Abstract MECHANISM OF HAEMODYNAMIC AND SAUNA K.A. Kafarov, doctor of medicine A.A. Biryukov, professor Russian state academy of physical culture, Моscow Key words: sauna, heart, ventricle, lung vessels, X-raycardiometry, rheograhy. The purpose of the study was to examine the cardio-vascular reaction of 24 healthy athletes of 20 to 24 years of age under sauna conditions with temperature 70 and 100 degree of Celsius and humidity 5-10% of air in sauna. The results of our investigations had show that the function of the right and left ventricles of the heart was different and was connected with different of conditions in the sauna and with duration of the time spent in the sauna. The cardio-vascular system is the most limiting link of the physiological's changes in the body of subjects in time staying in the sauna and this limit was bound with the possibility of bloods circulation in lungs vessels and contractils ability of right ventricles of the heart.
|
МЕХАНИЗМЫ ГЕМОДИНАМИКИ И САУНА Кандидат медицинских наук,
доцент К.А. Кафаров Российская государственная академия физической культуры, Москва Ключевые слова: сауна, сердце, желудочек, легочные сосуды, рентгенокардиометрия, реография. Исследования физиологических изменений в организме человека в условиях сауны показывают, что все органы и системы участвуют в ответной реакции на действие высокой температуры воздуха в ней. Несмотря на значительное количество исследований, еще не определен характер общего механизма физиологических реакций тех или иных систем (сердечно-сосудистой, дыхательной, обмена веществ и др.) на условия сауны. Причиной этого является разрозненный характер конкретных исследований у отдельных авторов [6-8]. Так, при исследовании реакций со стороны сердечно-сосудистой системы учитываются только электрические проявления работы сердца или изменения кровяного давления или сосудистого тонуса и т.д. При этом упускается из виду, что только одновременное исследование у одного и того же испытуемого всех функциональных проявлений в сердечно-сосуди стой системе в момент пребывания в сауне и после выхода из нее позволит увидеть полную картину и дать обоснованный и полный анализ общего механизма гемодинамики у человека под влиянием условий сауны. К сожалению, научных исследований комплексного характера проводится мало. Можно, к примеру, отметить работы А. Eisalo [6] по гемодинамике у человека при использовании сауны. В представленной статье изложены материалы, которые, по нашему мнению, дают возможность выявить главные механизмы физиологических сдвигов в сердечно-сосудистой системе у здоровых людей при воздействии на них условий сауны с различными температурными режимами. Материалы и методы. Исследования проведены на здоровых мужчинах-спортсменах 20-24 лет в условиях сауны с температурой воздуха 70 и 100о С и влажностью воздуха 5-10%. Для исследований использовались следующие методы: электрокардиография (6 стандартных и 6 грудных отведений), непрерывная запись температуры тела (ректальная), реография правого легкого [4, 5], сейсмокардиография [3], а также рентгенокардиометрия [1, 2]. Последний метод позволял определять размеры сердца и изменения сосудистого пучка и легочного рисунка. Результаты исследований. Из полученных данных стало ясно, что в начальный (в первые 2-3 мин) период пребывания испытуемых в сауне (в положении лежа в покое) наблюдается снижение температуры тела, более заметное при 70o (на 0,09o) и менее значительное при 100o (на 0,04o). Затем температура у испытуемых начинала повышаться и к концу пребывания в сауне возрастала более заметно в опытах с 70o в сауне (в среднем на 1,45o ) и менее значительно - в опытах с 100o в сауне (на 1,09o). После выхода испытуемых из сауны наблюдались необычные изменения динамики температуры тела: в первые 9 мин температура тела не снижалась, а продолжала повышаться, причем более интенсивно после опытов с сауной с температурой воздуха 100o. В целом повышение составило сравнительно с периодом до входа в сауну в опытах с 70o в сауне 1,50o и в опытах с 100o - 1,60o, и только после этого температура тела у испытуемых начинала снижаться и спустя 60 мин после выхода из сауны практически достигала исходных величин, т.