Арнольд Павлов

Arnold Pavlov

Температурный гомеокинез

(«Адекватная» и «неадекватная» гипертермия)

Монография

Temperature homeokinesis

("Adequate" and "inadequate" hiperthermia)

Донецк 2014

1

УДК: 612.55:616-008

ББК: 52.5

П 12

Павлов А.С. Температурный гомеокинез («адекватная» и «неадекватная» гипертермия) - Донецк: Изд-во «Донбасс», 2014.- 139 с.

Обсуждается ещё не признанная проблема биологии человека (главным образом термофизиологии) о возможности смещения гомеостаза на новый уровень, являющийся "нормальным" для сложных и опасных условий. Анализируются различные концепции сдвигов установочной температурной точки – "set point", а также морфологические сдвиги в динамике внешнего перегрева. Описаны механизмы гипермобилизации функциональной деятельности человека, в том числе динамика многих показателей физической и умственной работоспособности, в условиях смещения температурного гоместаза. Уяснены вопросы влияния этиологии гипертермии на её генезис. Рассматривается механизм повышениия функциональных возможностей через дозированную альтерацию тканей. Представлена версия о возможности изменения стратегии адаптации организма к разным условиям. Дискутируются теоретические и практические проблемы адаптации человека к изменениям гомеостаза – гомеокинезу.

Not recognised problem of human biology (mainly thermophysiology) about possibility of displacement of a homeostasis on the new level which is "normal" for difficult and dangerous conditions is discussed yet. Various concepts of shifts of an adjusting temperature point - "set point" are analyzed. Questions of influence of an aetiology hyperthermia on its genesis are understood. The mechanism promotion functionality through the dosed out alteration of fabrics is considered. The version about possibility of change of strategy of adaptation of an organism to different conditions is presented.

«Новая теория побеждает тогда, когда вымирают представители старой».

(Макс Планк).

© А.С. Павлов, ISBN 978-966-639-336- Оглавление От автора Глава 1. Гомеотермия и её возможные «расстройства» - теоретическая дискуссия с. Глава 2. Экстремальный труд и гомеотермия с. 2.1. Пределы гипертермии при экстремальной работе 2.2. Гипертермия и работоспособность 2.3. Выводы. Размышления Глава 3. Эмоциональный стресс и гомеокинез с. 3.1. Эмоции: напряжение, значение, успешность деятельности 3.2. Эмоции, здоровье и выживаемость 3.3. Синдром спортивного стресса. Резюме.

3.4. Теории стресса 3.5. Авторская теория стресса 3.6. Резюме. Размышления.

Глава 4. Гипертермия при жаре с. 5.1. Влияние жары на человека. Литература. Заключение. Авторские исследования. (Прерывистая работа. Непрерывная работа. Заключение) 5.2. Выживаемость животных при нагревании 5.3. Размышления о движущей силе адаптации.

Глава 5. Нарушения нормотермии в медицине с. 6.1. Общие сведения 6.2. Лихорадки у детей. Общие представления. Патофизиология лихорадки Патогенез лихорадки у детей Глава 6. О биологической значимости гипертермии Послесловие автора с. Литература с. От автора В настоящей книге изложены мои представления (кстати, не доминирующие в современной науке) о причинах резкого повышения работоспособности в тех случаях, когда: а) имеется прямая угроза для жизни человека (идёт «борьба за жизнь»), б) очень важен для субъекта результат его усилий (ума, физических сил, интеллекта обычно, всего вместе). Сделана попытка проанализировать механизмы психофизиологического смещения термогомеостаза, и даны общие рекомендации практике о том, как можно увеличить вероятность выживания в экстремальных состояниях, обусловленных либо аутогенным стрессом, либо внезапно и спонтанно возникшей опасностью. Я надеюсь, что принес хоть маленькую пользу большой науке, позиции которой у населения сейчас в период нравственного «Армагеддона» катастрофически падают из-за многочисленных научных спекуляций, плутовства власти и шутовства политиков. О нравственном Армагеддоне будет аргументированно изложено в следующей моей книге, которая, надеюсь, выйдет быстро за этой.

Автор будет благодарен читателям этой книги, которые предложат свои аргументированные представления (отличные или сходные с мнением автора), с надеждой, что это в конечном итоге будет способствовать приближению науки к «ИСТИНЕ».

Глава 1. Гомеотермия и её возможные «расстройства» - теоретическая дискуссия Как отмечено многими авторами, Т «ядра» тела в экстремальных состояниях может повышаться и достигать значительных величин. Исходя из прежних представлений о регуляции Т-гомеостаза, нужно бы считать гипертермию следствием функциональной недостаточности аппарата Т-регуляции (так полагалось длительное время ранее). Однако, как показывают данные некоторых исследований, гипертермия не во всех случаях сочетается с чрезмерной интенсивностью повреждающего агента, вызывающего срыв терморегуляции (Stolwijk J.A.J., Hardy J.D.,1966). Поскольку в литературе накопилось много данных о нарушениях Т-гомеостаза в различных условиях жизнедеятельности, то возникла потребность в уяснении причин изменения теплового баланса организма.

Сущность проблемы сводится к выяснению вопроса так называемой «установочной точки» и ее возможных сдвигов в различных условиях.

------------------------------------------------------------------------------------------Понятие «установочной точки» – «set point» применительно к функции терморегуляции высших животных и человека ввел Jiebermeister С. В 1860 году (цит. по Веселкину П.Н.,1963), т.е. до того, как К.Bernard (1878) предложил свою знаменитую формулу « … о постоянстве внутренней среды как условии независимого и свободного существования организма». Прошедшие 150 с лишним лет этой идее уделялось больше внимания, чем «установочным точкам» других гомеостатических констант. Однако, невзирая на преклонный «возраст» этой проблемы нельзя считать ее изученной, дискуссия продолжается, временами усиливаясь или затихая (Чусов Ю.Н.,1979; Hancoc P.A.,1981; Snellen J.W.,1972).

Согласно существовавшим много лет представлениям, Т «ядра» тела сравнивались каким-то образом с эталонной ее величиной, выработанной в процессе эволюции, и если расхождение между ними достигало порогового значения, то возникали реакции, направленные на его устранение. Предположение, что Т гипоталамуса может служить в качестве такого эталона не нашло достаточного подтверждения.

Например, одним из убедительных аргументов «против» явился тот факт, что реакции могут возникать и в случаях, когда Т гипоталамуса и вообще Т «ядра» тела не меняются. Не подтвердил такое предположение и тот факт, что терморегуляторные реакции при изменениях Т гипоталумаса могут не возникать (В.Н.Гурин,1980).

Эти и некоторые другие факты, полученные в физиологических, а также и в фармакологических исследованиях, явились обоснованием представления о том, что «установочная точка» может смещаться (Haight J.S.J., Keatinge W.R.,1973;

Hammel H.J., Jackson D.C., Stolwijk J.A., Hardy J.D., Stromme S.B.,1963; Hammel H.J.,1968; Hardy J.D., Stolwijk J.A.J., 1966).

Нужно отметить, что общим для многих вышеизложенных представлений, простых и сложных, является то, что признается возможность изменения «теоретической величины». В представлениях нашло отражение то обстоятельство, что эта «теоретическая величина» Т-регуляции установлена природой, как и другие «установочные точки» для жизненно важных констант.

Наиболее изучаемым, но одновременно и не конца ясным является в науке вопрос о роли лихорадки. Почему?!- Проблема патологии имеет свой возраст, начиная от Адама и Евы. Болезни гораздо больше интересуют человека, чем здоровье. Последнее просто не замечается, когда оно есть. Первыми, кто стал изучать влияние Т в развитии патологии, являются практические врачи. А за ними и наука, которую, как правило, интересуют причины и общие механизмы явления (А.В.Ломоносов:

«во всём хочу дойти до самой сути…»).

Но чем больше изучают лихорадку, тем глубже оказываются её проблемы.

Вкратце остановимся на этом.

Начальным этапом в полемике о роли лихорадки явились исследования С.Либермейстера. Он еще в 1875г. утверждал, что лихорадка представляет собой не потерю способности организма к теплорегуляции, а активное переключение организма на ее новый, более высокий уровень. В том же веке и другие клиницисты обращали внимание на то, что лихорадящий организм не только перегрет, но и стремится активно удерживать Т тела на новом повышенном уровне.

