Охлаждение теплых рук и ног живых людей до температуры + 20°– + 18 °С и ниже (вплоть до 0 °С) уже через несколько секунд начинает повышать величину тонуса кровеносных сосудов кожи, подкожно-жировой клетчатки, скелетных мышц и других тканей [1, 2, 3, 8]. Это сопровождается появлением чувства боли в охлажденном участке конечности и уменьшает доставку к нему теплой артериальной крови [1, 4]. Однако даже максимальный спазм кровеносных сосудов не ведет к ишемическому повреждению и к некрозу охлажденных тканей, поскольку одновременно с обескровливанием в охлажденном участке тела угнетается свертываемость крови, интенсивность обмена веществ и потребность тканей в кислороде [5, 6, 7, 9]. С другой стороны показано, что спирт этиловый и анестетики уменьшают чувство боли и выраженность спазма кровеносных в ответ на локальное холодовое воздействие, благодаря чему могут оптимизировать фармакохолодовые воздействия [4, 7].
В опытах с изолированными отрезками кровеносных сосудов показано, что спазм кровеносных сосудов при охлаждении является проявлением возникающего сокращения гладкомышечных элементов сосудистой стенки. Установлено, что спазм сосудов развивается рефлекторно и возникает в ответ на возбуждение температурных рецепторов, которые локализуются в стенке сосудов [2, 3, 9]. Показано, что сила и продолжительность тонического сокращения миоцитов сосудистой стенки зависит от интенсивности аэробного метаболизма, протекающего в их митохондриях, и выработки в них энергии [2, 3, 6]. Причем, охлаждение сосудов угнетает выработку энергии, необходимой для поддержания высокого тонуса их стенкам. Поэтому через 1–7 минут охлаждения спазм сосудов прекращается полностью. Более того, развивается паралич сосудов. Поэтому в этот период охлаждения кожа в охлажденном участке превращается из бледной и холодной в красную и теплую [3, 6].
Показано, что, с одной стороны, именно кончики пальцев рук являются наиболее удобными для инфракрасного исследования с диагностической целью, что именно они чаще всего обмораживаются на морозе, а с другой стороны, именно кончики пальцев рук могут служить универсальным индикатором реактивности (адаптации) людей к различным стресс-факторам [10, 11, 12, 13]. Однако действие спирта этилового на динамику температуры и кровоснабжения подушечек пальцев рук при охлаждении до сих пор изучено не достаточно.
Цель исследования – изучить влияние спирта этилового на динамику локальной температуры и инфракрасного изображения подушечек пальцев рук человека в условиях их локального охлаждения.
Материалы и методы исследования
С помощью тепловизора марки ThermoTracer Th9100XX (NEC, USA), настроенного на инфракрасное исследование в диапазоне температур + 25 – + 36 °С, исследована динамика температуры и инфракрасного изображения пальцев правых рук у10 здоровых добровольцев в возрасте 20–30 лет. Все добровольцы прекращали прием пищи, лекарств и спиртных напитков за 6 часов до начала исследования. Исследования проведены в теплом помещении при температуре воздуха + 25 °С через 30 минут после появления исследуемого в помещении и его адаптации к помещению. Температура кистей рук исследовалась до и в течение 30 минут после применения холодовой пробы (холодового теста). Холодовая проба заключалась в том, что кисть руки опускалась на 2 минуты в воду с тающим снегом. Для этого было использовано ведро, в котором находилось 10 л воды с комочками снега.
В первой серии наблюдений исследования были проведены у трезвых добровольцев. Во второй серии наблюдений исследования были проведены у этих же добровольцев до и через 30 минут после приема ими внутрь на голодный желудок раствора 40 ° спирта этилового в дозе 0,4 г/кг массы тела. Для этого была использована водка «Столичная».
Статистическая обработка результатов проведена с помощью программы BIOSTAT. Вычисляли среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (m), коэффициент достоверности. Степень различий показателей определяли по отношению к исходным показателям, разницу значений считали достоверной при P ≤ 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Полученные нами результаты показывают, что через 30 минут адаптации здоровых взрослых юношей и мужчин к условиям помещения с комнатной температурой температура их ладоней находится в диапазоне 31–35 °С, а температура подушечек пальцев рук – в диапазоне 29–33 °С. На экране тепловизора инфракрасное изображение ладоней и пальцев рук выглядит преимущественно в желто-оранжево-красном цветах. Помещение кистей рук в холодную воду на 2 минуты вызывает понижение температуры ладоней и пальцев рук до 0 °С. Затем после изъятия кистей из воды ладони и пальцы рук начинают медленно согреваться и через 28,1 ± 0,9 минут (Р ≤ 0,05, n = 10) температура их ладоней достигает исходных значений. Однако при этом температура подушечек пальцев рук остается на несколько градусов ниже, чем температура центральной части ладоней. К концу указанного срока подушечки указательных пальцев правых рук имеют температуру, которая в среднем на 4,2 ± 1,3 °С (Р ≤ 0,05, n = 10) ниже, чем температура центральной части их ладоней. (Рис. 1).
А Б
Рис. 1. Инфракрасное изображение ладонной поверхности правой кисти здорового добровольца (П. возраст 30 лет) до (А) и через 12 минут после нахождения кисти в воде с тающим снегом 2 минуты (Б) в норме
У мужчин, принявших внутрь раствора 40 ° спирта этилового в дозе 0,4 г/кг массы тела на голодный желудок, температура ладоней и пальцев рук повышалась и оставалась более высокой, чем в норме как до, так и после холодового воздействия (Рис. 2).
А Б
Рис. 2. Инфракрасное изображение ладонной поверхности правой кисти добровольца (доброволец П. возраст 30 лет) через 60 минут после предварительного приема внутрь спирта этилового в дозе 0,4 г/кг массы тела до (А) и через 12 минут после нахождения кисти в воде с тающим снегом 2 минуты (Б)
Так, через 8,3 ± 2,5 минут (Р ≤ 0,05, n = 10) после приема внутрь этилового спирта температура пальцев повышается на 1,6 ± 0,2 °С (Р ≤ 0,05, n = 10). Затем температура пальцев остается на достигнутом уровне вплоть до опускания кистей в воду. После опускания на 2 минуты кисти в воду с тающим снегом пальцы рук не остывают в воде до температуры 0 °С. Они остаются более теплыми, а затем после изъятия кисти из воды пальцы рук остаются более теплыми и согреваются быстрее, чем в норме. В частности, через 8,4 ± 2,0 мин (Р ≤ 0,05, n = 10) температура подушечек пальцев рук повышается до нормальных значении (до значений, выявленных до принятия этилового спирта), через 15,5 ± 2,7 мин (Р ≤ 0,05, n = 10) температура кончиков пальцев поднимается выше нормы и достигает значений, выявленных через 30 минут после приема спирта этилового. Затем температура пальцев остается высокой на протяжении всего периода наблюдений.
Важно отметить, что при этом подушечки пальцев рук имеют более высокую температуру, чем ладони.
Таким образом, исследование динамики локальной температуры и инфракрасного изображения ладоней и подушечек пальцев рук мужчин после локального холодового воздействия может быть использовано как функционально-диагностический тест на алкогольное опьянение.