Переохлаждение организма. 
Физиология профессиональных заболеваний водолазов

Под переохлаждением понимается патологическое состояние организма в условиях низкой температуры окружающей среды при превышении теплоотдачи над теплообразованием в организме, сопровождающееся понижением температуры тела и нарушением физиологических и биохимических процессов.

Этиопатогенез. Организм человека и теплокровных животных в отличие от физических тел поддерживает постоянную температуру тела (состояние изотермии), отличающуюся от внешней среды, за счет непрерывно совершающихся во всех органах и тканях экзотермических реакций, на что расходуется энергия метаболических процессов.

В целом организм условно может быть разделен на сердцевину, включающую внутренние органы и ткани, где строго поддерживается температура в узком диапазоне, и оболочку, включающую кожные покровы, подкожную клетчатку, мышечный слой и ткани конечностей, через которые от центра к периферии проходит поток тепла и отдача его в окружающую среду. Наряду с этим обмен организма с внешней средой осуществляется также через дыхательные пути, где происходят обогрев и увлажнение вдыхаемой газовой смеси.

Постоянство температуры тела сохраняется лишь при условии равенства теплообразования и теплопотерь всего организма. Оно достигается за счет физиологических механизмов терморегуляции, которая подразделяется на химическую и физическую. Химическая терморегуляция осуществляется изменением уровня теплообразования (усиления или ослабления интенсивности метаболизма в клетках), а физическая — путем изменения интенсивности отдачи тепла.

Главными органами образования тепла являются мышцы и печень. Теплоотдача от организма в окружающую среду происходит путем теплоизлучения (радиационной теплоотдачи), конвекции (движения и перемешивания нагреваемого телом воздуха), теплопроведения (отдачи тепла при непосредственном соприкосновении с поверхностями) и испарения воды с поверхности кожи и легких. В состоянии покоя при ^; температуре воздуха 20 °C и суммарной теплоотдаче 419 кДж (100 ккал) в час радиация составляет 66%, испарение — 19% и конвекция — 15% от общей потери тепла организмом. В обычных условиях дыхательный компонент потери тепла составляет 5−6% от общих теплопотерь организма и достигает 104−116 Вт. Некоторая часть тепла идет на согревание принятой пищи и удаляется с мочой и калом.

В гипербарической среде в результате повышения ее охлаждающего действия указанное выше соотношение теплопотерь изменяется. Если в нормальной среде конвекционные теплопотери меньше потерь тепла за счет испарения, то в гипербарической газовой и водной средах они начинают доминировать. Особенно возрастают конвекционные потери тепла с дыхательных путей, так как на нагрев плотной газовой смеси увеличивается расход тепла. Для сохранения постоянства температуры внутренней среды организма необходимо, чтобы теплопродукция соответствовала теплоотдаче. Важнейшее значение в поддержании теплового баланса организма принадлежит терморегуляторным механизмам, которые осуществляются по сигналам со специфических и неспецифических терморецепторов (экстраи интерорецепторов). Терморецепторы имеют очень большую дифференциальную чувствительность: длительные изменения их импульсации возникают при перепаде окружающей температуры всего на 0,2⁰ С. Терморецепторы составляют две системы: тепловую и холодовую. Холодовых рецепторов в организме значительно больше, чем тепловых, и в коже они располагаются ближе к поверхности. Поэтому при одновременном раздражении одного и того же участка тела холодом и теплом ощущение холода появляется раньше, чем ощущение тепла. Терморецепторы центральной нервной системы (передней части гипоталамуса и спинного мозга) реагируют на изменение температуры крови, притекающей к нервным центрам.

Переохлаждение организма водолаза может наступить как в период пребывания водолаза под водой, так и при нахождении в условиях барокамеры.

При превышении теплопотерь над теплопродукцией у водолаза, находящегося в холодной воде, быстро снижается температура тела и развивается общее переохлаждение, которое характеризуется возникновением целого ряда функциональных, а в дальнейшем и патологических изменений в организме.