Liebermeiter С. (1887) выдвинул теорию, согласно которой пирогенные агенты изменяют регуляцию Т тела гомойотермного организма с установкой ее на новый, более высокий уровень («жизнь по-птичьи»). Liebermeiter, С.П.Боткин, И.П.Павлов и др. исходили при этом из существования нервных центров регуляции теплообмена, изменение активности которых под влиянием пирогенов и ведет к развитию лихорадочной реакции. Обсуждая вопрос о нервных «теплотных»

центрах И.П.Павлов в 1887г. Подчеркивал, что «лихорадку производящий агент действует не прямо на ткани, а для осуществления его действия необходимо посредство известного отдела центральной нервной системы».

Эти общие положения были в дальнейшем убедительно подтверждены в многочисленных исследованиях; в настоящее же время нервный генез лихорадочной реакции не вызывает каких-либо сомнений.

Возможность возникновения лихорадки при первичном воздействии на нервную систему была впервые доказана опытами с так называемым тепловым уколом (Richet, 1885; и др.). Вначале возникновение лихорадки в этих условиях связывали с раздражением полосатого тела. Последующие наблюдения показали, что Т реакция чаще возникает после раздражения (механического повреждения) гипоталамической области (М.К.Сакович, 1897; Rolly, 1911), хотя может иметь место при раздражении и других отделов мозга (от коры до варолиева моста включительно). Позже было показано (Walther, 1954), что электротравма головы у людей сопровождается резкой (до 41,5°) «нервной» лихорадкой, длящейся 2- суток Известны случаи еще более высоких подъемов Т, оканчивающихся выздоровлением. Готреле приводит следующую сводку литературных данных.

Перелом XII Как мы уже говорили, лихорадочная гипертермия при прочих равных условиях лучше переносится организмом, чем «перегревание». Поэтому подъем Т тела при лихорадке, не превышающий 40-41°, сам по себе тем более не может быть причиной развития тяжелых дистрофических изменений в тканях. Этот вывод находит подтверждение в обширном и уже многолетнем клиническом опыте пиротерапии и в опытах с длительной непрерывной лихорадкой.

Хотя кора головного мозга, по-видимому, не играет решающей роли в развитии лихорадочного процесса, были получены многочисленные данные, свидетельствующие о том, что изменения функционального состояния коры (вероятно, отражаясь на тонусе нижележащих мозговых структур) могут существенно влиять на течение лихорадочной реакции.

Лихорадочное повышение Т тела было получено и путем гипнотического внушения у людей (К.И.Платонов, 1930).

Можно сказать, что изменения теплообмена, встречающиеся при лихорадочных заболеваниях, нужно разделить на два типа: во-первых, изменения теплообмена, связанные с самим механизмом развития Т-реакции (т.е. с использованием при лихорадочной перестройке регуляции теплообмена на новый уровень обычных механизмов физической и химической теплорегуляции, ограничения теплоотдачи и прироста теплопродукции); во-вторых, изменения теплообмена, связанные с нарушениями течения окислительных процессов и энергетического обмена в клетках в результате инфекционной интоксикации и особенностей патогенеза болезни.

Еще С.П.Боткин указывал на то, что энергичное применение жаропонижающих при инфекционных заболеваниях не только не устраняет развитие дистрофических явлений в органах, но скорее даже их увеличивает и ухудшает течение болезни. В недавних опытах Л.Н.Карлик с сотрудниками, Р.С.Иванов и Ф.Х.Кучерявый получили дополнительные экспериментальные подтверждения.

В развитии лихорадки различают три стадии: I - повышение Т тела (Stadium incrementum); II – устойчивой повышенной Т тела (Stadium fastigium); ІІІ – понижение Т тела (Stadium decrementum).

В І стадии нарастания Т тела наблюдается резкое сокращение теплоотдачи и некоторое (на 20-30%) увеличение теплопродукции. При некоторых тяжелых лихорадках (сыпной тиф) увеличение теплопродукции может достигать 50% и больше.

Во ІІ стадии развития лихорадки – период стояния Т тела на высоких цифрах – теплопродукция нередко мало отличается от таковой у здорового человека и ведущим расстройством теплорегуляции также является сокращение теплоотдачи. В этой стадии, выражающей важнейший этап лихорадочной реакции, возникает переключение процессов теплорегуляции на новый, более высокий уровень, на фоне которого больной человек живет с более высокой (до 40°С и выше) Т тела.

Когда повышение Т прекращается, и она устанавливается на новом, высоком уровне, все эти явления уменьшаются и могут при некоторых болезнях иногда почти исчезать. Состояние высшей нервной деятельности может в этой стадии не представлять грубых (видимых) отклонений. Однако оно все-таки ненормально, и врачам хорошо известны некоторые его особенности: легкая утомляемость, неспособность в достаточной степени концентрировать внимание, повышенная возбудимость, часто плохой сон или бессонница и т.д. Степень выраженности этих изменений индивидуально различна и отличается при разных болезнях.

В ІІІ стадии развития лихорадки – период снижения Т тела – возникает снижение теплопродукции и резкое увеличение теплоотдачи. Она сопровождается расширением кровеносных сосудов кожи, увеличением потоотделения, падением артериального давления и в некоторых случаях состоянием коллапса («кризиса»).

При некоторых болезнях (брюшной тиф и др.) снижение Т происходит постепенно, «литически» и легче переносится больными.

Признавая приспособительное (в основе) значение лихорадочной реакции, разумеется, неверно считать, что лихорадка должна быть всегда и только полезна при любой болезни и в любом частном случае.

Имеется точка зрения о том, что более отвечающей требованиям в разработке проблемы смещений теплового гомеостаза явилась гипотеза, предложенная К.П.Ивановым (1972), согласно которой существует «внутренний эталонный вход» в систему терморегуляции. Он представляет собой некоторый оптимальный Т уровень, установленный природой для различных тканей гомойотермного организма. В отличие от Hardy J (1965) и Hammel H.(1968), В.Н.Гурин (1980) предполагает, что как биологическая константа, указанный уровень Т не подвержен физиологическим изменениям. Значительно проще и доказательнее предположить, что изменяется уровень возбудимости термочувствительных или промежуточных нейронов в системе терморегуляции.

Кстати, ещё Benzinger J (1969) первым сделал попытку связать «set point» с молекулярными физико-химическими характеристиками нервной ткани центра.

Возможно, дальнейшее развитие аналогичных исследований будет плодотворным в этом направлении.

По мнению В.Н.Гурина (1980), «установочная точка» как биологическая константа соответствует Т точке фазового перехода липидов (точнее комплексов «липид-белок») некоторых гипоталамических нейронов. Эти нейроны являются, по-видимому, Т – независимыми. В условиях выполнения организмом работы, соответствующей основному обмену и термонейтральности окружающей среды, эти нейроны производят эталонные сигналы к эффекторам теплопродукции и теплоотдачи. Взаимодействие последних определяет ту или иную величину Т «ядра» у разных животных, но она всегда близка к Т-точке фазового перехода мембранных липидов эталонных нейронов. То, что называют смещением «установленной точки», отражает модификацию активности эталонных нейронов импульсации, несущими температурную и, вероятно, нетемпературную информацию.

Сторонники смещения «set point» в условиях мышечной работы полагали, что это смещение соразмерно с интенсивностью выполняемой работы (Бернштейн В.А.,1975; Бернштейн В.А., Синайский М.М., Федотова В.Г.,1975; Haight J.S.J., Keatinge W.R.,1973) и имеет в своей основе запрограммированный механизм.

Давно делались попытки доказать полезность подъема Т тела в условиях работы. Так, Nielsen M. (1938) провел на себе самом опыты, ставшие классическими: он выполнял на велоэргометре работу мощностью в 900кгм/мин и пришел к выводу, что Т тела при стандартной работе в различных условиях поддерживается на одном и том же повышенном уровне; следовательно, её прирост является адаптивной реакцией.

