Анализ случаев длительного пребывания людей в холодной воде, закончившихся благополучно, натолкнул канадских физиологов Хайворда и Экерсона на мысль о том, что охлаждение организма происходит значительно медленнее, чем это представляется многим исследователям. С этой целью они поставили эксперимент, к участию в котором привлекли 16 испытателей- добровольцев — 12 женщин и четырех мужчин. Испытатели, одетые в обычные купальные костюмы, залезли в бассейн, заполненный ледяной водой с температурой 0 °C. По условиям эксперимента он прекращался либо при отказе испытателя продолжать "купание", либо после снижения температуры тела с 36,6-37 °C до 35 °C.
Уже в первые минуты эксперимента у всех испытателей появилась сильная дрожь. При исследовании энергетического обмена оказалось, что теплопродукция организма увеличилась по сравнению с исходной в четыре раза (максимальным увеличением теплопродукции за счет дрожи считается пятикратное). Легочная вентиляция возросла на 434 %. Пульс участился до 90- 110 ударов в минуту. Через 10 мин экспериментаторы зарегистрировали падение кожной температуры до 5 °C. Однако скорость охлаждения "сердцевины" оказалась значительно меньше ожидаемой и не превышала 5,6–6 °C в час.
Хотя большинство испытателей выскочили из бассейна через 25 мин и лишь четверо продержались 40 мин, их всех можно было считать своеобразными рекордсменами, опрокинувшими твердо установившееся представление о сроках безопасного пребывания человека в воде с низкой температурой. Расчеты показали, что даже в ледяной воде смертельное охлаждение организма должно наступить не ранее чем через 60–90 мин, а следовательно, причиной гибели людей является либо утопление, либо "холодовый шок", либо нарушения деятельности сердца.
Какие же могучие резервы таит в себе организм, если вызвать их к жизни несгибаемой человеческой волей!
Как себя вести, оказавшись в холодной воде: стараться сохранить неподвижность или согреваться активными плавательными движениями? Основываясь на экспериментальных данных, некоторые ученые рекомендуют активную физическую деятельность, считая, что этим можно в течение определенного времени компенсировать теплопотери за счет увеличения теплопродукции. Другие полагают, что поддержание теплового баланса таким способом можно рекомендовать только людям, одетым в специальное защитное снаряжение — скафандры, спасательные гидрокостюмы и тому подобное. При этом уровень физической активности должен создавать прирост теплопродукции примерно 190 ккал/ч за счет мышечного напряжения. В ином случае происходит быстрое охлаждение периферических отделов организма, и в первую очередь конечностей. Теоретически такая физическая нагрузка может предотвратить падение температуры тела за счет увеличения теплопродукции. Однако исследования показали. что при активных плавательных движениях наряду с увеличением теплопродукции нарастают и теплопотери. В результате энергетические резервы организма окажутся израсходованными значительно быстрее. Особенно интенсивно этот процесс протекает у людей худощавых, со слаборазвитой подкожно-жировой клетчаткой.
Одна из причин быстрого понижения температуры тела — перемещение прилежащего к телу, подогретого им слоя воды и замена его новым, холодным.
Кроме того, при движениях нарушается дополнительная изоляция, создаваемая водой, пропитавшей одежду. Вот почему активные плавательные движения рекомендуются лишь в тех случаях, когда расстояние до берега или до спасательного средства можно преодолеть минут за 20–40 без полного истощения тепловых резервов. Людям, оказавшимся в результате морской или воздушной катастрофы в холодной купели, придется нелегко. И все же выполнение некоторых правил может несколько замедлить наступление гипотермии и этим способствовать увеличению сроков безопасного пребывания в воде с низкими температурами, а следовательно, повысить вероятность спасения. Находясь на плаву, следует голову держать как можно выше над водой, ибо известно, что белее 50 % всех теплопотерь организма, а по некоторым данным, даже 75 % приходится на ее долю. Удерживать себя на поверхности воды, стараясь затрачивать на это минимум физических усилий. Активно плыть к берегу, плоту или шлюпке, если они находятся на расстоянии, преодоление которого потребует не более 40 мин. Добравшись до плавсредства, надо немедленно раздеться, выжать намокшую одежду и снова надеть. Для согревания использовать любые пригодные для этой цели вещи. Летчик, например, может воспользоваться тканью парашютного купола, предварительно отжав ее. По возможности дно надувной лодки или плотика застилают парашютной тканью или укладывают что-либо из снаряжения, чтобы лучше изолировать себя от охлаждающего действия воды. Время от времени рекомендуется разогреваться, выполняя физические упражнения или напрягая попеременно мышцы ног, живота, рук.