Вода в силу особых физических свойств обладает по сравнению с воздухом более высокой теплоемкостью (в 4 раза) и теплопроводностью (в 25 раз), поэтому в случае погружения водолаза в холодную воду происходит быстрая передача тепла от тела в окружающую среду. Охлаждение организма в водной среде имеет ряд особенностей, которые обусловлены физическими свойствами воды. Вода отнимает от организма человека в 11 раз больше тепла, чем воздух такой же температуры, а мокрая одежда отдает в 4 раза больше тепла, чем сухая. Во время пребывания человека в холодной воде теплообразование в организме увеличивается в 3−9 раз, однако оно не может компенсировать теплопотери, в результате чего наступает переохлаждение.

При погружении человека в холодную воду в действие вступают приспособительные механизмы, осуществляющие терморегуляцию организма в направлении уменьшения теплоотдачи и увеличения теплопродукции. Непосредственный физиологический эффект проявляется в сужении кожных кровеносных сосудов, повышении артериального давления, учащении дыхания, повышении мышечного тонуса и интенсивности обмена веществ. Механизм тепловой изоляции развит неравномерно в разных частях тела. Особенно чувствительны к холоду у водолазов дистальные отделы нижних конечностей. При вертикальном положении водолаза в воде ощущение охлаждения начинается с пальцев ног, что в значительной степени объясняется гидростатическим обжатием нижних конечностей. Затем водолазы предъявляют жалобы на замерзание пальцев и тыльной поверхности кистей, поясницы, спины и области затылка. Менее чувствительны к холоду лицо, грудь и ладони.

Несмотря на значительное снижение температуры конечностей при охлаждении организма, внутренняя температура продолжает поддерживаться на постоянном уровне. Если же защитная сосудистая реакция оказывается недостаточной и температура головы и сердцевины туловища понижается, то организм запускает второй приспособительный механизм — повышенный мышечный термогенез. При этом появляется холодовая мышечная дрожь. Приспособительные механизмы направлены на то, чтобы восстановить общий тепловой баланс организма, компенсируя возросшие теплопотери через кожные покровы и дыхательные пути.

Наиболее выгодно с позиций сокращения теплопотерь использовать вентилируемое снаряжение. Воздушная подушка скафандра, являясь хорошим теплоизолятором, уменьшает теплоотдачу организма и при той же температуре воды сохраняет температуру тела на более высоком уровне, чем гидрокостюм или гидрокомбинезон, в которых имеется незначительная воздушная прослойка. В гидрокомбинезоне (гидрокостюме), особенно мокрого типа, охлаждаются голова и область шеи водолаза, а дыхание в дыхательном аппарате ведет к усилению теплопотерь с дыхательных путей. Следует отметить, что охлаждение головы и особенно шеи отрицательно влияет на терморегуляцию и усиливает развитие общего переохлаждения. Наиболее часто охлаждение указанных частей тела может происходить при погружении под воду в мягком шлеме, не имеющем газового объема.

При пребывании человека без одежды в воде, температура которой меньше 10 «С, переохлаждение наступает сравнительно быстро и протекает в тяжелой форме. Вначале у человека развивается возбуждение, которое в дальнейшем сменяется состоянием общего торможения с последующей потерей сознания. Нередко при этом возникают судороги, останавливается дыхание, а затем и сердечная деятельность.

При температуре воды менее 8 °C у человека без одежды могут возникнуть рефлекторный холодовой шок и моментальная смерть. Шок возникает тем чаще, чем ниже температура воды. В основе механизма этих явлений лежит остановка дыхания и сердца, вызванная рефлекторным влиянием сверхсильного раздражения терморецепторов кожи.

Развитию холодового шока способствуют:

перегревание перед погружением в холодную воду;

состояние озноба перед погружением;

быстрое погружение в холодную воду (прыжки и ныряние) без постепенной адаптации к ней;

эмоциональные потрясения;

переполненные желудок и кишечник.

Продолжительность жизни человека в воде, имеющей температуру 3—5 «С, в большинстве случаев не превышает 1 ч. При температуре воды 10—18 °С переохлаждение человека может развиваться в различные сроки в зависимости от устойчивости организма к холоду и мышечной активности.

