.
Экспертиза бань и печей
Кирпичная печь для бани Металлическая печь для бани банная буржуйка
Кирпич.печь Метал.печь
00
БАНИ особые
Печи в доме, в саду
Шведка отопительно-варочная печь Барбекю, мангалы
01
Печь Камин Мангал
7 типов
Дымоходы, сэндвич, Шидель, Тона, Домус
02
Дымоход
Мастера
Гильдия печников, печники
03
Печники
Парение
Парильщик в парной
04 -
В парной
     04 Физиология в парной
0 Вдох в парной      Вентиляция - 01*
Полезны ли баня и пот?
Потный Иван Застой в пруду
3 Примеры потения   Нагрев и ПОТ
4 Кожа и пот - терморегуляция
5 Почки  Стресс
6 Замеры здоровья  
7 Баня, врачи, ЦНС и терморегуляция
8 Даме не холодно
+0 Терморегуляция и МИФЫ
+1 МикроКЛИМАТ в парной*
 


Стрелка
 
 
 
 
 
Где мы? >  Главная > 04 Физиология в парной > Нагрев и Пот
Физиология

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ И ПОТ.
Нагрев человека и потение

Обозначения: ЦНС – центральная нервная система;
ХПН – хроническая почечная недостаточность; Ц – цитата;.
ядро организма – внутренние органы; оболочка – кожа и мышцы.

   О терморегуляции организма написано много. Но когда стали обсуждать вопрос "Полезен ли нагрев и потение в бане?" – то оказалось, что с терморегуляцией не всё так ясно.
Физические процессы в организме и связи "причина-следствие" объясняют, как правило, исходя из главенствующей идеи "нервизма". Оказалось, что такой подход уводит в сторону от сути вопроса. Учитывая это, в несколько упрощённом виде мы рассмотрим основные моменты нагрева организма и потения, важные для любителя попариться в горячей парилке.
Терморегуляция по смыслу – это баланс между холодом и теплом, это стабилизация температуры объекта (например, тела человека) в некотором узком интервале. В холод надо добавить тепла и одеть наше тело, а в жару – охладить. Обычно говорят о регуляции микроклимата в жилье, однако здесь пойдёт речь об организме человека – о его внутренних источниках тепла и переносе тепла внутри организма. Клетки и органы могут жить и функционировать лишь в узком интервале 34-42°С (для разных животных). Для рук и ног интервал чуть больше, для волос (шерсти и перьев) – ещё больше (например, в пустыне кончики волос нагреваются до 60-70°С, а на морозе сильно остывают).
    Теплотехники чаще говорят только о тепле, подразумевая, что холод – это недостаток или отбор тепла. Тепло обычно получают при горении топлива (от Солнца, от костра). Холод "получают" от холодных предметов или при испарении жидкости. Поток тепла всегда направлен от горячего к холодному.

    Биотепло. В каждой клетке организма работает "генератор" энергии ("бионагреватель" - митохондрии) – происходят химические реакции при обмене веществ (приставка "био" означает отношение к живому организму). Этот генератор работает только в жидкой среде, потребляя из неё жидкое "топливо" и выделяя в эту же среду жидкие отходы. При этом надо выдерживать баланс: сколько тепла произведено в организме, столько же его надо удалить из него (иначе будет перегрев). "Биохолодильник" науке неизвестен.
Кроме получения тепла от бионагревателя надо уметь управлять потоками тепла – в холод уменьшать потери тепла из тела (через кожу и с дыханием), а в жару отводить лишнее тепло (иначе перегреемся). Т.е. это перенос тепла между телом и внешней средой, а также внутри организма между внутренними органами и кожей.
    Животные подолгу могут жить в морозной среде, согреваясь своим "биотеплом", и ограничивая его потери своим мехом-одеждой (рис. 1, а). Но к жаре приспособиться сложнее (рис. 1, б) – холодильника внутри нас нет!
Рис. 1 Животные в разном климате:
а – у медведя мех и подкожный жир ограничивает потери тепла;
б - верблюд в пустыне днём неуклонно нагревается, а ночью охлаждается.
    Итак, рассматривая терморегуляцию организма, надо изучить 3 процесса (продукция тепла, перенос его и поведение животного).
1) ПРОДУКЦИЯ ТЕПЛА внутри организма (бионагреватель).
2) ПЕРЕНОС ТЕПЛА (здесь тоже 3 процесса) – перенос внутри организма с током крови и теплопроводностью
("от молекулы к молекуле"), а также между телом (кожей) и внешней средой
(перенос тепла зависит от теплоизоляции и от ΔТ=Тсреды-Ткожи).
3) ПОВЕДЕНИЕ животного (например, уход в тень из-под Солнца).
Продукцию тепла физиологи называют "Химической терморегуляцией", а перенос тепла – "Физической".

