Теория бань

В течение многих тысячелетий люди в банях, не имея ни термометров, ни гигрометров, ни измерителей тепловых потоков, успешно обходились простейшими житейскими понятиями типа «тепло» или «холодно», «сухо» или «влажно», «душно» или «свежо», «жарко» или «прохладно», «пар лёгкий» или «пар тяжёлый», «жар сухой» или «жар сырой» и т. п. В предыдущем разделе мы попытались перевести эти понятия на сухой язык цифр и терминов теплофизики и метеорологии. Но главный вопрос остался открытым — как субъективно ощущаются объективные показатели воздуха в бане.

Ранее мы уже установили, что люди в банях (точно так же как и термометры, и гигрометры) воспринимают не параметры воздуха, а состояние самих себя в этом горячем воздухе или на горячем камне. Но в отличие от показаний термометра, ощущения человека в бане не могут быть до конца поняты без учёта особенностей организма человека как живого саморегулирующегося существа. Более того, порой необходимо учитывать даже особенности каждого конкретного человека в данный конкретный момент времени.

5.1. Строение кожи человека

Воздействие воздуха на человека осуществляется через кожный покров, площадь которого составляет 1,5–2 м² (при площади теплообмена тела с воздухом в среднем 1 м²). Кожа состоит из трёх слоёв: эпидермиса (наружного эпидермального слоя толщиной от 0,03 мм на веках глаз до 1,5 мм на подошвах), дермы (собственно кожи толщиной 0,5–5 мм) и гиподермы (подкожной жировой клетчатки), которая может вообще отсутствовать или, наоборот, достигать значительных толщин до 10 см при ожирении (рис. 47).

Рис. 47. Строение кожи человека. 1 — эпидермис, 2 — дерма, 3 — гиподерма, 4 — роговой слой, 5 — волос с луковицей, 6 — фолликул, 7 — сальная железа, 8 — мышца волоса, 9 — артериальные кровеносные сосуды, 10 — артериальные микрососуды (артериолы), 11 — венозные кровеносные сосуды, 12 — венозные микрососуды (капилляры), 13 — лимфатические сосуды с клапанами, 14 — лимфатические капилляры, 15 — потовая железа, 16 — нервные волокна с рецепторами, 17 — сальная протока, 18 — загрязнения кожи за счёт кожного сала, 19 — потовая протока, 20 — загрязнения кожи за счёт потовых выделений, 21 — внешние загрязнения (пыль, грязь, макияж и др.).

Эпидермис отличается высокой механической и химической стойкостью, непроницаем для водных растворов и для возбудителей инфекции. Наружный слой эпидермиса — роговой слой — представляет собой состарившиеся и ороговевшие эпителиальные клетки. Эпидермис имеет свойство самоочищаться путём постоянного отшелушивания (слущивания) поверхности рогового слоя. На смену отшелушившемуся слою, уносящему загрязнения, приходят более молодые клетки из более глубоких слоёв эпидермиса. Между рядами клеток эпидермиса циркулирует межклеточная жидкость, питающая растущие клетки белковыми веществами. При недостатке межклеточной жидкости (когда слишком мало жидкости поступает из дермы или жидкость слишком быстро испаряется с рогового слоя) кожа становится сухой, шелушащейся, раздражительной, болезненной, в эпидермисе образуются трещины, появляется зуд, исчезающий при использовании средств, замасливающих поверхность рогового слоя и препятствующих испарению влаги из эпидермиса (так называемых «увлажняющих препаратов»). Натуральным замасливателем поверхности кожи является кожное сало (эмульсия жиров в воде), выделяемое сальными железами в волосяные фолликулы (каналы) так, чтобы сало смазывало волосы и роговой слой одновременно. В то же время, выделения кожного сала (до 10–50 г в сутки) и пота (с сухим остатком до 5-20 г в сутки) способствуют загрязнению волос и кожи.

