Сталість температури тіла в широких межах коливань метеорологічних факторів, які супроводжують людину протягом всього його життя, є необхідною умовою життєдіяльності організму. Це забезпечується сталість взаимообусловленностью фізіологічних і хімічних процесів, що протікають в тілі людини і створюють рівновагу між приходом і витратою тепла - тепловий баланс, у регулюванні якого провідна роль, як показали численні досліди акад. К. М. Бикова і його учнів, належить центральній нервовій системі.
Зазначений тепловий баланс організму здійснюється за допомогою хімічної і фізичної теплорегуляції. При хімічній теплорегуляції відбуваються зміни інтенсивності окисних умов повітряної середовища, живлення і характеру м'язової діяльності. Ці зміни відбуваються головним чином у скелетних м'язах і печінці.
Прийом їжі і наступні за ним процеси травлення, всмоктування і асиміляції викликають на деякий час збільшення теплопродукції. Найбільш значне підвищення обмінних процесів з різким зростанням теплоутворення має місце при м'язовій роботі. Однак роль хімічної регуляцій в тепловому рівновазі організму з зовнішнім середовищем невелика в порівнянні з фізичною терморегуляцією, що полягає у виділенні тепла в навколишнє середовище в процесі життєдіяльності організму. Як фізичне явище тепловіддача здійснюється трьома шляхами - теплопроведением, випромінюванням тепла і випаровуванням вологи з поверхні шкіри, легких та слизових оболонок верхніх дихальних шляхів. Теплопроведение здійснюється завдяки передачі шкірою тепла навколишньому повітрю, який в нормальних умовах завжди має більш низьку температуру, причому перенесення тепла тим більше, чим вище різниця температур шкіри (31-33,5°) і повітря і чим частіше відбувається зміна прилягають до тіла і піднімаються вгору обігрітих шарів повітря що притікають холодними шарами (конвекція). Тепловипромінювання обумовлюється переносом тепла на більш холодні навколишні предмети (наприклад, на холодні стіни) за допомогою теплових променів, що випускаються тілом людини, причому тут також передача тепла відбувається тим інтенсивніше, чим більше різниця температур шкіри і навколишніх предметів. Ось чому, перебуваючи всередині приміщення з холодними стінами, людина відчуває мерзлякуватість. Віддача тепла випаровуванням відбувається завдяки тому, що при переході вологи з поверхні легенів і шкіри (поту) у водяні пари витрачається тепло (прихована теплота випаровування). Так, на випаровування 1 г води потрібно витрата близько 0,6 ккал. Слід при цьому мати на увазі, що стікання поту по тілу краплями свідчить про недостатній тепловіддачі.
Співвідношення між окремими шляхами тепловіддачі залежить в першу чергу від поєднання метеорологічних компонентів. В нормальних умовах температури і вологості при слабкому русі повітря людина в стані спокою втрачає теплоизлучением близько 45% всієї електроенергії, що виробляється організмом теплової енергії, теплопроведением (в основному конвекцією) - до 30% і випаровуванням - до 25%. При цьому в зазначених умовах понад 80% тепла віддається через шкіру, приблизно 13% через органи дихання, близько 4,7% тепла витрачається на зігрівання прийнятих харчових продуктів і води.
Реакція організму на зміни температурного чинника навколишнього середовища і опромінення) різна. При підвищенні температури повітря відбувається розширення периферичних кровоносних судин шкіри і переміщення крові до периферії. Ці обставини разом зі збільшенням швидкості кровотоку та підвищенням температури шкіри обумовлюють значне збільшення віддачі тепла в основному з допомогою теплопроведения і тепловипромінювання. Однак переважна роль цих двох факторів проявляється в тому випадку, якщо зовнішня температура не перевищує 30°. При більш високих температурах головне значення набуває віддача тепла випаровуванням. Дослідження встановили, що якщо при температурі повітря 15° кількість води, що віддається шкірою людини, що знаходиться в стані спокою складає 30 м/год, то при підвищенні температури до 30° випаровування зростає до 120 р/год. При цьому, як виявилося, випаровування з поверхні легенів зменшується (по відношенню до всього кількістю вологи, що випаровується).