Edholm O. (1971) показал, что повышение Т «ядра» тела при работе является физиологически регулируемой реакцией, а не просто результатом недостаточности аппарата теплоотдачи. Так, в его исследованиях потоотделение при прерывистой работе вдвое большей мощности при более высокой Т «ядра» было не только не выше, а наоборот, - на 10% ниже, чем при непрерывной. Поскольку при прерывистой, но более мощной работе Пототделительная реакция была меньше, несмотря на повышение Т «ядра» тела, автор сделал вывод, что установочная точка терморегуляторного центра при более мощной работе смещается вверх.

Имеются многочисленные доказательства того, что степень подъема Т тела во время работы не зависит от Т окружающего воздуха в широком диапазоне (Койранский Б.Б.,1960; Nielsen M.,1938; Nielsen B and Nielsen M.,1962; Nielsen B., Nielsen M.,1965; Stolwijk J.A.J., Saltin B., Gagge A.P.,1968). Мнение о регулируемости рабочей гипертермии разделяется и многими другими авторами (Бернштейн В.А. и соавт.,1973; Бернштейн В.А.,1974; Веселкин П.Н.,1963;

Гиппенрейтер Б.С.,1949; Robinson S.,1962).

Однако данные, опровергавшие возможности сдвигов установочной точки, получены Kitzing J., Kytta D., Bleichert A. (1968). Авторы исследовали динамику Т нижней части пищевода в течение длительных физических нагрузок в различных Т-условиях окружающей среды и обнаружили, что внешняя среда оказывала существенное влияние на уровни повышения Т тела. Другие исследователи (Wyndham C.N.,1973) также показали, что в условиях мышечной работы Т ядра тела варьировала в зависимости от Т окружающей среды. Перечисленные авторы, интерпретируя такие системные вариации при различных Т, принимали их как доказательство того, что установочная точка Т-регуляции не повышается.

Hammel H. (1968), Nielsen B. (1965), Cooper K. (1966) также считали, что повышение Т тела при работе не означает смещения установочной точки в системе терморегуляции. В частности, об этом свидетельствовало сходство в терморегуляторных реакциях человека, выявленное B.Nielsen (1976) при пассивном перегреве и мышечной работе. Обнаружено, что при одинаковой средней Т кожи увеличение теплоотдачи и скорости потоотделения обследуемых, одинаковы, как при пассивном перегреве, так и при мышечной работе.

Кроме того, установлено, что при работе активное пототделение начинается при Т кожи ниже 35°, т.е. ниже того порогового уровня, когда потоотделение активизируется в состоянии покоя. Эти результаты можно трактовать, во-первых, как смещение установочной точки не вверх, а вниз, и, во-вторых, они указывают на то, что кожный кровоток, как и Т тела, регулируется в зависимости от интенсивности метаболизма. При этом Т кожи, как результирующая между теплопродукцией и теплоотдачей, определяется условиями теплообмена со средой. Следовательно, изменение Т тела может зависеть не только от сдвига установочной точки, но и от величины потока тепла через кожу и от скорости испарения.

Hammel H. Еt al. (1963) на основе результатов своих исследований высказали предположение, что поскольку Т гипоталамуса может варьировать в относительно широких пределах в зависимости от Т кожи, двигательной активности и многих других факторов, то возникающие при работе тепловые сигналы не вызывают смещения установочной точки в центральном звене аппарата терморегуляции. Он считал, что включение различных терморегуляторных реакций, направленных на поддержание Т-гомеостаза при работе, зависит от Т гипоталамуса. Однако исследования Hardy J. and Stolwijk J. (1966) показали, что так называемый «рабочий фактор» существенно зависит от изменений Т работающих мышц и Т крови. К рабочим факторам могут быть также отнесены и нетермические изменения, например, нейромышечные.

В спортивной литературе имеются некоторые данные, которые могут выступать против сдвигов «set point» во время мышечной работы. Так Матюшкина М.А. (1956), Astrand J. (1960) обнаружили у тренированных спортсменов менее выраженные Т-изменения, чем у нетренированных людей, при выполнении стандартной работы. Другие исследователи выявили феномен постепенного снижения степени рабочей гипертермии во время многодневной тренировки (Shvartz E., Magasanic A., Glick Z.,1974; Shvartz E., Merok A., Mechtinger A.,1976).

Весьма интересные результаты были получены при изучении влияния изменения водно-солевого баланса на терморегуляцию. Обезвоживание организма, вызванное продолжительной работой при Т = 32 – 33°С, или гипертермией в финской бане, приводило к дополнительному повышению глубокой Т тела во время физической нагрузки пропорционально степени обезвоживания. Противоположное состояние (гипергидратация) снижало выраженность рабочей гипертермии (Strydom N.B., Holdswarth L.D.,1968; Nielsen B.,1970; Ekblom B., Greenleaf C.J., Dreenleaf J.E., Hermansen L.,1970). Рабочий уровень ректальной Т также увеличивался при возрастании концентрации ионов натрия в плазме крови путем питья или внутривенного введения гипертонического раствора поваренной соли (Dreenleaf J.E., Kozlouski S., Nasar H. et al. 1976; Griffithe J.D., Boyce P.R.,1971). Из этих данных видно, что ради постоянства водно-солевого равновесия организм «жертвует» рабочей гипертермией.

Мнения о том, что повышение Т тела не обязательно связано со смещением установочной точки придерживается и Hensel H. (1981). Автор полагает, что при мышечной работе теплопродукция составляет нагрузочную ошибку, погрешность которой возникает в результате самой физической нагрузки. Даже если такая погрешность относительно мала, то центральная Т тела может повышаться до высокого уровня, как следствие низкой кожной Т, обусловленная потерей тепла вследствие потоиспарения. Т кожи при мышечной работе даже в условиях нагревающего микроклимата может быть даже ниже той, которая отмечалась в покое в зоне термонейтральности (Nielsen B.,1969). Сходная ситуация (состояние) возникает и тогда, когда кожа искусственно охлаждается специальной одеждой с водной циркуляцией.

В недавние годы в научной литературе, обсуждающей проблемы Т регуляции, появились высказывания о наличии более сложных механизмов обеспечения функционирования терморегуляторной системы в условиях термического стресса. По мнению Hensel H. (1981), как уже указывалось, повышение Т тела может объясняться, по меньшей мере 4 причинами:

1.Тепловой стресс привел к рабочей погрешности;

2.Система терморегуляции перегружена;

3.Стандартные состояния измерений не значимы, так как Т-поле не изменилось;

4. Произошел сдвиг уровня Т-регуляции, т.е. «set point».

Таким образом, автор считает гипо- и гипертермию, обусловленную перегрузкой системы Т-регуляции, лишь одним из 4-х факторов, имеющих место в условиях нарушения теплового баланса организма.

На основании вышеизложенного нельзя признать корректными мнения тех исследователей, которые рассматривали лишь 2-значно причины повышения Т тела в различных условиях: либо – функциональная недостаточность системы Т регуляции, либо – сдвиг «set point».

На наш взгляд, нельзя отрицать мнения Hensel H. (1981) и других авторов, которые не признавали возможностей смещения уровня Т-регуляции, тем аргументом, что повышения Т ядра могут быть обусловлены и рабочей погрешностью (причина 1). В соответствии с этой точкой зрения, Т-регуляция, например при физической работе, действует как обычная система пропорционального контроля, которая для включения эффекторной активности требует ошибочного сигнала определенной мощности. С началом физической работы тепло накапливается в организме и Т ядра повышается, но это происходит до тех пор, пока не возникает достаточного сигнала, чтобы «призвать» к эффекторной активности, которая была бы адекватной для удаления из организма того большого количества тепла, которое было продуцировано. В результате этого вновь устанавливается термобаланс, но уже на новом повышенном уровне. В случае изменения режима эрготермической нагрузки можно ожидать лишь незначительного изменения Т ядра, потому что уже имеются более высокие Т-регуляции, и коррекции могут подвергнуться только отдельные участки тела.