Дерма состоит из густо переплетающихся соединительных волокон и немногочисленных клеток. Эластичность волокон придаёт коже упругость, а прочность волокон обеспечивает надёжную механическую фиксацию внутренних органов и тканей. В дерме расположены волосяные фолликулы, потовые железы, кровеносные сосуды, нервные волокна. Гиподерма представляет собой пласт соединительной ткани, смягчающий различные механические воздействия на кожу и, кроме того, служащей теплоизолирующей прокладкой.

Жизнедеятельность дермы обеспечивается непрерывными процессами обмена веществ с помощью сердечно-сосудистой системы (кровеносной и лимфатической). Кровь в кожу поступает по артериям, которые разветвляются на тысячи мелких артериол. Последние в свою очередь распадаются на бесчисленное множество кровеносных капилляров, стенки которых обладают высокой проницаемостью. Питательные вещества и кислород переходят через стенки кровеносных капилляров в тканевую жидкость, а затем в клетки. В то же время клетки отдают в тканевую жидкость, а затем в кровеносные капилляры углекислый газ и продукты жизнедеятельности. Загрязнённая кровь, продвигаясь по кровеносным капиллярам, поступает в мельчайшие вены (венулы), затем во всё более крупные вены и, наконец, правое предсердие.

Однако, часть тканевой жидкости поступает в совсем иные капилляры, лимфатические, представляющие собой замкнутые с одного конца (слепые, глухие) трубочки с высокой проницательностью стенок. Соединяясь друг с другом лимфатические капилляры образуют лимфокапиллярную сеть, из которой берут начало лимфатические сосуды, имеющие клапаны, препятствующие обратному току лимфы. В результате сокращения мышц тела, лимфа поступает по лимфатическим сосудам в лимфатические узлы, где образуются лимфоциты, придающие организму свойства сопротивляемости воздействиям чужеродных (в том числе инфекционных) агентов (иммунитет), после чего лимфа попадает в вену. При нарушении работы лимфовыводящих систем в коже развивается отёк, который может быть уменьшен за счёт искусственного (принудительного) массажа, а также за счёт активной работы потовых желёз, опустошающих кровеносные капилляры, которые в свою очередь «всасывают» тканевую жидкость из дермы. Таким образом, баня (также как и горячая ванна, и горячий душ) может быть полезна не только тем, что очищает поверхность кожи, но и тем, что расширяет кровеносные капилляры, ускоряя обмен веществ и тем самым насыщая тканевую жидкость кислородом, а также тем, что помогает удалить излишки тканевой жидкости потением и массажем, причём массаж может повысить иммунитет.

В банной литературе потообразование обычно рассматривается упрощённо: в нормальном состоянии потовые протоки сужены, но по сигналам терморецепторов протоки (поры) открываются, что обеспечивает свободное истечение пота. Ясно, что если устья потовых протоков забиты кожным салом, то истечение пота затруднено. Продвижение воды (или водяных растворов) по капиллярам с испарением на открытом конце капилляра называется в физиологии растений транспирацией (от латинских слов — через trans — через и spiro — дышать, выдыхать). В быту испарение пота с кожи также называется «дыханием кожи», хотя этот процесс не имеет ничего общего с потреблением кислорода. В банной практике возникновение пота связывается исключительно с необходимостью охлаждения тела испарением. В условиях покоя человек выделяет 0,5 литра пота в сутки, а при физических нагрузках до 2 литров в час.

На самом же деле процессы потообразования являются много более сложными. Во-первых, пот вырабатывается вовсе не потовыми протоками, а вполне конкретными, локальными и непередвигающимися потовыми железами в дерме. Так что расхожие в банном быту представления о том, что пот, мол, в бане по мере прогрева тела истекает из всё более глубоких слоёв кожи, и даже из мышц, в корне неверен.

