Профилактику физиопатологических последствий воздействия холода необходимо рассматривать с двух точек зрения: первая касается физиопатологических эффектов, наблюдаемых при общем воздействии холода (то есть всего тела), а вторая касается наблюдаемых при локальном воздействии холода. насморк, преимущественно поражающий конечности (кисти и стопы). Профилактические мероприятия в связи с этим направлены на снижение частоты двух основных видов холодового стресса — случайного переохлаждения и обморожения конечностей. Необходим двойной подход: физиологические методы (например, адекватное питание и увлажнение, развитие адаптационных механизмов) и фармакологические и технологические меры (например, укрытие, одежда). В конечном итоге все эти методы направлены на повышение толерантности к холоду как на общем, так и на местном уровне. Кроме того, важно, чтобы работники, подвергающиеся воздействию холода, располагали информацией и пониманием таких травм, необходимых для обеспечения эффективной профилактики.

Физиологические методы профилактики холодовой травмы

Воздействие холода у человека в состоянии покоя сопровождается сужением периферических сосудов, ограничивающим кожную теплоотдачу, и метаболической теплопродукцией (в основном за счет активности дрожи), что предполагает необходимость приема пищи. Затраты энергии, необходимые для всех видов физической деятельности на холоде, увеличиваются из-за трудности ходьбы по снегу или льду и частой необходимости иметь дело с тяжелым снаряжением. Более того, потеря воды может быть значительной из-за потоотделения, связанного с этой физической активностью. Если эту потерю воды не компенсировать, может произойти обезвоживание, повышающее восприимчивость к обморожению. Обезвоживание часто усугубляется не только произвольным ограничением потребления воды из-за трудности приема достаточного количества жидкости (вода может быть заморожена или может потребоваться растапливать снег), но и тенденцией избегать достаточно частого мочеиспускания (мочия). , что требует выхода из убежища. Потребность в воде на морозе трудно оценить, так как она зависит от индивидуальной рабочей нагрузки и теплоизоляции одежды. Но в любом случае прием жидкости должен быть обильным и в виде горячих напитков (от 5 до 6 л в день при физической нагрузке). Наблюдение за цветом мочи, которая должна оставаться прозрачной, дает хорошее представление о ходе приема жидкости.

Что касается потребления калорий, то можно предположить, что в холодном климате необходимо увеличение на 25-50% по сравнению с умеренным или жарким климатом. Формула позволяет рассчитать калорийность питания (в ккал), необходимую для энергетического баланса на холоде на человека и в сутки: ккал/человек в сутки = 4,151–28.62.T_a, Где T_a температура окружающей среды в °C (1 ккал = 4.18 Дж). Таким образом, для T_a -20ºC, потребность около 4,723 ккал (2.0 х 10⁴ J) следует ожидать. Прием пищи, по-видимому, не должен качественно изменяться, чтобы избежать проблем с пищеварением по типу диареи. Например, холодный рацион (RCW) армии Соединенных Штатов состоит из 4,568 ккал (1.9 х 10⁴ J), в обезвоженной форме, в день и на человека, и качественно распределяется следующим образом: 58% углеводов, 11% белков и 31% жиров (Edwards, Roberts and Mutter 1992). Преимущество обезвоженных продуктов состоит в том, что они легкие и их легко приготовить, но перед употреблением их необходимо регидратировать.

По возможности прием пищи должен быть горячим и разделен на завтрак и обед в нормальных количествах. Дополнение обеспечивается горячими супами, сухим печеньем и злаковыми батончиками, которые перекусывают в течение дня, и увеличением калорийности рациона за ужином. Это последнее наиболее целесообразное средство усиливает вызванный диетой термогенез и помогает субъекту заснуть. Употребление алкоголя крайне нецелесообразно в холодном климате, потому что алкоголь вызывает расширение сосудов кожи (источник потери тепла) и увеличивает диурез (источник потери воды), изменяя чувствительность кожи и ухудшая суждение (которые являются основными факторами). участвует в распознавании первых признаков холодовой травмы). Чрезмерное употребление напитков, содержащих кофеин, также вредно, так как это вещество оказывает периферическое сосудосуживающее действие (повышение риска обморожения) и мочегонное действие.

