[an error occurred while processing this directive]
[an error occurred while processing this directive]
 
[an error occurred while processing this directive]

А. Демкин

Физиологические изменения в организме человека при тепловом стрессе в бане или сауне.

Статья из цикла Баня, сауна и здоровье.


Нравится

Как изменяется работа различных органов и систем организма при воздействии высоких температур воздуха и повышенной влажности в условиях парной в сауне или бани?

С точки зрения физиологии посещение парной в сауне или бане с экстремальными для организма температурами (45-100°C и более) является тепловым стрессом для организма человека. В условиях сауны или бани  организм человека получает из внешней среды гораздо больше тепловой энергии, чем он может отвести с помощью механизмов терморегуляции. Реакция организма человека на высокие температуры в бане или сауны в рамках механизмов теплового стресса, проявляется как на уровне всего организма, так и на клеточном уровне. Основная цель функциональных изменений при тепловом стрессе  – отведение избыточного тепла как от жизненно важных органов, так и от всего организма в целом.

тепловой стресс в бане или сауне

 

Искусство правильного парения в бане, с точки зрения физиологии состоит в том, чтобы воспользоваться положительными эффектами воздействия тепла на организм в рамках адаптации (приспособления) организма к тепловому воздействию (стадия эустресса), и не довести реакции теплового стресса до стадии дистресса из-за перегрева организма, когда адаптационные механизмы организма нарушаются, резервы истощаются, наступает дисбаланс гомеостаза (постоянства внутренней среды организма), и возможно развитие нежелательных состояний организма в виде острых состояний, требующих неотоложной помощи, либо осложнений хронических заболеваний.

На стадии адаптации к тепловому стрессу положительное влияние на организм оказывает значительное усиление кожного кровотока, расширение переферических сосудов, интенсивное потоотделение.

На стадии дезадаптации к тепловому стрессу из-за преобладания действия симпатической нервной системы и гормонов стресса, значительно возрастает нагрузка на сердечно-сосудистую систему, может возникать недостаточность кровоснабжения миокарда, возникает спазм переферических сосудов, нарушается баланс электролитов, увеличивается вязкость крови, нарушается потоотделение и теплоотдача, происходит интенсивный перегрев организма. На увеличение выраженности стрессовых реакций могут повлиять тепловые контрастные процедуры (окатывание ледяной водой, погружение в ледяную воду).

Основное правило пользования сауной или баней:

не допустить перегрева, чтобы не вызвать
нарушения постоянства внутренней среды организма.

 

[an error occurred while processing this directive] Тепловая нагрузка на организм в сауне или бане составляет от 300 до 600 Вт/м2 поверхности тела.1 Во время посещения бани или сауны температура кожи быстро возрастает до величины 40°C, в то время как увеличение ректальной температуры зависит от интенсивности и продолжительности теплового воздействия.2 При температуре воздуха в парной 80°C ректальная температура возрастает на 0,9°C за 30 минутную экспозицию. При более высоких температурах воздуха в парной и неадекватной теплоотдаче рост ректальной температуры может составить 1°C за 10 минут. В норме на протяжении всей сессии в парной температура ядра тепла достигает 39°C, а кожная температура до 42°C. На уровне кончика носа или ушей температура кожи может быть и выше, что вызывает болезненные ощущения, служащие сигналом о перегреве организма.    Динамика повышения температуры тела в парной зависит от частных условий: температуры окружающей среды, влажности воздуха, особенностей работы системы терморегуляции организма человека. После окончания банной сессии ректальная температура возвращается к исходным значениям через 15 минут.3

Тепловой стресс в бане и эндокринная система

Чем выше температура в парной, чем хуже работает система терморегуляции, чем хуже теплоотдача организма, чем дольше пребывание человека при повышенных температурах, тем выраженнее становится реакция теплового стресса.