Во-вторых, потовыделение происходит непрерывно, но не самотёком, а благодаря ритмическим сокращениям мускулатуры потовой протоки, так что потовыделение происходит даже тогда, когда человек погружён в горячую воду. Сам пот образуется в клубке потовой железы ультрафильтрацией крови, поступающей из сети артериол, оплетающих клубок (рис. 48). Потообразование управляется (иннервируется) от нервных сплетений, в частности, в подкожном слое и в дерме, причём химически под действием многих веществ. Так, например, адреналин и ацетилхолин возбуждают, а атропин блокирует секрецию пота. Образующийся в миоэпителиальных клетках железы пот выдавливается сокращениями клеток под давлением в потовой проток, а затем за счёт сокращения мускулатуры протока на кожу.

Рис. 48. Строение потовой железы и протоков. 1 — клубок потовой железы, расположенной вблизи границы дермы с гиподермой, 2 — артериальные кровеносные сосуды, питающие потовую железу, 3 — венозные кровеносные сосуды, 4 — внутренние слои эпидермиса (блестящий, зернистый, шиповатый, базальный), 5 — верхний слой эпидермиса (роговой), состоящий из ороговевших клеток, постепенно отшелушивающихся, 6 — протока потовой железы, 7 — пот, просачивающийся через разрыхлённый канал в роговом слое (через пору).

В-третьих, потовые протоки в области устья (поры) выходят часто не на поверхность кожи, а закрыты слоем ороговевших клеток эпидермиса, которые хоть и разрыхлены в зоне поры, но ощутимо ограничивают выход просачивающегося пота, особенно, если эпидермис загрязнён кожным салом. Неспособность пота выйти наружу вызывает чувство зуда, разновидности боли, особо проявляющейся, естественно, при возбуждении потовых желёз (например, при перегреве тела), что и заставляет человека чесаться. Поэтому, чтобы кожа не зудела, необходимо не только отмыть кожное сало, но и соскоблить слой ороговевших клеток у устьев потовых протоков, предварительно распарив их.

В-четвёртых, потовые железы бывают обычными (эккриновыми) и специфическими (апокриновыми). Обычные потовые железы (около 2 млн. шт.) размещены по всему телу (в том числе и подмышками), выделяют слабопахнущий (или вовсе непахнущий) пот, предназначенный только для испарения и увлажнения, содержащий помимо солей только продукты азотистого обмена. Специфические же потовые железы расположены в подмышечных впадинах, паховой и околоанальной областях, связаны с половой функцией и выделяют пот с большим количеством белковых веществ, которые разлагаясь, пахнут и придают человеку известный «запах пота». В европейских странах «запах пота» считается «неприличным». В то же время у многих народов Азии и Африки запах пота очень ценится, считается пикантным, привлекающим, возбуждающим. Так что пот бывает разным. Функции пота не ограничиваются охлаждением.

Пот человека содержит в среднем 0,5 % хлорида натрия, 0,1 % мочевины, а также до 1,5 % других сложных (видимо, липидных) органических веществ, в быту называемых шлаками, которые переходят в пот из крови. Напомним, что жидкая часть крови (плазма), составляющая (55–65)% всей крови, содержит до 0,9 % хлорида натрия, до 0,8 % липидов, до 0,03 % хлорида калия, до 0,01 % солей кальция, до 0,002 % солей магния и до 0,08 % мочевины. Лимфа близка по составу к плазме крови. И хотя пот на (98–99)% состоит из воды, скорость испарения пота может быть намного меньше скорости испарения воды, поскольку на поверхности пота «плавает» плёнка жироподобных (липидных) поверхностно-активных веществ с высокой температурой кипения и, кроме того, на коже постепенно накапливается много соли, а она затрудняет испарение пота. Смывая эти вещества, мы даём коже «легко дышать», поскольку легко испаряется только малосолёный «свежий пот» с чистого тела.

