RAD U USLOVIMA VISOKE TEMPERATURE

1. RAD U USLOVIMA VISOKE TEMPERATURE DR Mirjana IlićSpecijalista medicine radaDom Zdravlja Kikinda12.05.2011.

2. Čovek u procesu rada može biti izložen manje ili više nepovoljnim klimatskim i mikroklimatskim uslovima radne sredine. U najvećem broju privrednih grana proizvodni proces se odvija u zatvorenim prostorijama. Za razliku od klimatskih uslova koji se menjaju zavisno od promena u prirodi, mikroklimatski uslovi su manje podložni promenama. Na faktore mikroklime uglavnom utiče kvalitet veštačke klimatizacije u prostorijama i sam tehnološki proces proizvodnje

3. Primeri izloženosti visokoj temperaturi mogu se naći u metalurgiji- visoke peći , valjaonice, Mašinogradnji(livnice,kovačka i druga odelenja), u industriji glinenih proizvoda, keramičkoj, šamotnoj , visokovatrostalnoj industriji, industriji stakla, cementa, opeka, hartije, tekstilnoj industiji , u šećeranama , prehrambenoj industriji , pekarama , hemijskoj Građevinskoj,poljoprivrednoj....

5. Najvažniji prirodni izvor toplote je Sunce , Veštački izvori su industrijska postrojenja , mašine i alatke na toplotni pogon , ložišta za zagrevanje prostorija... Paralelno sa dejstvom toplote javlja se i infracrveno zračenje i dejstvo UV zraka.

6. TERMOREGULACIJA • Termoregulacija je fiziološki proces kojim organizam održava stabilnu unutrašnju toplotu u uskim granicama –fiziološka telesna termozona ( termička homeostaza , izotermija) . • Aksilarno između 36,0-37,6°C ( prosečno 36,5) • Rektalno 36,9-37,5°C ( prosečno 37,0) • Oralno36,4+0,4°C ( 1)

7. Propisane norme za temperaturu vazduha uradnoj sredini • zavise od: • Vrste rada (lak, srednje težak ili težak), • Postojanja izvora toplote u radnoj prostoriji, • Spoljne temperature.

8. Temperatura u radnim i pomoćnim prostorijama

9. Intenzitet i i karakter toplotne razmene čoveka i okolne sredine zavisiod : • temperature, strujanja i vlažnosti vazduha • zdravstvenog stanja • uhranjenosti organizma • pola • starosti • oblačenja • aklimatizacije • položaja pri radu • ishrane i dr

10. Toplotna ravnoteža može se izraziti formulom: -proizvodnje toplote u organizmu ( termogeneze) -njenog gubitka ( termolize). M = E ± R ± C ± K ± W ± S gde je: • M - Nivo toplotne produkcije • E - Odavanje toplote evaporacijom (isparavanjem) • R - Odavanje toplote radijacijom (zračenjem) • C - Odavanje toplote kondukcijom (provođenjem) • K - Odavanje toplote konvekcijom (strujanje) • W- Toplota koja se oslobađa pri radu • S - Toplota akumuirana u organizmu

11. Čovekovo telo može se šematski podeliti na jezgro i koru: JEZGRO čine unutrašnji organi sa stabilnom TTº (37,8-38°C) KORA (koža,mišići i sluzokože i ekstremiteti ) ima nestabilnu TTº (29,5-33,9°C ) , a razlika obe je 3-4°C.

12. MEHANIZAM TERMOREGULACIJE • Mehanizam termoregulacija zasniva se na Neurorefleksnim reakcijama. • Reflesksni luk počinje delovanje draži (toplote) na termoreceptore • Draž se aferentnim mijelinskim vlaknima prenosi u kičmenu moždinu kao niži termoregulacioni centar i u više strukture CNS-a (hipotalamus,preoptička area i retikularna formacija). • Pored neurorefleksnih reakcija, u termoregulaciji značajnu ulogu imaju i štitna i nadbubrežna žlezda,pluća,bubrezi i jetra.

