Роль органов дыхания и газообмена в условиях сауны

Доцент К.А. Кафаров

Доктор педагогических наук, профессор А.А. Бирюков

Е.П. Волжева

Введение.

Многие исследователи сауны, наблюдая учащение и углубление дыхания у людей в сауне, считают, что это связано с повышением энерготрат и усилением газообмена в клетках и легких организма, обусловленных нагреванием тела [1, 2]. Наши исследования позволяют предложить другое объяснение.

Материалы и метод. Исследования проведены на 40 здоровых людях, у которых изучались частота, глубина дыхания и минутный объем дыхания, а также напряжение рO2 и рСО2, (в мм рт.ст.) в артериальной и венозной крови до сауны, в конце пребывания в ней и через 60 мин после выхода из нее (прибор-микро-рН-метр Аструпа, методика Сигаард-Андерсена). Опыты проведены в сауне с температурой 70 и 100°С.

Результаты исследований представлены на рис. 1, 2 и 3.

Среднее время пребывания в сауне: при 70°С - 40, 2 мин, при 100°С - 19, 3 мин. Как видно из рис. 1, к концу пребывания в сауне возрастают и частота дыхания, и МОД. Причем, если ЧД увеличилась почти в одинаковой степени и при 70 и 100°С, МОД в большей степени возрос в опытах в сауне с 70°С, что, возможно, объясняется более длительным сроком пребывания в ней в этих опытах.

Через 1 ч после сауны показатели внешнего дыхания практически вернулись к исходному уровню, если в опытах с 70°-ной сауной отличия от исходных величин были незначительными, то в опытах с 100°-ной происходит более заметное снижение ЧД и МОД, ниже исходных величин.

Таким образом, изменения показателей внешнего дыхания в сауне как будто бы свидетельствуют о заметном усилении газообмена и, следовательно, основного обмена. Если это так, то должны наблюдаться адекватные изменения показателей рO2 и рСO2 в артериальной и венозной крови.

Обратимся к результатам наших исследований по этим, последним, показателям (см. рис. 2 и 3), соответственно отражающим данные опытов с сауной при 70 и 100°С. Как следует из рис. 2 и 3, pO2 в капиллярной крови почти не меняется и к концу пребывания в сауне, и через 1 ч после выхода из нее в обоих вариантах опытов с сауной. Можно только говорить о тенденции к увеличению рO2 к концу пребывания в сауне в обоих вариантах опытов и заметной тенденции к снижению через 1 ч после пребывания в 70°-ной сауне. pCO2 в капиллярной крови также незначительно меняется (понижается) к концу пребывания в 70°-ной сауне и заметнее увеличивается через 1 ч после нее.

В опытах со 100°-ной сауной pCO2 изменяется заметнее - уменьшается на 4, 8 мм рт. ст. и сохраняется еще заметно сниженной через 1 ч после сауны (на 2, 7 мм рт. ст.).

К концу пребывания в сауне рO2 в венозной крови резко увеличивается в одинаковой степени в обоих вариантах опытов. После сауны рO2 венозной крови хотя и возвращается к исходному уровню, но через 1 ч в опытах с сауной в 70°С уменьшается на 10, 8 мм рт. ст. ниже исходных значений, в то время как в опытах со 100°-ной она сохраняется еще повышенной на 6, 9 мм рт. ст.

К концу пребывания в сауне рСO2 венозной крови резко снижается: в опытах с 70°ной - на 4, 2 мм рт. ст., а со 100°-ной - на 8, 5 мм рт. ст.

Через 1 ч после сауны рСO2 венозной крови в целом возвращается к исходному уровню, но если в опытах с 70°-ной рСO2 превышает исходную величину на 3, 2 мм рт. ст., то со 100°-ной сохраняется еще сниженной на 3, 3 мм рт. ст.

Обсуждение. Подводя итоги наших исследований, можно сделать парадоксальное заключение:

исследование газов крови (рO2 и рСO2) не соответствует характеру физиологических изменений внешнего дыхания (ЧД и МОД) и свидетельствует не об усилении газообмена в тканях организма (и основного обмена), а о заметном их снижении.

Действительно, если мы не будем учитывать изменения рO2 и рСO2 в артериальной крови, где их уровень практически мало изменяется на протяжении всех опытов в сауне и после нее, то изменения в венозной крови однозначно свидетельствуют о снижении газообмена в тканях организма, так как венозная кровь возвращается к легким с более высоким содержанием О2 и менее значительным уровнем СО2 (в конце пребывания в сауне в обоих вариантах опытов). Причем в опытах со 100°-ной сауной выделение клетками СО2 уменьшалось в более заметной степени, чем при опытах с 70°-ной.

