Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu sự biến đổi một vài thông số tâm sinh lý của sinh viên miền Bắc Việt Nam trong phòng thí nghiệm nhiệt ẩm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (964.64 KB, 88 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
HOÀNG ĐỨC HƯỞNG
NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI MỘT VÀI THÔNG SỐ
TÂM SINH LÝ CỦA SINH VIÊN MIỀN BẮC VIỆT NAM
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM NHIỆT ẨM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
HOÀNG ĐỨC HƯỞNG
NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI MỘT VÀI THÔNG SỐ
TÂM SINH LÝ CỦA SINH VIÊN MIỀN BẮC VIỆT NAM
TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM NHIỆT ẨM
Chuyên ngành: Nhân chủng học
Mã số: 60 42 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC HỒNG
Hà Nội 2014
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Đức Hồng,
người Thầy đã tận tâm dìu dắt tôi trên con đường nghiên cứu khoa học,
giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá trình học tập, công tác cũng
như trong suốt quá trình làm luận văn.
Tôi xin cảm ơn các Thầy cô, anh chị ở Bộ môn Nhân học Trường Đại
học khoa học tự nhiên đã giúp đỡ động viên tôi, trong quá trình công tác
cũng như thực hiện đề tài.
Tôi xin cảm ơn các anh chị cán bộ Viện nghiên cứu Khoa học kỹ thuật
Bảo hộ lao động Tổng liên đoàn Lao động Việt Nam, và các bạn sinh viên
trường Đại Học Công Đoàn đã tình nguyện làm đối tượng nghiên cứu cho
tôi một cách vô tư, đầy trách nhiệm.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu, Phòng đào
tạo sau đại học Trường Đại học khoa học tự nhiên luôn ủng hộ và giúp đỡ
tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình tôi, vợ và con tôi đã luôn là những
người tiếp cho tôi thêm " sức mạnh " trên con đường nghiên cứu khoa học.
Tác Giả
Hoàng Đức Hưởng
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kì công trình nào khác.
Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
Tác Giả
Hoàng Đức Hưởng
MỤC LỤC
1.4. Sự trao đổi nhiệt giữa cơ thể người trong điều kiện khí hậu nóng ẩm
11
.........................................................................................................................
1.4.1. Cân bằng nhiệt
...............................................................................
11
1.4.2. Điều hòa nhiệt của cơ thể
............................................................
14
1.5. Biến đổi chức năng sinh lý của cơ thể người do ảnh hưởng của gánh
nặng nhiệt trong điều kiện vi khí hậu nóng ẩm
...........................................
15
1.6. Các nghiên cứu về sự biến đổi các thông số sinh lý dưới tác động của
nóng ẩm
..........................................................................................................
17
1.6.1. Các nghiên cứu ở nước ngoài
.......................................................
17
1.6.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam
...........................................................
23
2.2. Chỉ số nghiên cứu
....................................................................................
31
2.3. Trang thiết bị, dụng cụ
...........................................................................
31
2.4. Chế độ nhiệt thực nghiệm
......................................................................
32
2.5. Quy trình thực nghiệm
............................................................................
33
2.6. Xử lý số liệu
............................................................................................
35
2.6.1. Tính diện tích da
.............................................................................
35
2.6.2. Tính nhiệt độ da trung bình của 3 điểm
.......................................
35
2.6.3. Tính lượng mồ hôi bài tiết
............................................................
35
2.6.4. Đánh giá cảm giác chủ quan
........................................................
36
2.6.5. Xử lý các thông số tâm sinh lý thu được trong thực nghiệm
........
36
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TCVN
: Tiêu chuẩn Việt Nam
ĐTNC
: Đối tượng nghiên cứu
NĐTT
: Nhiệt độ trung tâm
T0
: Nhiệt độ
Tcot
: Nhiệt độ cơ thể trung bình
Ttran
: Nhiệt độ trán
Tcangt
: Nhiệt độ cẳng tay
Tngực
: Nhiệt độ ngực
Tcangc
: Nhiệt độ cẳng chân
Tdat
: Nhiệt độ da trung bình
Tttuct
: Nhiệt độ trực tràng
Tdui
: Nhiệt độ đùi
T mut
: Nhiệt độ mu bàn tay
Tmuc
: Nhiệt độ mu bàn chân
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Đặc điểm nhân trắc của đối tượng tham gia thực nghiệm..............28
Bảng 2.2. Độ ẩm không khí trung bình (%) tại một số trạm quan trắc............31
Bảng 3.1. Các chế độ nhiệt thực nghiệm........................................................35
Bảng 3.2. Nhiệt độ trực tràng của đối tượng nghiên cứu chia theo thời gian
36
Bảng 3.3. Nhiệt độ trực tràng chia theo giới tính .......................................38
Bảng 3.4. Nhiệt độ trực tràng của đối tượng nghiên cứu chia theo chế độ
nhiệt thực nghiệm..........................................................................................39
Bảng 3.5. Nhiệt độ da trung bình trong các chế độ nhiệt chia theo thời gian
thực nghiệm ...................................................................................................42
Bảng 3.6. Nhiệt độ da trung bình chia theo giới tính ..................................44
Bảng 3.7. Nhiệt độ da trung bình của đối tượng nghiên cứu chia theo chế
độ nhiệt thực nghiệm.......................................................................................