е. величин до входа в сауну, превышая эти величины в среднем всего на 0,23о в опытах с сауной в 70о и в среднем на 0,15о в опытах с сауной в 100о. Время пребывания испытуемых в сауне составило в опытах с температурой воздуха в сауне 70о в среднем 42,5 мин и в опытах с температурой 100o в среднем 21,3 мин. Изменения электрокардиограммы у испытуемых в первый период пребывания в сауне (до 15-20 мин) свидетельствуют об активизации сердечной деятельности: укорочение интервалов R-R, P-Q, QRS, Q-T, уменьшение зубца R - больше в левых отведениях, увеличение зубца S в правых стандартных и левых грудных отведениях и небольшое снижение зубца T во всех отведениях ЭКГ при увеличении зубца P в правых стандартных отведениях. При этом зубец Q уменьшался во всех отведениях, а показатель Q-T становился меньше должных величин. Все эти наблюдаемые в сауне изменения имели физиологически допустимые пределы и были сопоставимы с усилением сердечной деятельности, например при обычной физической нагрузке [7, 8]. В последний период пребывания испытуемых в сауне наблюдались уже другие качественные изменения ЭКГ, свидетельствующие о функциональных нарушениях в деятельности сердца, и в частности о значительной перегрузке правого желудочка и нарушении обменных процессов в сердечной мышце, особенно в левом желудочке. При этом помимо вышеописанных физиологических, но более выраженных изменений ЭКГ отмечались другие, необычные, изменения в виде увеличения амплитуды и появления заостренности вершин зубца P, а также уплощения, остроконечности и разносторонности зубца T, опущения ниже изолинии интервала S - T (особенно во II стандартном иV4-V6 грудных отведениях). Интервалы QRS и Q - T изменялись неодинаково в правых и левых грудных отведениях: интервал QRS сильнее сокращался в правых грудных отведениях , а интервал Q - T более выраженно в левых грудных отведениях. Неодинаковые величины зубцов R, S, T в различных отведениях свидетельствовали об изменении положения сердца, и в частности о некотором отклонении его вправо, что подтверждается также изменениями различных производных показателей ЭКГ: отношением зубцов R/S в грудных отведениях V1и V6, суммой величин зубца R в грудном отведении V1 и зубца S в грудном отведении V5, а также суммой величин зубца R в V5 и зубца S в V1 и кроме того значением углов зубцов R, S, T векторкардиограммы. Все описанные признаки функциональных нарушений на ЭКГ у испытуемых после их выхода из сауны исчезают и картина ЭКГ принимает исходный, т.е. как до сауны, вид. Исследования, выполненные на испытуемых в условиях сауны с температурой воздуха 100о, выявили аналогичные изменения различных функций сердечной мышцы, но при этом изменения ЭКГ и функциональные нарушения в миокарде развивались в более короткие сроки и обменные процессы в сердечной мышце носили более выраженный характер, тогда как признаки перегрузки правого желудочка и отклонение оси сердца вправо оказались менее значительными. В то же время после выхода испытуемых из сауны, на 60-й мин, картина ЭКГ полностью возвращалась к исходной (до сауны). В обоих вариантах опытов в сауне у испытуемых отмечалось заметное усиление тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы (по изменениям длительности интервала R - R на ЭКГ и колебаниям ее величины, что служит показателем лабильности вегетативного тонуса). После выхода испытуемых из сауны показатели вегетативного тонуса изменялись неодинаково: в опытах с температурой воздуха в сауне 70о они возвращались к исходному уровню, в то время как с температурой 100о наблюдалась тенденция к повышению парасимпатического тонуса (вагуса). Более подробно механизм гемодинамических изменений у людей под влиянием сауны раскрывается в исследованиях реографии легких и сейсмографии сердечной деятельности по методикам Х.Х. Яруллина [5], Ю.Т. Пушкарь [4] и В.