Ряд исследователей указывают на дыхание через кожу, которое, по их мнению, может заменить легочный газообмен или дополнить его. Данное объяснение не выдерживает критики, поскольку в

любом случае венозная кровь, оттекающая от клеток организма, минует кожные покровы и не может отдать им СO2 и получить О2, до прихода в легкие. К потовым железам кожных покровов подходит только артериальная кровь (которая отделена от венозной крови тканевой массовой), и ее газовый состав отражает характер процессов газообмена в легких.

Таким образом, наши данные однозначно свидетельствуют о том, что газообмен в тканях (и основной обмен также) в жарких условиях сауны заметно снижается. Данное явление не представляется необычным, если вспомнить механизм термо-регуляторных процессов в жарких условиях, известный из курса физиологии.

При воздействии жарких условий процессы терморегуляции в организме человека изменяются таким образом, чтобы, с одной стороны, усилить процессы теплоотдачи (что мы и наблюдаем в сауне: усиление потоотделения, расширение сосудов, учащение и углубление дыхания), а с другой - снизить активность процессов теплообразования путем подавления обменных процессов (обусловливающих в норме превращение 60% энергии в тепло), что снижает теплопродукцию в тканях и тем самым уменьшает степень и риск перегревания организма в определенных пределах при действии жарких условий сауны.

С учетом вышесказанного можно считать закономерным уменьшение газообмена в тканях организма человека в условиях сауны. Противоречивость явлений усиления функции внешнего дыхания (ЧД и МОД) и снижения газообмена в тканях позволяет также сделать другой вывод: легкие человека, его органы внешнего дыхания в жарких условиях сауны в большей степени выполняют задачу обеспечения эффективного функционирования терморегуляторного аппарата и процессов теплоотдачи (отсюда учащение и углубление дыхания) и в меньшей степени - обеспечения потребностей газообмена. Таковы основные выводы наших исследований. Что касается особенностей небольших изменений pO2 и pCO2 в капиллярной крови в условиях сауны и характера сдвигов показателей рO2 и pCO2 в капиллярной и венозной крови через 1 ч после сауны, то здесь можно сделать следующее заключение.

Изменения рO2 и рСO2 в капиллярной крови в условиях сауны свидетельствуют о некоторой активизации обмена газов в легочных альвеолах с некоторым усилением поглощения O2 и выделения СO2 протекающей через легкие кровью, что обусловлено, по-видимому, особенностями влияния горячего воздуха на легочные структуры и обменные процессы в них. Через 1 ч после посещения сауны (при 70°С) газообмен в легких ослабляется и активность поглощения O2 и выделения СO2, кровью снижается.

Через 1 ч после пребывания в 100°-ной сауне обмен газами в легких остается еще повышенным (менее значительно по O2 и более заметно по CO2).

Изменения показателей рO2, и рСO2, в венозной крови через 1 ч после посещения сауны свидетельствуют: в опытах с 70°-ной сауной - о восстановлении и заметном усилении газообмена в тканях (заметное увеличение рСO2 и уменьшение pO2 в венозной крови по сравнению с исходными, до сауны, величинами), а в опытах со 100°-ной - о сохранении еще в заметной степени сниженного уровня газообмена в тканях через 1 ч после сауны (pO2 - повышено, рСO2 - снижено сравнительно с величинами до сауны).

Указанные изменения газообмена в тканях, по-видимому, объясняются влиянием вегетативной регуляции в период после сауны: восстановлением тонуса симпатического отдела нервной системы, с некоторым его преобладанием над парасимпатическим влиянием в опытах с 70°-ной сауной, заметным преобладанием парасимпатического тонуса (вагуса), соответствующим снижением активности обменных процессов и, соответственно, газообмена в тканях в опытах со 100°-ной сауной.

В последнем случае возможно, что чрезмерная мобилизация симпато-адреналовой системы во время пребывания в сауне со сверхвысокой (100°-ной температурой) и перенапряжением терморегу-

ляторного аппарата в физиологических реакциях стрессового характера ведет к значительному утомлению симпатических отделов нервной системы и эндокринного аппарата (надпочечников и др.), что сопровождается заметным снижением тонуса симпатических отделов вегетативной нервной системы и относительным преобладанием (усилением) вагусных влияний.

Это лишний раз говорит о нежелательности пользования сауной при 100°-ной температуре, о чем не раз предупреждал профессор Н. Teir (1974).

Список литературы

1. Kraus Н. Clinical Experiences with the Oxygen Sauna. Sauna Studies. VI International Sauna Congress. Helsinki, 1974, 252.

2. Ott V.R. Die Sauna. Basel, 1948.

3. Teir Н., Taskinen E., Hannmen K. et al. Experimental Exposure of Rats to the Sauna. Sauna Studies. VI International Sauna Congress. Helsinki, 1974, 241.