В дополнение к адекватному питанию развитие как общих, так и местных адаптационных механизмов может снизить частоту холодовых травм и улучшить психологическую и физическую работоспособность за счет уменьшения стресса, вызванного холодом. Однако необходимо определить понятия адаптация, акклиматизация и привыкание к холоду, причем эти три термина различаются по своему значению в зависимости от использования разными теоретиками.

По мнению Игана (1963), термин адаптация к холоду является общим термином. Под понятием адаптации он объединяет понятия генетической адаптации, акклиматизации и привыкания. Генетическая адаптация относится к физиологическим изменениям, передающимся генетически, которые способствуют выживанию во враждебной среде. Блай и Джонсон (1973) проводят различие между генетической адаптацией и фенотипической адаптацией, определяя понятие адаптации как «изменения, которые уменьшают физиологическое напряжение, вызванное стрессовым компонентом окружающей среды».

Акклиматизация может быть определена как функциональная компенсация, которая устанавливается в течение периода от нескольких дней до нескольких недель в ответ либо на сложные факторы окружающей среды, такие как климатические колебания в естественной среде, либо на уникальный фактор окружающей среды, например, в лаборатории. («искусственная акклиматизация» или «акклиматизация» этих писателей) (Eagan 1963).

Привыкание является результатом изменения физиологических реакций в результате ослабления реакции центральной нервной системы на определенные раздражители (Eagan, 1963). Это привыкание может быть специфическим или общим. Специфическое привыкание — это процесс, когда определенная часть тела привыкает к повторяющемуся раздражителю, тогда как общее привыкание — это процесс, посредством которого все тело привыкает к повторяющемуся раздражителю. Местная или общая адаптация к холоду обычно приобретается путем привыкания.

Как в лаборатории, так и в естественных условиях наблюдались разные типы общей адаптации к холоду. Hammel (1963) разработал классификацию этих различных типов адаптации. Метаболический тип адаптации проявляется в поддержании внутренней температуры в сочетании с большей выработкой метаболического тепла, как у алакалуфов Огненной Земли или индейцев Арктики. Адаптация изоляционного типа проявляется также сохранением внутренней температуры, но с понижением средней температуры кожи (аборигены тропического побережья Австралии). Адаптация гипотермического типа проявляется более или менее значительным понижением внутренней температуры (племя пустыни Калахари, индейцы кечуа Перу). Наконец, существует адаптация смешанного изоляционно-гипотермического типа (аборигены центральной Австралии, саамы, корейские ныряльщики-амасы).

В действительности эта классификация носит чисто качественный характер и не учитывает всех составляющих теплового баланса. Поэтому недавно мы предложили не только качественную, но и количественную классификацию (см. табл. 1). Изменение температуры тела само по себе не обязательно указывает на наличие общей адаптации к холоду. Действительно, изменение задержки начала озноба является хорошим показателем чувствительности системы терморегуляции. Bittel (1987) также предложил снижение теплового долга как показатель адаптации к холоду. Кроме того, этим автором показано значение калорийности рациона в развитии адаптационных механизмов. Мы подтвердили это наблюдение в нашей лаборатории: у испытуемых, акклиматизировавшихся в лаборатории к холоду при 1 °С в течение 1 месяца прерывистым образом, развивалась адаптация гипотермического типа (Savourey et al., 1994, 1996). Гипотермия напрямую связана с уменьшением процента жировой массы тела. Уровень аэробной физической подготовленности (VO_2max), по-видимому, не участвует в развитии этого типа адаптации к холоду (Bittel et al., 1988; Savourey, Vallerand and Bittel, 1992). Адаптация гипотермического типа представляется наиболее предпочтительной, поскольку она поддерживает энергетические запасы, отсрочив начало озноба, но при этом гипотермия не опасна (Bittel et al., 1989). Недавняя работа в лаборатории показала, что этот тип адаптации можно вызвать, подвергая людей периодическому локальному погружению нижних конечностей в ледяную воду. Более того, этот тип акклиматизации развил «синдром полярного трийодтиронина», описанный Ридом и его сотрудниками в 1990 году у субъектов, которые долгое время находились в полярном регионе. Этот комплексный синдром остается недостаточно изученным и проявляется в основном снижением пула общего трийодтиронина как в термически нейтральной среде, так и при остром воздействии холода. Однако связь между этим синдромом и адаптацией гипотермического типа еще предстоит определить (Savourey et al., 1996).