45
Bảng 3.8. Nhịp tim trung bình ở các chế độ nhiệt chia theo thời gian thực
nghiệm............................................................................................................47
Bảng 3.9. Nhịp tim của đối tượng (nhịp/ phút) khi thực hiện theo giới tính
48
Bảng 3.10. Nhịp tim đối tượng nghiên cứu chia theo chế độ nhiệt thực nghiệm
.........................................................................................................................49
Bảng 3.11. Cân nặng của đối tượng nghiên cứu trước và sau thực nghiệm
theo giới tính...................................................................................................51
Bảng 3.12. Cân nặng của đối tượng nghiên cứu trước và sau khi thực
nghiệm, theo thời gian thực nghiệm..............................................................52
Bảng3.13. Thang cảm nhận trên trạng thái nhiệt cá nhân của đối tượng
nghiên cứu khi thực hiện................................................................................53
Bảng 3.14. Cảm giác về mức tiện nghi nhiệt khi thực hiện thí nghiệm.....55
Bảng 3.15. Mong muốn tăng hay giảm nhiệt độ so với nhiệt độ phòng thí
nghiệm khi thực nghiệm...............................................................................56
Bảng 3.16. Có thể chấp nhận hay không chấp nhận môi trường nhiệt thực
nghiệm............................................................................................................57
Bảng 3.17. Cảm giác về mức độ chịu đựng ở môi trường nhiệt thực nhiệm
.........................................................................................................................58
DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1: Diễn biến nhiệt độ trực tràng chia theo thời gian thực nghiệm ..37
Hình 3.2: Diễn biến nhiệt độ trung tâm của đối tượng nghiên cứu theo giới tính
.........................................................................................................................38
Hình 3.3: Diễn biến nhiệt độ trực tràng của đối tượng thực nghiệm ở
từng chế độ nhiệt..........................................................................................40
Hình 3.4: Diễn biến nhiêt độ da chia theo thời gian thực nghiệm..............43
Hình 3.5: Diễn biến nhiệt độ da của đối tượng nghiên cứu theo giới tính. 44
Hình 3.6: Diễn biến nhiệt độ da trung bình ở các chế độ nhiệt thực
nghiệm............................................................................................................46
Hình 3.7: Diễn biến nhịp tim chia theo thời gian thực nghiệm.........................48
Hình 3.8: Diễn biến nhịp tim của đối tượng nghiên cứu ở các mức nhiệt..50
Hình 3.9: Miêu tả cảm giác nhiệt của đối tượng nghiên cứu......................54
Hình 3.10: Cảm giác về mức tiện nghi nhiệt của các đối tượng nghiên cứu
.........................................................................................................................55
Hình 3.11: Tỉ lệ % đối tượng chọn mức nhiệt mong muốn.........................57
Hình 3.12: Tỉ lệ % khả năng chịu đựng của các đối tượng..........................59
LỜI MỞ ĐẦU
Cải thiện cuộc sống luôn là mục tiêu hướng tới của con người trong
thời đại văn minh hiện đại, vì nó ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con
người. Môi trường toàn cầu hiện đang có những biến đổi đáng lo ngại như
hiện tượng nóng dần lên của trái đất, ô nhiễm chất thải công nghiệp, vũ
khí phóng xạ. Trong một chừng mực nào đó ta hoàn toàn có thể cải thiện
được một số yếu tố không có lợi của môi trường, tạo điều kiện nâng cao
sức khỏe và năng suất lao động.