13. TERMO REGULACIONI MEHANIZMI • Termoreceptori kože registrujupromenu temperature krvi • Receptori za hladnoću su brojniji (250 000) nego za toplotu ( 30 000) i u koži su smešteni bliže površini (0,17mm) u odnosu na toplotne (0,30) pa je vreme reakcije na hladnoću kraće.

14. Aferentna draž • se zatim šalje tankim mijelinskim vlaknima spinotalamičkim traktom Edinger do hipotalamusa (broj impulsa u sec zavisi od temperature spoljašnje sredine). • Temperaturni receptori CNSa u HipoTalamusu nalaze se u • preoptičkojregiji • retikularnoj supstanci i • kičmenoj moždini

15. U Hipotalamusu su otkrivena odvojena jezgra za produkciju toplote i odavanje toplote. Centar za fizičku termoregulaciju (sužavanje krvnih sudova i znojenje) nalazi se u prednjem delu a centar za hemijsku regulaciju u kaudalnom delu hipotalamusa. Niži refleksni centri se nalaze u KM ali su malog značaja jer hipotalamička regulacija pored nervnorefleksnih reakcija uključuje i žljezde sa unutrašnjim lučenjem ( štitna i nadbubrežna).

16. POTROŠNJA KISEONIKAProizvodnja toplote je hemijska reakcija koja nastaje oksidacijom organskih materija u organizmu do krajnjih produkata CO2 i vode,a pri metabolizmu proteina i uree.Na osnovu potrošnje kiseonika može se utvrditi odvijanje metaboličkih procesa sa krivom u prilogu.

17. FIZIČKA TERMOREGULACIJA • vezana je za život i rad ćelija , tkiva i organa i za spoljni fizički rad i uslove mikroklime. Što je fizički rad teži to je proizvodnja toplote veća. • Pored poprečno prugastih mišića u proizvodnji tolplote veliku ulogu imaju jetra, štitna žljezda, hipofiza i nadbubrežne žljezde. • Fizički rad je voljna proizvodnja toplote a grčenje poprečno prugastih mišića je nevoljna. • Oba mehanizma imaju ograničeno vremensko dejstvo i u funkciji su odbrane organizma u hladnom konforu.

18. Glavni organi efektori su koža i žljezde znojnice. Mehanizam evaporacije je sledeći: a)dolazi do vazodilatacije periferije sa izlučivanjem vode; b)čime se povećava osmotska koncentracija krvi uz c)povećano lučenje ADH d)smanjeno lučenje urina

19. Table 2: Sodium, Chloride, and Potassium Concentrations in the Sweat of Trained and Untrained Subjects during Exercise. Adapted from the Human Performance Laboratory, Ball State University

20. Bubreg svojim sposobnostima dilucije i koncentracije štedi baze i održava Ph krvi u fiziološkim granicama. Pluća putem perspiratio insensibilis neprekidno izbacuju vodenu paru iz organizma,a sa njom i višak toplote. Širenje krvnih sudova izaziva prelivanje krvi iz telesne jezgre i povećava srčanu frekvencu čime se povećava lučenjeznoja. Duže izlaganje povišenoj telesnoj temperaturi dovodi do niza fizioloških promena , koje smanjuju prvobitno opterećenje organizma. Taj proces naziva se AKLIMATIZACIJA

21. AKLIMATIZACIJA obuhvata sledeće promene: • povećava sposobnost znojenja aktiviranjem hormona Aldosterona-čime se reguliše izlučivanje soli preko bubrega • povećava lučenje ACTH i ADH što dovodi do smanjenja lučenja urina i štednje NaCl,(7). • U početku volumen plazme biva povećan zbog povećanja ekstracelularne tečnosti,da bi se kasnije smanjio zbog • ulaženja proteina u ćeliju • pada osmotskog pritiska • sekundarno ulaženje vode u ćelije • pada srčane frekvence, • bazalne temperatura, • kožne temperature i • količine izlučenog znoja).