Наибольшее число слабопахнущих эккриновых потовых желёз (до 300 шт./см²) расположено на коже ладоней и стоп. Эти железы предназначены только для смачивания кожи в целях предотвращения скольжения ладоней, обеспечивают надёжное удержание предметов и не имеют никакого отношения к терморегуляции. При эмоциональных волнениях особо потеют ладони и ступни ног (ещё со времён обезьян привыкшие мгновенно подготавливать лапы к прыжкам по деревьям). При испугах выделяющийся адреналин вызывает мгновенный обильный «холодный» пот по всему телу.

При тепловых же нагрузках потовыделение на ладонях не увеличивается, а формируются совсем иные потовые «поля» — вокруг носа, на лбу, шее, запястьях, на ногах ниже колен и особенно на спине в виде знаменитого ромба (шея, лопатки, поясница). Это означает, что в сухих саунах охлаждение тела за счёт испарения происходит через эти зоны «потовых полей». А вот губы вообще потовых желёз не имеют и нагреваются больше всего.

Потовые железы являются также основным транспортным путём возможного проникновения жидких водорастворимых веществ в организм. Так, раздражающее действие горчичников, скипидара, финалгона, перцового пластыря значительно усиливается на чистой коже с очищенными устьями потовых проток. Потовые протоки, особенно те, которые выходят не непосредственно на поверхность кожи, а в разрыхлённые каналы в роговом слое (поз. 7 на рис. 48), могут удерживать сторонние вещества. Так, после мытья мылом потовые протоки и разрыхлённые каналы в роговом слое удерживают это мыло (а также запахи, в том числе запахи веника). В этом легко убедиться: достаточно после мытья головы с мылом пропариться в парной и сразу же почувствовать, как начинает «есть глаза» от мыла, вымываемого потом из потовых протоков. Так что попотеть в парилке после мытья с мылом и очистить при этом протоки от мыла бывает очень полезно, вопреки расхожим воззрениям, запрещающим использование мыла до парилки якобы во избежание пересушивания кожи, а в действительности только из-за неприятных ощущений, связанных с раздражением глаз вымываемым мылом.

На принципе удержания потовыми протоками химических веществ работают и косметические препараты по предотвращению запаха пота — антиперспиранты. В отличие от деодорантов (отдушек), заглушающих своим запахом запах пота и дезодорантов (антисептиков), замедляющих разложение белковых примесей в поте, антиперспиранты содержат оксихлориды (хлоргидраты) металлов (алюминия, титана, циркония), дающие при реакции с водой гели (студни) гидратов окисей металлов Me(OH)_nCl_m+H₂O→Me(OH)_m+n+HCl. Оксихлориды в спиртовом растворе сначала проникают в разрыхлённые каналы рогового слоя, а затем и в потовые протоки и при появлении влаги (пота) превращаются в студни, закупоривающие устья потовых протоков. Этот процесс, видимо, в какой-то степени вреден для здоровья, но незаменим для представительских целей. Во всяком случае, при использовании антиперспирантов требуется особо тщательная очистка пор при мытье кожи.

Пот образуется из крови: у человека все железы вырабатывают секрет из воды крови, даже молочные. Сердце перекачивает в состоянии покоя 5–6 литров крови в минуту, а при значительных физических нагрузках в 5–6 раз больше. Время полного кругооборота крови в организме составляет таким образом 1 минуту в состоянии покоя и 10 секунд при больших физических и тепловых нагрузках. При этом скорость движения крови в капиллярах в состоянии покоя составляет (0,05-2,0) см/сек, в венах 10–20 см/сек, а в артериях 20–50 см/сек. Такие величины потоков жидкости в сотни раз превышают величины лимфатических и потовых потоков. Так в обычных условиях в состоянии покоя человек выделяет 0,5–0,7 литра пота в сутки, что соответствует мощности охлаждения за счёт испарения пота (13–18) Вт. В экстремальных условиях высоких перегревов и высоких физических нагрузок скорость выделения пота достигает 2 литров в час, что соответствует мощности охлаждения при испарении пота 1200 Вт.

