При понижении
температуры окружающей среды потери тепла через кожные покровы возрастают.
Скорость теплоотдачи зависит от разницы температур кожи и воздуха (или воды) и
теплопроводности среды, в которой находится человек.
Теплопроводность
воды в 25—30 раз выше, чем воздуха, поэтому в воде человек теряет тепло за счет
проведения и конвекции гораздо быстрее, чем на воздухе. Это основная причина
того, что намокание одежды в условиях низкой температуры может приводить к
быстрой потере тепла. На потерю тепла влияет также площадь поверхности кожи
(точнее, поверхности кожи, контактирующей с внешней средой). Чем меньше
линейные размеры тела человека, тем больше соотношение поверхности тела к его
массе. Следствием этого является тот факт, что при участии физиологических
компенсаторных механизмов человек с меньшими линейными размерами тела будет
терять тепло быстрее.
Еще один важный
фактор заключается в том, что ветер увеличивает скорость потери тепла за счет
конвекции. В этой связи фактор резкого ухудшения погоды является общепринятым
показателем, который учитывает воздействие холода на кожу, а также на общие
потери тепла. Этот фактор в значительной степени зависит от скорости ветра.
Например, при температуре воздуха 0°С и скорости ветра 24 км/час потери тепла
будут такими же, как при -10,5°С. При скорости ветра 40 км/час фактор резкости
погоды будет соответствовать -16 °С. Такой эффект может быть обусловлен не
только ветром, но и перемещением самого человека. То есть при температуре -10°С
и отсутствии ветра для лыжника или конькобежца, который перемещается со
скоростью 40 км/час, фактор резкости погоды составит -31°С. Поэтому юным
бегунам на лыжах следует рекомендовать полностью закрывать от ветра голову, включая
лицо, когда фактор резкого ухудшения погоды характеризуется снижением температуры
окружающей среды до -20—23 °С.
Обычно редко кто
задумывается над тем, что даже в условиях холода физическая нагрузка может
сопровождаться потоотделением. Например, потери жидкости у бегуна на лыжах во
время гонки на 50 км могут составлять несколько литров. Если пот будет
проходить через одежду, его испарение будет дополнительно охлаждать тело.
Подобный эффект наблюдается и при влажной одежде.
Следует помнить,
что охлаждение организма происходит во время испарения через органы внешнего
дыхания. Потери тепла при дыхании происходят за счет сочетания конвективного
охлаждения (из-за разницы температур между слизистой дыхательных путей и
вдыхаемым воздухом) и испарительного охлаждения (вследствие увлажнения
вдыхаемого воздуха). В холодную сухую погоду ребенок за время тренировки
продолжительностью 1 час может терять до нескольких сотен килокалорий только за
счет испарения влаги во время дыхания.
Избыточному
охлаждению тела препятствуют два защитных физиологических механизма. Первый —
это сужение периферических сосудов, направленное на уменьшение потерь тепла.
Ограничение притока крови к коже уменьшает конвекцию тепла от ядра тела к
периферии. Вследствие этого происходит снижение температуры кожи и уменьшение
разницы температур между кожей и воздухом. Конечным результатом является
уменьшение потерь тепла за счет проведения, конвекции и излучения.
Второй защитный
механизм — это увеличение метаболического образования тепла. В состоянии
покоя это - гормональная и нервная регуляция без
участия мышц (несократительный термогенез). Если вырабатываемого таким образом
тепла недостаточно, начинается непроизвольная мышечная дрожь (то есть
ритмические неконтролируемые мышечные сокращения). Сократительный термогенез
является наиболее существенным ответом, поскольку его использование позволяет
увеличить интенсивность метаболизма в 5 раз.
Увеличение
метаболического образования тепла может происходить и за счет двигательной
активности. При достаточно высоком уровне двигательной активности температура
тела не будет снижаться. Часто она может повышаться, несмотря на холодный
день. В случае таких продолжительных напряженных гонок, как марафонские забеги,
температура тела может достигать 40—42°С даже при внешней эффективной
температуре всего 5°С.
Еще один пример —
лыжный спорт. Температура тела спортсмена сохраняется высокой, несмотря на
достаточно легкую одежду и минусовую температуру внешней среды. В игровых видах
спорта, где физическая нагрузка варьирует в широких пределах, например в хоккее,
общий уровень метаболического термогенеза также достаточно высок, чтобы
исключить риск переохлаждения тела у детей.
Google |