Представляется важным знать, что повышенная Т тела, на которой мы, как правило, фокусируем свое внимание, не превалирует во всех тканях тела на одном уровне (причина 3). Так Aikas et al. (1962) сравнивали Т внутримышечную, ректальную и эзофагальную, и обнаружили, что работающая мышца очень быстро нагревается, ее Т может быть даже выше эзофагальной, но неработающая мышца может не испытывать никаких Т изменений в течение довольно продолжительного времени (около 15мин), не считая очень высоких (предельных) нагрузок. Следовательно, когда Т ядра тела при работе повышается, то весь организм нельзя считать системой устойчивого термосостояния. Значительное количество тканей имеют Т ниже, чем Т крови, и лишь по истечении долгого времени могут нагреться.

К этим же данным примыкают исследования Rowell, Brengelmann et al.

(1968). Авторы показали, что во время физической нагрузки кровоток в печени снижается, однако уровень метаболизма остается высоким. Следовало ожидать, что Т в печени должна повыситься, а Т ректальная и эзофагальная будут оставаться на тех же уровнях, которые мы считаем нормальными.

На основании изложенных данных о неодинаковых уровнях перегрева разных частей тела в условиях эрготермической нагрузки можно полагать, что Т ядра тела, которую мы измеряем, может не давать правильной информации о накоплении тепла в организме. Последним, очевидно, Hensel H. (1981) и аргументирует 3-ю причину регистрации теплового стресса.

Изложенные сведения о вероятных причинах повышения Т тела не исключают и сдвиг «set point» (4-я причина). В частности, Hensel H. (1981) полагает, что смещение уровня Т-регуляции регистрируется, если Т внутренних слоев тела показывает отклонение, в то время как эффекторные сигналы минимальны. Из концепции многовводной системы следует, что любая Т в теле, которая вызывает сигнал обратной связи, является частью контролируемой измеряемой величины. Если это признать, то Т сигналы не вызывают сдвигов «set point». Следовательно, как предполагает автор, смещение «set point» наблюдается тогда, когда вовлечены нетермальные факторы.

В последние года начинает проясняться вопрос о механизмах и роли изменений температурного гомеостазиса, однако, на наш взгляд, до окончательного уяснения проблемы ещё явно далеко. В частности, в монографии В.Д.Линденбратена и соавторов из Хабаровска (2001) описаны множество разновидностей гипертермии (лихорадка, перегревание, лихорадоподобные состояния, в их числе: эмоциональная и рабочая гипертермия, фармакологическая /пирогеналовая, кофеиновая, катехоламиновая, эфедриновая/ гипертермия, а также и гипнотическая гипертермия). Но можно лишь понадеяться (исходя из неугомонных устремлений человечества к скорейшему постижению истины), что всё перечисленное поспособствует окончательному уяснению (хоть приближению) важной проблемы о биологической роли «расстройств» гипертермии.

Представленный материал позволяет заключить: по вопросам этиологии изменений Т-гомеостаза продолжается дискуссия, в частности, обсуждаются возможности смещения установочной точки. Наши представления, излагаемые в этой книге, в значительной мере являются доказательствами, рассматривая обязательность смещения гомеотермии на другой уровень, единый для всех людей, в учитываемых условиях экстремального состояния. Но мы не считаем их окончательной истиной. И надеемся, что развитие фундаментальной науки и совершенствование методов исследований позволит глубже проникнуть в интимные механизмы функционирования системы температурной регуляции.

Глава 2. Экстремальный труд и гомеотермия 2.1. Пределы гипертермии при экстремальной работе 2.2. Гипертермия и работоспособность 2.3. Выводы. Размышления.

Известно, что достаточно интенсивная и продолжительная работа даже в термонейтральных условиях всегда вызывает напряжение механизмов температурной регуляции. И нередко все же в организме развивается гипертермия, достигающая порой весьма значительных величин. То повышение Т «ядра» тела, которое обусловливается выполнением лишь физической нагрузки, принято называть рабочей гипертермией. И можно предположить, что работа в экстремальных условиях, да ещё в рискоопасной обстановке, может обязательно вызвать перегрев всех систем, и стало быть, влиять на эффективность такой работы.

Ниже излагаются данные исследований, которые посвящались изучению изменений терморегуляции человека в условиях интенсивной мышечной работы, а также влияния рабочей гипертермии на функциональное состояние организма людей.

2.1. Пределы гипертермии при экстремальной работе Сведения о значительном повышении Т тела человека при физической работе начали публиковать давно (Гиппенрейтер Б.С.,1949; Asmussen E., Boje O.,1945;

Гилл А.В.,1935; Zuntz N.,Schumburg G.,1902; Веселкин П.Н.,1963).

В частности, авторы (Reilly R.F., Pasker J.F.,1967) отмечали повышение ректальной Т до уровня = 38,3°С даже при работе на велоэргометре, «вызывающей учащение пульса лишь до 130уд/мин». Кстати, другие исследователи (Pugh L.G.C.F., Corbett J.L., Jahnson R.N.,1962) зарегистрировали прирост глубокой Т тела у летчиков до уровня = 37,9 С при еще меньшей физической активности.

В работах К.М.Смирнова (1959) установлено, что адаптированные к теплу лица могут выполнять работу при повышении Т тела до 40-41°С, т.е. того уровня, при котором жизнедеятельность неадаптированных к теплу лиц резко нарушается, а работоспособность снижается до «0».

А.Б.Гандельсман и К.М.Смирнов указывали (1970), что повышение Т тела в условиях физической нагрузки до 38°С и даже 39°С является нормальным и даже желательным для достижения максимальной работоспособности; повышение же до 40°С и более создает уже угрозу перегревания организма и ограничивает достижения спортсмена.

Особенно значительное повышение Т тела обнаружено при выполнении продолжительных упражнений «на выносливость» и соревновательных нагрузок в спортивных играх. Так, Pugh et all.(1962) обследовали на финише 63 участников марафонского забега (42км195м) при Т воздуха = 23°С и влажности относительной 58% и обнаружили, что средняя ректальная Т составила 39,0°С, а у победителя 41,0°С, средние потери веса равнялись 2,85кг, а у победителя 5,23кг.

Исключительно высокая Т тела выявлена у спортсменов после игры в регби = 41,0°С (Snellen J.W.,1972). Другие авторы отмечали повышение Т тела после футбольного матча в среднем до 39,4°С (Cohen I., Mitchell D., Seider R., Kahn A., Phillips F.,1981), и предлагали в целях уменьшения риска гипертермии «правильную коррекцию потери жидкости во время игры».

Robinson Sid (1963) при изучении Т изменений у хорошо тренированных легкоатлетов во время соревнования в беге на 10км обнаружил повышение ректальной Т после забега в среднем до 39,7°С при внешней Т среды 10°С, и достижения Т тела 41,1°С при 30°С.

Отмечены в литературе и «феномены» повышения ректальной Т во время бега – свыше 43,0°С, что авторы (Sutton J.R., Bar-Or O.,1980) назвали «тепловой болезнью». Кстати, указывалось (James K.P.,1974), что тепловой удар вследствие рабочего перегрева тела тяжелее переносится организмом, чем при пассивном перегреве, и нередко сопровождается летальным исходом.

В.Нечаев (1993) сообщал: «ни один фактор в такой мере не снижает результатов в марафонском беге, как жара. За 1986-1992г.г. на состязаниях по марафону на ММММ (Московском Международном Марафоне Мира) многие сотни участников сошли с дистанции с симптомами перегрева. Более десятка бегунов попали в клинику в тяжелейшем состоянии; данные по смертности после этого марафона отсутствуют».

На финише марафонского бега Т тела составляет, как правило, 39 – 41°С. Иногда, по данным литературы, Т тела поднимается еще выше, - до 42,3°С. Пороговым же уровнем для развития теплового удара считают Т тела = 40,6 – 41,5°С. Однако согласно книге рекордов Гинесса, максимальная Т тела, зарегистрированная у человека (52-летний чернокожий пациент, получивший тепловой удар и выживший после него), равняется 46,5°С.

Термотолерантность, таким образом, является необходимым условием для достижения успехов в состязании на выносливость.

Маран и др. (1977) показали, что у спортсменов, бегающих «марафон» на результат 2-30, повышение Т тела достигало «плато» на уровне = 38,9 – 40,1°С к 35 – 40мин забега.

