Воздух является той естественной средой, вне которой невозможна физиологическая деятельность человеческого организма. Если без пищи можно прожить свыше месяца, то при прекращении доступа воздуха жизнедеятельность организма прекращается в течение 2-3 минут. Это обусловливается тем, что без кислорода невозможен обмен веществ в клетках тканей тела.
Помимо химического состава воздуха на жизнедеятельность организма оказывают огромное влияние и его физические свойства: температура, влажность, скорость движения, электрическое состояние, загрязнённость взвешенными пылевыми частицами и пр. Человек, независимо от изменения внешних климатических условий, имеет постоянную температуру в пределах 36,0-37,0° С.
Поддержание температурного постоянства организма достигается сложным механизмом терморегуляции — химической (регуляция теплопродукции) и физической (регуляция теплоотдачи).
Как теплоотдача, так и теплопродукция организма в значительной мере определяются той внешней средой, в которой протекает жизнедеятельность организма. Эта внешняя среда определяется физическими свойствами воздуха, одеждой, составом и количеством пищи, условиями и характером трудовой деятельности и пр.
При прочих равных условиях (характер мышечной деятельности, одежда, питание) определяющими температурное постоянство организма факторами будут физические свойства окружающей воздушной среды. Имеет также значение и степень совершенства терморегуляционного аппарата, того сложного нейрогуморального механизма, который оказывает влияние на весь организм в соответствии с изменением обстановки внешней среды.
Очевидно, что для поддержания постоянства температуры тела теплопродукция должна быть равна теплопотере. Теплопотери происходят: кожей (проведение, теплоизлучение, испарение воды) 86,9%, лёгкими (проведение, испарение) 11,1%, калом и мочой 2,0%.
Чем моложе ребёнок, тем большая функциональная нагрузка ложится на его кожные покровы в отношении физической терморегуляции.
Каждый из компонентов, характеризующих физические свойства воздуха, по-своему влияет на теплопотери организма.
Воздух оказывает тем большее охлаждающее действие на организм, чем ниже его температура по сравнению с температурой тела.
Значительное влияние на теплопотерю организма оказывает также испарение влаги с кожных покровов. При температуре тела на испарение 1 г воды затрачивается 581 мал. калорий. Чем выше температура окружающего воздуха, тем большее значение приобретает для теплопотери тела процесс испарения. С другой стороны, теплопотери организма через испарение находятся в зависимости от гигроскопического состояния воздуха. Испарение воды с кожи увеличивается с уменьшением относительной влажности и, наоборот, уменьшается с её увеличением.
При низких температурах воздуха высокая влажность резко повышает теплопотери организма. Вода обладает значительно большей теплопроводностью, почему влажный воздух отнимает с поверхности кожи больше тепла, нежели сухой воздух. Отсюда чувство зябкости, испытываемое человеком в сырую, туманную погоду. К этим двум факторам присоединяется третий компонент — скорость движения воздуха; действие его на теплопотерю организма прямо пропорционально скорости.
Слой воздуха, непосредственно примыкающий к кожным покровам человека, приобретает быстро температуру тела и насыщается влагой, испаряемой с поверхности кожи. Это неизбежно приводит к затруднению теплопотери организма за счёт проведения и испарения в том случае, если окружающий воздух неподвижен. При подвижности воздуха слой его, примыкающий к кожным покровам, всё время заменяется вновь притекающим, способным отнимать от организма и тепло и влагу. Отсюда чувство облегчения, испытываемое в жаркую погоду при дуновении ветра или при обдувании кожи веером. Наоборот, в холодную погоду ветер (движение воздуха), резко повышая теплопотери организма, усиливает субъективное чувство холода.
Таким образом основной механизм физической тепло регуляции заложен в кожных покровах.
Терморегуляционная способность человеческого организма ограничена верхним и нижним пределами. Если эти границы переступаются, то температура тела человека начинает изменяться в соответствии с изменениями температуры окружающей среды.
Результатом такого нарушения теплорегуляции являются: снижение сопротивляемости организма в отношении инфекции, понижение работоспособности, тепловой удар и отморожения.
Тепловой удар наступает в результате затруднения теплоотдачи кожными покровами в окружающую среду, если при этом одновременно происходит и усиленная теплопродукция (тяжёлая физическая работа, ходьба, в особенности строем и пр.). Затруднение теплоотдачи, как видно из сказанного выше, обусловливается высокой температурой окружающего воздуха, высокой его влажностью и неподвижностью (безветрие). Всё это приводит к задержке тепла в организме, к перегреванию последнего; температура тела достигает 40°С и выше, чем и объясняется нарушение всех функций организма, в том числе сердечно-сосудистой и центральной нервной системы.
Отморожение кожных покровов наступает при низкой температуре воздуха. При высокой влажности воздуха и особенно при большой скорости движения его отморожение может наступить уже при сравнительно не очень низкой температуре, так как в этом случае резко повышаются теплопотери организма.
Помимо указанных факторов на самочувствии человека сказываются в большей или меньшей степени атмосферное давление, электрическое состояние воздуха, лучистая энергия солнца (солнечная радиация), а также пыль и бактерии.