§1. ПРОДУКЦИЯ биоТЕПЛА. Нагреватель и холодильник.

    В этом разделе мы рассмотрим бионагреватель, который, всегда "включён" и греет не только в холод, но, оказывается, и в жару (когда он не нужен). А также обсудим "биохолодильник", который, оказывается, совсем не "био".
    1. Мнение физиологов и биологов.
Защита от холода – производство и сохранение тепла. В клетках организма работают "биомикропечи", они дают биотепло при обмене веществ. В холод животное начинает дрожать, при этом вырабатывается дополнительное тепло – оно нас согревает ( рис. 2, левая восходящая ветвь теплопродукции, Маршак, 1931 г).
Рис. 2. Продукция биотепла нарастает при понижении и повышении Тсреды - и в холод и в жару.
(МАРШАК 1931). Испарение пота зависит от влажности среды.

    Чтобы ограничить потери тепла через кожу, отращивают шерсть, подкожный жир (бессознательно, естественный отбор), одевают одежду, сворачиваются в клубок, прижимаются друг к другу, утепляют жильё (сознательно). В холод кровь отливает от кожи и уменьшается перенос тепла кровью между кожей (которая остывает) и ядром (внутренними органами), которое надо поддерживать тёплым (при 34-42°С). Это уменьшает потери тепла. При такой блокировке переноса тепла кровью остаётся перенос теплопроводностью.
    Итак, для защиты от холода здесь упомянуты: дополнительные биотепло и теплоизоляция, а также ограничение переноса тепла кровью внутри организма.
    Оказывается, что от жары организм защитить сложнее.
Защита от жары. В жару, казалось бы, должны быть обратные действия – уменьшить выработку тепла и раздеться (однако, если бы в организме был "биохолодильник" то раздеваться не надо, чтобы не допустить тепло извне). Но опыт показывает, что биотепло организм может производить, а биохолод – нет.
    Когда человек спит под одеялом (не ощущая холода или жары – в комфорте), то организм бессознательно обслуживает только себя (под управлением парасимпатики), выработка биотепла минимальна (под одеялом около 30°С, а на коже – около 36°С, т.е. потери тепла определяются ΔТ=Тсреды-Ткожи=6°С). Ниже этого предела мы не можем понизить продукцию своего тепла. Любые наши движения приводят к увеличению биотепла в мышцах и к нагреву организма.

Более того, оказывается, что при нагреве организма (в жару или в парилке при Тсреды более 40-50°C) возрастает обмен веществ (закон ВантГоффа – увеличение скорости химических реакций при повышении температуры), и при этом также возрастает выработка долнительного биотепла, когда оно явно некстати (см. рис. 2 – правая восходящая ветвь). Видимо, напрасно Залманов назвал организм "мудрым" (рис. 3). Этот дополнительный нагрев в жару происходит по законам физики и химии и не зависит от мудрости ЦНС (центр. нерв. системы).
Поэтому заходя в горячую парилку голый человек начинает неуклонно нагреваться (рис. 4). Прекратить нагрев можно лишь выйдя из парилки (поведение). А для замедления нагрева мозга и рук любитель бани надевает шапку и рукавицы (а ещё и валенки, если через щели в полу дует холодный воздух (:-)). Все эти действия физиологи называют "терморегуляцией поведением".
Рис. 3. Нагрев организма человека в парилке: 1 – кожи; 2 – мышцы (внутри). Плато "С" - из-за испарения пота

Рис. 4. А. Зплманов
– автор книги "Тайная мудрость человеческого организма"


    Правило противодействия для ядра (внутренних органов) - в холод организм усиливает теплопродукцию, а в жару - уменьшает.
Это правило сформулировано физиологами, и из рис. 2 видно, что оно выполняется для Тсреды менее 20°С - теплопродукция рефлекторно нарастает в холод и уменьшается в тепле (при расслаблении организма и уменьшении тонуса мышц, когда Тсреды около 25-30°С).
Однако, видно, что это правило не работает в жару (рис. 2 – правая восходящая ветвь) - теплопродукция тоже усиливается. Этот не нужный и вредный для выживания дополнительный нагрев организма обусловлен законами физхимии (а не сигналами от ЦНС).