Тренер по легкой атлетике Г.В.Коробков в книге «О личности тренера и спортсмена» рассказывает о матче сборных команд СССР и США по легкой атлетике, который проходил в Филадельфии в 1959г. Во время этого матча старт бега на 10 000м был дан при Т воздуха +35° в тени. Вот описание этого бега:

«Оставался последний км дистанции. Впереди – Десятчиков (СССР), поразительно справлявшийся с духотой, за ним Сот (США), далее Пярнакиви (СССР) и Труэкс (США). Вдруг Сот начинает шататься. Он бежит уже не у бровки, а по синусоиде. Бег его начинает походить на конвульсивные прыжки. Тепловой удар не миновал и его. С этого момента стадион наблюдал состязание, равного которому по трагичности обстоятельств не знала история спорта. Вопрос шел не о том, кто первым (Сот или Пярнакиви) добежит до финиша. Исход матча мог зависеть от того, кто из них добежит вообще, кто выдержит это сверхчеловеческое испытание.

Сот был впереди Пярнакиви на 200м, когда упал в первый раз. Он встал, обвел безумным взглядом стадион. Кто-то крикнул ему, в каком направлении надо бежать. И он побежал. Через 150м он замертво рухнул на дорожку. В этот момент Пярнакиви, напрягая последние силы, проплелся мимо него. Впереди оставалось 600м. Но Хуберту показалось, что до финиша лишь 200м. Напрягая все силы, он «финишировал» и узнал, что бежать еще 400м. Наперекор всему, он продолжал двигаться вперед. Сколько сил понадобилось ему до финиша – трудно описать».

Некоторые исследователи указывали на фазный характер повышения Т тела во время нагрузки. Первая фаза сопровождается очень слабым увеличением Т и длится 3-6 мин. От начала выполнения работы. Для второй фазы характерно крутое и очень быстрое нарастание гипертермии, которая продолжается 20-30 минут от начала работы. Затем начинается третья фаза, при которой Т тела стабилизируется на новом повышенном уровне, зависимом, как полагали исследователи, от мощности выполняемой работы. Однако, при очень интенсивной работе третья фаза может быть выражена слабо, т.е. Т тела продолжает постепенно повышаться в течение всей работы (Бернштейн В.А.,Синайский М.М.,Федотова В.Г.,1975; Вайнер Э.Н.,Чубарев Н.С.,1979).

Для удобства и наглядности мнений авторов по вопросу стабилизации Т тела на новом уровне во время выполнения работы приводим таблицу 2.1.

Скорость и величина перестройки температуры тела при работе Авторы, год опубликования Мощность Температура тела Nielsen B. И Nielsen M., 1962 900кгм/мин 30 0,9- пищеводная Nielsen B., Nielsen M., 1965 900кгм/мин В.Saltin,L.Hermansen,1966 50 % МПК 25 1,4- пищеводная Бернштейн В.А. и др., 1975 50 % МПК 30 1,1-тимпанальная Бернштейн В.А. и др., 1975 30 % МПК 30 0,7-тимпанальная Баженов Ю.И. и др., 1981 650кгм/мин 20 0,8-тимпанальная Из приведенной таблицы видно, что скорость и величина перестройки Т тела при работе у разных авторов имели диапазон отличий соответственно от 15 до 40минут и от 0,5° до 1,4°.

На наш взгляд, слабостью позиций вышеперечисленных авторов, обнаруживших стабилизацию Т тела при работе, являются используемые последними методики. Вопервых, не учитывался уровень физической тренированности обследуемых лиц, что нельзя признать правильным при изучении влияния на организм мышечной работы. К тому же нашими (Павлов А.С., 1973) ранними исследованиями показано, что тепловая устойчивость находится в зависимости от уровня физической тренированности субъекта. И естественно, что у физически тренированных людей динамика гипертермии при работе будет отличаться от таковой у нетренированных людей. Этим отчасти можно и объяснить отличия в скорости и величинах перестройки Т тела при работе.

Во-вторых, мощность нагрузок не обосновывалась, а подбиралась, по-видимому, любая, которая устраивала исследователя, что не согласуется с современными представлениями теории оптимизации (Уткин В.Л.,1981). В-третьих, велоэргометрическая проба, применяемая в качестве тестирующей нагрузки всеми перечисленными в таблице 5.1 авторами, хотя и была дозирована по объему внешне выполняемой работы, но имела ряд недостатков. И это, по мнению последующих исследователей (Воеводина Т.М., Коржавин А.Н., Куприяшин Ю.Н., Тарасов С.И.,1975; Уткин В.Л.,1981), не позволяет рекомендовать её применение для всех контингентов населения. Имеются также некоторые основания полагать, что насильственное навязывание темпа и мощности работы может влиять на её эффективность, а также уровни физиологического напряжения. Очевидно, не проводилось учёта психологических факторов, в том числе и возможных влияний концептуальной модели предстоящей деятельности.

Другие исследователи не обнаруживали фазный характер повышения Т тела во время работы. В частности, наши ранние исследования (Павлов А.С.,1972) показали, что при выполнении степ-теста до отказа, когда ректальная температура регистрировалась постоянно, её рост не имел существенных колебаний вплоть до отказа от работы.

Вышеизложенное свидетельствует о необходимости критического отношения к результатам о фазном характере скорости и величины перестройки Т тела при работе, а также дополнительного уяснения этих же вопросов с учётом современных методологических подходов при оценке взаимосвязей явлений и факторов.

Значительный вклад в уяснение вопросов терморегуляции при мышечной работе внесла статья Э.З.Рабиновича «Температурный гомеостаз при мышечных нагрузках – обзор (1978). Прекрасная работа умного ученого! Автор на основании анализа специальной литературы изложил следующие выводы (приводится часть, касающаяся нашей проблемы), цит. С. 23:

- «Физиологические реакции при пассивном перегреве тела и активном нагреве в процессе работы существенно отличаются»;

- «Только в 3-х случаях организм повышает установочную точку терморегуляции при воздействии средовых факторов: 1) при лихорадке, вызываемой болезнями или химическими веществами, 2) при пассивном перегреве, когда повышена внешняя Т, 3) при выполнении интенсивной мышечной работы»;

- «Если в первых двух случаях гипертермия сопровождается снижением функциональных возможностей организма, и, в первую очередь, ограничением двигательной активности, то в 3-м случае – при мышечной работе наблюдается так называемая контролируемая гипертермия».

На наш взгляд, исключительный интерес представляют данные двух исследователей (Myhre K., Hellstrom B.,1973; Thomson G.E., Stevenson J.A.J.,1965) о том, что Т тела у крыс во время физической работы повышалась независимо от ее интенсивности примерно до одного уровня. Порог колонической Т для вазодилатации кожи хвоста и лап животных при этом также не изменялся и соответствовал Т = 39,2°С, хотя авторы использовали различные диапазоны скоростей бега: 3,2 – 6,2 м/сек и 5 – 15 м/сек.

Изложенные выше данные различных исследователей о величинах рабочей гипертермии, наблюдаемой у представителей разных видов физической нагрузки в модельных и естественных исследованиях, побудили нас к проведению собственных исследований с целью выявления пределов рабочей гипертермии, наблюдавшейся в нескольких видах спорта в естественных условиях тренировки и соревнований.

Как правило, предельные уровни развивающейся при работе гипертермии мы изучали во время контрольных прикидок, зачётов, соревнований и т.п., поскольку именно в этих случаях обследуемые могли показывать свои максимальные возможности. Физкультурников обследовали во время зачётных уроков по физическому воспитанию в вузе. Тотчас после завершения зачётных упражнений (маршбросок на 6км, кросс 2000м, прыжки в длину, и т.п.) мы приглашали в лабораторию студентов-добровольцев и измеряли у них Т сдвиги в организме.

Установлено, что после завершения упражнений на выносливость (маршбросок, кросс) ректальная Т поднималась в среднем до 39,0±0,2°С, а у отдельных индивидуумов – до 40° и более; что касается средней Т тела, то ее прирост составлял в среднем 0,9°, а у некоторых субъектов – 1,9°С.