В. Парина [3]. С помощью указанных методик удалось более рельефно, чем в исследованиях ЭКГ и температуры тела, выявить наличие нескольких фаз в динамике гемодинамических сдвигов у испытуемых под влиянием жарких условий сауны, а также заметные различия в характере формирования этих гемодинамических фаз в опытах с различными температурными условиями в сауне. В изменениях гемодинамики у испытуемых в опытах с температурой воздуха в сауне 70o выявляются три фазы: - в 1-й, охватывающей первые минуты пребывания в сауне, наблюдаются заметное снижение систолического выброса и силы сокращений правого и левого желудочков сердца, уменьшение тонуса сосудов легких (расширение) и увеличение их общего кровенаполнения. Все эти изменения объясняются воздействием теплого воздуха сауны на ткань легких и их терморецепторы, повышением тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы и соответствующей физиологической реакцией в виде рефлекторного расширения сосудов легких; - во 2-й, на 12-18- й мин пребывания испытуемых в сауне, отмечается активизация всех функций сердечно-сосудистой системы, а именно: заметно возрастает сила сокращений правого желудочка сердца, в то время как сила сокращений левого желудочка хотя и увеличивается немного сравнительно с 1-й фазой пребывания испытуемых в сауне, однако остается практически ниже, чем до входа в сауну. Также возрастает и систолический выброс, но если в правом желудочке этот показатель становится больше, чем до сауны, то в левом он несколько отстает в темпах роста от показателей правого желудочка; - 3-я фаза гемодинамики у испытуемых в период их пребывания в сауне характеризуется резкой активизацией всех функций сердечно-сосу дистой системы и усилением функциональных нарушений в ее деятельности в виде возникновения признаков разобщения в работе правой и левой половин сердца. В итоге падает (в большей степени в правой половине сердца) объем систолического выброса и снижается общий объем кровенаполнения легочных сосудов. Иначе говоря, налицо развитие функциональных нарушений в деятельности сердечно-сосудистой системы, обусловленных, по нашему мнению, рассогласованием механизмов терморегуляции в жарких условиях сауны. Видимо, это объясняется тем, что чрезмерно длительное пребывание в сауне сопровождается продолжительным воздействием горячего воздуха на внутренние структуры (в том числе и на сосуды) легочных тканей (так называемый перегрев клеток), что вызывает закономерную защитную физиологическую реакцию в виде резкого повышения тонуса (в форме спазма) легочных сосудов и последующего уменьшения кровенаполнения в них для предотвращения чрезмерного теплового воздействия на кровь. Так как согласованная терморегуляторная реакция организма на жаркие условия сауны невозможна без достаточного, оптимального уровня кровенаполнения легочных сосудов и соответствующего оптимального уровня их тонуса (т.е. степени их расширения), резкое повышение тонуса сосудов легких (их спазм) ведет к возрастанию сопротивления кровотоку в легких и требует, в свою очередь, резкого усиления сократительной функции правого желудочка сердца. Поскольку правый желудочек сердца и анатомически и физиологически слабее левого, чрезмерная нагрузка и перенапряжение правого желудочка ведут к быстрому падению его сократительной способности и к общим функциональным нарушения м в сердечно-сосудистой системе, что закономерно отражается на функциональном состоянии организма и самочувствии испытуемых в последний период их пребывания в сауне. Эти изменения также определяют и временные пределы возможного пребывания в сауне. В исследованиях с температурой воздуха в сауне 100о в целом наблюдалась аналогичная фазовая динамика гемодинамических сдвигов у всех испытуемых. В то же время отмечались и заметные количественные и качественные различия этих изменений. Анализ данных показал, что картина 1-й фазы гемодинамических сдвигов у испытуемых в опытах с температурой воздуха в сауне 100о сильно смазана и менее выраженна, чем в опытах с сауной в70о. При этом в отличие от исследований с 70о уже в первые минуты пребывания испытуемых в сауне отмечалось усиление сердечной деятельности: учащение пульса, увеличение систолического выброса, возрастание силы сокращений правого желудочка при менее значимом снижении силы сокращений левого желудочка сердца. Также раньше, с 5-6-й мин, появляются признаки функциональных нарушений в деятельности сердечно-сосудистой системы и рассогласования в работе правого и левого отделов сердца, происходящих на фоне резкого роста тонуса легочных сосудов (т.