Понятие переносимости

Не затрагивая медицинских вопросов вредности или полезности тех или иных банных условий, рассмотрим физиологические возможности человека как живого существа вынести те или иные метеорологические условия за какое‑то заданное время. Переносимость – это субъективный параметр, показывающий, какое время может выдержать человек те или иные условия или те или иные тепловые нагрузки. Понятие переносимости не затрагивает объективных вопросов последствий воздействий внешней среды (вред, недомогание, смерть), а просто указывает на то, что есть определённое время, после которого нахождение человека во внешней среде становится невыносимым, и человек либо рефлекторно, либо осознанно, либо с помощью других людей покидает помещение бани.

Выше мы уже дали понять, что не склонны отождествлять тело человека в бане (и не только в бане) с куском неживой материи. Человек – это живое саморегулирующееся существо, активно взаимодействующее с внешними условиями. Ощущения тепла и холода – это отклик органов чувств в виде информации для мозга для размышлений и принятия решений. Ощущение непереносимости – это тоже информация о том, что воздействие внешних факторов настолько чрезмерно, что органы чувств перестают объективно и правильно оценивать возникшую оперативную обстановку в организме человека. Это призыв к мозгу немедленно принять какие‑либо оборонительные меры.

Мы в этой в общем‑то далеко не медицинской книге не в состоянии проследить всю цепь причинно‑следственных связей в организме, в чём‑то даже пока и не известную большой науке. Поэтому, со всеми приличествующими оговорками мы в качестве исходной, конечно же, грубой модели примем, что человек состоит из тела (внутренних органов) с теплопроводностью 0,5 Вт/(м. град.) и теплоёмкостью 3,5 кДж(кг. град.) и из слоя кожи толщиной примерно 1 см (с учётом жировой клетчатки) с примерно той же теплопроводностью и теплоёмкостью. Если бы тело (внутренние органы, ткани) были бы просто «мясом», то тепловые потоки внутри тела не могли бы превышать (5‑50) Вт/м², но поскольку тело является живым (по крайней мере в том смысле, что в нём по сосудам постоянно течёт кровь), то тепловые потоки внутри тела могут достигать (300‑1500) Вт/м². А вот в коже кровеносных сосудов мало, поэтому способность переноса тепла у кожи низка, вследствие чего уже при умеренных тепловых нагрузках поверхность кожи может перегреваться. Таким образом тело (внутренние органы, ткани) можно считать изотермическим образованием с примерно одинаковой повсюду температурой.

Тело (внутренние органы) получает тепло от внутренних биохимических процессов, а также через кожу, причём через одни участки кожи тело может нагреваться (например, от тёплого камня в турецкой бане), а через другие – охлаждаться (например, испарением пота), и это бывает физиологически нормальным. При тепловых дисбалансах тело может постепенно нагреваться, а повышенная температура неблагоприятна для организма и приводит к недомоганию (дурноте) ввиду ухудшения связывания кислорода гемоглобином крови в лёгких. Почувствовав перегрев, организм человека предпринимает оборонительные действия (вызывает выделение пота), и если это не помогает, наступает кризис, который мы будем называть непереносимостью телом.

Непереносимость кожей имеет несколько иную природу: хватаясь за горячую ручку сковородки, вы тотчас понимаете, что вам не удержать её более 2–3 секунд, даже если вы будете интенсивно потеть и охлаждать другую руку холодной водой из‑под крана. Непереносимость кожей исключительно локальна, причём терморецепторы сравнивают локальные температуры кожи с температурой тела, то есть перепад температуры на коже. Поэтому кожа в обычном состоянии очень чувствительна к температурным воздействиям, а в состоянии с расширенными кровеносными сосудами в коже чувствительность кожи снижается, поскольку циркуляция крови снижает перепады температур в коже.

Переносимость может заметно отличаться у разных людей и даже у одного и того же человека в разные периоды времени. Так, например, в состязаниях по сауна‑спорту один и тот же участник может просидеть в сауне то 15 минут, а то лишь 10 минут. И это нормально, так как самочувствие человека не может быть стабильно рекордно хорошим или рекордно плохим. Поэтому все последующие численные оценки следует понимать как иллюстрацию качественных закономерностей.

Обычно непереносимость возникает в двух вышеописанных случаях: при чрезвычайно быстром темпе (большой скорости) нагрева кожи и при чрезмерном перегреве внутренних органов (безотносительно к скорости нагрева).

Тело человека способно, по крайней мере кратковременно, безболезненно выдержать температуру воды 45 °C, губы до 90 °C. Однако сразу опустить ноги в воду можно лишь при температурах не выше 40 °C (тёплая вода). При более высоких температурах воды (даже безопасного условия 45 °C) скорость подъёма температуры кожи становится настолько высокой, что появляются болезненные ощущения, и человек стремится (в том числе и неосознанно, а рефлекторно) выдернуть ноги из воды. После нескольких непродолжительных погружений ноги уже нормально выдерживают температуру 45 °C.