Các yếu tố vi khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió là những yếu
tố quan trọng của môi trường sống. Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp
tới phản ứng sinh lí của cơ thể cả khi nghỉ ngơi cũng như lao động. Trên
thê gi
́ ơi đa co nhiêu nghiên c
́ ̃ ́
̀
ứu (chủ yếu ở các nước Tây Âu và Bắc Mỹ)
vê m
̀ ức độ ô nhiêm nhiêt v
̃
̣ ới sự thay đổi các thông số tâm sinh lý của con
ngươi t
̀ ại nơi làm việc và trong phòng thí nghiệm. Kết quả các công trình
nghiên cứu đó là cơ sở khoa học để xây dựng nên các tiêu chuẩn quốc tế
(ISO) về môi trường nhiệt. Nhiều tiêu chuẩn quốc tế về môi trường nhiệt
đã được Viện tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam chấp nhận thành Tiêu
chuẩn Việt Nam (TCVN) [29], [30], [31], [32]
Việt Nam là một nước nhiệt đới gió mùa có khí hậu nóng ẩm. Trung
bình một năm nước ta có tới 233 ngày có khí hậu nóng ẩm, độ ẩm trên
80%, bức xạ nhiệt khoảng 136 kcal/cm2/năm. Vì thế, đã có nhiều công trình
nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá mô tả thực trạng sự biến đổi các chỉ
tiêu sinh lý điều hòa nhiệt của cơ thể tại các cơ sở ở thực địa[5],[7],[9],
[22]. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nhiệt ẩm để phân tích đánh giá sự
biến đổi các chỉ tiêu sinh lý điều hòa nhiệt của cơ thể theo các thang gánh
nặng nhiệt (nhiệt độ, độ ẩm, chuyển động không khí, bức xạ nhiệt) còn
rất ít do không có phòng thí nghiệm. Mô phỏng môi trường nhiệt ẩm trong
1
phòng thí nghiệm để đánh giá ảnh hưởng của nó đến sự biến đổi các thông
số tâm sinh lý của người Việt Nam để kiểm chứng mức độ phù hợp của
các tiêu chuẩn quốc tế về môi trường nhiệt đã được Việt Nam chấp nhận
thành Tiêu chuẩn Việt Nam là rất cần thiết. Để góp phần nhỏ bé vào
hướng nghiên cứu này, đề tài “Nghiên cứu sự biến đổi một vài thông số
tâm sinh lý của sinh viên miền Bắc Việt Nam trong phòng thí nghiệm
nhiệt ẩm” của chúng tôi với mục tiêu:
1. Mô tả sự thay đổi nhiệt độ trung tâm, nhiệt độ da, nhịp tim, lượng
mồ hôi bài tiết của sinh viên một số tỉnh miền Bắc khi thay đổi nhiệt độ
phòng thí nghiệm.
2. Xác định nhiệt độ tiện nghi cho sinh viên một số tỉnh miền Bắc theo
cảm giác chủ quan của họ.
2
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Một số khái niệm về thân nhiệt
1.1.1. Nhiệt độ trung tâm
1.1.1.1. Định nghĩa và giá trị nhiệt độ trung tâm
Nhiệt độ trung tâm hay còn gọi là nhiệt độ lõi (core temperature) là
nhiệt độ cơ thể đo ở những vùng sâu của cơ thể như gan, não, các tạng.
NĐTT có giá trị tương đối ổn định và dao động xung quanh giá trị 370C.
NĐTT phản ánh và ảnh hưởng trực tiếp tới các quá trình chuyển hóa vật
chất trong cơ thể. Điều hòa nhằm ổn định NĐTT là mục đích của các cơ
chế điều hòa thân nhiệt
Giá trị của nhiệt độ trung tâm thường là 370C và nó luôn được điều hòa
để duy trì một giá trị tương đối ổn định. Tuy nhiên NĐTT có thể thay đổi
trong một số trường hợp nhất định như tăng trong lao động, hoạt động thể
thao, sốt… hoặc thay đổi theo chu kì ngày đêm, chu kì kinh nguyệt.[8, 12]
1.1.1.2. Các vị trí đo nhiệt độ trung tâm
Nhiệt độ trung tâm thường được đo ở miệng, trực tràng, hố nách, thực
quản, màng nhĩ…Trong các điểm đo nhiệt độ trung tâm trên thì không có vị
trí nào là hoàn toàn lí tưởng, về nguyên tắc bất cứ một phương pháp nào
cũng cần đảm bảo rằng nó không bị sai số bởi những ảnh hưởng trực tiếp
từ môi trường bên ngoài
Đo nhiệt độ trung tâm ở miệng: Lưỡi là cơ quan được tưới máu rất
nhiều do vậy đo NĐTT ở miệng tương đương với nhiệt độ dòng máu,
nhiệt độ ở miệng thường thấp hơn nhiệt độ trực tràng khoảng 0,3 0C
3
0,50C. Tuy nhiên khi làm lạnh vùng mặt, cổ hay miệng, nuốt nước bọt, tăng
thở có thể làm thay đổi NĐTT nên thiếu chính xác.
Nhiệt độ màng nhĩ: Năm 1959 Benzinger sử dụng phương pháp đo
nhiệt độ màng nhĩ và coi đó là chỉ số có giá trị trong nghiên cứu sinh lí, theo
tác giả này thì nhiệt độ màng nhĩ đáp ứng sự thay đổi cường độ chuyển hóa
nhanh hơn nhiệt độ trực tràng và do đó có lợi thế nhất định trong khi sử
dụng vào nghiên cứu.