е. их спазма), возрастания в них сопротивления кровотоку, сопровождающегося уже во 2-й фазе перенапряжением сократительной функции правого желудочка, с быстрым развитием признаков его перегрузки (что проявляется тенденцией к снижению силы сокращений правого желудочка при росте силы сокращений левого желудочка). В 3-й, последней, фазе гемодинамических сдвигов признаки перегрузки правого желудочка и функциональных нарушений в сердечно-сосуди стой системе выражены более значительно, чем в той же фазе в опытах с температурой в сауне 70о. При этом более отчетливы признаки усиления тонуса легочных сосудов и роста в них сопротивления кровотоку, которые сопровождаются более выраженным снижением силы сокращений правого желудочка при одновременном дальнейшем резком росте сократительной функции левого желудочка, происходящем на фоне заметного падения систолического выброса в обоих желудочках и уменьшения показателей общего кровенаполнения легочных сосудов. Таким образом, как видно из сравнительного анализа результатов исследований с температурой в сауне 70 и 100о, на фоне более быстрого развития нарушений гемодинамики в опытах с температурой 100о у испытуемых отмечаются и заметные качественные отличия в картине функциональных нарушений в деятельности сердечно-сосудистой системы, а именно: - во-первых, противоположная направленность динамики показателей сократительной функции правого и левого желудочков сердца, которую мы назвали " признаком ножниц" и которая выражается в том, что при заметном падении сократительной функции правого желудочка сила сокращений левого желудочка возрастает почти вдвое (в опытах с температурой воздуха в сауне 70o наблюдается не столько падение силы сокращений правого желудочка, сколько отставание от растущей силы сокращений левого желудочка); - во-вторых, к концу пребывания испытуемых в сауне отмечается заметное сокращение объемов систолического выброса правого и левого желудочков сердца сравнительно с начальным периодом почти в 2 раза, т.е. налицо рассогласование между различными функциональными показателями деятельности сердечно-сосудистой системы в виде роста силы сокращений левого желудочка при снижении объема систолического выброса из этого же желудочка (признак работы вхолостую); - в-третьих, все эти функциональные нарушения в деятельности сердечно-сосудистой системы в опытах с сауной в 100о протекают и развиваются в более короткие сроки, чем в опытах с сауной в 70о. При этом общее время пребывания испытуемых в сауне с температурой воздуха 100о составило в среднем 18,9 мин, т.е. оказалось в 2 раза короче, чем в опытах с температурой 70о. Все указанные количественные различия между гемодинамическими сдвигами у испытуемых в опытах с температурами воздуха в сауне 70 и 100о, по нашему мнению, тесно связаны с качественными отличиями в реакциях вегетативного отдела нервной системы у испытуемых в этих двух сериях исследований. Такой вывод сделан нами на основании анализа результатов исследований ЭКГ, который показал, что вегетативный тонус у испытуемых в опытах с температурой воздуха в сауне 100о изменялся более резко, чем в опытах с сауной в 70о, что выражалось в более резкой стимуляции симпатического отдела вегетативной нервной системы у испытуемых уже в средний, а затем, еще больше, в последний период пребывания в сауне. Как известно из научной литературы [8, 9], в жарких условиях сауны у людей отмечается усиление симпатического тонуса вегетативной нервной системы, которое сопровождается заметным увеличением уровня выброса гормонов адреналина и норадреналина в кровь, что, в свою очередь, вызывает соответствующие известные изменения в обмене веществ и функциях сердечно-сосудистой системы. По нашему мнению, более резкие сдвиги (вплоть до функциональных нарушений) сократительной функции левого желудочка и в тонусе (спазме) легочных сосудов и в целом в сердечно-сосудистой системе испытуемых в опытах с температурой воздуха в сауне 100о обусловлены более значительным уровнем выброса адреналина и особенно норадреналина (известно, что норадреналин вызывает более резкие изменения обмена веществ и функций сердечно-сосудистой системы, чем адреналин) и более резкой стимуляцией симпатического отдела вегетативной нервной системы. Результаты исследований позволяют сделать вывод, что ведущим и лимитирующим моментом в гемодинамических сдвигах у испытуемых при воздействии жарких условий сауны являются состояние сосудистого тонуса и степень кровенаполнения легочных сосудов и соответственно