Пассивное интенсивное воздействие высоких температур на организм человека

Сухая финская сауна представляет собой обшитое деревянными панелями помещение с заполненным камнями нагревателем. Температура воздуха достигает 80—100 °С на уровне головы и 30 'С на уровне пола при относительной влажности воздуха 10 — 20 %. Обычно человек выдерживает в таких условиях 5—20 мин, однако люди, привычные к сауне, могут находиться в таких условиях и дольше. Поведение организма во время приема сауны представляет собой интересную модель для изучения нейроэндокринного ответа организма в условиях экстремально высоких температур при низкой влажности воздуха.

Продукция и рассеяние тепла. Средний уровень метаболизма в состоянии покоя повышается на 20 %, достигая значений, превышающих исходные на 40 % (Hasan et al., 1966). Такое увеличение продукции тепла в условиях, затрудняющих радиационную и конвекционную теплоотдачу, вызывает повышение ректальной температуры у взрослых на 0,2; 0,4 и 1,0 °С при нахождении в помещении с температурой 72 °С в течение 15 мин, 92 "С — 20 мин и 80 °С — 30 мин соответственно (Hannuksela, Samer, 2001). После сауны метаболический уровень возвращается к исходным значениям примерно с такой же скоростью, как и температура тела.

В ответ па такое повышение внутренней температуры тела эфферентные сигналы от гипоталамуса вызывают заметное потоотделение уже через 8—12 мин. Интенсивность потоотделения в среднем составляет от 0,6 до 1,0 л-ч~' при температуре 80 — 90 °С, что приводит к потерям жидкости в течение обычного пребывания в сауне 300 — 500 мл. Несмотря на потоотделение температура кожи уже через несколько минут возрастает от 35—36 °С (исходные показатели) до 40 °С (Hannuksela, Samer, 2001).

Реакция сердечно-сосудистой системы выражается в сильном увеличении поверхностного кровообращения — от 0,5 до 7,0 л-мин'1 (т. е. от 5—10 % до 50—70 % суммарного минутного объема крови в состоянии покоя), которое достигается за счет снижения активности периферической автономной нервной системы (т. е. прекращения симпатической стимуляции, вызывающей сужение сосудов) и последующего снижения общего сопротивления периферической кровеносной системы (Zeisberger, 1998). Такое расширение поверхностных кровеносных сосудов связано с продукцией на локальном уровне такого нейротрансмиттера, как оксид азота (Kellog et al., 1999). Однако, поскольку температура воздуха намного превышает температуру кожи, вместо теплоотдачи происходит ее нагревание. Одновременно с этим повышение симпатического возбуждения грудных органов (т. е. стимуляция сужения кровеносных сосудов) приводит к снижению кровоснабжения внутренних органов до 0,6 л-мин'1. Результатом этого становится обнаруживаемое в большинстве исследований снижение диастолического артериального давления (на 6—39 мм рт. ст.), при этом изменения систолического артериального давления могут иметь различную направленность. Поскольку ударный объем остается неизменным, увеличение минутного объема крови в состоянии покоя достигается исключительно за счет повышения ЧСС. Средняя ЧСС покоя возрастает до 100 уд-мин у привычных посетителей сауны и может достигать 150 уд-мин'1 у лиц, посетивших ее впервые и испытавших сильный тепловой стресс (Hannuksela, Samer, 2001). Обезвоживание, обусловленное усилением потоотделения, также приводит к уменьшению объема крови, циркулирующего в центральной системе кровообращения. Чтобы сохранить величину минутного объема крови постоянной, вазомоторный рефлекс ограничивает кровоснабжение внутренних органов и повышает ЧСС. Наряду с секрецией адреналина и норадреналина, стабильность функции сердечно-сосудистой системы поддерживается благодаря усилению секреции ренина, аигиотензина II, альдостерона, аргининвазопрессина и кортизола (Hannuksela, Samer, 2001). Действие всех этих гормонов направлено на повышение уровня артериального давления и/или ЧСС (Вогег, 2003).

Изменения периферического уровня гормонов. Поскольку существующие экспериментальные методы исследований не позволяют осуществлять прямую количественную оценку уровня нейротрансмиттеров в головном мозге и эти нейротрансмиттеры не способны свободно пересекать гематоэнцефалический барьер, в табл. приведены изменения содержания гормонов в крови (все они являются нейротрансмиттерами или нейропептидами за исключением кортизола и трийодтиронина Т,) после пребывания в сауне. Секреция этих гормонов происходит либо в аденогипофизе (АКТГ, β-эндорфин, соматотропный гормон, пролактин), коре надпочечников (кортизол), мозговом слое надпочечников (адреналин, норадреналин) и щитовидной железе (Т3) в ответ па различные стрессоры (гипертермию, интенсивную физическую нагрузку, обезвоживание, гипоксию, гипогликемию, гиповолемию и психологический стресс; Вогег, 2003). Перечень гормонов, изменение уровня которых происходит в ответ на стресс, свидетельствует о том, что часть гормональной реакции на пребывание в сауне (80 — 100 °С) может представлять собой реакцию симпатоадреномедуллярной или гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем на психологический стресс или воздействие внешней среды.