Tuy nhiên các tác giả sau này cho rằng NĐTT đo ở màng nhĩ dễ bị thay
đổi do nhiệt độ vùng da đầu và cổ, dễ bị ảnh hưởng từ môi trường bên
ngoài.
Nhiệt độ trực tràng: Có giá trị cao hơn các vị trí khác trên cơ thể
khoảng vài phần mười độ. Trực tràng được cách nhiệt tốt với môi trường
bên ngoài, do đó nhiệt độ trực tràng là một chỉ số thân nhiệt tin cậy được
sử dụng rộng rãi trong lâm sàng cũng như nghiên cứu sinh lí nhiệt.
Nhiệt độ nách: Dễ đo nhưng khó đảm bảo độ chính xác. Khi đo nhiệt
độ nách đối tượng nghiên cứu phải co tay lên ngực và ép cánh tay vào hố
nách, nhiệt độ sẽ tăng dần đạt tới nhiệt độ ổn định so với nhiệt độ trung
tâm ở các vị trí khác. Tuy nhiên nhiệt độ nách chỉ đạt giá trị ổn định khi đối
tượng nghiên cứu giữ nguyên tay như vậy trong 30 phút, và các giá trị đạt
được cũng tương đối dao động, thấp hơn nhiệt độ trực tràng khoảng 0,50C
0,80C, do vậy nó ít được sử dụng trong nghiên cứu để xác định giá trị nhiệt độ
trung tâm.[13, 14]
1.1.2. Nhiệt độ da
1.1.2.1. Định nghĩa và vai trò của nhiệt độ da
4
Nhiệt độ da là nhiệt độ cơ thể đo ở da. Nhiệt độ da còn được gọi là
nhiệt độ vỏ của cơ thể, dễ biến động theo nhiệt độ môi trường và thấp
hơn nhiệt độ trung tâm.
Nhiệt độ da có vai trò quan trọng trong truyền nhiệt và điều hòa nhiệt
độ cơ thể, phần lớn nhiệt độ của cơ thể truyền ra ngoài môi trường là qua
bề mặt da. Nhiệt độ da biến động nhiều hơn nhiệt độ trung tâm và bị ảnh
hưởng bởi các đáp ứng trong cơ chế điều nhiệt như lượng máu tới da, mồ
hôi, nhiệt độ các mô dưới da và các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm
không khí, tốc độ gió, bức xạ nhiệt. Khác với NĐTT nhiệt độ da là một chỉ số
quan trọng đánh giá việc truyền nhiệt từ cơ thể vào môi trường. Nhiệt độ da
cung cấp cho hệ thống điều hòa thân nhiệt của cơ thể những thông tin quan
trọng quyết định nhu cầu thải nhiệt hay giữ nhiệt của cơ thể thông qua các
receptor nhiệt tại da [46]
1.1.2.2. Nhiệt độ da trung bình và nhiệt độ trung bình cơ thể
Nhiệt độ da thường có giá trị khác nhau khi đo ở các vị trí khác nhau
trên cơ thể. Nhiệt độ da thường thấp ở chi (khoảng 300C), cao hơn và ổn
định hơn là nhiệt độ da ở vùng đầu và ngực (320C và 340C). Do vậy, người
ta thường tính nhiệt độ da trung bình (Tdat) bằng cách đo nhiệt độ da tại
một số vị trí nhất định trên cơ thể rồi tính toán dựa và diện tích da tại vùng
đó. Tdat là trung bình nhiệt độ các phần da khác nhau trên cơ thể
Công thức tính Tdat [20]
Tdat = a1ta1 + a2ta2 + a3ta3 + …+antan
Trong đó: a1, a2, a3,…, an là những hệ số biểu thị cho phần diện tích da
của các phần cơ thể so với diện tích da của toàn bộ cơ thể.
t1 ,t2 ,t3 …tn là nhiệt độ da các vùng tương ứng
Người ta thấy rằng có thể xác định Tdat nhờ vào đo tối thiểu là 3 điểm
nhiệt độ da và tối đa là 18 điểm (về nguyên tắc thì càng lấy nhiều vị trí càng
5
tốt). Ngày nay, phần lớn các nghiên cứu trong môi trường lạnh đều thông qua
đo nhiệt độ da tại 7 điểm trên cơ thể (trán, cẳng tay, mu bàn tay, ngực, đùi,
cẳng chân, mu bàn chân) rồi từ đó tính ra Tdat dựa vào công thức của Hardy
Duboi cải tiến:
Tdat = 0.07Ttran + 0.14Tcangt + 0.05T mut + 0.35Tnguc + 0.19Tdui +
0.13Tcangc + 0.07Tmuc
Đối với môi trường nóng người ta thường đo nhiệt độ da tại 3 điểm,
được tính theo công thức tính nhiệt độ da trung bình trong thường quy kĩ
thuật [54].
