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
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
......................................................................
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
............................................................
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
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
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.
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
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
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
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.
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.