Таблица 1. Общие адаптационные механизмы к холоду, изучаемые при выполнении стандартного холодового теста до и после периода акклиматизации.

Местная адаптация конечностей хорошо задокументирована (LeBlanc, 1975). Его изучали как у туземных племен или профессиональных групп, естественно подвергающихся холоду конечностей (эскимосы, саамы, рыбаки на острове Гаспе, английские резчики рыбы, почтальоны в Квебеке), так и у субъектов, искусственно адаптированных в лаборатории. Все эти исследования показали, что об этой адаптации свидетельствуют более высокие температуры кожи, меньшая боль и более раннее парадоксальное расширение сосудов, которое происходит при более высоких температурах кожи, что позволяет предотвратить обморожение. Эти изменения в основном связаны с усилением периферического кожного кровотока, а не с локальной выработкой тепла на мышечном уровне, как мы недавно показали (Savourey, Vallerand and Bittel, 1992). Погружения конечностей несколько раз в день в холодную воду (5°С) в течение нескольких недель достаточно, чтобы вызвать становление этих местных адаптационных механизмов. С другой стороны, имеется мало научных данных о стойкости этих различных типов адаптации.

Фармакологические методы профилактики холодовой травмы

Использование препаратов для повышения толерантности к холоду было предметом ряда исследований. Общая толерантность к холоду может быть повышена путем стимулирования термогенеза с помощью лекарств. Действительно, на людях было показано, что активность озноба заметно сопровождается увеличением окисления углеводов в сочетании с повышенным потреблением мышечного гликогена (Martineau and Jacob 1988). Метилксантиновые соединения оказывают свое действие, стимулируя симпатическую систему, точно так же, как холод, усиливая тем самым окисление углеводов. Однако Wang, Man и Bel Castro (1987) показали, что теофиллин неэффективен в предотвращении падения температуры тела у людей, находящихся в состоянии покоя на холоде. С другой стороны, комбинация кофеина с эфедрином позволяет лучше поддерживать температуру тела в тех же условиях (Vallerand, Jacob and Kavanagh, 1989), в то время как прием только кофеина не влияет ни на температуру тела, ни на метаболический ответ (Kenneth et al. , 1990). Фармакологическая профилактика последствий холода на общем уровне все еще является предметом исследований. На местном уровне проведено мало исследований по фармакологической профилактике обморожения. На животной модели обморожения было испытано определенное количество препаратов. Антиагреганты тромбоцитов, кортикоиды, а также различные другие вещества оказывали защитное действие при условии их введения до периода согревания. Насколько нам известно, никаких исследований на людях по этому вопросу не проводилось.

Технические методы предотвращения обморожения

Эти методы являются основным элементом профилактики обморожения, и без их использования человек не смог бы жить в холодных климатических зонах. Строительство убежищ, использование источника тепла, а также использование одежды позволяют людям жить в очень холодных регионах, создавая благоприятный микроклимат окружающей среды. Однако преимущества, предоставляемые цивилизацией, иногда недоступны (в случае гражданских и военных экспедиций, лиц, потерпевших кораблекрушение, раненых, бродяг, жертв лавин и т. д.). Поэтому эти группы особенно подвержены холодовым травмам.