Tdat= 0.42 Tnguc + 0.19 Tcangt + 0.39 Tcangc
Để xác định trạng thái nhiệt của cơ thể người ta thường tính nhiệt độ
cơ thể trung bình ( Tcot ) thông qua nhiệt độ trung tâm và nhiệt độ da trung
bình đã biết:
Tcot = 0.65T ttuct + 0.35 Tdat
Trong đó:
T ttuct là nhiệt độ trực tràng, trong nghiên cứu này chúng tôi dùng T ttuct
là nhiệt độ trung tâm .
Tdat là nhiệt độ da trung bình.
1.2 Một số cấu trúc của cơ thể có vai trò quan trọng trong điều
hòa nhiệt độ cơ thể
Đặc điểm cấu trúc của cơ thể tạo ra sự thuận lợi trong việc thải
nhiệt nhưng ngược lại cũng thuận lợi cho việc giữ nhiệt cho cơ thể tùy
nhu cầu, đó là lớp cách nhiệt và hệ tỏa nhiệt.
Lớp cách nhiệt gồm da, các mô mỡ dưới da, trong đó các mô mỡ dưới
da có tác dụng cách nhiệt tốt nhất vì độ nhiệt của mỡ chỉ bằng 2/3 các mô
khác. Lớp mỡ dưới da của nữ dày hơn nam do đó lớp cách nhiệt của nữ tốt
hơn nam. Người ta còn gọi lớp “vỏ”, lớp này dày hơn ở người xứ lạnh và
6
mỏng hơn ở người xứ nóng. Một người ở xứ lạnh sang xứ nóng thì lớp
“vỏ” có thể bị mỏng dần theo thời gian. Người Việt Nam có tỉ lệ diện tích
da trên cân nặng lớn hơn người Châu Âu, lớp mỡ dưới da mỏng hơn người
Châu Âu do vậy tác dụng thải nhiệt của da cũng tốt hơn [24, 20].
Hệ tỏa nhiệt là dòng máu mang nhiệt từ trung tâm cơ thể ra lớp da,
khác với lớp cách nhiệt, hệ này có tính chất chủ động cao. Cấu trúc dày
đặc của hệ thống mạch máu dưới da và dòng máu mang nhiệt đi từ trung
tâm cơ thể ra, lớp này tạo điều kiện cho việc chuyển nhiệt từ trung tâm ra
ngoại vi cơ thể. Hệ mạch này có thể giãn hay co để làm tăng hay giảm
lượng máu tới da, việc này không chỉ phụ thuộc vào nhu cầu dinh dưỡng
đơn thuần mà còn phụ thuộc vào nhu cầu thải nhiệt hay giữ nhiệt của cơ
thể. Lưu lượng dòng máu tới da chịu sự điều khiển của hệ thần kinh giao
cảm, kích thích giao cảm làm co mạch và ngược lại ức chế giao cảm gây
giãn mạch
Tuyến mồ hôi là một cấu trúc quan trọng trong quá trình thải nhiệt.
Một số người ở xứ lạnh có dị tật bẩm sinh là không có tuyến mồ hôi có
thể vẫn sống bình thường nhưng khi sang vùng nóng có thể bị chết vì
không ra mồ hôi để thải nhiệt, nhiệt độ cơ thể tăng dần tới khi say nóng và
chết. Tuyến mồ hôi không nhận các sợi thần kinh tiết noradrenalin nhưng
lại chịu tác dụng kích thích của adrenalin và noradrenalin. Điều này rất quan
trọng vì khi vận động tuyến tủy thượng thận tiết ra hai hormone adrenalin
và noradrenalin kích thích tuyến mồ hôi tăng bài tiết đúng vào thời điểm cơ
thể đang cần tăng quá trình thải nhiệt. Tuyến mồ hôi hoạt động rất mạnh
khi nhiệt độ cơ thể tăng cao và đóng vai trò quan trọng trong quá trình thải
nhiệt.