Течение крови обеспечивает непрерывный теплоперенос внутри тела, выравнивающий поле температур в тканях. Так, если кровь где-то нагревается на 1 °C (например, в коже), а затем отдаёт полученное тепло где-то внутри тела, то соответствующий тепловой поток внутри тела составит 0,3 кВт в состоянии покоя и до 1,5 кВт при больших физических нагрузках. Величины такого порядка и должны отвечать физическим нагрузкам на производстве и тепловым потокам в банях (см. раздел 4.7). Увеличение потока крови при физической нагрузке (а также при перегреве) осуществляется сначала за счёт расширения артериол, а затем за счёт увеличения частоты сердечных сокращений (пульса). Расширение кровеносных сосудов и потовых протоков осуществляется при повышениях температуры тела по сигналам центральных (внутренних) термометров нервной системы, расположенных в головном и спинном мозге и омывающихся кровью, двигающейся в сосудах. Расширение кровеносных сосудов кожи приводит к перетоку в них крови из внутренних кровеносных сосудов и, как следствие, к временному снижению артериального давления в организме.

Кровеносные микрососуды в дерме терморецепторов не имеют. Но в дерме расположена густая сеть нервных волокон, заканчивающихся самыми разнообразными наружными (периферическими) рецепторами: болевыми, тактильными, Холодовыми, тепловыми. Самый распространённый тип кожных рецепторов — свободные нервные окончания, воспринимающие в основном болевые ощущения, связанные с нарушениями целостности кожи (100–200 рецепторов на один квадратный сантиметр кожи). Тактильные рецепторы воспринимают механические нагрузки-прикосновения (20–30 шт./см²). Холодовые рецепторы (колбы Краузе) реагируют на охлаждение кожи (12–15 шт./см²). Тепловые рецепторы (тельца Руффини) реагируют на нагрев кожи и весьма немногочисленны 1–2 шт./см², у человека насчитывается всего около 30 тысяч тепловых рецепторов (кожных терморецепторов).

Отметим в заключение, что эккриновые потовые железы имеются только у людей, обезьян и копытных (лошадей). Хищники (кошки, собаки) и грызуны (мыши) пот для охлаждения тела практически не выделяют.

5.2. Реакция организма на тепловые воздействия

Человек с нормальной температурой тела и кожи, попадая в жаркую или холодную среду (воздушную или водяную) не просто испытывает определённые ощущения, но и проявляет столь же определённые рефлекторные (непроизвольные, в том числе врождённые) реакции.

Во-первых, любой холодный или горячий раздражитель воздействует прежде всего на терморецепторы в коже. В результате быстрой ответной реакции наблюдается спазм мелких сосудов кожи и, что ещё более важно, спазм мышц (вздрагивание). Это чисто оборонительный рефлекс, тесно связанный с эмоциональными реакциями боли и страха, всем известный в быту как непроизвольное отдёргивание руки при прикасании к горячему предмету. Чем быстрее изменяется температура кожи, тем более энергично проявляется реакция организма, тем более болезненны, а точнее, тем хуже переносимы соответствующие ощущения. Однако, если нагрев или охлаждение идёт медленно, спазматические реакции ослабевают и даже исчезают. Это явление называется привыканием (акклиматизацией, приспособлением к новым условиям) и характерно для человека не только в плане термических воздействий. В отношении привыкания возможности человека иногда ошеломляют. Если человека поместить в приятную тёплую воду, а затем медленно охлаждать её, то человек (особенно спящий) может умереть от переохлаждения, так и не почувствовав опасного рубежа. Но если человека сразу же поместить в холодную воду (даже вовсе не опасную для жизни по температуре), то последует бурная эмоциональная реакция с физическими вздрагиваниями и даже, возможно, с шоком. Аналогично, если воду очень медленно нагревать, то человек также может не осознать опасного рубежа перегрева. Баня отличается от ванны и душа тем, что человек нагревается за счёт горячего воздуха, имеющего низкую теплопроводность. Поэтому тело человека в бане нагревается относительно медленно: кожа за несколько минут до 40 °C, тело — за несколько десятков минут. Никаких особо бурных реакций (кроме случаев ошпаривания из каменки) обычно не наблюдается. Горячая вода в ванне или душе нагревает кожу мгновенно (за секунды). Поэтому в горячую воду даже с абсолютно безопасной температурой 39–40 °C сразу всем телом не погрузишься: тут же срабатывают защитные системы организма, и человек тотчас из такой воды выскакивает. Но если прогреть тело медленно, как в японских сенто и фуро, то можно выдержать горячую воду в ванне с температурой 45 °C. Известно, что сам факт термического ожога (нагрева кожи до 55 °C и выше) человек ощущает по предшествующему процессу быстрого подъёма температуры кожи в безопасном интервале температур (пока ещё терморецепторы в коже «живы»). Всё это означает, что при всех возможных приёмах мытья (в банях, ваннах, душах) процесс распаривания кожи для размягчения рогового слоя и очистки устья пор от кожного сала и засохших роговых клеток должен осуществляться безболезненно при постепенном повышении температуры тела, то есть в условиях привыкания (см. раздел 5.3). В то же время в экстремальных физиотерапевтических банях тренируют быстрые рефлексы вегетативной нервной системы, управляющей кровеносными сосудами и потовыми железами, методами закаливания в ходе контрастных процедур.