Исследования пределов рабочей гипертермии у боксёров показало, что в условиях поединков с равным по подготовленности партнёром ректальная Т поднималась до 40,5 – 41,0°, а средняя Т тела – до 39°. После завершения поединка Т ядра в течение 10мин снижалась до 38,7-38,9°, и на этом уровне еще поддерживалась 12-17мин.

Борцы «самбо» и «дзюдо» в наших обследованиях выполняли во время тренировки по заданию тренера от 3 до 5-ти 10-мин. схваток (с перерывами 3-5мин между ними). В результате этого ректальная Т повышалась в среднем до 39,6±0,1°, а у отдельных спортсменов – свыше 40,0°С.

В целях изучения пределов рабочей гипертермии у представителей спортивных игр мы зафиксировали изменения ректальной Т игроков команды-победителя во время финальной встречи на первенство Луганской области по гандболу. Соревнования проходили в закрытом помещении (в манеже) в апреле. Оказалось, что у всех обследованных нами спортсменов, в том числе и вратаря, Т тела была выше 39,4°, а у отдельных игроков = 40,5-40,6°.

Исследования легкоатлетов (бегунов, прыгунов и метателей) мы проводили во время соревнований на первенство области по легкой атлетике. На финише мы приглашали спортсменов в кабинет врача, где регистрировали Т-изменения.

Выявлено, что у спортсменов, выполнявших непродолжительные по времени упражнения (бег на короткие дистанции, прыжки, метания) Т тела на финише составляла 38,7-39,2°; у бегунов на средние и длинные дистанции (свыше 800м) ректальная Т поднималась гораздо выше, т.е. более 40°.

Б). Нагрузки во время экстремального труда В наших специально проведенных исследованиях на нескольких профессииональных контингентах также было показано, что уровни гипертермии могут достигать весьма высоких величин. Доступными нам для исследований являлись работники горноспасательных частей (ВГСЧ), военизированных пожарных частей (ВПЧ), парашютисты и летчики реактивных самолетов.

На горноспасателях мы изучали Т-изменения в организме под влиянием преодоления штурмовой полосы (Наставление по тактико-технической подготовке рядового и командного состава военизированных горноспасательных частей). Тест содержит многие действия, выполняемые горноспасателями во время аварии на шахте, он наиболее близко отражает те нагрузки и соответственно уровень функционального напряжения, которые имеют место в естественных условиях их профессиональной деятельности. Исследовать же нужные показатели не в модельных условиях, а в реальных, когда идет борьба за спасение людей, по вполне понятным причинам не представлялось возможным.

По нашему предложению руководство штаба ВГСЧ Луганской области организовало участие личного состава 5 взвода 2-го горноспасательного отряда в контрольной прикидке по преодолению полосы с препятствиями длиной 150м.

Указанная полоса преодолевалась отделениями в среднем за 8-9мин. Ректальная Т на финише у обследуемых составляла в среднем 38,7 ± 0,3°С, а у отдельных лиц - превышала 39,5°, прирост средней Т тела составлял в среднем 1,58°С.

Эти данные, разумеется, лишь косвенно отражали уровень гипертермии, развивающейся в естественных условиях трудовой деятельности горноспасателей Однако мы имеем основания полагать, что при ликвидации реальных аварий на шахте перегрев организма спасателей может достигать больших величин, о чем свидетельствуют данные литературы (С.А. Брандис, 1970). Обследованные нами горноспасатели, неоднократно принимавшие участие в ликвидации аварий на шахте, также отмечали, что в последних случаях бывало намного "жарче".

Аналогичным образом мы изучали предельные уровни гипертермии организма в естественных условиях трудовой деятельности пожарных. Отделение военизированной пожарной части выполняло "боевое развертывание" (Наставление по физической подготовке Советской армии и Военно-Морского флота), после чего мы зафиксировали у всех обследуемых сдвиги в организме. Оказалось, что ректальная Т повысилась до 38,5-39,0° (прирост средней Т тела составил при этом 1,43°), что, на наш взгляд, является минимумом теплового напряжения организма.

Можно верить, что в естественных условиях тушения пожара, когда нередко приходится выносить из зоны огня пострадавших (при высокой Т окружающей среды и дыме), Т-баланс организма пожарного может нарушаться в большей степени.

Наряду с исследованиями пределов рабочей гипертермии у лиц, выполнявших в экстремальных условиях интенсивную физическую нагрузку, нам представлялось целесообразным изучить степени нарушения теплового баланса организма у парашютистов и летчиков реактивных самолетов. В работе летчиков основным стрессирующим элементом выступала не мышечная работа, а необычная внешняя среда, иной эмоциональный фон, невесомость, гравитационные перегрузки, и т.п.

Исследования проводились за пределами города, на базах авиационного центра ДОСААФ Луганской области. Обследуемые нами парашютисты и летчики имели высокий уровень профессиональной подготовки, позволяющий им успешно выступать даже на мировых первенствах.

Нужно признать, что в анализируемых исследованиях на парашютистах (Положение о соревнованиях по парашютному спорту на 1985г.) и летчиках (Положение о соревнованиях по самолётному спорту на реактивных самолётах на 1985г.) мы не обнаружили существенного нарушения теплового баланса организма под влиянием профессиональной деятельности, протекающей в экстремальных условиях. Так, у парашютистов и тотчас после выполнения прыжков на "точность приземления" и тотчас после выполнения "воздушной акробатики" ректальная Т почти не изменилась, хотя Т на лбу существенно снизилась (Р < 0,02), в то время как частота сердечных сокращений достоверно увеличилась. У летчиков реактивных самолетов после выполнения фигур высшего пилотажа (перегрузки достигали от -1,5 до 8,0g), мы вообще не отметили (после приземления) существенных изменений изучаемых нами показателей. Хотя Т в кабине самолета во время полета повышалась до 35-40°, а нательное белье под комбинезоном после приземления оказалось мокрым, средняя Т тела повысилась всего на 0,18°С. Кстати, показатели функционального состояния организма лётчиков мы регистрировали не тотчас после приземления самолета: от момента окончания перегрузок проходило около 15мин (полет к аэродрому, приземление, выруливание к месту стоянки, остановка двигателей, переход летчика от самолета к оснащенной приборами машине около 70м, прикрепление датчиков).

Необходимо подчеркнуть, что неблагоприятные факторы полета (невесомость, чередующиеся перегрузки при ускорениях от "+" к "-", интенсивное охлаждение парашютистов во время свободного полета, повышенная Т воздуха в кабине самолета и т.п.) все-таки оказывали стрессирующее влияние на организм высокотренированных людей. Об этом свидетельствовало и достоверное увеличение частоты пульса и колебания кожных Т.

Обращаем внимание на то, что в других наших исследованиях, проводимых в жаркую погоду, когда мы не изучали изменения функционального состояния организма летчиков во время полета, а фиксировали лишь изменения Т в кабине реактивного самолета, получены весьма высокие величины нагрева последней (по данным воздушного термометра до 50-60° и более!). Основные факторы такого нарушения теплового комфорта в кабине самолета: интенсивная солнечная радиация на незащищенную кабину (до полета; во время стоянки самолета, и в особенности во время полета над облаками, когда ничто не препятствовало воздействию прямых солнечных лучей), нагрев кабины от интенсивно работающего мощного двигателя самолета, расположенного рядом (сзади кабины), и в какой-то степени, вероятно, тепло возникало от трения самолета с воздухом во время быстрого полета.

На основании изложенных выше данных можно заключить:

1. Достаточно интенсивная и продолжительная мышечная работа, выполняемая «экстремальными контингентами, всегда сопровождается повышением Т тела, которое достигает величин 40-41° и более;

2. Одни авторы показывали, что повышение Т ядра тела при работе имеет фазный характер, элементом которого является стабилизация гипертермии на повышенном уровне; другие исследователи обнаруживали лишь линейное развитие рабочей гипертермии в условиях физической нагрузки;

3. Подавляющее большинство исследователей полагали, что скорость и величина перестройки Т тела в условиях физической работы зависят от мощности выполняемой нагрузки, однако отдельные авторы на крысах показали независимость стабилизации рабочей гипертермии от мощности работы;

4. Продолжает дискутироваться вопрос о целесообразности рабочей гипертермии: одни авторы расценивают её как следствие недостаточности терморегуляторной системы, другие (в том числе и мы) утверждают, что повышение Т тела во время работы является физиологически регулируемым явлением.