Thành phần của mồ hôi chủ yếu là nước và NaCl. Ở người dân xứ
lạnh nồng độ NaCl trong mồ hôi cao hơn nhiều so với người dân xứ nóng
7
nhưng do lượng mồ hôi ít (do nhu cầu thải nhiệt ít) nên lượng NaCl mất
theo mồ hôi cũng là không đáng kể. Khi người dân xứ lạnh sống trong môi
trường nóng, dần dần lượng mồ hôi sẽ tiết ra nhiều hơn và lượng NaCl sẽ
được tái hấp thu mạnh hơn (dưới tác dụng của aldosterone) làm cơ thể đỡ
mất muối trong khi vẫn có thể tăng bài tiết mồ hôi để thải nhiệt. Đó là một
trong những cơ chế thich nghi với môi trường nóng. Người Việt Nam thích
nghi lâu đời với môi trường nóng, nên lượng muối trong mồ hôi thấp hơn
người xứ lạnh và trong cùng một hoàn cảnh nhiệt độ cao như nhau thường
tiết ít mồ hôi hơn người xứ lạnh [42, 48]
1.3. Đáp ứng của hệ thống tim mạch trong quá trình điều nhiệt
Hoạt động thể lực và điều nhiệt tạo nên một cuộc cạnh tranh về nhu
cầu máu làm tăng nhu cầu cấp máu gây áp lực tới hệ thống tuần hoàn
Hoạt động cơ cần nhiều hơn sự gia tăng lượng máu, trong khi đó cơ
chế điều nhiệt cũng cần có lượng máu tới da, giúp cho quá trình thải nhiệt.
Lượng máu đến cơ tăng gấp vài lần so với lượng máu đến da, lượng máu
đến da thay đổi chủ yếu do phân bổ lại máu trong hệ thống tuần hoàn.
Thêm nữa khi nước và điện giải bị mất do tăng tiết mồ hôi mà chưa được
bồi phụ kịp thời sẽ làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới hệ tim mạch do giảm
khối lượng máu trong khi nhu cầu cấp máu không giảm.[28]
Sự suy yếu khả năng đầy máu tim: Ở những bệnh nhân tim mạch thì
khi gắng sức, nhu cầu máu tăng để điều nhiệt trong môi trường nóng là
một gánh nặng có thể gây đột tử do suy yếu trước đó của hệ tim mạch.
Ngược lại ở người khỏe mạnh thì sự giảm lượng máu về tim là do ứ máu
tại da.
Khi lượng máu tới da tăng, các hồ máu dưới da dãn rộng chứa máu do
đó làm giảm lượng máu về tim, giảm thể tích tâm thu do đó tim cần tăng
tần số để duy trì một lưu lượng tuần hoàn thích hợp. Và hậu qủa của nó
8
càng trầm trọng hơn một khi lượng nước và muối mất đi chưa được bồi
phụ kịp thời.
Các đáp ứng bù trừ của hệ tim mạch: Sẽ xuất hiện một số phản ứng
điều chỉnh nhằm duy trì sự đầy máu tim, lưu lượng tim và huyết áp động
mạch khi gắng sức và khi có stress nhiệt. Các tĩnh mạch dưới da co lại khi
hoạt động thể lực. Do phần lớn lượng máu trong hệ tuần hoàn nằm ở tĩnh
mạch nên sự co các mạch máu dưới da giúp đưa được nhiều máu hơn về
tim. Thêm nữa, dòng máu tới lách và thận cũng giảm song hành với cường
độ gắng sức và stress nhiệt. Sự giảm lượng máu tới lách và thận có hai tác
dụng: Đầu tiên nó giúp làm tăng thêm một lượng máu tới da và các cơ đang
hoạt động, thứ hai là do các hồ máu trong lách tương đối dễ co lại khi
thiếu cấp máu, do vậy hiện tượng này làm giảm tổng lượng máu chứa
trong lách và đẩy máu này vào hệ thống tuần hoàn giúp bù trừ được lượng
huyết tương mất di do mất mồ hôi. Nhờ chức năng điều nhiệt của dòng
máu tới da trong gắng sức và trong stress nhiệt mà cơ thể tạo ra được sự
thay đổi lượng máu đến lách và thận, nhằm duy trì sự ổn định tạm thời của
hệ tim mạch. Tuy có sự bù trừ trên nhưng stress nhiệt vẫn làm tăng đáng kể
các stress cho hệ tim mạch ở các đối tượng chưa có sự thích nghi với nhiệt.
