Физические нагрузки в условиях жары и тепловые заболевания

Мышечная активность генерирует тепло, и когда окружающая среда также жаркая, организм должен рассеивать большую тепловую нагрузку, одновременно обеспечивая кровоснабжение работающих мышц. Конкурирующие потребности терморегуляции и физической нагрузки создают нагрузку на сердечно-сосудистую систему, и когда приток тепла превышает его потери, температура тела повышается до уровня, который приводит к тепловым заболеваниям. В этой статье описывается физиология физических нагрузок в условиях жары и спектр связанных с жарой расстройств.

Definition

Тепловые заболевания представляют собой спектр расстройств — от тепловых судорог и теплового истощения до теплового удара, — которые возникают, когда физическая нагрузка и жара окружающей среды повышают температуру тела сверх способности организма рассеивать тепло, при этом тепловой удар определяется высокой температурой тела с дисфункцией центральной нервной системы.

Scope

Статья охватывает тепловой баланс человека во время физических нагрузок, сердечно-сосудистые проблемы распределения кровотока между кожей и мышцами, роль потоотделения и обезвоживания, а также континуум тепловых заболеваний вплоть до теплового удара при физической нагрузке как отказа толерантности. Это справочное описание механизмов и способов получения доказательств; оно не содержит инструкций по оказанию первой помощи, охлаждению или лечению.

Core questions

• Как поддерживается тепловой баланс во время физических нагрузок в жаркой среде?
• Почему физические нагрузки в условиях жары создают особую сердечно-сосудистую нагрузку?
• Как обезвоживание и уменьшенный объем плазмы ухудшают переносимость жары?
• Что отличает тепловое истощение от теплового удара в континууме тепловых заболеваний?

Key concepts

• Тепловой баланс человека и испарительное охлаждение
• Конкуренция кровотока между кожей и мышцами
• Сердечно-сосудистый дрейф и уменьшенный ударный объем
• Потоотделение, обезвоживание и объем плазмы
• Температура тела и гипертермия
• Тепловое истощение и тепловой удар при физической нагрузке
• Тепловая акклиматизация

Mechanisms

Во время физических нагрузок в условиях жары кровоток в коже увеличивается, чтобы переносить тепло к поверхности для испарительной потери, в то время как работающие мышцы продолжают требовать большую долю сердечного выброса; эта конкуренция, наряду с потерей объема плазмы, вызванной потоотделением, снижает венозный возврат и ударный объем и вынуждает частоту сердечных сокращений увеличиваться для поддержания сердечного выброса (González-Alonso, Crandall & Johnson, 2008). Когда метаболическая выработка тепла и нагрузка окружающей среды превышают рассеивание, температура тела повышается; длительная гипертермия, часто усугубляемая обезвоживанием, может вызвать системный воспалительный и цитотоксический каскад и прогрессировать до теплового удара с дисфункцией центральной нервной системы и полиорганным повреждением (Bouchama & Knochel, 2002; Epstein & Yanovich, 2019). Повторное воздействие тепла вызывает акклиматизацию — более раннее и обильное потоотделение, увеличение объема плазмы и снижение частоты сердечных сокращений и температуры тела во время физических нагрузок, что улучшает переносимость (Armstrong et al., 2007).

Clinical relevance

Тепловые заболевания являются признанной опасностью физических нагрузок и работы в жарких условиях, а тепловой удар при физической нагрузке является угрожающим жизни состоянием. Эта статья объясняет физиологию и доказательную базу; распознавание, охлаждение на месте и медицинское лечение тепловых заболеваний регулируются действующими клиническими и спортивно-медицинскими рекомендациями и выходят за рамки данного образовательного справочника.

Epidemiology

Тепловые заболевания при физической нагрузке поражают спортсменов, военнослужащих и работников на открытом воздухе, при этом риск возрастает при высокой температуре и влажности окружающей среды, высокой интенсивности физических нагрузок, недостаточной акклиматизации и обезвоживании; это одна из ведущих причин коллапса и смерти, связанных с физическими нагрузками, у молодых спортсменов (Armstrong et al., 2007; Epstein & Yanovich, 2019).

Evidence & guidelines

Физиология и клинический спектр обобщены в крупных обзорах (Bouchama & Knochel, 2002; González-Alonso, Crandall & Johnson, 2008; Epstein & Yanovich, 2019), а профилактика и распознавание во время занятий спортом рассматриваются в официальной позиции по тепловым заболеваниям при физической нагрузке (Armstrong et al., 2007). Конкретные пороговые значения и протоколы лечения устанавливаются действующими рекомендациями и здесь не воспроизводятся.

History

Обеспокоенность тепловыми заболеваниями при физических нагрузках возникла из военной и производственной медицины, а также из опыта шоссейных гонок и спортивных соревнований в двадцатом веке, что задокументировало тепловой удар при физической нагрузке и мотивировало систематическое изучение теплового баланса, сердечно-сосудистых затрат на рассеивание тепла и тепловой акклиматизации как защитной адаптации.

Debates

Определение и полевая диагностика теплового удара при физической нагрузке

Поскольку критерии температуры тела и психического состояния могут быть трудны для оценки в полевых условиях и могут пересекаться с коллапсом, связанным с физической нагрузкой, по другим причинам, точное определение и быстрое распознавание теплового удара при физической нагрузке остаются предметом обсуждения в спортивной медицине.

Key figures

• Lawrence E. Armstrong
• Abderrezak Bouchama
• José González-Alonso
• Yoram Epstein

Seminal works

• bouchama-knochel-2002
• gonzalezalonso-2008
• epstein-yanovich-2019
• armstrong-2007

Frequently asked questions

Почему физические нагрузки в условиях жары тяжелее для сердца, чем физические нагрузки в прохладных условиях?

В условиях жары организм направляет большой кровоток к коже для потери тепла, в то время как мышцам по-прежнему нужна кровь для работы; в сочетании с потерей жидкости с потом это снижает объем крови, возвращающейся к сердцу, поэтому ударный объем падает, и частота сердечных сокращений должна увеличиваться для поддержания выброса.

Что отличает тепловое истощение от теплового удара?

Тепловое истощение включает неспособность продолжать физическую нагрузку при высокой, но не экстремальной температуре тела и сохраненном психическом состоянии, тогда как тепловой удар определяется высокой температурой тела в сочетании с дисфункцией центральной нервной системы и является неотложным медицинским состоянием.