Изложенные в предыдущем разделе сведения литературы о повышении Т тела во время экстремальной работы, и разноречивые данные о значимости изменений терморегуляции побудили нас (в целях уяснения механизмов последней) познакомиться с работами тех авторов, которые изучали изменения показателей работоспособности в условиях развития рабочей гипертермии. Основанием для такой постановки вопроса явились представления теории функциональных систем, разработанной П.К.Анохиным (1962) и получившей свое развитие в работах К.В.Судакова (1976), о том, что в любой деятельности организма (или его части) имеет место стремление к конечному полезному результату.

Одним из первых исследователей, обративших внимание на возможность изменения физической работоспособности в связи с повышением Т тела, можно считать Asmussen (1945 [28]). В последующем и другие авторы пытались установить зависимость различных показателей физической работоспособности от Т либо отдельных мышц тела, либо целостного организма (Bergh V., Ekblom B., 1978; Bergh V., Ekblom B., 1979).

Нужно отметить, что перечисленные авторы в своих исследованиях больше изучали изменения показателей терморегуляции, чем работоспособности, и лишь некоторые исследователи приходили к выводам, что повышение Т тела способствует увеличению отдельных показателей мышечной работоспособности. В частности, Bergh V.

(1980) в исследованиях на человеке показал, что «максимальная мышечная сила определенно связана с Т мышц, этот эффект возрос на 2% и 4-6% при изометрических и динамических упражнениях соответственно». Однако, автор не связывал прирост изучаемых разновидностей работоспособности с конкретными Т – показателями.

Бобков Г.А. и соавт. (1978) в эксперименте на белых крысах выявили, что при нагревании последних электробинтом (экзогенный фактор) от 37,5 до 39,5° работоспособность увеличивалась на 15-20%, если же – до 40,5° - то снижалась до исходной величины, если же – выше 40,5° - то падала ниже исходного уровня. Авторы пытались также изучить на спортсменах-регбистах изменения работоспособности в процессе спортивной тренировки, вызывающей прирост тимпанальной Т до 38°, однако четких результатов не получили.

А.Б.Гандельсман и К.М.Смирнов на основании анализа данных литературы (1970) высказывали предположение о том, что «повышение Т тела до 38 и даже до 39° является нормальным и даже желательным для достижения максимальной работоспособности. Повышение же Т тела до 40° и более создает уже угрозу перегревания и ограничивает достижения спортсмена».

Отдельные авторы (Райхман С.П.,1982), придерживаясь той точки зрения, что нарушение нормотермии в организме всегда отрицательно влияет на его функциональное состояние, в том числе и работоспособность, предлагали в целях избежания развития рабочей гипертермии охлаждать человека теплозащитным снаряжением.

В литературе описаны факты увеличения различных показателей работоспособности человека и животных при повышении Т тела, вызванной мышечной работой на велоэргометре (Bergh V., 1980), плаванием при различной Т воды (Bergh V.,1980), работой в тепловой камере (40°С) в жидкостном кондиционирующем костюме (Davies C.T.M.,1982.; Davies C.T.M., Mecrow I.K., White M.J.,1982), после нагревания и охлаждения мышц голени (Davies C.T.M.,1982;

Davies C.T.M., Mecrow I.K., White M.J.,1982) либо предплечий водой (Petresry J.S., Burse R.L., Lind A.R.,1981).

Л.А.Иоффе и Г.А.Бобков (1988) проанализировали данные литературы и обратили внимание на следующее:

- по данным А.Ленинджера (1976), Т-оптимум большинства ферментов человека находится в диапазоне от 40 до 50°С;

- для человека оптимальная Т покоя должна быть в диапазоне – 39,0 – 39,5°С, и только «экономические соображения» заставляют поддерживать Т ниже (Бартон А., Эдхолм О.,1957);

- повышение Т изолированных нейронов приводит к увеличению скорости возбуждения (Ходоров Б.И.,1975) и объему информации от проприорецепторов (Запанов Г.В. и соавт.,1973).

На основании изложенного авторы пришли к выводу, что разогрев организма приводит к увеличению работоспособности в упражнениях на силу, скорость и координацию, но не выносливость, где разогрев ядра тела оказывает отрицательное влияние. Таким образом, можно видеть, что представленный материал об изменениях работоспособности в связи с повышением Т тела не позволяет считать проблему решённой и оставляет место для дискуссий.

В недавние годы опубликовано несколько наших работ о влиянии рабочей гипертермии на работоспособность различных контингентов (спортсменов, горноспасателей, пожарных, штурманов авиации), а также о механизмах повышения Т тела во время мышечной работы (Павлов А.С., 2006, 1988,- а, 1988 – б, 1988 – в, 1991, 1995). Можно рассчитывать, что в результате этого в значительной мере прояснился вопрос о взаимосвязях мышечной работы и Т тела.

Наши наблюдения включали в себя регистрацию изменений работоспособности (как полезного конечного результата, согласно теории функциональных систем /Анохин П.К., 1962/), Т тела и других физиологических сдвигов у нескольких доступных нам контингентов (спортсменов, аварийных контингентов, студентов вузов, авиаторов, лекторов - преподавателей вузов) в естественных и моделируемых условиях экстремальной деятельности.

Работоспособность оценивалась по максимальным результатам. А). При оценке двигательных способностей – в упражнениях на силу, быстроту, ловкость, гибкость, выносливость. Б). При оценке изменений умственной работоспособности – по критериям внимания, памяти, психомоторики, мышления (подробности описаны в Павлов А.С., 2006). Проводилось тестирование специальной работоспособности, как у спортсменов, так и представителей экстремальных контингентов (в каждом виде спорта – свои критерии, подробности тестирования изложены в /Павлов А.С., 2006/). Исследовали также профессиональную работоспособность у нескольких аварийных контингентов – по критериям их профессиональной пригодности к своей работе (Павлов, 2006).

Во всех случаях проводилось углубленное изучение изменений показателей терморегуляции. Для этого измеряли многие Т - показатели, характеризующие Т-изменения «ядра» и «оболочки», рассчитывали среднюю Т тела, и в некоторых случаях средневзвешенную Т кожи (принятыми в термофизиологии методами, подробности в /Павлов, 2006/). В некоторых сериях проводили исследования изменений в динамике стресса потоотделения (подробности – в специальных статьях об этом /Павлов, 1988; Павлов – 2001; Павлов – 2007/).

Оценивали также показатели тех физиологических систем, которые обеспечивают эффективность функционирования организма в изучаемых экстремальных состояниях (т.е. его работоспособность), т.е. тех ведущих функциональных систем организма, которые обеспечивают конечный полезный результат (Павлов А.С., 1999; Павлов А.С., 2000). Здесь на первый план выступали показатели спирографического, электрокардиографического и ритмокардиографического исследований (подробности – в /Павлов, 2007/).

Алгоритм исследования предполагал проведение нескольких этапов.

Задача I этапа - изучение пределов напряжения функционального состояния организма (в том числе с регистрацией уровней гипертермии и динамики работоспособности) в экстремальных условиях. Он проходил в естественных условиях профессиональной деятельности /или ее моделирования, при невозможности изучения такого в реальных условиях, когда проводится спасение человеческих жизней/ нескольких контингентов. Обследованы пожарные, горноспасатели, спортсмены /боксеры, каратеисты, легкоатлеты/, а также авиаконтингенты курсанты военного авиационного училища штурманов, парашютисты /прыжки на точность приземления, воздушная акробатика/, летчики – истребители (описание в /Павлов, 1988/). В одной серии исследований проводилось изучение сдвигов физиологических функций во время лишь эмоциогенной нагрузки (без физических напряжений, только второсигнальный стресс). Обследовали 10 человек - опытных лекторов (до начала лекции и тотчас после неё), преподавателей вузов (кандидатов и докторов наук), регулярно выезжающих в районы для чтения лекций сельскому и городскому населению. У последних регистрировали общепринятыми методами ЧСС, артериальное давление, Т тела в прямой кишке, точность и лабильность нервных процессов (по методике /Павлов, 1987/), кистевую мышечную силу. Исследования проводились осенью, в различное время дня, возраст лекторов составлял 30-45 лет. Продолжительность лекции - от 50 до 65мин, количество слушателей - от 30 до 100чел. Обследуемые лекторы по данным обычного медицинского осмотра не имели тех отклонений в состоянии здоровья, которые не соответствовали бы их профессиональной деятельности.

