккал), и зная. что на испарение 1 г воды с поверхности тела расходуется 2,43 кДж (0,58 ккал), получаем, что для поддержания температуры тела человека на постоянном уровне в таких условиях необходимо испарение 4,5 л воды. Особенно интенсивно потоотделение происходит при высокой окружающей температуре во время мышечной работы, когда возрастает теплообразование в самом организме. При очень тяжелой работе выделение пота у рабочих горячих цехов может составить 12 л за день. Испарение воды зависит от относительной влажности воздуха. В насыщенном водяными парами воздухе вода испаряться не может. Поэтому при высокой влажности атмосферы высокая температура переносится тяжелее, чем при низкой влажности. В насыщенном водяными парами воздухе (например, в бане) пот выделяется в большом количестве, но не испаряется и стекает с кожи. Такое потоотделение не способствует отдаче тепла; только эта часть пота, которая испаряется с поверхности кожи, имеет значение для теплоотдачи (эта часть пота составляет эффективное потоотделение).

    Плохо переносится также непроницаемая  для воздуха одежда (резиновая  и т. п.), препятствующая испарению  пота: слой воздуха между одеждой  и телом быстро насыщается парами и дальнейшее испарение пота прекращается.

      Человек плохо переносит сравнительно невысокую температуру окружающей среды (32 °С) при влажном воздухе. В совершенно сухом воздухе человек может находиться без заметного перегревания в течение 2—3 ч при температуре 55—50°С. Так как некоторая часть воды испаряется легкими в виде паров, насыщающих выдыхаемый воздух, дыхание также участвует в поддержании температуры тела на постоянном уровне. При высокой окружающей температуре дыхательный центр рефлекторно возбуждается, при низкой — угнетается, дыхание становится менее глубоким.

    К проявлениям физической терморегуляции следует отнести также изменение положения тела. Когда собаке или кошке холодно, они сворачиваются в клубок, уменьшая тем самым поверхность теплоотдачи; когда жарко, животные, наоборот, принимают положение, при котором поверхность теплоотдачи максимально возрастает. Этого способа физической теплорегуляции не лишен и человек, «сворачиваясь в клубок» во время сна в холодном помещении. Рудиментарное значение для человека имеет проявление физической терморегуляции в форме реакции кожных мышц («гусиная кожа»). У животных при этой реакции изменяется ячеистость шерстного покрова и улучшается теплоизолирующая роль шерсти. Таким образом, постоянство температуры тела поддерживается путем совместного действия, с одной стороны, механизмов, регулирующих интенсивность обмена веществ и зависящее от него теплообразование (химическая регуляция тепла), а с другой— механизмов, регулирующих теплоотдачу (физическая регуляция тепла). Схема соотношения процессов выработки и отдачи тепла представлена на рисунке

 
Соотношение механизмов физической и химической термолерегуляции в  поддержание температуры  тела.

Опасность переохлаждения, перегревания и его профилактика.

    Опасное переохлаждение организма

    В связи с тем, что лето уже давно  прошло, а холода все наступают, почти все успели подхватить насморк и пару раз подцепить какую-нибудь инфекцию. Объяснение таким болезням дается довольно простое: продрог, промерз, а одним словом - переохладился.

    "Переохлаждение  в зависимости от температуры  тела делится на 4 степени", - рассказывают доктор медицинских наук, заведующий отделом водолазной медицины Борис Николаевич Павлов и аспирант Института медико-биологических проблем Николай Борисович Павлоа. При первой степени (температура тела 36-37°С) и второй (до 34-35°С) активизируется обмен веществ, учащается дыхание и повышается артериальное давление. Переохлаждение третьей степени (30-32°С) характеризуется замедлением сердцебиения и дыхания, расстройством координации движений. Снижение температуры до 30°С приводит к эйфории, затем спутанности сознания и его потере. При четвертой степени (температура тела до 23°С) постепенно угасают все важные жизненные процессы. По всем признакам человек напоминает умершего. Пульс еле прощупывается, дыхание едва заметно. Часто развивается сердечная недостаточность, нарушается детоксикационная функция печени, микроциркуляция внутренних органов.