В физиологической компенсации теплового стресса принимают участие система гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой регуляции и ренин-ангиотензин-альдостероновая система. Отведение избыточного тепла осуществляется за счет увеличения периферического кровообращения, потоотделения и гипервентиляции легких.  Во время экспозиции в сауне увеличивается выработка норэпинифрина (норадреналина). Уровень эпинефрина (адреналина) и кортизола, как правило, повышается только в случае погружения в холодную (ледяную) воду или окатывания холодной (ледяной) водой по выходу из парной.
При тепловом стрессе сердечно-сосудистая система реагирует увеличением частоты сердечных сокращений до двух раз и более, увеличением сердечного выброса на 60-70%.4 5 При этом ударный объем сердечного выброса не изменяется. Одновременно на 40-42% снижается периферическое сосудистое сопротивление, что позволяет значительно увеличить кожную перфузию.6 В снижении периферического сосудистого сопротивления ведущую роль играет ацетилхолин-зависимая система вазодилатации,  медиатором в которой служит оксид азота (NO)7, вырабатываемый клетками эндотелия сосудов и простагландины.8 Одним из механизмов запуска вазодилатации является выделение пота, содержего тканевой  калликреин, который превращает кининоген в пептид брадикинин, запускающий вазодилатацию через воздействие на  β2-рецепторы и выработку оксида азота.9 Также под воздействием высоких температур ингибируется норадреналин-зависимая симпатическая система вазоконстрикции (α-рецепторы), что приводит к открытию артериоло-венозных анастамозов.   Активация системы вазодилатации при тепловом стрессе приводит к увеличению кожного кровотока на 80-95%,10 достигая – 7-8 литров в минуту и составляя до 70% объема минутного сердечного выброса. В обычных условиях при температуре окружающего воздуха 20°C кожный кровоток составляет всего 5-10% от объема сердечного выброса. Увеличенный кожный кровоток обеспечивает лучшее  отведение избыточного тепла через кожу с потоотделением. На каждый градус увеличения температуры тела организм реагирует 2-3-х кратным увеличением кожного кровотока по сравнению с обычными условиями окружающей среды. Особенно сильно увеличивается кровоток в дистальных отелах конечностей (кисти, стопы).  Одновременно уменьшается приток крови к мышцам (сокращение на 0,2 л/мин), внутренним органам (сокращение на 0,6 л/мин)  и почкам (сокращение на 0,4 л/мин), что позволяет медленнее расти температуре «ядра» человеческого тела.11  С уменьшением периферического сопротивления уменьшается диастолическое давление, в то время как систолическое артериальное давление во время сессии в сауне у здоровых людей, как правило, остается неизменным или увеличивается. Одновременно резко возрастает потребление кислорода и уровень метаболизма, увеличивается жизненная емкость легких, показатели минутной вентиляции легких и объем форсированного выдоха легких12 как при физической нагрузке.

Компенсаторная теплоотдача организма происходит за счет выделения пота потовыми железами. Влага для пота поставляется за счет плазмы крови. Чем больше выделяется пота, тем меньше становится объем плазмы крови и, соответственно, увеличивается гематокрит. Максимальное количество экринных потовых желез (до 2000/см2) находится на кожной поверхности грудной клетки и на конечностях. Потоотделение в парной бани или сауны начинается достаточно быстро (на 5-й-8-й минуте), и достигает максимума примерно на 12-15-й минуте на уровне 0,6-1,0 кг/час13, при средней общей секреции пота за весь сеанс примерно 0,5 кг.14 При экстремальных температурах выше 100°C  продукция пота может достигать уровня 2,0 кг/час. С потом происходит теплоотдача на уровне 200 Вт/м2 поверхности тела. Кожная температура начинает снижаться сразу с началом потоотделения в парной. C выделением пота происходит потеря электролитов (натрий, калий, магний и хлориды). После воздействия на тело горячего пара (при подбрасывании воды на каменку), наблюдается вторичное выделение пота, которое длится 1-2 минуты.

Под воздействием повышенной температуры происходит трехкратное увеличение уровня нейропетида бета-эндорфина, являющимся лигандом к опиатным рецепторам, который  обеспечивает лучшую приспособляемость к резким изменениям условий окружающей среды, служит анальгетиком и, одновременно, обеспечивает комплекс приятных ощущений при посещении бани или сауны.  Одновременно в плазме крови отмечается повышенная концентрация гормона роста и пролактина. 