Задача II этапа (4 серии исследований) – углубленная оценка адекватности и значимости функционирования системы Т – регуляции при стрессе. Он проведен в модельных условиях с выполнением прерывистой и непрерывных физических нагрузок. В 3-х использованы стандартные нагрузки, в 4-й серии - разработанная нами (Павлов, 1987) комбинированная «проба» (прерывистая физическая нагрузка), оптимизированная в соответствии с данными литературы (Павлов А.С., 2002). Последняя не была тяжелой и утомительной, но всё же вызывала существенное функциональное напряжение, в частности, отклонение Т-гомеостаза на предельно допустимые в физиологии труда и спорта величины. Обследуемые: мужчины, возраста 19 - 28 лет, не имеющие отклонений в состоянии здоровья.

Задача III этапа – выявление возможностей и путей коррекции эффективности функционирования организма при стрессе. Здесь изучали возможности двух вариантов. В первом, проводили психофизиологические тренировки испытателей, когда обследуемые 4-кратно (с интервалом в 3 – 4 дня) подвергались повторно одним и те же исследованиям. Во втором варианте, каждому обследуемому опытной группы давалась психологическая установка на единственное для него обследование путём предварительного ознакомления со всеми процедурными особенностями /за счет предварительного присутствия на инструктаже и при обследовании других людей - в качестве помощника исследователя, или просто наблюдателя/.

Лица контрольной группы получали подробный инструктаж только перед обследованием. Во всех случаях производилась оценка физиологической тяжести и эффективности для организма тестирующих нагрузок. Этот этап проведен в условиях лаборатории на тех же обследуемых, что и в I этапе.

Всего обследовано 367 человек, из них спортсменов – 49, физкультурников – 241, пожарных - 12, горноспасателей – 18, военных летчиков – 5, штурманов – 27, парашютистов – 15 человек, на каждом из которых проведено от 1 до обследований (в зависимости от задачи исследования).

Получаемый цифровой материал (массивы цифр) подвергали математической обработке различными методами, зависимыми от поставленных задач и операционной архитектоники (психофизиологической иерархии) изучаемых в каждой серии или этапе исследований факторов.

В частности, нами проведены исследования по изменению специальной работоспособности у нескольких групп спортсменов. Последние индивиды специально не приглашались в лабораторию, а работоспособность измерялась на месте тренировки в условиях выполнения каждым его специфической работы (в связи с Т изменениями при достижении гипертермии 0,5 - 1,0 - 1,5 - 2,0°).

На таблице 2.2. представлены данные изменений показателей специальной работоспособности у легкоатлетов, боксеров и каратеистов при различных уровнях рабочей гипертермии, а также ректальная Т, при которой показан наивысший результат.

Прочерки в этой таблице обозначают то, что в исходном состоянии спортсмены отказывались выполнять упражнения в связи с опасностью получения травмы.

Изменение показателей специальной раб-сти у легкоатлетов, боксеров и каратеистов при развитии рабочей гипертермии в естественных условиях тренировки в помещении (Т воздуха 20-23°С) измерения.

Прыжки,в см.

Вперед с\м 291,8 ± 19 293,8 ± 1,2 298,8 ± 2,0 295,5 ± 1,8 38,9 ± 0, Бег, в сек.

ед.

Правая рука Левая рука Сумма за 10с Примечание: прочерки («-») в таблице означают то, что спортсмен отказывался без «разминки» выполнять упражнение в связи с опасностью травмы.

Из представленной таблицы 2.2 видно, что наивысшие результаты показаны легкоатлетами при уровнях ректальной Т = 38,9 - 39,1°С, боксёрами = 39,1 - 39,2°С, каратеистами = 38,7 - 39,1°С.

Учитывая вышеизложенные данные (многочисленные, но разрозненные) и сведения об уровнях функционального напряжения организма (и изменениях работоспособности в экстремальных условиях), мы задались целью обследовать несколько профессиональных контингентов, хорошо подготовленных к своей сложной работе, связанной с риском для здоровья и жизни.

Ниже остановимся на анализе данных наших исследований, полученных при изучении изменения профессиональной работоспособности у пожарных, горноспасателей, студентов технического вуза и курсантов штурманского лётного высшего училища в модельных условиях. В профессиональной деятельности перечисленных контингентов, как правило, имеют место максимальные напряжения, от эффективности которых порой зависит многое, в том числе и жизнь многих людей.

Для оценки профессиональной подготовленности в каждой из упомянутых профессий разработаны специальные тесты, количественно характеризующие их пригодность к работе. В частности, в программу боевой подготовки пожарных включены следующие профессионально-прикладные упражнения: надевание боевой одежды и снаряжения, переноска и установка колонки, переноска «рукавов» и соединение их в рукавную линию, бег по узкой опоре, преодоление заборов и других препятствий, подъем на «этажи» с помощью лестниц, тушение горящей жидкости и др. Отдельные упражнения соединены в комплексы, такие как «штурмование 4-го этажа учебной башни», преодоление 100м полосы с препятствиями, установка выдвижной 3-коленной лестницы и подъем по ней на 3 этаж учебной башни и другие. Быстрота выполнения перечисленных комплексных профессионально-прикладных упражнений оценивается по времени (сек.), что и было использовано нами в качестве критериев профессиональной работоспособности личного состава военизированных пожарных частей.

Разогрев организма обследуемых перед выполнением тестов производился путем выполнения общеразогревающих упражнений (произвольных).

Оказалось, что пожарных наивысшая работоспособность (по средним данным) показана, при повышении ректалу ьной Т на 1,5°, что не противоречит полученным в предыдущей главе данным на спортсменах; её прирост составил 13,6%.табл. 2. Аналогичные результаты получены при изучении Т-сдвигов в организме пожарных в преодолении 100м полосы («работоспособность»), табл.2.3.

Наиболее отчетливые данные при изучении изменений профессиональной работоспособности пожарных получены при изучении времени выполнения установки выдвижной 3-коленной лестницы и подъема по ней на 3 этаж учебной башни. Установлено, что наивысшие результаты, на 22,5% превышающие исходные данные, показаны при ректальной Т = 38,8-39,1°С.

В целях оценки профессиональной работоспособности рабочих горноспасателей взвода мы использовали те тесты, которые предложены в «Наставлении по тактико-технической подготовке рядового и командного состава военизированных горноспасательных частей», а именно:

1. Надевание респиратора и его проверка;

2. Включение в респиратор;

3. Включение в изолирующий самоспасатель ШС-7;

4. Применение порошкового огнетушителя при тушении стандартного пожара;

5. Подготовка аппарата телефонно-кодовой связи «Шахтофон» к работе;

6. Преодоление штурмовой полосы с препятствиями.

Представлялось также важным исследовать особенности изменения работоспособности у курсантов 3-го года обучения авиационного училища штурманов в условиях нагрева тела физическими упражнениями. Получено, что у курсантов наивысшие результаты (на 2,8-76,5% превышающие исходные) по всем изученным критериям физической и умственной работоспособности проявлялись при гипертермии =38,7±0,1°С, табл. 2.4.

В частности, курсанты авиационного училища штурманов выполняли «на время» упражнения на лопинге, гимнастическом колесе - «рейнском» (Наставление по физической подготовке Советской Армии и Военно-Морского флота - 1978), а также тесты, характеризующие их оперативные возможности мышления, связанные с необходимостью решения сложных задач в условиях дефицита времени.

В нижеследующей сводной таблице видны те результаты профессиональной работоспособности, которые показаны будущими штурманами военной авиации, пожарными и горноспасателями.

Изменение показателей профессиональной работоспособности у курсантов авиационного штурманского училища – 1 (14 чел.), пожарных – 2 (18 чел.) и горноспасателей – 3 (18 чел.) под влиянием «разминки»

Упражнения Запоминание