22. Kada se parmetri ustale na novom nivou nastaje „STADY STATE“ • Obično se to dešava oko 10 dana od početka ekspozicije. • U praksi aklimatizacija treba da teče tako da neaklimatizovan organizam tj. eksponovani radnik vrši svoj predviđeni posao u vrućoj sredini po 2h dnevno,uz postepeno povećanje ekspozicije na 4-6h da bi 10 dana radio puno 8h radno vreme. • Tok aklimatizacije ocenjujemo merenjem parametara koji pokazuju toplotno opterećenje a to su: • Srčana frekvenca • BM (bazalni metabolizam) 63 Kcal/kg TT • Kožna temperatura i znojenje • Pored BM razlikujemo i • RM (radni metabolizam ostvaren unosom hrane posebno belančevina) 6-10Kcal/kg TT • Metabolizam usled dejstva klimatskih faktora ( zavisan od temperature okoline )

23. DEJSTVO POVIŠENE TEMPERATURE DOVEŠĆE DO ODAVANJA TOPLOTE U KOME UČESTVUJU FIZIČKI FENOMENI : • KONDUKCIJE( provodjenjem toplote i od malog je značaja) • KONVEKCIJE(odvođenje toplote i ona ima daleko veće značenje od prethodnog procesa.) Proporcionalna je razlikama u temperaturi kože i okolnog vazduha, površini tela i kvadratnom korenu brzine strujanja vazduha.(5) Ima važnu ulogu u održavanju normalne termoregulacije).Veliko je gubljenje toplote je u hladnoj sredini u vodi čija je temperatura niža od 10Cº ( u vodi je odvanje toplote 23x veće i smrt od hipotermije nastupa posle 2-6h) • RADIJACIJE ( zračenjem toplote što je procentualno najveće i direktno je proporcionalna temperaturnoj razlici između organizma i okoline). Na nju utiču samo predmeti koji reflektuju zračenje,svetle i glatke površine.

24. Table 1: Estimated Caloric Heat Loss at Rest and During Prolonged Exercise (70% of VO2max) Adapted from C.V. Gisolfi and C.B. Wegner, 1984.

25. Evaporacije ( ili znojenje ) • se javlja kada radijacija i konvekcija prestanu, jer je temperatura sredine veća od temperature tela,pa telo prima toplotu zračenja. Dolazi do vazodilatacije periferije uz vazokonstrikciju unutrašnjosti, i povećanu aktivnost znojnih žljezda . • Evaporacija je direktno proporcionalna fiziološkom deficitu vlažnosti, a obrnuto vlažnosti okolnog vazduha. • Da ispari 1l znoja potrebno je 590 Kcal.) • Odavanje toplote sa tela pri isparavanju zasniva se na visoko specifičnom termičkom koeficijentu vode ( o,6 kcal/kg ili 2,5KJ/g) (6) • Postoje dva puta lučenja tečnosti iz organizma: • pasivno ( perspiratio insesibilis ) putem difuzije sa površine tela • aktivno znojenjem ( pod kontrolom vegetativnog sistema simpatikusom /reguliše katabolizam i rad zvezda znojnica/ i parasimpatikusom /stimuliše katabolizam/)

26. Hemijska termoregulacija • važna je kad pada TTº, dok fizička stupa u dejstvo kada organizmu preti opasnost od pregrevanja(3). • merenjem količine toplote na osnovu količine isparenog znoja • (radnik se izmeri pre posla i na kraju radnog vremena,razlika u TT umanjena za težinu tj količinu unesene tečnosti i sakupljenog urina i fecesa) • 200ml/h -normalno stanje • 200-399ml/h -srednje opterećenje • 400-599ml/h -visoko opterećenje • 600-800ml/h -vrlo visoko opterećenje • preko 800ml/h-ekstremno opterećenje

27. STEPEN IZLOŽENOSTI ORGANIZMA PROCENJUJEMO • merenjem frekvence pulsa (lako primenjivo u praksi) može se vršiti na dva načina: -kontinuirano -u tri maha /po završetku jednog proizvodnog ciklusa • merenjem unutrašnje toplote tela • merenjem dubine i brzine disanja • Količina zlučenog znoja meri se na sledeći način: radnik se izmeri na početku i na kraju radnog vremena,razlika u težini umanjena za količinu unesene tečnosti i izlučevina iz tela predstavlja količinu isparenog znoja( meri se unos tečnosti,sakuplju se izlučevine-urin i feces).Na osnovu toga je Lindegreen je napravio sledeću tabelu:

