Александр Лаптев - Азбука закаливания

Теплообразование для человека — важнейший способ поддержания температуры тела. Непрерывность обменных процессов в организме сопровождается образованием тепла. Выделенную энергию принято выражать в единицах тепловой энергии — больших калориях (ккал) или кило джоулях.

Энергия, выделяемая человеком в сутки, слагается из трех величин, энергии основного обмена, энергии повышения обмена при приеме пищи и, наконец, энергии, образующейся в результате умственной и физической деятельности.

Энергия основного обмена расходуется на поддержание основных жизненных функций: дыхания, работы сердца, почек и т. д. Для взрослого человека величина основного обмена в среднем составляет примерно 24 ккал на 1 кг веса.

Теплопродукция увеличивается при приеме пищи — вследствие повышенной деятельности пищеварительных органов. При обычной смешанной диете с нормальным соотношением белков, жиров и углеводов обмен энергии после приема пищи повышается в среднем на 150–200 ккал, что составляет примерно 10–15 % основною обмена.

Повышение теплопродукции происходит в основном при физической работе и в значительно меньшей степени — при умственной. Количество тепла, выделяющееся при этом, зависит от вида деятельности, интенсивности и продолжительности работы

В различных органах тела образуется неодинаковое количество тепла. Главный регулятор теплопродукции мышцы. При интенсивной физической нагрузке они поставляют до 90 % тепла. В нормальных условиях на долю мышц приходится 65–70 % теплопродукции Второй по значимости источник теплопродукции — печень и пищеварительный тракт, они дают 20–30 % тепла.

Производство тепла при физической работе предельной мощности достигает 4000 килоджоулей в час, что превышает теплопродукцию при работе умеренной мощности примерно в 10 раз. Резкое повышение температуры тела наблюдается в момент отказа от дальнейшего продолжения физической деятельности, выполняемой на пределе функциональных возможностей человека.

Кроме тепла, образующегося в самом организме, человек в жаркие дни получает тепло от окружающей среды. Так, при температуре внешней среды ниже 15° теплообразование значительно усиливается, а свыше 30° — уменьшается. Однако при значительном повышении температуры окружающей среды — более 37° — отмечается нарушение теплообмена и температура тела повышается вновь. При снижении температуры воздуха нередко возникает холодовая дрожь — непроизвольное сокращение скелетных мышц. Эта реакция организма носит защитный характер — она усиливает теплообразование в мышцах и тем самым поддерживает нормальную температуру тела.

Таким образом, количество тепла в организме слагается из тепла, образующегося за счет обменных процессов, и тепла, поступающего из внешней среды.

Наряду с образованием тепла в организме постоянно происходит его расход — теплоотдача. В противном случае человек погиб-бы от перегревания. Расчеты показывают: если по каким-либо причинам у человека теплоотдача прекратится, то температура его тела каждый час будет повышаться на 2,5° и к концу суток поднимется выше 6°. А ведь это температура свертывания белковых частей тканей.

При интенсивной мышечной работе перегревание организма, казалось бы, должно наступить еще быстрее. При умеренной работе производство тепла, например, возрастает в 2–3 раза, а при напряженных физических упражнениях, когда в работу вовлекаются многие группы мышц (гребля, лыжи бег, велосипед, борьба) — в 10–20 раз. За 10 мин подобной работы температура тела могла бы повыситься до 42°. Однако этого не происходит, поскольку наряду с усилением образования тепла увеличивается и его отдача.

Тепло из организма человека поступает в окружающую среду в основном через кожу, а также посредством дыхания. Отдача тепла происходит по физическим закономерностям следующими путями: излучением тепла нагретой поверхностью тела; проведением тепла путем нагревания более холодного воздуха и соприкасающихся с телом предметов; отдачей тепла путем испарения воды с поверхности кожи и легких.

Теплопроведение и теплоизлучение в покое составляют около 70–80 % всей теплоотдачи. Теплоизлучение — это свойство нагретой до определенной температуры поверхности излучать тепло в виде лучистой энергии (инфракрасных лучей).

Теплопроведение представляет собой непосредственную отдачу тепла кожи прилегающим к ней предметам или частицам воздуха (воды). Проведение облегчается конвекцией, то есть сменой нагретых частиц воздуха (или воды) другими, более холодными. Конвекция усиливается при наличии ветра, увеличении скорости течения воды, — при беге, плавании. Однако конвекция охлаждает тело лишь в тех случаях, когда внешняя температура ниже температуры тела человека. Так, горячий ветер пустыни не охлаждает, а, наоборот, надевает тело. Наличие одежды также изменяет интенсивность конвекции. Костюм аквалангиста, например, предохраняет его от переохлаждения при длительном плавании в холодной воде.

Проведение зависит от теплопроводности среды. Теплопроводность воздуха мала, а воды велика, потому-то охлаждение в воде происходит значительно быстрее, чем на воздухе. По той же причине холодный влажный воздух охлаждает тело быстрее, чем сухой воздух той же температуры. Однако во влажном воздухе, имеющем высокую температуру, охлаждение тела затруднено вследствие слабого потоотделения с поверхности кожи

При невысокой температуре окружающей среды и отсутствии мышечной работы потоотделения обычно не происходит. Между тем испарение с поверхности кожи все же имеет место, потому что небольшое количество жидкости постоянно проникает через кожу наружу.

У человека, находящегося в покое, заметное потоотделение начинается в том случае, когда температура кожи повышается до 37°. При испарении во время работы 1 л пота расходуется примерно 580 ккал тепла. Потоотделение значительно усиливается при напряженной и продолжительной мышечной работе. Количество испаряемого пота может достигать 3–5 л, а в условиях жаркого климата — и более.

Постоянно происходит испарение воды и через легкие. В сутки с поверхности легких испаряется (в состоянии покоя) 200–300 мл воды, а при работе умеренной мощности такое же количество воды может испариться за 1 ч.

Испарение воды с поверхности кожи и легких во многом зависит от относительной влажности воздуха. В воздухе, насыщенном водяными парами, испарение затрудняется или прекращается совсем. В сухом воздухе, напротив, потоотделение значительно интенсивнее.

Главным источником теплопотери является кожа, Благодаря движению крови и лимфы ей передается тепло от внутренних органов. Каждый литр крови, охлаждаясь в сосудах кожи на 3°, переносит от внутренних органов на поверхность количество тепла, равное примерно 2,5 ккал. При повышении температуры внешней среды кровеносные сосуды кожи расширяются, кровенаполнение и температура кожи повышаются, что влечет за собой увеличение теплопотерь с помощью испарения; в то же время уменьшается теплоотдача проведением и излучением. Когда температура воздуха становится равной температуре кожи (33°) или превышает ее, отдача тепла проведением и излучением полностью прекращается. В этих случаях испарение пота является единственным физиологическим механизмом, при помощи которого человек может избавиться от лишнего тепла.