Применимость протоколов изменения влажности для определения пределов выживаемости у лиц, подвергшихся тепловому воздействию

Население мира подвергается растущему риску заболеваний, связанных с жарой, из-за изменения климата и сопутствующего увеличения интенсивности и регулярности экстремально высоких температур. У лиц, подвергающихся тепловому воздействию, приток тепла из окружающей среды и обмен веществ первоначально превышает скорость отвода тепла от кожи. Тепло накапливается в организме, вызывая повышение температуры тела и кожи, что, в свою очередь, вызывает вегетативно опосредованное повышение кожного кровотока и потоотделение, что способствует потере тепла. Если условия компенсируются, потери тепла увеличиваются до тех пор, пока не уравновешивают общий приток тепла. В этот момент скорость накопления тепла падает до нуля (т. е. достигается тепловой баланс) и температура тела стабилизируется, хотя и на уровне, повышенном по сравнению с термонейтральными условиями. Однако, если максимально достижимая скорость рассеивания тепла недостаточна для компенсации притока тепла, условия некомпенсируемы, и длительное воздействие вызовет постоянное повышение внутренней температуры, что может поставить под угрозу здоровье, если его не остановить. Таким образом, экологические пределы компенсируемости (т. е. температуры/влажности, выше которых невозможно поддерживать тепловой баланс) являются важным фактором, определяющим выживаемость при длительном воздействии тепла. Оценка этого предела и того, как его можно изменить (например, с помощью поведения или индивидуальных факторов, таких как возраст или пол), становится все более важной и активной областью исследований.

Современные оценки экологических пределов компенсируемости используют «протоколы линейного изменения», в которых участники подвергаются воздействию повышающихся уровней температуры или влажности (этапами по 5–10 минут), в то время как внутренняя температура контролируется. Обычно наблюдается, что внутренняя температура относительно стабильна (или немного повышается) на ранних стадиях воздействия, но резко и быстро повышается по мере того, как тепловой стресс становится более тяжелым. Условия (например, температура по влажному термометру или температура по влажному термометру) в этой «точке перегиба» принимаются в качестве пределов компенсируемости. То есть предполагается, что перегиб соответствует демаркационной точке, ниже которой внутренняя температура будет оставаться стабильной в течение длительных периодов (теоретически неопределенно долго, если поддерживается гидратация), но выше которой потеря тепла недостаточна для компенсации притока тепла, что приводит к постоянному повышению температуры тела. . Несмотря на все более широкое использование этих протоколов, ни одно исследование не продемонстрировало их достоверность для определения экологических пределов компенсации. Таким образом, цель этого проекта состоит в том, чтобы оценить достоверность протоколов линейного изменения температуры для определения условий окружающей среды, выше которых невозможна тепловая компенсация.

Зарегистрированные участники пройдут четыре экспериментальных испытания в камере с климат-контролем: один протокол линейного изменения, за которым следуют три рандомизированных экспозиции в фиксированных условиях. В протоколе линейного изменения участники будут отдыхать при температуре 42 ° C с относительной влажностью 28% в течение 70 минут, после чего относительная влажность будет увеличиваться на 3% каждые 10 минут, пока не будет достигнута относительная влажность 70%. Будет определена точка перегиба центральной (пищеводной) температуры. В фиксированных условиях участники будут отдыхать при i) 42°C с относительной влажностью ~5% ниже их индивидуальной точки перегиба (ниже условия перегиба), ii) 42°C с относительной влажностью ~5% выше их индивидуальной точки перегиба (выше -условие перегиба) и iii) 26°C с относительной влажностью 45% (контрольное состояние). Сравнение скорости изменения температуры пищевода между каждым воздействием в фиксированных условиях даст важную информацию о достоверности протоколов линейного изменения для определения пределов компенсируемости.