    Болезнь или ее предвестник 

    Тяжелое переохлаждение организма представляет собой патологическое состояние, то есть является причиной появления болезней. Такое переохлаждение может быть общим и местным. Местное переохлаждение приводит к нарушению кровообращения в тканях и отмиранию клеток, в результате чего возникает гангрена.

    Когда человек, например, попадает в холодную воду, гангрены у него, конечно, не будет, но он получит общее переохлаждение организма. Происходят нарушения в эндокринной системе за счет того, что температура в организме упала, теплопродукция не может покрыть теплорасход. Такая ситуация требует немедленного вмешательства реаниматологов. В этом случае человеку понадобится специальная терапия против переохлаждений: общее согревание, коррекция водно-электролитного баланса, введение гормонов.  
       Бывает, что переохлаждение само по себе нельзя назвать болезнью, но оно становится пусковым механизмом для различных инфекций. Например, когда вы съели мороженое или выпили холодного пива, у вас заболело горло. Тут переохлаждение сыграло свою нехорошую роль, но лечить его не нужно. В горле нарушилось кровообращение за счет того, что слизистая слишком сильно охладилась, сосуды сузились. Таким образом, нарушился местный иммунитет, который напрямую зависит от кровообращения. Специфические вещества попадают на слизистую оболочку горла из кровеносного русла и там убивают микробов, которых мы вдыхаем. В условиях нарушенного кровообращения этих веществ становится меньше, слизистая беззащитна перед микробами, которые начинают активно размножаться на переохлажденных тканях. Развиваются острые респираторные вирусные инфекции, ангина, и человек заболевает.

    Чем меньше одежды, тем лучше

    Часто родители жалуются: ребенок все время  болеет - то простуда, то грипп. Есть действенный  способ, который педиатры советуют своим пациентам уже очень  давно. За 15-20 минут до того, как выйти  гулять на холодный воздух, дайте ребенку выпить несколько глотков воды комнатной температуры. За это время организм настроит горло на восприятие прохлады (все-таки у нас в горле +37°, а вода комнатной температуры примерно +20°). Это мягкое воздействие хорошая тренировка для того, чтобы не заболеть в холодное время года. Плюс обыкновенное закаливание. Но не такое, что однажды утром вы встали и решили, что с сегодняшнего дня начнете закаляться, и вылили на себя таз ледяной воды. Сразу получаете обратный эффект - холодовый шок. Нужно делать по-другому. Сначала включить прохладную воду (25-28 градусов) на несколько минут, привыкнуть к ней, потом вернуться к теплой воде. Сосуды уже сделали свое дело: сжались, потом расширились. Постепенно вы натренируете свою систему регуляции, и при попадании на холодный воздух в сосудах не произойдет резкого спазма, но организм гораздо быстрее среагирует, чтобы дать дополнительное тепло.  
      Как ни странно, но, для того чтобы не переохладиться, не нужно слишком тепло одеваться (особенно это касается тех, кто двигается). Хорошо укутанный человек рано или поздно обязательно зайдет в общественный транспорт, подъезд, квартиру, магазин. Тут он вспотеет, потому что тепло не выходит наружу. Потом он снова выйдет на улицу или разденется, когда придет в помещение. Достаточно небольшого сквозняка - и переохлаждение, а потом и простуда гарантированы. Мораль: одежда должна быть одновременно и теплой, и пропускать воздух. Нормальная терморегуляция организма должна исключать не только переохлаждение, но и перегрев. В метро лучше снять шапку, шарф, дать телу подышать.

    Есть еще и аппараты

    Кроме общеизвестных методов лечения  и профилактики переохлаждения наука  дошла до того, что придумала специальные  аппараты для его лечения. Переохлаждения лечатся с помощью искусственных газовых смесей, которые человеку нужно вдыхать сидя или лежа. Для этого используются гелий и кислород, которые подогревают до 75-95°С. Причем такие аппараты проектируются и изготавливаются не за границей, а у нас в России, в Институте медико-биологических проблем. При вдыхании смесей аппарат может стимулировать кровообращение верхних дыхательных путей и восстановить нормальную температуру тела, расслабить гладкую мускулатуру и улучшить дыхательную функцию. Таким образом, он помогает пострадавшим от переохлаждения и его последствий: инфекционных заболеваний легких, бронхиальной астмы, бронхитов, тонзиллита, фарингита.