[37]
Một số tác giả khi so sánh các đáp ứng điều nhiệt trong ngày đầu tiên
khi hoạt động gắng sức trong môi trường nóng với môi trường lạnh đã chỉ
ra một số ảnh hưởng của việc tăng nhiệt độ môi trường đối với các đáp
ứng của cơ thể khi gắng sức. Trong ngày đầu tiên ở môi trường nóng nhịp
tim của các đối tượng tăng hơn 40 lần/ phút so với trong môi trường lạnh
để bù trừ vào hậu quả của việc giảm sự đầy máu tim và để đảm bảo duy
trì lưu lượng tim
1.3.1 Các tai biến do điều hòa nhiệt
9
Trong những điều kiện không khí bên ngoài quá nóng mà khả năng
thích ứng của cơ thể không thực hiện đượ c, thì cân bằng nhiệt sẽ bị rối
loạn làm cho sự tích nhiệt sẽ lên cao gây ra những tai biến sau
1.3.1.1 Say nóng
Khi khả năng của cơ thể không thích ứng được với nhiệt độ cao của
không khí, gây nên các rối loạn chức năng điều hòa nhiệt của cơ thể. Hiện
tượng say nóng thường gặp trong môi trường lao động ở những nơi có
nguồn nhiệt cao như: lò luyện gang thép, nấu chảy vật liệu và các máy
động cơ cỡ lớn hoạt động (xe tăng, xe vận tải) [5, 11]
Nguyên nhân do nhiệt độ môi trường lao động tăng cao gây rối loạn
trung khu điều hòa nhiệt làm tăng thân nhiệt lên 400C 410C hoặc hơn. Ở
mức độ say nóng vừa, người bệnh mặt đỏ phừng, mồ hôi đầm đìa, mệt lử,
đau đầu, hoa mắt, buồn nôn, nhịp thở nhanh, mạch tăng, huyết áp lúc đầu
tăng sau giảm. Trường hợp nặng (sốc nhiệt) thân nhiệt trên 410C, mạch
nhanh, nhỏ, huyết áp tụt, mất tri giác, hôn mê sâu, có thể chết.
1.3.1.2 Say nắng
Nguyên nhân là do tia bức xạ nhiệt mạnh chiếu trực tiếp lên đầu,
thường là bức xạ mặt trời tác động lên người nông dân ngoài đồng, lao
động vào mùa hè mà không đội mũ nón. Các quân binh chủng như công
binh, pháo binh, thiết giáp, … và bộ đội luyện tập, hành quân, cũng như
công nhân xây dựng và làm đường giao thông cũng thường bị say nắng.
Hiện tượng say nắng là do thần kinh trung ương bị kích thích quá
mạnh gây đau đầu chóng mặt ù tai, lo sợ, co giật, ngất, hôn mê, và có thể
dẫn tới tử vong. Dưới ảnh hưởng của bức xạ nhiệt mạnh chiếu vào đầu,
một phần năng lượng bức xạ được hấp thu và biến thành nhiệt năng làm
tăng nhiệt độ màng não gây phù nề và sung huyết màng não. [5].
1.3.2. Nhiệt độ thích hợp và phương pháp đánh giá nhiệt độ thích
hợp.
10
Nhiệt độ thích hợp (acceptable thermal) được xem như là một trạng
thái thoải mái của cơ thể với nhiệt độ môi trường (cảm thấy vừa phải)
Để đánh giá nhiệt độ thích hợp ta phải đặt nó trong mối quan hệ với
hàng loạt các điều kiện môi trường chứ không chỉ riêng yếu tố nhiệt độ.
Các yếu tố ấy là độ ẩm không khí, tốc độ gió, áp suất khí quyển, bức xạ
nhiệt… Tuy nhiên, từng điều kiện thực tế mà các công thức tính toán nhiệt
độ thích hợp có thể được đơn giản hóa sao cho chúng ta có thể dễ dàng
thực hiện và áp dụng.
Các cảm giác nhiệt không thoải mái với môi trường nhiệt có thể gây ra
bởi các cảm giác quá nóng hay quá lạnh của các phần khác nhau của cơ
thể, cảm giác này thường gây ra bởi sự chênh lệch nhiệt độ giữa phần đầu
và mắt cá chân trên 30C, nó cũng có thể sinh ra tốc độ chuyển hóa quá cao
hoặc mặc quần áo quá dày.
Do có sự khác biệt giữa các cá thể nên ta không thể thiết kế được một
môi trường nhiệt thỏa mãn với tất cả mọi người trong môi trường đó. Do
vậy người ta thường xác định nhiệt độ thích hợp của một quần thể đối với
môi trường nhiệt dựa trên phần trăm số đối tượng chấp nhận nhiệt độ này.
Thông thường nhiệt thích hợp đạt được trên 80% các đối tượng chấp
nhận nhiệt độ này (có thể dao động từ 7590%) và trên 80% các đối tượng
không có cảm giác không thoải mái.
1.4. Sự trao đổi nhiệt giữa cơ thể người trong điều kiện khí hậu
nóng ẩm
1.4.1. Cân bằng nhiệt
Hoạt động sống của cơ thể luôn giữ một nhiệt độ nội môi hằng định
(370C). Đó là sự cân bằng nhiệt giữa con người và nhiệt độ môi trường bên
ngoài.