Рис. 5. Нагрев и охлаждение верблюда (ректально), человека и камня. Днём верблюд нагревается, ночью – остывает.
Если верблюда не поить, то амплитуда "пилы" температуры возрастает. Камень "не пьёт" и у него амплитуда максимальна.

    Потение и Нервизм. Физиологи обратили внимание на то, что в жару человек потеет, пот испаряется, и при этом кожа охлаждается. Было объявлено, что это есть защитная реакция на жару и мы потеем для терморегуляции! Таким образом был "найден" и узаконен "биохолодильник". Этой находке более 100 лет.
    Кроме этого, во времена физиолога Павлова И. П. (академик, премия Нобеля - 1904 г., последователь Сеченова И.М. автора труда "Рефлексы головного мозга", 1862 г) господствовала идея "Нервизма", из которой следовало, что все процессы в организме находятся под управлением ЦНС. Подгоняя под эту идею "терморегуляцию потением", физиологи рассуждают следующим образом.
    >> В жару тепловые рецепторы кожи нагреваются и дают сигнал в ЦНС. Обратно из гипоталамуса идёт сигнал на то, чтобы расширить сосуды и стимулировать желёзы пота, которые секретируют пот и человек охлаждается. Как при этом "работают" стимулированные железы - не уточняют, подразумевая, что это происходит обычным для желёз образом. Не учитывают и то, испарился пот или нет.
    Таким образом, биоНагреватель и биоХолодильник для теории терморморегуляции определены!
    Итак баланс найден – в холод мы бессознательно дрожим и согреваемся внутренним теплом, а в жару мы бессознательно потеем и охлаждаемся. Мол, так Природа и произвела естественный отбор – выжили те, кто умеет это делать/

Пот - для чего (цель)? Было объявлено, что основная функция (цель) потения - это терморегуляция (на этом воспитано не одно поколение медиков и физиологов). При этом упоминают (ниже тоном), что у потения есть ещё небольшая функция - выделение жидкости из организма (межклеточной, "рабочей" жидкости, шлаков, отходов), но при этом отмечают, что эта функция – второстепенна и остаточна. А в основном жидкие продукты обмена из организма выделяют почки – это, мол, главная и первичная система выделения. В учебниках физиологии почкам посвящено 20-40 страниц, а поту - меньше страницы. Пот по составу похож на межклеточную жидкость (и на первичную мочу), в которой есть и полезные вещества, и отходы - продукты обмена. В быту потение называют выделением "шлаков", для этого идут в баню и потеют. В Европе считают, что потеть неприлично, с п?том надо бороться. А в Африке, наоборот, находят в этом пикантность.
Кроме этого есть мнения, что пот нужен:
- для привлечения запахом партнёров;
- что это болезнь – гипергидроз и потеть неприлично;
- что пот нужен для увлажнения ладоней обезьяны перед прыжком с ветки на ветку, а также для увлажнения кожи (чтобы не было морщин) и мытья кожы;
- с п0том выходит жар;
- потеем от испуга, в гневе (эмоции) и при отравлении;
- пот – это яд.
Такое большое количество мнений говорит о том, что сущность потения не ясна до сих пор, и требуется "бритва Оккама" для отсечения лишних сущностей (об это в др.разделе. ).
    Цели Творца. Философия. Видно, что перечислено много целей, для чего потеет человек. Поиск цели – это характерный подход "креационистов" (от лат. creationis — творение; creator – Творец), которые полагают, что Творец создаёт и делает что-то с какой-то целью. Обычно неопределённости рождают философские размышления. Далее будет показано, что причины потения есть, но цели – нет! Это всё равно, что спрашивать – для чего текут реки или падает камень? Для чего сливаем мочу? Для чего текут слёзы (м.б. тоже для охлаждения?)? Всё это происходит "не для чего", а "почему"! Эти процессы происходят потому, что обусловлены другими процессами, находятся с ними в причинной связи и подчиняются законам физики и химии!