Во-вторых, любое достаточно продолжительное изменение температуры кожи ведёт ко второй рефлекторной реакции — расширению кровеносных сосудов кожи (артериол). Организм пытается тем самым повысить температуру кожи в случае её охлаждения и, наоборот, понизить в случае нагрева. Этот процесс более медленный, чем спазматический, наступает не сразу, так как управляется рецепторами, расположенными под кожей. Если температура кожи поднимается медленно, и спазматическая стадия вследствие этого подавлена, то банная процедура воспринимается комфортно, и сосудорасширяющая реакция становится первым ответом на температурный раздражитель. Человек чувствует явное тепло, глубоко проникающее в тело. Внешним проявлением расширения кожных сосудов является покраснение кожи (гиперемия) как при нагревах, так и при охлаждениях. Гиперемия сопровождается повышением пульса и снижением артериального давления (поскольку кровь дополнительно перераспределяется в расширившиеся кровеносные сосуды. Это здоровая ответная реакция, свидетельствующая о благополучии организма. Сосудорасширяющая реакция безусловно самая полезная для организма, поскольку обеспечивает обмен, особенно в проблемных участках с плохоразвитой кровеносной системой. «Повышенный обмен» — это медицинский термин, означающий, что ускоренный кровоток быстрее подводит к клеткам необходимые (в том числе и лекарственные) вещества и отводит ненужные (вредные) продукты жизнедеятельности клеток. Отметим, что сосудорасширяющая реакция с усилением сердечной деятельности наблюдается не только при тепловых и холодовых воздействиях, но и при действии многих других физических и химических раздражителей кожи. В частности, расчёсывание кожи веником или мочалкой значительно повышает покраснение кожи, особенно распаренной.

В-третьих, может случиться так, что циркулирующая кровь уже перестаёт справляться со своей задачей по поддержанию температуры кожи на приемлемом уровне. Несмотря на большое количество крови (4–6 литров), она начинает нагреваться или охлаждаться и тем самым нагревать или охлаждать внутренние (подкожные) органы в опасных для организма пределах. Тогда по сигналам терморецепторов, расположенных в кровеносных сосудах мозга, в действие вступает третья очередь рефлексов: озноб (ощущаемая дрожь мышц тела) при переохлаждении и потовыделение при перегреве внутренних органов. Это также здоровые формы ответных реакций, хотя к ознобу зачастую относятся с опаской, ошибочно отождествляя его с заболеванием. Известно, что многие дикие животные безостановочно дрожат всю зиму от холода (даже во сне) без видимых вредных последствий для здоровья. Озноб же, вызванный болезненным состоянием организма и призванный повысить температуру тела выше нормальной (а не восстанавливать нормальную температуру при замерзании), называют лихорадкой. Её характерной чертой является подавление потовыделения при высокой температуре тела за счёт спазм кожных кровеносных и потовых сосудов.