28. MIKROKLIMA RADNE SREDINE • Tj.radnog mesta od bitnog je značaja za nastanak toplotnog stresa i njeno praćenje u praksi je važno za ocenu mogućih posledica po organizam radnika. Mikroklimau određuju pet parametara: • temperatura vazduha, • relativna vlažnost vazduha, • brzina strujanja vazduha, • toplotno zračenje • atmosferski pritisak.

29. Međudejstvo ovih faktora je kompleksno i zato postoji tendencija za sveobuhvatnim toplotnim indeksom,koji bi brojno izrazio toplotno opterećenje,a u sebi bi obuhvatio kombinaciju svih faktora koji dovode do kumulacije toplotne energije u organizmu i sprečavaju efikasnu termoregulaciju. Nažalost takvog indeksa nema.

30. Toplotni indeksi • temperatura vlažnog termometra • Kata vrednost sa Dornovom skalom • efektivne temperature ( Teff) koje predstavljaju temperaturu mirnog vlagom zasićenog vazduha , a pri kojoj čovek ima određen osećaj toplotei hladnoće sa • ZONOM KONFORA ( 50% , 17,2-21,2ºC) • LINIJOM KONFORA ( 95%, 18,1- 18,9 ºC)

31. Farenhajt (° F)   • Skala za merenje temperature koja se zasniva na podeli od 180 delova izmedju tacke mrznjenja i tacke kljucanja vode. Po ovoj skali led se topi na 32° a voda kljuca na 212°. Skala potice od nemackog fizicara Farenhejta (Daniel Gabriel Fahrenheit, 1686-1736). • Izmedju ostalog Farenhejt je usavrsio temometar napunivsi ga zivom umesto alkoholom. Na originalnoj Faranhejtovoj skali 0° oznacava najvecu zimu koja je zabelezena u Dancingu (Gdanjsk) 1709. 30° je tacka prelaska leda u vodu, 90° je normalna temperatura ljudskog tela, a 210° je temperatura na kojoj voda kljuca. Kasnije su medjutim ove vrednosti nesto ispravljene te po ovoj skali led prelazi u vodu na 32°, a voda u paru na 212°. • Sve do sedamdesetih godina XX veka Farenhajtova skala se koristila u zemljama englsekog govornog podrucja. Danas su medjutim i te zamlje uglavnom prihvatile merenje temperature po Celzijusu.  Konverzija ° C = K - 273,15  ° C = 5/9 (° F - 32) K = ° C + 273,15  ° F = (9/5 X ° C) + 32 ° R = ° F + 459,67 ° R = K X 1,8

32. Korigovana efektivna temperatura ( CTeff) koja uzima u obzir toplotno zračenje P4SR( Predicted four hour sweet rate ) očekivana četvoročasovna količina znoja . Ovo je danas najprecizniji indeks „ toplotnog stresa“ , naročito u uslovima zone visokih temperatura u industriji. On u sebi sadrži uticaj temperature vazduha , radijacione temperature , stepen fizičkog naprezanja i tip oblačenja za vreme rada. Heat stress index ili HSI ( Belding) i Index of Thermal stress (Givoni)

34. Oksfordski indeks WD=0,15ts +0,85 tv

35. optimalne vrednosti ili zone udobnosti • Svi ovi indeksi su nedovoljni da obuhvate sve parametre i praktično znače da nijedan nije dobar da bi nas zadovoljio. • Normiranje metereoloških uslova je neophodno radi prevencije od pregrevanja radnika, ocene određene mikroklimatske situacije i kontrole preduzetih mera u sanaciji nepovoljnih uslova. Razlikujemo : • optimalne vrednosti ili zone udobnosti koje podrazumevaju kombinaciju različitih elemenata mikroklime pri kojima se toplotna ravnoteža uspostavlja bez značajnijeg fiziološkog napora.