Для расчета времени безопасного пребывания человека в воде с различной температурой американские физиологи Г.Смит и Е. Хэмс составили номограмму (рис. 46), учитывающую массу человека, величину теплообразования, площадь тела, погруженного в воду, теплоизоляцию одежды и, наконец, температуру воды.
Рис 46. Номограмма для определения безопасного времени пребывания человека в холодной воде Номограмма для определения безопасного времени пребывания человека в холодной воде.
°С — температура воды; К — величина теплоизоляции, кло; Кк/А — величина теплопотерь, ккал/м2/ч; М/А — величины теплопродукции, ккал/м2/ч; Д/А — дефицит тепла, ккал/м2/ч; А — площадь тела, погруженного в воду; В — масса тела, кг; Д — теплосодержание организма, ккал/м2/ч; Т — снижение температуры тела в градусах за 1 час; мин — продолжительность безопасного времени пребывания в воде, мин; Т°С — температура тела.
В примере, обозначенном на номограмме сплошной линией, человек (К-0,3 кло), находящийся в воде с температурой 4 °C, теряет 610 ккал/м2/ч дефицит тепла (Д/А) составит 210 ккал/м2/ч. При массе (В) 80 кг и площади тела (А) 1,75 м2 уменьшение теплосодержания организма (Д) должно составлять 365 ккал/м2/ч, температура тела будет снижаться на 6 °C за 1 ч. Если считать предельно допустимой температурой температуру тела 31 °C, то время безопасного пребывания в воде будет около часа.
Для прогнозирования физиологических реакций организма и теплового состояния человека в условиях холода французские ученые разработали оригинальную математическую модель. Экспериментальная проверка модели показала, что она хорошо учитывает взаимосвязь между температурой воздуха и воды, влажностью и скоростью движения воздуха, барометрическим давлением и морфологическими особенностями организма — толщиной жировой складки, ростом и весом.
Бездыханное тело вытащили из холодной воды. Что делать дальше? Прежде всего попытаться вернуть пострадавшего к жизни, даже в том случае, если он находился под водой в течение относительно длительного времени. Интенсивное искусственное дыхание и непрямой массаж сердца давали удивительный результат через 10–20 мин и более после утопления в холодной воде.
Бриан Каннингхем, 18-летний американец из штата Мичиган, отправился пешком через замерзшее озеро. Неожиданно лед под ногами провалился. Юношу извлекли из ледяной воды через 38 мин без признаков жизни. И все-таки врачам удалось казалось бы невозможное. Юноша был спасен.
Зимой 1986 г. 7-летний Витя Блудницкий решил вместе с товарищами покормить лебедей, плававших в полынье среди озера. Один неосторожный шаг — раздался треск ломающегося льда, и через мгновенье голова мальчика скрылась в черной воде. Прошло почти полчаса пока подоспела помощь. Казалось, нет ни единого шанса вернуть мальчика к жизни.
Лишь врач Якушко не терял надежды. Он без устали продолжал делать искусственное дыхание и непрямой массаж сердца, несмотря на все признаки клинической смерти. Эта история тоже имела благополучный конец.
Так что же, эти случаи — чудо? Ведь известно, что после остановки дыхания и сердца предельный срок оживления — 4–5 мин, ибо происходят необратимые разрушения белков, нуклеиновых кислот в тканях головного мозга. И в то же время физиологи неоднократно ставили эксперименты с замораживанием на длительный срок тритонов, которые после оттаивания бойко плавали в аквариуме. В 1968 г. в Институте хирургии им. А.В. Вишневского группа ученых под руководством академика А.А.Вишневского провела исследования условий обратимости смерти высокоразвитого организма. Им удалось установить, что при быстром охлаждении после смерти теплокровных животных возможность возвращения к жизни измеряется часами.
Первая медицинская помощь людям, извлеченным из воды, направлена в первую очередь на быстрейшее восстановление температуры тела, активное согревание всеми имеющимися средствами.