Лицо горит, выступает пот, и единственное естественное желание — поскорее уйти в прохладное место.
На первый взгляд причина кажется очевидной: жарко становится из-за высокой температуры окружающей среды. Однако для этого на улице вовсе не обязательно должно быть +35 °C.
Человек может находиться зимой в спортзале с работающим кондиционером и уже через несколько минут тренировки обливаться потом. Или же в теплой комнате окружающие чувствуют себя комфортно, в то время как кому-то нестерпимо хочется распахнуть окно.
Дело в том, что тепло поступает не только извне — человеческое тело само непрерывно его вырабатывает.
Человек как источник тепла
Для поддержания жизнедеятельности в организме непрерывно идут химические процессы. Энергию, полученную с пищей, клетки расходуют на движение, работу внутренних органов, синтез новых веществ и множество других задач.
В ходе этих реакций часть энергии неизбежно выделяется в виде тепла. Поэтому организм производит тепло, даже когда человек просто сидит без движения. Сердце сокращается, головной мозг потребляет энергию, в печени идут сложные биохимические превращения, а клеточный метаболизм не останавливается ни на секунду.
При физической нагрузке это проявляется особенно ярко. Во время бега или подъема тяжестей скелетные мышцы работают значительно интенсивнее. С увеличением расхода энергии резко возрастает и теплопродукция.
Именно поэтому в спортивном зале может быть довольно свежо, но тренирующемуся человеку все равно становится жарко.
Основная сложность для организма заключается в том, что избыточное тепло необходимо выводить.
Организм человека рассчитан на поддержание внутренней температуры в сравнительно узком диапазоне. Если тепло накапливается или поступает из окружающей среды быстрее, чем рассеивается, температура тела начинает расти.
Именно по этой причине у организма существует собственная система терморегуляции и охлаждения.
Термостат в головном мозге?
Говоря о терморегуляции, специалисты часто упоминают гипоталамус — небольшую область промежуточного мозга, которую нередко сравнивают с биологическим термостатом.
Реальная система устроена значительно сложнее.
В коже и во внутренних органах расположены терморецепторы, чувствительные к изменениям температуры. Мозг непрерывно обрабатывает поступающие от них сигналы, а гипоталамус координирует физиологические реакции, направленные на поддержание теплового баланса.
При накоплении избыточного тепла активируются механизмы теплоотдачи.
Одна из первых реакций происходит в коже: сосуды расширяются (вазодилатация), и к поверхности тела устремляется больший объем теплой крови. За счет этого тепло легче отдается во внешнюю среду.
Именно поэтому на жаре или после интенсивной тренировки лицо может покраснеть так, будто человеку задали крайне неловкий вопрос.
Затем подключается ключевое звено естественного охлаждения — потоотделение.
Почему пот охлаждает организм?
Потоотделение часто воспринимается как одно из самых неприятных проявлений жары, однако без него сохранять стабильную температуру тела в горячей среде было бы практически невозможно.
Потовые железы выделяют жидкость на поверхность кожи.
Здесь принципиально важна одна деталь: сам факт появления пота еще не означает эффективного охлаждения. Главную роль играет именно испарение.
Для перехода воды из жидкого состояния в пар требуется энергия. Когда пот испаряется с поверхности кожи, он забирает значительную часть тепловой энергии у тела. В результате охлаждается как сам кожный покров, так и циркулирующая кровь.
По этой причине даже легкий ветерок на вспотевшей коже ощущается особенно приятно: движение воздуха ускоряет испарение.
Аналогичным образом помогает и вентилятор. Он не охлаждает воздух, как кондиционер, и температура в помещении может оставаться неизменной, однако поток воздуха ускоряет отдачу тепла за счет конвекции и испарения.
Здесь возникает закономерный вопрос: если потоотделение настолько эффективно, почему влажная жара переносится значительно тяжелее?
Почему влажная жара особенно опасна?
Многие замечали, что одна и та же температура воздуха воспринимается по-разному.
В один день +30 °C переносятся относительно терпимо, а в другой — при тех же показателях термометра — человек покрывается потом за считанные минуты.
Определяющий фактор здесь — относительная влажность воздуха.
Когда воздух уже насыщен водяными парами, испарение пота с поверхности кожи резко затрудняется.
Организм продолжает выделять пот — нередко в огромных количествах, — но если жидкость не может испаряться, охлаждающий эффект практически сходит на нет.
Поэтому при высокой влажности люди могут обильно потеть, но при этом продолжать стремительно перегреваться.
Это подтверждает, что показатели сухого термометра не дают полной картины тепловой нагрузки на человека. Огромное значение имеют влажность, циркуляция воздуха, прямая солнечная радиация, одежда и уровень физической активности.
Для организма решающим является соотношение: сколько тепла получено и выработано против того, сколько удалось рассеять.
Физиологическая цена потоотделения
Система охлаждения требует ресурсов. Вместе с потом организм теряет воду и важнейшие электролиты. Если вовремя не восполнять потери жидкости, быстро развивается дегидратация (обезвоживание).
Возникает опасный замкнутый круг.
Жара провоцирует потоотделение, потоотделение ведет к потере жидкости, а выраженное обезвоживание нарушает работу сердечно-сосудистой системы и резко снижает способность организма к терморегуляции.
Поэтому питьевой режим в жаркую погоду — это не просто утоление жажды, а необходимое условие для бесперебойной работы механизма охлаждения тела.
Когда перегрев становится опасным?
В большинстве ситуаций организм успешно справляется с терморегуляцией. Проблемы начинаются тогда, когда скорость выработки и накопления тепла превосходит возможности теплоотдачи.
Тепловое истощение может сопровождаться резкой слабостью, головокружением, тошнотой, головной болью и профузным потоотделением.
В критических ситуациях развивается тепловой удар.
Это состояние выходит далеко за рамки ощущения дискомфорта от жары. При тепловом ударе температура тела поднимается до критических отметок, нарушаются функции центральной нервной системы.
Тепловой удар — это неотложное медицинское состояние.
Механизм, который ежедневно и практически незаметно защищает человека, имеет предел возможностей.
Обильный пот, прилив крови к лицу и учащенное сердцебиение на жаре могут казаться неприятными, но все это — проявление работы сложной защитной системы, спасающей организм от перегрева.
Пока человек ищет внешний кондиционер, организм уже задействует собственный.