При температуре 18 °C и выше переохлаждение организма развивается сравнительно медленно. При этом успевают вступить в действие механизмы, увеличивающие теплопродукцию и уменьшающие теплоотдачу. Однако и в этом случае теплоотдача преобладает, и температура тела начинает падать. Вначале мышечная дрожь усиливается, но затем постепенно уменьшается. Это свидетельствует о развитии сильного переохлаждения. Развивается запредельное торможение в высших отделах центральной нервной системы с явлениями угнетения основных физиологических функций. Появляются безразличие и сонливость. Произвольные движения вследствие окоченения мышц становятся все более затрудненными, развиваются сильные боли в межреберных мышцах, особенно во время вдоха. Затем человек теряет сознание, у него останавливается дыхание, и через некоторое время прекращается сердечная деятельность и наступает смерть.

При температуре воды выше 20 °C время возможного пребывания в ней раздетого человека значительно увеличивается. Однако слишком длительное пребывание даже в такой воде может привести к общему переохлаждению. Это обусловлено относительно быстрым истощением энергетических ресурсов организма.

В патогенезе переохлаждения организма можно выделить компенсаторную фазу и фазу декомпенсации. Начальный этап общего охлаждения характеризуется интенсивной симпатической стимуляцией, проявляющейся ознобом, спазмом сосудов, возрастанием потребления кислорода, учащением дыхания, тахикардией и повышением уровня АД. Фаза декомпенсации, напротив, отличается нарастающим урежением пульса, падением АД, снижением температуры тела и потребления кислорода в органах и тканях, истощением ресурсов организма, возрастанием кислородной задолженности в тканях, нарушениями кислотно-основного состояния и установлением метаболического статуса организма на новом энергетическом уровне. Непосредственной причиной наступления тяжелых патологических изменений функций жизненно важных органов и систем является прогрессирующее развитие гипоксемии и гипоксии.

Низкая температура воды может способствовать появлению других специфических и неспецифических заболеваний водолазов (Тюрин В.И., 1962). Попадая в наружный слуховой проход, холодная вода может вызвать раздражение вестибулярного аппарата, что особенно опасно при баротравме уха с разрывом барабанной перепонки. Охлаждение организма способствует ускорению развития кислородного голодания при понижении парциального давления в альвеолярном воздухе. Водолазным врачам-практикам хорошо известно, что переохлаждение способствует возникновению декомпрессионной болезни. Попадание холодной воды под разорванный гидрокомбинезон во время всплытия может привести к рефлекторному спазму голосовой щели и появлению баротравмы легких. Охлаждение организма влияет на частоту случаев отравления углекислым газом вследствие повышения энерготрат и увеличения выделения СО₂ при дыхании. В исследованиях В. И. Тюрина (1962) было показано, что у спортсменов-подводников в гидрокомбинезоне и одном комплекте шерстяного белья при температуре воды 20⁰С выделение СО₂ в течение 1 ч составляет 28 л, при 15⁰" С-33 л, при 10⁰С-50 л и при 2—5°С — 66 л. При спуске в снаряжении с замкнутой или полузамкнутой схемой дыхания увеличение выделения углекислого газа может привести к ускорению насыщения химического поглотителя углекислотой и ее проскоку в дыхательный мешок. В свою очередь, повышенное парциальное давление углекислого газа способствует возникновению отравления кислородом.

Клиника. Различают легкую, среднюю и тяжелую степени охлаждения.

При легкой степени охлаждения, наступающего в случае незначительного падения температуры тела, пострадавшие ощущают слабость, головную боль, головокружение. Отмечаются «гусиная кожа» (вследствие сокращения пиломоторов — мышц, поднимающих волосы), цианоз губ, носа, ушных раковин, пальцев рук, мелкий тремор губ и нижней челюсти, эйфория, снижение ощущения реальной обстановки, общая адинамия, снижение тонуса мышц конечностей. Пострадавшие жалуются на озноб, мышечную дрожь, головную боль, головокружение, судороги икроножных мышц, но при этом еще сохраняют способность к самостоятельному передвижению.

При охлаждении средней степени, наступающем при падении ректальной температуры до 34—35 °С, у пострадавших отмечаются заторможенность, сонливость, которая может перейти в ступорозное состояние («оцепенение» с отсутствием реакций на внешние раздражители), при этом возможны расстройства мышления, памяти и речи. Пострадавшие жалуются на боли в мышцах и суставах, утрачивают способность к самостоятельному передвижению. Пульс становится редким, слабого наполнения. Дыхание ослаблено и замедлено. Иногда пострадавшие внезапно теряют сознание после подъема из воды, что чаще всего обусловлено гипогликемической комой. Из осложнений возможны пневмония, ангина, отит. При отсутствии осложнений полное выздоровление наступает через 3—5 сут.