Меры предосторожности при работе на холоде

Проблема подготовки к работе на холоде касается в основном людей, не привыкших работать на холоде и/или выходцев из умеренных климатических зон. Информация о травмах, которые могут быть вызваны холодом, имеет принципиальное значение, но также необходимо получить информацию об определенном количестве типов поведения. Каждый работающий в холодной зоне должен знать первые признаки травмы, особенно местной травмы (цвет кожи, боль). Поведение в отношении одежды имеет жизненно важное значение: несколько слоев одежды позволяют владельцу приспособить изоляцию, обеспечиваемую одеждой, к текущим уровням расхода энергии и внешнего стресса. Влажные вещи (дождь, пот) необходимо высушить. Необходимо уделять все внимание защите рук и ног (отсутствие тугих повязок, внимание к адекватному покрытию, своевременная смена носков — скажем, два или три раза в день — из-за потоотделения). Следует избегать прямого контакта со всеми холодными металлическими предметами (риск немедленного обморожения). Одежда должна быть защищена от холода и проверена перед любым воздействием холода. Следует помнить о правилах кормления (с учетом калорийности рациона и потребности в воде). Злоупотребление алкоголем, кофеином и никотином должно быть запрещено. Вспомогательное снаряжение (укрытие, палатки, спальные мешки) должно быть проверено. Конденсат в палатках и спальных мешках необходимо удалять во избежание образования льда. Рабочие не должны дуть в свои перчатки, чтобы согреть их, иначе это также приведет к образованию льда. Наконец, следует дать рекомендации по улучшению физической формы. Действительно, хороший уровень аэробной физической подготовки способствует лучшему термогенезу при сильном холоде (Bittel et al., 1988), но также обеспечивает лучшую физическую выносливость, что является благоприятным фактором из-за дополнительных потерь энергии при физической активности на холоде.

Лица среднего возраста должны находиться под тщательным наблюдением, так как они более подвержены обморожению, чем молодые люди, из-за более ограниченной сосудистой реакции. Чрезмерная утомляемость и малоподвижный образ жизни повышают риск получения травм. Лица с определенными заболеваниями (холодовая крапивница, синдром Рейно, стенокардия, предшествующее обморожение) должны избегать воздействия сильного холода. Могут быть полезны некоторые дополнительные советы: защищайте открытые участки кожи от солнечного излучения, защищайте губы специальными кремами и защищайте глаза солнцезащитными очками от ультрафиолетового излучения.

Когда проблема действительно возникает, рабочие в холодной зоне должны сохранять спокойствие, не должны отделяться от группы и должны поддерживать тепло своего тела, копая ямы и сбившись в кучу. Особое внимание следует уделить снабжению продовольствием и средствам вызова помощи (радио, аварийные ракеты, сигнальные зеркала и т. д.). Там, где существует опасность погружения в холодную воду, должны быть предусмотрены спасательные шлюпки, а также водонепроницаемое оборудование с хорошей теплоизоляцией. В случае кораблекрушения без спасательной шлюпки человек должен попытаться максимально ограничить потерю тепла, цепляясь за плавучие материалы, свернувшись калачиком и умеренно плавая, по возможности грудью над водой, потому что конвекция, создаваемая плаванием, значительно увеличивается. потери тепла. Пить морскую воду вредно из-за высокого содержания солей.

Модификация Заданий на Холоде

В холодной зоне рабочие задачи значительно видоизменяются. Вес одежды, переноска грузов (палатки, продовольствие и т. д.) и необходимость пересечения труднопроходимой местности увеличивают затраты энергии при физической нагрузке. Кроме того, одежда мешает движению, координации и ловкости рук. Поле зрения часто уменьшается из-за ношения солнцезащитных очков. Далее восприятие фона изменено и уменьшено до 6 м при температуре сухого воздуха ниже -18ºС или при ветре. Видимость может быть нулевой в снегопад или в туман. Наличие перчаток затрудняет выполнение определенных задач, требующих тонкой работы. Из-за конденсата инструменты часто покрываются льдом, и брать их голыми руками сопряжено с определенным риском обморожения. Физическая структура одежды изменяется при сильном холоде, и лед, который может образоваться в результате замерзания в сочетании с конденсацией, часто блокирует застежки-молнии. Наконец, топливо должно быть защищено от замерзания с помощью антифриза.

Так, для оптимального выполнения задач в холодном климате должно быть несколько слоев одежды; адекватная защита конечностей; меры против конденсата в одежде, на инструментах и ​​в палатках; и регулярное утепление в отапливаемом укрытии. Рабочие задачи должны выполняться в виде последовательности простых задач, по возможности выполняемых двумя рабочими группами, одна из которых работает, а другая разогревается. Следует избегать бездействия на холоде, а также одиночной работы вдали от пройденных путей. Компетентное лицо может быть назначено ответственным за защиту и предотвращение несчастных случаев.