В-четвёртых, если организм всё же не может своими рефлекторными действиями предотвратить опасный перегрев тела, то почувствовав характерные симптомы недомогания (головокружение, тошноту, слабость), человек, всё ещё контролирующий своё состояние, выполняет уже осознанные действия: открывает окна и двери, включает вентиляцию, охлаждается водой или покидает горячее помещение. Отметим, что ощущения и рефлексы у перегревшегося человека могут быть совершенно необычными. Так, например, сильно перегревшийся в бане человек ощущает холодную воду как кипяток.

Вышеописанная картина является, конечно, весьма упрощённой, но правильно отражает основной факт: все рефлекторные реакции являются вполне естественными, предусмотрены самой природой при рождении и развитии человека и не могут быть вредными. Можно сказать, что жизнь во вредных (читай новых) условиях (при избытке или недостатке физических нагрузок, при недоеданиях и перееданиях, при перегревах и переохлаждениях, при химических и радиационных воздействиях и т. п.) является нормальным образом жизни человека и не опасна при малой скорости изменений внешней среды (при привыкании — приспособляемости).

5.3. 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.

5.4. Зависимость ощущений от метеоусловий

Любители бань привыкли оценивать жару в бане по времени переносимости. Если время переносимости большое, то говорят «тепло», если время переносимости маленькое — говорят «жара». Например говорят: «Такая жара в бане, что и минуты не выдержать».

Зная зависимость тепловых нагрузок от метеоусловий (см., например, рис. 45 и 46) и зависимости переносимости тепловых нагрузок (рис. 49 и 50) можно оценить переносимость конкретных метеоусловий, а затем предсказать и возможные ощущения человека.

Низкие тепловые нагрузки (менее 0,2 кВт/м²), отвечающие режимам привыкания и временам переносимости более 1 часа, воспринимаются человеком просто как обычное тепло, например, от одеяла или одежды. Нагрев кожи (и тела) при этом не ощущается поскольку при столь низких тепловых потоках температура кожи не может «оторваться» от температуры тела. Человеку рано или поздно в этих условиях может стать даже жарко (в том числе и в инфракрасных «саунах», имеющих как раз такие тепловые потоки), но ощущения тепла весьма неустойчивы: даже слабое дуновение ветерка или смачивание водой способно полностью изменить всю картину ощущений до тех пор, пока тело человека и его кожа не нагреются до температуры выделения пота. Вместе с тем этот уровень тепловых нагрузок часто используется в физиотерапии (например, в УВЧ-прогреве). Широко применяется он и в знахарстве (целительстве) в качестве «жизненного» тепла (тепла «жизни», луча «жизни»), в частности, при «лечении» возложением рук (приближениями ладоней). При этом «полезный» эффект «доказывается» тем, что к такому теплу человек привык ещё в утробе матери. Во всяком случае, при низких тепловых нагрузках в банях необходимы режимы, близкие к хомотермальным, когда процессы охлаждения испарением невозможны (как в термах и хаммамах).

Средние (умеренные) тепловые нагрузки (0,2–1,0 кВт/м²), уже превышающие тепловыделение от физических нагрузок и отвечающие временам переносимости в десять минут, воспринимаются кожей уже как явное отчётливое тепло, мягко и глубоко проникающее в тело («под кожу»). Входя с холода в помещение с такой метеообстановкой как бы вздрагиваешь «от мороза». Указанные тепловые нагрузки полезны в «тепляках» (теплушках), то есть специальных тёплых помещениях (вагончиках) на производствах для согревания людей, застудившихся на морозе.