Тяжелая форма переохлаждения наблюдается при падении ректальной температуры ниже 34⁰ «С. Характерны потеря сознания и наступление коматозного состояния. Отмечаются резкий цианоз кожных покровов и слизистых, своеобразный плотный отек кистей рук, стоп, губ и лица. Дыхание ослаблено и резко замедлено. Кровяное давление резко понижается, тоны сердца глухие, выслушиваются с трудом. Часто возникают разнообразные осложнения. При снижении ректальной температуры до 25−22⁰С наступает смерть.

Оказание помощи и лечение. Объем и характер первой помощи и лечения при переохлаждении зависят от степени переохлаждения водолаза.

При появлении начальных признаков переохлаждения у водолаза под водой и невозможности его подъема на поверхность водолазу при нахождении на остановках декомпрессии рекомендуют начать выполнять физические упражнения. По достижении глубины 9−12 м целесообразно поднять водолаза наверх для проведения декомпрессии на поверхности (см. приложение 22). Декомпрессию в барокамере переохлажденного водолаза следует проводить по удлиненному режиму, а при появлении признаков декомпрессионной болезни — по одному из режимов лечебной рекомпрессии (см. п. 8.2.6), выбранных с учетом тяжести симптомов декомпрессионного заболевания. В барокамере в целях согревания с пострадавшего необходимо снять мокрую одежду, насухо вытереть тело, надеть сухое нижнее белье и несколько комплектов шерстяного водолазного белья. Ноги и тело следует обложить грелками, заполненными водой с температурой 40—50 °С. Рекомендуется также согревать грелками области шеи и затылка. Тело пострадавшего следует хорошо растереть шерстяной тканью, смоченной 50%-ным раствором этилового спирта, до покраснения кожи. Мышцы нужно растирать до тех пор, пока не восстановится подвижность рук и ног. Во избежание перегрева согревание тела следует прекратить по достижении ректальной температуры 36 «С.

При глубоком охлаждении основной задачей лечебных мероприятий является выведение организма из состояния глубокого генерализованного торможения всех отделов центральной нервной системы и восстановление температуры тела путем энергичного глубокого согревания с одновременным поддержанием деятельности сердечно-сосудистой системы и дыхания. Для выведения пострадавшего из состояния холодового шока одновременно с интенсивным согреванием проводят внутривенное вливание противошоковой жидкости или 20—25%-ного раствора этилового спирта в стерильном физиологическом растворе объемом до 200 мл.

При резком нарушении или отсутствии спонтанного дыхания декомпрессия прекращается. Немедленно приступают к искусственной вентиляции легких по способу «изо рта в рот» или «изо рта в нос». Перед проведением искусственной вентиляции легких необходимо осмотреть и очистить ротовую полость, а также предотвратить западение языка. Декомпрессия пострадавшего возобновляется после восстановления дыхания и сердечной деятельности.

Для восстановления энергетических ресурсов организма и профилактики гипогликемической комы пострадавшему необходимо ввести внутривенно 50−100 мл 40%-ного раствора глюкозы, подогретого до 40 «С, с инсулином (10 ME). Последний исключает резкое повышение концентрации глюкозы в крови и ускоряет проникновение глюкозы в клетки печени, нервной системы и мышц. С целью повышения лабильности нервных узлов сердца, предупреждения фибрилляции его желудочков и снижения проницаемости стенок капиллярного русла пострадавшему следует ввести внутривенно 7—10 мл 10%-ного раствора хлористого кальция.

Для нормализации кровообращения (восстановления онкотического давления, объема циркулирующей крови и величины артериального давления), а также восстановления в крови электролитного и белкового состава пострадавшему необходимо ввести внутривенно 500—1000 мл подогретого до 40 °C полиглюкина вначале струйно (половину объема), а затем капельным способом в течение 2—4 ч.