Реакція організму на зниження температури навколишнього повітря носить інший характер. Тут спостерігається скорочення кровоносних судин шкіри і уповільнення швидкості протікання через них крові, внаслідок чого віддача тепла конвекцією і випромінюванням зменшується. При цьому підвищується теплопродукція завдяки збільшенню загального обміну речовин в організмі (хімічна терморегуляція), а також у зв'язку з тим, що одночасно виникають рефлекторні скорочення м'язів (тремтіння), які сприяють збільшенню вироблення тепла.
На теплорегуляцію організму великий вплив має вологість повітря. Як вже зазначалося раніше, висока вологість як при підвищенні, так і при зниженні температури повітря порушує самопочуття людини. Чим більше відносна вологість при даній температурі, тим менше віддача тепла випаровуванням. Коли вологість досягає 75-80% при температурі, близькій до температури шкіри (31-33,5°), і віддача здебільшого виробляється організмом тепла здійснюється шляхом випаровування, може настати перегрівання тіла (гіпертермія). В таких умовах регуляція теплообміну з зовнішнім середовищем утруднена, а при повному насиченні взагалі неможлива. Несприятливий вплив на організм високої відносної вологості при низьких температурах обумовлюється тим, що вологе повітря краще проводить тепло, ніж сухий, внаслідок чого втрати тепла в холодному вологому повітрі зростають. У результаті може наступити переохолодження організму.
При зниженій температурі і високій вологості істотну роль грає рух повітря; чим воно більше, тим сильніше тепловіддача і тим більше охолодження тіла. Рух повітря зумовлює подачу до тіла людини все нових шарів повітря, які, приходячи в зіткнення з шкірою, збільшують віддачу тепла. При цьому якщо температура повітря нижче температури шкіри, то вона відбувається переважно шляхом конвекції, а якщо вище, то шляхом випаровування. Таким чином, при низьких температурах рух повітря являє собою несприятливий фактор, оскільки воно сприяє переохолодженню, а при високих температурах, навпаки, є сприятливим, оскільки посилення тепловіддачі сприяє попередженню перегрівання. Однак якщо оточуючі тіло людини струми повітря будуть мати температуру вище температури шкіри, то рух повітря може надати не охолоджує, а нагріваючий ефект.
Що стосується тепловипромінювання, величина якого обумовлюється наявністю у навколишньому зовнішньому середовищі холодних огорож і предметів, на які організм випромінює тепло, то гігієнічне значення цього виду тепловіддачі найбільш зростає в тому випадку, якщо поєднання метеорологічних компонентів створює умови для перегрівання тіла. Якщо ж це таке поєднання, що сприяє переохолодженню, то тепловипромінювання посилює негативний вплив метеорологічних умов.
Встановлено, що порушення терморегуляції можуть і не настати, якщо температура повітря дорівнює 30° при відносній вологості 80-90% або 40° при відносній вологості 40-50%, однак ця верхня межа допустимого поєднання метеорологічних умов встановлена для людини, що знаходиться в стані спокою, і значно знижується при виконанні ним фізичної роботи.
У ряді випадків організм людини, незважаючи на крайнє напруження теплорегуляційні апарату, не в змозі впоратися з віддачею утворюється або отриманого тепла ззовні, в результаті чого відбувається затримка тепла в організмі, що може призвести до виникнення низки захворювань.
Переохолодження викликає структурні зміни клітинних елементів, розлади кровообігу і зниження імунобіологічних властивостей організму. При місцевому охолодженні можливі відмороження рук, ніг, вух, носа, щік.
Профілактика перегрівання і переохолодження полягає головним чином у заходах, з допомогою яких може бути забезпечено створення комфортних теплових умов шляхом застосування раціональної одягу, забезпечення нормальних метеорологічних умов в житлах і інших закритих приміщеннях (про заходи по боротьбі з несприятливим мікрокліматом робочих приміщень див. стор 217), раціонального харчування та ін. Надзвичайно велике значення має загартовування організму.