Большие тепловые нагрузки (1–3 кВт/м²), отвечающие времени переносимости 1-10 минут, воспринимаются кожей как жара, как мощное тепло, глубоко «вцепившееся» в тело, как горчичник с пощипываниями и покалываниями, но терпимое. Этот режим наиболее любим знатоками бань именно за приятное пощипывание кожи, особенно ушей. Пощипывания наиболее ярко проявляются в первые минуты пребывания в бане, затем кожа прогревается, наполняется кровью (особенно при хлестании веником) и острота ощущений снижается (из-за повышения времени переносимости раскрасневшейся кожей). Эти приятные пощипывания усиливаются при раздражении кожи жёсткой мочалкой (желательно колючей) и обливаниях горячей водой.

Тепловые потоки свыше 3 кВт/м², отвечающие времени переносимости менее минуты, воспринимаются как экстремальные жгучие воздействия на кожу, уже вызывающие неосознанное стремление «отпрянуть». Такие воздействия применяются обычно лишь эпизодически при взмахах веника на короткие промежутки времени (секунды, поскольку аналогичны лёгкому ошпариванию). Отметим, что все эти ощущения пощипываний, покалываний, ошпариваний присущи тепловым потокам любой природы, не только от горячего влажного воздуха, но и от горячей воды. Например, горячий душ даёт те же самые ощущения, что и горячая баня.

Предложенная классификация ощущений весьма условна и ориентировочна. Она изменяется от человека к человеку, но самое главное относится к первым минутам нахождения человека в бане. Прогревшись и раскрасневшись, человек становится менее чувствительным к тепловым нагрузкам, поскольку прикожный слой с расширившимися кровеносными сосудами легче проводит тепло, и уровень привыкания существенно возрастает.

В качестве численного примера рассмотрим на предмет переносимости самые обычные для бытовых бань хомотермальные метеоусловия (рис. 51). Напомним, что в отсутствии вентиляции и холодных (с температурой ниже 40 °C) элементов, осушающих воздух в бане, любое помещение стремится к хомотермальным метеоусловиям ввиду увлажнения воздуха дыханием и испарением воды, которой моются.

Если движений воздуха нет и лучистые потоки отсутствуют (то есть при температуре стен, потолка и пола на уровне 40 °C), то переносимость хомотермального режима (кривая 3) велика (от получаса до нескольких часов). Это следствие того, что неподвижный воздух является очень «тёплой одеждой» (защищающей и от жары, и от холода) ввиду низкой теплопроводности. При равенстве температур воздуха и стен (в изотермической бане) и характерных (весьма умеренных) скоростях воздушных потоков 1 м/сек тепловые нагрузки при температурах больше 80 °C могут стать большими с временами переносимости ниже 10 минут (кривые 1 и 2). При скоростях воздушных потоков более 5 м/сек можно добиться даже экстремальных тепловых нагрузок.

Рис. 51. Время переносимости хомотермального режима с температурой Т при скорости движения воздуха 1 м/сек (см. кривую 1 на рис. 45): 1 — переносимость кожей, 2 — переносимость телом. Кривая 3 — переносимость телом и кожей хомотермального режима при отсутствии лучистого потока тепла и без движений воздуха. Во всех случаях безразлично, мокрая или сухая кожа у человека.

Человек воспринимает баню не только кожей, но и носоглоткой, причём кожа и носоглотка ощущают баню по-разному. Дело в том, что носоглотка защищена от лучистых потоков, зато всегда влажная. Если воздух в бане имеет низкую абсолютную влажность (сухая баня), носоглотка в промежутках между поддачами при вдохе охлаждается («лёгкий дух»). Охлаждение носоглотки (а потому и лёгких, и всего тела в целом) имеет очень большое значение для теплового баланса человека и конечно же сильно влияет на процесс усвоения кислорода лёгкими. В хомотермальном режиме охлаждение носоглотки полностью исключается: она всегда нагревается, причём только за счёт высокой температуры воздуха, а значит с прогревом бронхов, что создаёт ощущение духоты. А вдох воздуха в сверххомотермальном режиме (паровая баня) нагревает за счёт конденсации преимущественно именно носоглотку.