Таблица №1: Кратковременные гормональные изменения в организме человека во время посещения сауны или бани и погружения (окатывания) холодной (ледяной) водой.15

Гормон

Вектор изменений

Изменения при тепловом стрессе

Физиологический эффект при тепловом стрессе

Адренкорткотропный гормон

↑ -

Не меняется или увеличивается от 2 до 5 раз

Стимулирует синтез и секрецию глюкокортикоидов — кортизола, кортизона, кортикостерона. Снижает процессы воспаления, улучшает интеллектуальные показатели.

Альдостерон

Увеличивается от 3 до 6 раз

Вызывает усиленную реабсорбцию натрия в дистальных канальцах с его задержкой в организме и повышении экскреции калия с мочой. Под влиянием альдостерона происходит задержка в организме хлоридов и воды, усиленное выделение Н-ионов и аммония, увеличивается объем циркулирующей крови, формируется сдвиг кислотно-щелочного состояния в сторону алкалоза. Действуя на клетки сосудов и тканей, гормон способствует транспорту Na+ и воды во внутриклеточное пространство.

Ангиотензин II

Увеличивается в 3 раза

Сужает артерии и вены, что приводит к повышению давления. Вызывает чувство жажды. Повышает секрецию антидиуретического гормона и адренокортикотропного гормона, а также потенциирует высвобождение норадреналина. Увеличивает задержку натрия. Под действием ангиотензина кора надпочечников выделяет гормон альдостерон, вызывающий задержку Na и потерю K.

Вазопрессин

Увеличивается от 1,5  до 2 раз

Задерживает воду в организме, увеличивает объёма циркулирующей крови, разжидает плазму крови, снижая содержание Na.

Предсердный натрийуретический пептид

Увеличивается от 1,5  до 3 раз

Снижение объема циркулирующей крови, снижение артериального давления, снижение реабсорбции натрия в почечных канальцах (увеличение вывода Na+ с мочой), активация липолиза (расщепления жиров).

Бета-эндорфин

Увеличивается от 2  до 3 раз

Улучшение эмоционального статуса: создает чувство благополучия, повышает самооценку, социальную активность, создает ощущение эйфории, обладает антидепрессивным действием. Обладает обезболивающим, противошоковым действием. Снижает тонус симпатической нервной системы, тормозит секреторную активность и перистальтику пищеварительной системы. Модулирует функции иммунной системы (выработка Т-лимфоцитов, лимфокинов, миграция иммуноглобулинов).

Кортизол (гидрокортизон)

- ↑↓

Остается неизменным, увеличивается от 1,5  до 3 раз или снижается на 10%-40%.

NB! Рост концентрации Кортизола наблюдается, в основном, при окатывании холодной водой или при погружении в холодную воду после парной.

Стимулирует сердечную мышцу, повышает артериальное давление, вызывает задержку воды в организме. Обладает противовоспалительным действием. Стимулирует распад белков и синтез углеводов (глюкозы). Гормон стресса.

Эпинефрин (Адреналин)

- ↑

Остается неизменным, увеличивается от 2  до 3 раз.

NB! Рост концентрации Адреналина наблюдается, в основном, при окатывании холодной водой или при погружении в холодную воду после парной.

Вызывает сужение сосудов органов брюшной полости, кожи и слизистых оболочек, в меньшей степени сужает сосуды скелетной мускулатуры, но расширяет сосуды головного мозга. Способствует усилению и учащению сердечных сокращений, облегчению атриовентрикулярной проводимости, повышению автоматизма сердечной мышцы, что может привести к возникновению аритмий. Повышает потребность миокарда в кислороде. Повышает артериальное давление. Расслабляет гладкие мышцы бронхов и кишечника. Повышает содержание глюкозы в крови и усиливает тканевой обмен. Увеличивает нервно-психическое напряжение.

Фолликулостимулирующий гормон

-

Остается неизменным

Нет изменений.

Глюкоза

-↑

Остается неизменным, увеличивается до 5%

Источник энергии для метаболических процессов. Антитоксическое действие.

Гормон роста (соматропин)

Увеличивается от 2  до 5 раз

Усиливает синтез белка и тормозит его распад, способствует усилению распада жиров, снижает уровень глюкозы в крови.   

Инсулин

-

Остается неизменным

Нет изменений.