Интерпретацию данных, представленных в табл. , затрудняют три фактора. Во-первых, несмотря на то что все образцы крови отбирались в состоянии покоя и уровень гормонов возрастал при повышении температуры в помещении, где находились экспериментальные животные (Вогег, 2003), невозможно связывать изменения гормонов у человека одним только тепловым стрессом, до тех пор пока гипертермия ядра тела не будет подтверждена измерениями внутренней температуры тела. К сожалению, только в одной из этих работ (Jezova et al., 1994) проводились достоверные измерения внутренней температуры тела (ректальной, внутри пищевода или в наружном слуховом проходе), и ни в одной не осуществлялась параллельная регистрация реакций эффекторной симпатической нервной системы, в частности интенсивности потоотделения, поверхностного кровообращения или метаболического термогенеза. В действительности различные результаты оценки характера изменений гормонов могут быть обусловлены различной степенью гипертермии. Во-вторых, концентрация гормонов в ответ на гипертермию может возрастать или понижаться с различной скоростью, т. е. фиксируемый ответ будет зависеть от продолжительности интервала времени между термическим воздействием на организм и моментом отбора крови (Jezova et al., 1985, 1994). На рис. показан этот феномен, когда после прогрева в сауне максимальные уровни АКТГ и кортизола наблюдаются в различные моменты времени. Вероятнее всего, это обусловлено тем, что усиление секреции кортизола надпочечниками происходит уже после того как достигает максимума секреция АКТГ в гипофизе и уровень этого гормона в плазме. В-третьих, регулярное повторное воздействие высоких температур и пребывание всего тела в состоянии гипертермии могут изменять характер секреции некоторых гормонов, поэтому у лиц, часто посещающих сауну на протяжении долгого времени, может вообще не наблюдаться изменений, подобных описанным в табл. 31.1 (Kukkonen-Harjula et al., 1989).

Учитывая изложенные выше соображения, считаем, что следующие выводы должным образом резюмируют данные изменения уровня гормонов в крови после воздействия высоких температур при посещении сауны:

а)Во всех исследованиях после посещения сауны наблюдали повышение уровня СТГ, β-эндорфина, пролактина и норадреналина в крови.

Примечания:

• Результаты исследований свидетельствуют о том, что β-эндорфин может способствовать усилению кровообращения (Navaratnam et al., 1992), понижать значение температуры, на которую гипоталамус реагирует как на повышенную, а также уменьшать теплообразование за счет обменных процессов (Кгаетег W.J., 2003).

• Выделение пота потовыми железами на периферическом уровне опосредовано выделением нейромедиатора ацетилхолина в симпатических холинергических нервных волокнах, повышением уровня норадреналина в крови, а также гипофизарных гормонов СТГ (Boisvert et al., 1993) и пролактина (Follenius et al., 1979; Kaufman et al., 1988).

• Повышение уровня норадреналина в плазме отражает повышение активности симпатических нервов и мозгового слоя надпочечников, обеспечивающее терморегуляторный эффекторный ответ (Zeisberger, 1998).

б)Степень изменений уровня АКТГ, кортизола и адреналина в крови после термического воздействия зависит от продолжительности/интенсивности воздействия и величины гипертермии всего тела.

Примечания:

• АКТГ и кортизол отражают нейроэндокринный ответ на тепловой стресс со стороны гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы.

• Уровень адреналина в крови стимулирует потоотделение, но при этом играет вторичную роль по отношению к непосредственной иннервации потовых желез симпатическими, холинергическими нервными волокнами (Zeisberger, 1998).

В целом сформулированные выводы согласуются с опубликованными ранее результатами исследований, свидетельствующими о том, что количественные показатели уровня норадреналина (Laatikainen et al., 1988), пролактина (Aldercreutz et al., 1976; Mills, Robertshaw, 1981; Leppaluoto ct al., 1986; Laatikainen et al., 1988) и СТГ (Leppaluoto et al., 1986) представляют собой чувствительные маркеры физиологического напряжения, обусловленного воздействием экстремальных температур в условиях сауны (80—100 *С, 7—15; % относительной влажности воздуха).