Для стимуляции сердечной деятельности и дыхания пострадавшему, находящемуся в барокамере, вводят по показаниям 0,5 мл 0,05%-ного раствора строфантина внутримышечно, 1 мл 0,06%-ного раствора коргикона внутримышечно или 1 мл 10%-ного раствора коразола подкожно и дают дышать газовой смесью с парциальным давлением кислорода 1,0—1,2 кгс/см² в течение 2−3 ч с перерывами на 15 мин дыхания воздухом через каждый час дыхания обогащенной кислородом газовой смесью. После восстановления сознания пострадавшему дают пить горячий сладкий чай или кофе. Для питания ему готовится легкоусвояемая, богатая белками, углеводами и витаминами пища. С целью профилактики пневмонии пострадавшему назначают антибиотики или сульфаниламидные препараты.

После проведения водолазных спусков, не требующих проведения декомпрессии, для согревания организма водолаза можно использовать душ или ванну с температурой воды от +38 до +42 °С, осторожно растирая кожу мочалками или руками.

Для контроля эффективности мероприятий по согреванию и во избежание перегревания организма должен проводиться контроль температуры тела (предпочтительно ректальной).

Все переохлажденные до подробного выяснения состояния здоровья должны рассматриваться как тяжелобольные. Пострадавшие с тяжелой степенью переохлаждения через сутки после окончания декомпрессии направляются в больницу, при этом принимаются меры по предупреждению повторного охлаждения в пути.

Профилактика. Профилактика переохлаждения водолазов при спусках в холодную воду достигается использованием теплозащитной одежды и ограничением времени работы под водой.

Водолазу разрешается одевать:

рабочий костюм без шерстяного белья при спусках под воду с температурой выше +20 °С (при использовании гидрокомбинезона или гидрокостюма «сухого типа») или +15 °С (при использовании водолазной рубахи вентилируемого снаряжения);

нательное белье и один комплект шерстяного белья под гидрокомбинезон или гидрокостюм «сухого типа» при температуре воды менее +20 °С; рабочий костюм и один комплект шерстяного водолазного белья, меховые носки и чулки под водолазную рубаху вентилируемого снаряжения при температуре воды от +5 до +15 °С;

рабочий костюм и двойной комплект шерстяного водолазного белья, меховые носки и чулки под водолазную рубаху вентилируемого снаряжения при температуре воды ниже +5°С и температуре воздуха ниже 0 °C, а также при спусках глубже 45 м независимо от температурных условий их проведения в средних широтах.

Радикальным способом предупреждения переохлаждения организма водолазов при спусках в холодную воду, особенно на средние и большие глубины, является использование водолазного снаряжения со средствами активного обогрева тела и с подогревом дыхательной газовой смеси.

Водолазные рубахи и гидрокомбинезоны (гидрокостюмы) «сухого типа» должны иметь исправные травящие клапаны, не пропускающие воду вовнутрь. Водолазные рубахи, гидрокомбинезоны и гидрокостюмы не должны иметь разрывов, потертостей и проколов.

Необходимо соблюдать допустимое время пребывания под водой в зависимости от ее температуры при спуске водолаза (спортсмена-подводника) с использованием водолазной рубахи (гидрокомбинезона или гидрокостюма) и средств теплозащиты в соответствии с вышеприведенными рекомендациями и без средств гидрои теплозащиты.

Допустимое время пребывания в воде в водолазной рубахе или гидрокомбинезоне (гидрокостюме)

Допустимое время пребывания в воде без водолазной рубахи или гидрокомбинезона (гидрокостюма)

Медицинский персонал, осуществляющий медицинское обеспечение водолазных спусков и спасательных работ, должен знать безопасные, допустимые и критические сроки пребывания человека в воде, а также ориентировочные сроки наступления потери сознания и смерти и учитывать эти сроки при оказании помощи человеку за бортом.

Безопасное, допустимое и критическое время пребывания человека без гидрои теплозащитной одежды в воде в зависимости от ее температуры

Ориентировочные сроки наступления потери сознания и смерти человека без гидрои теплозащитной одежды в воде в зависимости от ее температуры.

При выполнении работ в условиях отрицательных температур наружного воздуха необходимо также принимать меры против переохлаждения на водолазном посту водолазов и обслуживающего персонала. Для одевания и раздевания водолазов необходимо применять отапливаемые помещения (будки или палатки), а также защитные приспособления от ветра и осадков или неотапливаемые будки и палатки непосредственно на месте водолазных спусков над майнами.