степень нагрузки и функциональные (сократительные) возможности правого желудочка сердца. Указанная роль сосудистого тонуса и деятельности правого желудочка подтверждается также такими дополнительными методами исследования, использованными в наших опытах, как рентгенокардиометрия [1, 2], которая позволила установить факт значительного роста нагрузки на правый желудочек сердца и изменения тонуса легочных сосудов и связанную с ними степень кровенаполнения легких у испытуемых во время пребывания в сауне. Так, на рентгенограммах можно увидеть, что общие размеры сердца уменьшались в целом за счет левых его отделов, в то время как правые размеры сердца увеличивались. Одновременно отмечалось уменьшение ширины сосудистого пучка и усиление сосудистого рисунка легких (что указывает на увеличение кровенаполнения легких). После выхода испытуемых из сауны картина рентгенограмм изменялась: выраженность вышеуказанных изменений снижалась, хотя сами изменения сохранялись еще в течение 60 мин (метод рентгенокардиометрии использовался только в опытах с температурой воздуха в сауне 70о). Подводя общие итоги исследований гемодинамических сдвигов у человека в жарких условиях сауны, можно сделать заключение о том, что температура в сауне 100о и выше чрезмерна с физиологической точки зрения и недопустима при пользовании сауной в гигиенических и оздоровительных целях. Данное заключение подтверждает аналогичные выводы финского ученого профессора H. Teir [10] и совпадет с мнением некоторых других авторов. Выводы 1. Только комплексный метод исследований, позволяющий одномоментно изучать изменения различных функций сердечно-сосудистой системы, дает возможность определить полный механизм гемодинамических реакций человека на жаркие условия сауны. 2. Лимитирующим звеном в общей терморегуляторной реакции организма человека на жаркие условия среды вообще, и сауны в частности, являются функциональные сдвиги в сердечно-со судистой системе, причем наиболее значимы среди них изменения тонуса легочных сосудов и связанные с этим тонусом и условиями кровотока в легких функциональное состояние и сократительные возможности правого желудочка сердца. 3. Чрезмерные тепловые нагрузки при слишком длительном пребывании в сауне при гигиенически оптимальных температурно-влажностных условиях или при использования чрезмерно высоких температур воздуха в сауне (100o и выше) приводят к функциональным нарушениям в деятельности сердечно-сосудистой системы, а именно: к повышению тонуса (спазму) легочных сосудов, резкому усилению сокращений правого желудочка и быстрому перенапряжению его мышцы, что опасно для здоровья человека и недопустимо для людей с так называемым слабым сердцем. 4. В связи с изложенным можно констатировать, что практика пользования сауной требует строгого соблюдения как микроклиматических условий внутри сауны, так и времени пребывания и правил поведения в ней людей. 5. Во всех случаях пользования сауной необходима предварительная консультация врача по поводу общего состояния здоровья, и особенно сердечно-сосудистой системы. Литература 1. Дьяченко В.А. Рентгенодиагностика заболеваний внутренних органов. М., 1966, с. 222. 2. Зодиев В.В. Вестник рентгенологии. М., 1959, № 1, с. 6. 3. Парин В.В. Космическая кардиология. М., 1967, с. 55-57. 4. Пушкарь Ю.Т. Исследование регионарного кровообращения и центральной гемодинамики с помощью реографических методов: Метод. реком. М., 1981, с. 4-5. 5. Яруллин Х.Х. Клиническая реоэнцефалография. М., 1983, 2-е изд. 6. Eisalo A. Hemodynamics in the sauna. Sauna Studies. VI International Sauna Congress. Helsinki. Finland. 1977, p. 177. 7. Lundgren R. The Influence of the Finnish Bath on the Heart and ECG Study. Acta Med. Scand. 1938, Suppl. 89, p. 236-238. 8. Ott V.R. Die Sauna. Basel, 1948. 9. Huikko M., Jouppila P., Karki N.T. Effect of Finnish Bath (sauna) on the Urinary Excretion of Noradrenaline, Adrenaline and 3-Methoxy-4-Hydroxymandelic acid. Acta Physiol. Scand. 1966, v.68, p. 316. 10. Teir H., Taskinen E., Hanninen K., Suski G., Ritanen Y. Experimental Exposure of Rats to the Sauna. Sauna Studies. VI International Sauna Congress, Helsinki, Finland. 1974, p. 241.
При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна! |
На главную
В библиотеку
Обсудить в форуме