    Видно, что идеи "нервизма" и "креационизма" уводят в сторону от понимания сути и пользы потения. А между тем это большая проблема для человека (потеть или нет?), который, по-видимому, в прошлом много потел добывая пищу и борясь за выживание, и с учётом потения настроены функции нашего организма. Можно сказать, что человек не только Хомо сапиенс, но и "потеющий". И сегодня многие уверены, что надо потеть – каждый день (например, О. Газманов, рис. 6). Своеобразное "призыв" мы находим в Библии: "Добудь свой хлеб в поте лица!" Закупорка протоков пота антиперспирантами приводит к негативным последствиям.


Рис.6. Олег Газманов
считает, что потеть надо,
причём пару раз в день

2. Мнение любителя бани. Пот – это выделение отходов, а биозащиты от нагрева нет!
Если зайти в нагретую парилку, то мы увидим, что человек потеет (бессознательно), а пот не испаряется при высокой влажности, и охлаждения нет (терморегуляция не работает). Наша ЦНС управляет просветом сосудов крови, но не может управлять влажностью внешней среды и испарением пота (это физика, идея нервизма к этому не применима!). И поэтому в парилке человек неуклонно нагревается от контакта с нагретой средой и от ИК лучей от интерьера (рис. 4) - это тоже физика! Мы видим, что ограничить или уменьшить поток тепла для голого человека в таких условиях невозможно. Также не "терморегулируются" пловец на дистанции, человек в пальто (спешащий по делам), овца, покрытая шерстью - в этих примерах пот выделяется, но испарение с кожи затруднено и охлаждение не эффективно. Всё это рождает вопросы и сомнения в лозунге "ПОТ для терморегуляции".

Любитель бани сегодня идёт в баню не только помыться. Он хочет пропотеть, вывести шлаки из организма, и тем самым очистить себя внутри (глобальная физиотерапия). Когда-то его учили, что система терморегуляции включит защитные реакции (пот), тело каким-то образом "утилизирует" тепло и это позволит выдержать потогонные процедуры (нагрев в течение 10-30 мин и потение). Про это ещё говорят, как про "удовольствие" (реклама от банщиков и администраторов бань). Кому-то это нравится (чем хуже – тем лучше!), кто-то выдерживает такие процедуры нагрева-потения, да ещё хлещет себя веником. Кому-то становится дурно, тошнит, теряют сознание, возникает головная боль… Многие боятся заходить в горячую парилку (Э. Рязанов). Иногда сообщают о гибели человека (В. Ладыженский). Видно, что, так называемая, "защита" от нагрева - несостоятельна.
И нарастают сомнения в том, что мы потеем для терморегуляции. Лозунг "ПОТ для терморегуляции" уводит нас от понимания важности потогонных процедур - натурального оздоровительного средства вместо лекарств.

Пот и моча. Давайте обратим внимание на то, что в парилке пот льётся ручьями (литры в час), а мочи обычно выделяется всего 1,5-2 литра в сутки (а после банных процедур – гораздо меньше). У меня возникает сомнение в том, что функция выделения мочи главнее потения. И на вопрос – "Полезно ли потеть", профессор-физиолог презрительно фыркнул – "А полезно ли сливать мочу?" Т.е. петение – это неизбежная и мощная (а не остаточная) система выделения, причём более древняя и надёжная, чем выделение через почки. Когда почки отказывают (ХПН), то вся жидкость может выделяться через кожу потением, которая при высыхании покрывается коркой и кристаллами. Подчеркнём, что лишь в потоке жидкости (приток и отток) работает наш биогенератор (это и есть жизнь!).
Можно вспомнить и о том, что почки помогают экономить воду (в нашем организме воды 60-70%, в мозге – около 90%, по сути, наш организм - это "кожаный бурдюк" с водой). Это важно для жизни на суше, поскольку только в жидкой среде могут жить клетки. На суше воду надо экономить, и для этого получил развитие аппарат реабсорбции в почках, который возвращает большую часть воды в организм (так же экономят воду в подводных лодках и в космических кораблях). Клетки получают питание через всю свою оболочку (мембрану) и отходы выделяют через неё же (аналог потения).