36. Na osnovu svega intenzitet toplotnog stresa može se podeliti u tri kategorije( Lino): • Nepodnošljivi uslovi : to su takvi uslovi gde posle kratkog vremenskog perioda nastaje toplotni stres,kolaps i i druga akutna stanja ( 65 min pri 29,4 ºC ; 35 min pri 37,8 ºC i dr). • WD je ovde najpodesniji za primenu i uzima se da je kritična vrednost rektalne temperature 38,3 (39,2) ºC,uz puls od 160-180/min • Zapravo nepodnošljivi uslovi su uslovi gde su dostignute granice termoregulacionog kapaciteta organizma. Ekspozicija je obično oko 4h pri otklanjanju kvarova , remontu i sl. Pogodan indeks za primenu je P4SR . Granična vrednost je 4,5-6,0l znoja za aklimatizovane ,tj 2,5-3,0l za neaklimatizovane .To su nekonforne radne sredine ali fiziološki bezbedne. • Lako podnošljivi uslovisu gde je intenzitet toplotnog stresa takav da se može održavati toplotna tavnoteža pri svakodnevnom radu bez posebnog opterećenja termoregulacionog aparata. U ovim uslovima pogodan indeks za korišćenje je Teff.

38. U praksi rad se prekida • kada temperatura radne sredine prelazi 38 ºC,a ako je veća od 32 ºC onda ne sme da se radi duže od 6h. • Opšta granica za 8h rad je toplotno opterećenje 180kcal, temperatura vazduha 27 ºC , rektalna temperatura 38,3 ºC, radni puls 130-140, a evaporacija od 1100ml znoja. • Sve ove indekse treba korigovati za 2 ºC ako je u pitanju ženska radna snaga, zbog specifičnosti metabolizma. • Da bi se ispitala sposobnost za rad u toplim pogonima potrebno je staviti radnika u klimatsku komoru. Osobe koje uz puls od 170/min potroše 35ccm VO2/kg TT ili više -sposobne su za rad pod dejstvom visoke temperature.

39. Dejstvo visoke temperature na neprilagođen organizam • dovodi do različitih akutnih poremećeja koji se mogu podeliti u četiri grupe(8): • iscrpljenje toplotom • toplotni udar • toplotni grčevi • termogenetska anhidroza

40. ISCRPLJENJE TOPLOTOM • Znaci cirkulatornog šoka i najčešće se javlja kod neaklimatizovanih osoba pri napornom radu u pregrejanoj sredini. Zbog ubrzane cirkulacije krvi u koži, dolazi do pada minutnog volumena srca pa su vitalni organi nedovoljno snabdeveni za fiziološko funkcionisanje. Zbog povećanog stvaranja endogene toplote izazvane fizičkim radom,javlja se obilno znojenje sa gubitkom tečnosti i soli. Nastaje dehidracija sa desalinizacijom, pad osmotskog pritiska tečnosti i povećana diureza. Javlja se klinička slika šoka sa hipotenzijom , hiperhidrozom i hipertermijom. • Terapija je uklanjanje ugrožene osobe iz pregrejane sredine ,ležanje sa glavom u nižem položaju, rehidracija ( slane tečnosti, mineralne vode ,fiziološki rstvor ili 5% glukozom...), hladni oblozi i dr.

41. TOPLOTNI UDAR Visoka temperatura dovodi do hemolize eritrocita, a dehidracija do raspada ćelija sa nagomilavanjem produkata razlaganja proteina ( polipeptidi, amino kiseline , tirozin..). Uplazmi prvo • raste pa posle povećanja diureze pada Kalijum , • raste fosfor, • lipidi, • glukoza , • urea , • mokraćna kiselina i • kreatinin, ALT,AST ,CRP....