11
Trạng thái nhiệt ổn định, không dao động quá nhiều là điều kiện cần
thiết cho phép động vật cấp cao có thể tồn tại một cách độc lập giữa môi
trường thiên nhiên. Nếu không có điều kiện đó, cơ thể chúng ta sẽ thành đồ
chơi trong tay nhiệt độ bên ngoài (bài giảng về trung khu thần kinh điều
hoà nhiệt của Palov, 1887).
Sự sinh nhiệt và thải nhiệt trong cơ thể luôn luôn diễn ra trong mọi
hoạt động sống của con người. Sự sinh nhiệt bên trong cơ thể là do quá trình
chuyển hoá vật chất của protit, lipit và gluxit tạo ra năng lượng, nhiều nhất
là khi lao động (gánh nặng lao động tỷ lệ với tiêu hao năng lượng) và nhiệt
hấp thu từ bên ngoài của tự nhiên do bức xạ nhiệt mặt trời, nhân tạo do từ
các lò luyện gang thép, các máy động cơ phát nhiệt... Cơ thể cần có một cơ
chế cân bằng giữa lượng nhiệt sinh ra và hấp thu vào với lượng nhiệt thải ra
môi trường. Sự trao đổi nhiệt giữa cơ thể với môi trường bên ngoài bằng 4 con
đường:[16, 18]
Trao đổi nhiệt bằng bức xạ: Bức xạ nhiệt được phát ra từ bề mặt
các vật thể cũng như cơ thể con người. Đó là những sóng điện từ ở các
bước sóng khác nhau. Các dạng sóng ngắn như tia Rơnghen, tia gamma, ánh
sáng nhìn thấy có bước sóng từ 0,4 0,8 micronmet. Đặc biệt khả năng sinh
nhiệt cao nhất là tia hồng ngoại có bước sóng dài 0,8 micronmet. Khi nhiệt
độ không khí bên ngoài và các vật thể cao hơn nhiệt độ cơ thể thì con
người nhận nhiệt vào và ngược lại thì cơ thể mất nhiệt ra môi trường bên
ngoài.
Trao đổi nhiệt bằng dẫn truyền: Sự trao đổi nhiệt trực tiếp giữa
phần tiếp xúc của cơ thể với vật thể môi trường xung quanh. Đó là khi
người ta ngồi hoặc sờ vào vật thể nóng hơn nhiệt độ da của cơ thể thì
người ta nhận nhiệt và ngược lại người ta phải mất nhiệt.
12
Trao đổi nhiệt bằng đối lưu: Sự trao đổi nhiệt giữa các phân tử khí
của cơ thể với môi trường xung quanh (không khí, nước). Điều này liên
quan tới sự chuyển động của không khí (tốc độ gió). Khi lớp không khí
xung quanh cơ thể đã nóng lên, nhẹ hơn bay đi, nhường chỗ cho lớp không
khí khác nặng hơn, mát hơn và ngược lại về mùa đông người ta lại mất
nhiệt nếu không mặc quần áo hoặc mặc ít lớp quần áo.
Trao đổi nhiệt bằng bay hơi nước/mồ hôi: Bình thường con người
vẫn có sự bay hơi mồ hôi, nhưng là bay hơi mồ hôi không cảm thấy. Khi
lao động ở điều kiện nhiệt độ không khí cao hơn nhiệt độ cơ thể (370C) thì
vai trò bài tiết và bay hơi mồ hôi đóng vai trò quyết định trong cơ chế điều
hoà nhiệt vì 3 con đường (dẫn truyền, đối lưu, bức xạ) không những không
có ý nghĩa giúp cơ thể để thải nhiệt, mà còn làm cho cơ thể phải hấp thu
nhiệt vào mình.
Sự trao đổi nhiệt bằng bay hơi nước phụ thuộc vào tỷ nhiệt bay hơi
mồ hôi, độ ẩm không khí và tốc độ gió.
Tỷ nhiệt bay hơi mồ hôi là lượng nhiệt mà cơ thể thải trừ được khi có
1 gam mồ hôi được bay hơi là 0,585 kcal. Sự cân bằng nhiệt của cơ thể là
biểu thị sự sinh nhiệt bên trong cơ thể do chuyển hóa trừ đi năng lượng
sinh công được cân bằng với sự trao đổi nhiệt bởi các con đường trao đổi
nhiệt. Trong những trường hợp nào đó có sự rối loạn điều hoà nhiệt của cơ
thể thì trạng thái cân bằng nhiệt không thực hiện được sẽ gây tích lũy
nhiệt trong cơ thể hoặc mất nhiệt từ cơ thể.
Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát được xác định (theo TCVN
7321: 2009/ ISO7933:2004) [28] như sau:
M – W = Cres + Eres+ K + C + R + E +S
Trong đó:
13