Лютеинизирующий гормон

-

Остается неизменным

Нет изменений.

Норэпинефрин (норадреналин)

Увеличивается от 2  до 4 раз

Сужает переферические сосуды, увеличивает периферическое сосудистое сопростивление, увеличивает коронарный кровоток, увеличивает сердечный выброс, повышает артериальное давление, увеличивает нервно-психическое напряжение. Высокий уровень норадреналина повышает риск развития жизнеугрожаемых аритмий.

Пролактин

Увеличивается от 2  до 10 раз

Иммуностимулирующее действие, предотвращение беременности, снижение сексуальной возбудимости, cтимулирует секреторную активность предстательной железы, снижает болевую чувствительность.

Активность ренина

Увеличивается от 1,5  до 2 раз

Рост артериального давления.

Тестостерон

-

Остается неизменным

Нет изменений.

Тиреоидный гормон

-

Остается неизменным

Нет изменений.

Тиреотропный гормон

- ↑

Остается неизменным, Увеличивается от 1,5  до 2 раз

Стимулирует выработку и активацию тироксина.


Читать дальше:

Тепловой стресс в бане или сауне и сердечно-сосудистая система

К оглавлению раздела Баня, сауна и здоровье.



[an error occurred while processing this directive]

Список литературных источников:


1 Leppäluoto J. Human thermoregulation in sauna. Ann Clin Res 1988;20:240-3.

2 Leppäluoto J, Tuominen M, Vaananen A, et al. Some cardiovascular and metabolic effects of repeated sauna bathing. Acta Physiol Scand. 1986;128:77– 81.

3  Leppaluoto J. Human thermoregulation in sauna. Ann Clin Res 1988; 20: 240-243

4 Kauppinen K. Sauna, shower and ice water immersion. Physiological responses to brief exposures to heat, cool, and cold. Part II. Circulation. Arctic Med Res 1989:48:64-74.

5 Kukkonen-Harjula K, Oja P, Laustiola K, et al. Haemodynamic and hormonal responses to heat exposure in a Finnish sauna bath. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1989;58:543-550.

6 Vuori I. Sauna bather’s circulation. Ann Clin Res 1988;20:249-256.

7 Kellogg DL, Zhao JL, Friel C, Roman LJ. Nitric oxide concentration increases in the cutaneous interstitial space during heat stress in humans. J Appl Physiol 2003; 94:1971-7

8 Kellogg DL, Zhao JL, Coey U, Green JV. Acetylcholine-induced vasodilation is mediated by nitric oxide and prostaglandins in human skin. J Appl Physiol 2005; 98:629-32.

9 30. Fox RH, Hilton SM. Bradykinin formation in human skin as a factor in heat vasodilatation. J Physiol 1958; 142: 219-32.

10 Rowell LB. Reflex control of the cutaneous vasculature. J Invest Dermatol 1977;69:154-66.

11 Vuori I. Sauna bather’s circulation. Ann Clin Res. 1988;20:249 – 256.

12  Laitinen L, A, Lindqvist A, Heino M. Lungs and ventilation in sauna. Ann Clin Res 1988; 20: 244-248.

13 Leppaluoto J, Ranta T, Laisi U, Partanen J, Virkkunen P, Lybeck H. Strong heat exposure and adenohypophyseal hormone secretion in man. Horm Metab Res 1975, 7:439-440.

14  Kauppinen K. Sauna, shower, and ice water immersion. Physiological responses to brief exposures to heat, cool, and cold. Part I. Body fluid balance. Arct Med Res. 1989;48:55– 63.

15  M.L.Hannuksela, S.Ellahham Benefits and Risks of Sauna Bathing. Am J Med. 2001;110:118 –126

Внимание! Все статьи носят информационный характер и ни при каких условиях не могут быть использованы в качестве руководства для диагностики и лечения заболеваний самостоятельно, без участия врача. Статьи могут содержать ошибки и неточности и являться отражением субъективного мнения автора. Если вы или кто-то из ваших близких заболел: пожалуйста, обратитесь за помощью к врачу, а не занимайтесь самолечением!

| © А. Демкин Популярные медицинские статьи. А еще можно прочитать про то, как построить дом на даче своими руками.