    Терморегуляция потением – это поведение! Некоторые физиологи ищут компромисс, и соглашаются с тем, что мы потеем для вывода шлаков и терморегуляции. Однако анализ публикаций и наблюдения в парилке показывают, что биозащиты от нагрева у человека (у животных) нет! В холод, да, мы можем дрожью дополнительно нагреть себя (бионагрев). А при нагреве в жару указанная "терморегуляции потением" сработает лишь тогда, если мы сознательно обеспечим испарение пота.
 >> Для этого надо раздеться (обнажить кожу), обеспечить обдув (включить вентилятор или помахать веером), и тогда при низкой влажности мы почувствуем прохладу.
    Но эти процедуры – не биозащита! Это наши осознанные действия, наше поведение, а не биорефлексы. Ранее говорилось о "терморегуляции поведением" – это, например, когда мы сознательно уходим в тень от Солнца, или заходим в тёплый дом от холода, надеваем тёплую одежду. Отсюда видно, что и терморегуляцию "испарением пота" надо отнести к "терморегуляции поведением", а не к бессознательной рефлекторной биозащите от перегрева (как бионагрев при дрожании в холод). Потение при высокой влажности не охлаждает (если пот не испаряется). Даже камень в жару имеет преимущество – у него нет выработки внутреннего тепла и нагрева изнутри. А у человека при нагреве, как уже говорилось, усиливается производство биотепла в организме (когда нужно, наоборот, охлаждение!)!


Рис.7. Мокрый от пота пиджак

Ц1 "Что с вами происходит, когда вам бывает жарко? Вы потеете. Итак, для целей охлаждения существуют потовые железы... Следовательно, покрытие кожи водой есть приём, рассчитанный на охлаждение, и поэтому потовые железы являются "испарительным прибором". "Иннервация потовых желёз должна быть разработана для всех отдельных случаев". (акад. Павлов И.П., из лекции студентам).
 Мой коммент.
    а) "Потовые железы" – это не самодостаточный испарительный прибор, т.к. испарение зависит от влажности среды и обдува – ЦНС этим не командует.
    б) Чтобы "покрыть кожу водой" надо раздеться и стаканом воды можно просто увлажнить кожу! Однако, сторонники лозунга "ПОТ для терморегуляции" подразумевает, что надо эту воду выпить, вспотеть и, лишь так мы можем увлажнить кожу и добиться терморегуляции. Увлажнять п?том кожу под рубашкой и костюмом – это обычное дело. Однако, я не видел, чтобы стакан воды выливали за шиворот. Может и плачем мы для увлажнения и терморегуляции (как упоминалось выше)?

    Пчёлы поступают разумнее - когда в улье очень жарко, они разбрызгивают влагу, машут крыльями (вентиляция) и улей внутри охлаждается. Им не приходит в голову пить и "потеть для охлаждения". Однако "ПОТ для терморегуляции" описывается в статьях и учебниках. Складывается впечатление, что эти авторы, потеющие в кабинетах с вентиляторами, вряд ли видели сильно потеющего человека в парной. А многие люди ведь доверчиво принимают этот лозунг, надеясь на него уже более сотни лет.

Явно видны противоречия, которые не объясняет лозунг "ПОТ для терморегуляции". Можно сделать предварительные выводы.
1) Потеем не для терморегуляции.
2) Биозащиты (биохолодильника) от нагрева у организма нет.
3) "ПОТ для охлаждения" – это "терморегуляция поведением".
4) Удивляет большая производительность потения (литры в час), по сравнению с количеством мочи (1,5-2 л/сутки).