В заключение следует отметить, что хорошее знание холодовой травмы, знание окружающей среды, хорошая подготовка (физическая подготовка, питание, индукция адаптационных механизмов), соответствующая одежда и правильное распределение задач могут предотвратить холодовую травму. В случае травмы худшего можно избежать с помощью быстрой помощи и немедленного лечения.

Защитная одежда: водонепроницаемая одежда

Ношение водонепроницаемой одежды предназначено для защиты от последствий случайного погружения в воду и, следовательно, касается не только всех рабочих, которые могут пострадать от таких несчастных случаев (моряки, летчики), но и тех, кто работает в холодной воде (профессиональные водолазы). Таблица 2, извлеченная из Океанографический атлас Североамериканского океана, показывает, что даже в западной части Средиземноморья температура воды редко превышает 15ºC. В условиях погружения время выживания человека в одежде со спасательным поясом, но без средств защиты от погружения оценивается в 1.5 часа в Балтийском море и 6 часов в Средиземном море в январе, тогда как в августе оно составляет 12 часов в Балтийском и ограничивается только истощением в Средиземноморье. Поэтому ношение защитного снаряжения является необходимостью для работающих в море, особенно для тех, кто может погрузиться в воду без немедленной помощи.

Таблица 2. Среднемесячное и годовое количество дней, когда температура воды ниже 15 °С.

Трудности производства такого оборудования сложны, поскольку необходимо учитывать многочисленные, часто противоречащие друг другу требования. Эти ограничения включают: (1) тот факт, что теплозащита должна быть эффективной как на воздухе, так и в воде, не препятствуя испарению пота (2) необходимость удержания субъекта на поверхности воды и (3) задачи, которые необходимо выполнять. вне. Кроме того, оборудование должно быть спроектировано с учетом связанного с ним риска. Для этого требуется точное определение ожидаемых потребностей: тепловая среда (температура воды, воздуха, ветра), время до прибытия помощи и, например, наличие или отсутствие спасательной шлюпки. Изоляционные характеристики одежды зависят от используемых материалов, контуров тела, сжимаемости защитной ткани (которая определяет толщину слоя воздуха, заключенного в одежде за счет давления воды), и влажность, которая может присутствовать в одежде. Наличие влаги в этом виде одежды зависит в основном от того, насколько она водонепроницаема. Оценка такого оборудования должна учитывать эффективность тепловой защиты, обеспечиваемой не только в воде, но и на холодном воздухе, и включать оценки как вероятного времени выживания с точки зрения температуры воды и воздуха, так и ожидаемого теплового стресса и возможная механическая помеха от одежды (Boutelier 1979). Наконец, испытания на водонепроницаемость, проводимые на движущемся объекте, позволят обнаружить возможные недостатки в этом отношении. В конечном итоге антииммерсионное оборудование должно отвечать трем требованиям:

• Он должен обеспечивать эффективную тепловую защиту как в воде, так и на воздухе.
• Это должно быть удобно.
• Он не должен быть ни слишком ограничительным, ни слишком тяжелым.

Для выполнения этих требований были приняты два принципа: либо использовать материал, не являющийся водонепроницаемым, но сохраняющий свои изоляционные свойства в воде (как в случае с так называемым «мокрым» гидрокостюмом), либо обеспечивать полную водонепроницаемость материалами, которые являются дополнительно изоляционными («сухими» костюмами). В настоящее время принцип мокрой одежды применяется все реже, особенно в авиации. В течение последнего десятилетия Международная морская организация рекомендовала использование антипогружного костюма или спасательного костюма, соответствующего критериям Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС), принятой в 1974 году. Эти критерии касаются, в частности, изоляции, минимальная инфильтрация воды в костюм, размер костюма, эргономика, совместимость со средствами для плавания и процедуры испытаний. Однако применение этих критериев порождает ряд проблем (в частности, связанных с определением применяемых тестов).

Несмотря на то, что они были известны очень давно, поскольку эскимосы использовали сшитые вместе тюленьи шкуры или тюленьи кишки, антииммерсионные костюмы трудно усовершенствовать, и критерии стандартизации, вероятно, будут пересмотрены в будущем.

Назад