42. Sve ovo dovodi do poremećaja rada termoregulacionog centra u hipotalamusu • i progresivnog razvoja hipertermije sa pojavom paradoksalne vazokonstrikcije u ks kože Na kraju dolazi do prestanak evaporacije i nagli porast telesne temperature. • Simptomi su glavobolja,vrtoglavica, nedostatak vazduha, osećaj nesnosne vrućine. Koža je suva, puls ubrzan, pacijent je hipotenzivan sa poremećajem rada CNSa ( delirijum, epi napadi, koma). Postoje dva oblika:asfisktični i hipertermički.

43. Dijagnozu potvrđuje jako suva koža,hiperpireksija, i prekomatozno stanje sa podatkom o ekspoziciji. Neophoda je hitna intervencija jer je pacijent životno ugožen. Osnovno je sniziti telesnu temperaturu potapanjem u hladnu vodu sa masažom ekstremiteta dok rektalna temperatura ne padne ispod 39 ºC. Kao pozna posledica može da preostane preosetljivost na visoke temperature i oštećenje mozga.

44. TOPLOTNI GRČEVI • To su bolne kontrakcije mišića ekstremiteta, grudnog koša i abdomena, sa prethodnim osećanjem slabosti,bolovima u mišićima, glavoboljom i nervnom razdražljivošću. Temperatura tela je obično normalna, ili blago povišena. Patogeneza nepoznata. U krvi dolazi do pada Cl ispod 90mEq,sa pojavom poliglobulije i cilindara sa albuminima u urinu. Verovatno je uzrok u poremećaju osmotske ravnoteže usled velikog gubitka Cl jona znojem. Th je davanje NaCl u vidu infuzije fiziološkog rastvora ( 600-1000 ml).Dnevno treba davati 15-25g soli.

45. TERMOGENETSKA ANHIDROZA • Opisana je prvi put u II svetskom ratu kod australijskih vojnika, koji su bili izloženi suvoj klimi afričke pustinje. Kod njih je dolazilo do naglog prekida znojenja, pojave vezikulozne ospe i perutanja kože, iscrpljenosti, hiperpireksije i glavobolje. • Predpostavlja se da je uzrok zapušenje odvodnih kanalića znojnih žljezda perutanjem kože. • Th bi bila rehidracija,hlađenje kupanjem i skidanjem mrtvih slojeva kože. Prevencija je lična higijena.

46. Samo dejstvo visoke temperatureu dužem periodu dovodi do poremećaja rada niza organa: kardiovaskularnog sistema- zbog nedovoljnog snabdevanja srca kiseonikom,hipotonije i bradikardije gastrointestinalnog trakta nastaje zbog dugotrajne loše vaskularizacije želuca nastale preraspodelom krvi, hipoaciditeta (unošenja velike količine tečnosti) , dužeg zadržavanje hrane i smanjenja baktericidne moći želudačnog soka.

47. Oštećenje vežnjače i prednje komore oka • infracrvenim zračenjem ( sunce, visoke peći, zračenjem istopljenih, tečnih metala, električnim lukom kod varenja ). • Infracrveni zraci deluju prvenstveno na sočivo, a manjoj meri na vežnjaču i rožnjaču. Talasna dužina od 800-1400mµ deluje na koloidno stanje belančevina sočiva i dovode do njegovog zamućenja ( PROFESIONALNA KATARAKTA radnika visokih peći).

48. IC ZRACI - KATARAKTA • Talasna dužina 1000 – 1500 nm • Koagulacija belančevina sočiva • Zamućenje sočiva • Eksfolijacije prednje kapsule sočiva • Stakloduvači, visoke peći • Posle 12 godina staža

49. UV ZRACI - KATARAKTA • Kratkotalasni • Mala prodorna moć • Kofaktor za senilne katarakte • Može - RM

50. Sunčanica • nastaje delovanjem IC zraka na potiljačni region glave. Apsorbovana toplota oštećuje moždane opne, povećava kapilarnu propustljivost, dovodi do krvarenja i edema mozga.Često prethodi ili prati toplotni udar. Terapija bi bila rashladjenje glave hladnim oblogama, tuširanjem, uklanjanje sa sunca i eventualno veštačko disanje i rehidracija