Пот – секрет или фильтрат? Сравнение выделительной способности крупных желёз (желудка, поджелудочной, печени, молочных желёз - по 1-1,5 л/сут) наводит на мысль, что количество пота - литры в час – это не секреция эккрин-желёз в известном смысле, а, по-видимому, фильтрация жидкости сквозь стенки протоков пота (как и фильтрация в клубочках капилляров почек). Это не биопроцесс апокрин-железы (рост клетки, её разрыв и опорожнение), а физпроцесс (дренаж), хотя и обусловленный биопроцессом расширения сосудов и наполнения кожи кровью. В протоках пота нет насосов, чтобы обеспечить литры в час. М.б. для этого придумали термин "рекрет"(прохождение жидкости в неизменном виде) вместо "секрет"? При этом можно вспомнить о, так называемом, трансдермальном неощутимом потении (insensible perspiration - до 1 л/сут) без капель пота на коже (он сразу испаряется). Это похоже на то, как теряют влагу фрукты и овощи при хранении – они просто сохнут (этот физпроцесс товароведы называют усушкой и утруской). И животные, включая человека, также сохнут (при нормальных условиях теряя через кожу и лёгкие до 2 л/сут). А в стрессовой ситуации – в жару или при тяжёлой работе, когда кровь приливает к коже и к мышцам, выделение влаги тем же путём через кожу усиливается и появляются капли пота (8-15 л/сут). Которые, кстати, очень быстро высыхают в суховоздушной сауне (это отличный сушильный шкаф!)
    Генератор энергии. Можно заметить явную пропорциональность между количеством пота и производимой организмом работой (энергией). В покое организм вырабатывает чуть больше 1 вт/кг (от веса тела) и жидкие отходы удаляются через почки (рис. 6). Но когда, например, мы бежим, то выработка энергии достигает сотен ватт (а то и киловатты), причём большая часть энергии выделяется в мышцах (в "оболочке" по терминологии физиологов). И тогда почти вся "рабочая" жидкость выцеживается коротким путём через кожу (оболочку) – в виде пота.
     При нагреве в парилке организм тоже производит довольно тяжёлую работу – сердце стучит, объём крови удваивается (кровь выходит из депо), дыхание частое. И всё это происходит при усиленном обмене веществ (и недостатке кислорода, что, по-видимому, ведёт к своеобразному "недожогу" – остаткам свободных радикалов). Это похоже на нелёгкую тренировку, на бег в несколько километров. И все знают, что при этом усиленно выделяется пот (л/час).

Рис. 8. В покое человек выделяет пота около 0,6 л/сут, при мощности W организма до 0,1 кВт. При тяжёлой работе, на бегу (W= сотни Вт или киловатты) поту гораздо больше – литры в час (а мочи меньше). Видна пропорциональность количества пота и производимой работы.
Можно сказать так: пот – это жидкие отходы при производстве организмом энергии, генератор которого работает на жидком топливе. Тогда потение можно представить как физпроцесс следующим образом.
>> Физика потения. При большом производстве энергии (нагрев изнутри тяжёлой работой или снаружи в горячей парилке) кровь приливает к коже, она растягивается и проницаемость её увеличивается, вязкость жидкости уменьшается, давление в жидкости нарастает, и она начинает выцеживаться сквозь протоки пота на поверхность кожи – без участия ЦНС (это физпроцесс, дренаж через стенки протоков пота, обусловленный тяжёлой работой организма – см. блок Б на рис. 8 ). Это похоже на выцеживание жидкости из кожаного бурдюка с водой (рис. 9).

Рис.10. Кожаный бурдюк, из которого постепенно незаметно или заметно выцеживается вода.
Рис. 9. Схема процесса ПРОГРЕВ => ПОТЕНИЕ => Испарение пота => Охлаждение кожи
Физиолог (последователь идеи "Нарвизма") считает, что ПОТЕНИЕ – это биорефлекс под управлением ЦНС (см. блок А), а физик видит в этом только фильтрацию жидкости (блок Б). Кто прав?
ВЫВОДЫ.
1) Потеем не для терморегуляции.
2) Биозащиты (биохолодильника) от нагрева у организма нет.
3) "ПОТ для охлаждения" – это "терморегуляция поведением".
4) Пот – это не секрет, а дренаж рабочей жидкости коротким путём через кожу при большой нагрузке организма.

Итак, умеренное охлаждение при испарении пота действительно приятно в жару, но часто неэффективно при слабом испарении. Однако, потение в холод (на бегу) на сквозняке может быть вредным для здоровья, т.к. одежда намокает и возможна простуда (если после бега не переодеться, особенно на ветерке при обдуве). В этом случае охлаждение при испарении п?та – это не полезный биопризнак, который прошёл естественный отбор на выживание.


НАВЕРХ Наверх