При определении скорости повышения температуры кожи приходится подсчитывать, с какой скоростью поступает тепло на кожу и с какой скоростью это тепло уходит из кожи внутрь тела. Если тепловые потоки на кожу настолько велики, что тепло «не успевает» уходить внутрь тела, то кожа будет непрерывно нагреваться. Это значит, что рано или поздно человек не сможет терпеть всё возрастающую температуру кожи. Предполагая, что резкий подъём температуры кожи до (40–42)°С человек ещё может перенести безболезненно, можно подсчитать тепловой поток через кожу с теплопроводностью 0,5 Вт/(м‑град). При характерной глубине расположения крупных кровеносных сосудов порядка 1 см (обеспечивающих постоянство температуры внутри тела), этот тепловой поток внутрь тела в соответствии с простейшим расчётом составит ориентировочно (0,1–0,2) кВт/м². Такой тепловой поток из кожи внутрь тела может легко распространяться затем по всему телу за счёт кровеносной системы, способной перенести 0,3 кВт/м² и более. Величину 0,2 кВт/м² назовём уровнем привыкания неразогретого тела (Ю.М. Хошев. БАНБАС, 1/25, 2003 г., стр. 51). Если тепловой поток на кожу человека (с условной поверхностью тела 1 м²) составляет менее 0,2 кВт/м², то это тепло «успевает» уходить («рассасываться») внутри тела. Это означает, что человек хорошо переносит такой темп нагрева: время переносимости кожей такого теплового потока очень велико (пока не перегреется само тело целиком).

Отметим, что раскрасневшаяся кожа за счёт усиленных потоков крови становится значительно более теплопроводной, и уровень привыкания разогретого тела возрастает до 1 кВт/м² и выше. Это означает, что человек с раскрасневшейся кожей не только хуже оценивает жару и холод, но и легче, и безопасней их переносит, поскольку кожа (вместе с терморецепторами, которые в ней расположены) при наличии интенсивного кровотока не может быстро ни охладиться, ни нагреться. Кстати, именно из‑за большого количества кровеносных сосудов губы человека и рот легко выдерживают прикосновение горячих жидкостей. В дальнейшем мы будем рассматривать лишь ощущения неразогретого тела.

На рис. 49 представлена кривая переносимости неразогретой кожей тепловых потоков, построенная по результатам измерений в сталелитейных производствах. Видно, что при введённом нами уровне привыкания переносимость кожей на самом деле очень велика. Затем по мере увеличения теплового потока переносимость кожей снижается до минут, а потом и до секунд (рис. 50).

Естественно, особо жаркая баня с временем переносимости кожей (возможным временем пребывания) в несколько секунд не может эксплуатироваться даже как экстремальная баня. Для банного процесса необходима хотя бы минута.

Рис. 49. Время переносимости человеком тепловых нагрузок на организм в области низких тепловых потоков. 1 – переносимость кожей, 2 – переносимость телом.

В то же время перегрев всего тела (внутренних органов) также приводит к непереносимости, но уже не за счёт непереносимости ощущений на коже (даже на одном каком‑либо участке кожи в виде жжения и пощипывания), а ввиду ухудшения общего самочувствия человека (повышения частоты пульса, головокружений, слабости и т. п.). Зная массу тела среднестатистического человека и его теплоёмкость, легко подсчитать характерное время нагрева всего тела человека до 39 °C (условно) при тех или иных тепловых нагрузках. Это время назовём переносимостью тепловых нагрузок телом (рис. 49, 50). Видно, что переносимость телом во много раз больше, чем переносимость кожей при больших тепловых нагрузках, то есть при интенсивном нагреве человек покидает баню из‑за появления жжения кожи, а не из‑за ухудшения общего самочувствия. Но со снижением тепловой нагрузки переносимости кожей и телом сближаются. Это вполне понятно, поскольку при приближении к уровню привыкания переносимость кожей и телом приобретают одинаковый смысл (температура кожи приближается к температуре тела, поскольку тепло «успевает» уйти внутрь тела).

Рис. 50. Время переносимости человеком нагрузок на организм в области высоких тепловых потоков. 1 – переносимость кожей (Л.А. Глушко «Защита от перегрева в горячих печах», М.: Металлургия, 1963), 2 – переносимость телом.

Подобная зависимость переносимости от величины теплового потока не является какой‑то специфической особенностью бань и организма человека, а характерна для многих явлений в природе. Так, если вы запекаете мясо на вертеле, то при малых тепловых потоках (при использовании углей и поливании водой, вином, уксусом) мясо успешно (хотя и долго) пропечётся внутри. Но при больших тепловых потоках (при использовании открытого огня) мясо просто обуглится, так и не нагревшись внутри. То есть и в кулинарии продукты могут «не вынести» высокие тепловые нагрузки из‑за термического разрушения внешнего (наружного) слоя.

В заключение отметим, что вне зависимости от времени переносимости кожей значение времени переносимости телом показывает, сколько времени надо греться в тех или иных условиях, чтобы прогреться всем телом.