Для исследования механического действия морских и речных купаний применима формула F = mv2/2 где сила F равняется половине произведения массы m на квадрат скорости v2. Механическое действие морской и речной волн зависит не столько от массы воды, надвигающейся на тело, сколько от скорости, с которой совершается это движение.
Вода обладает способностью расширить различные минеральные соли, жидкости и газы, от этого усиливается раздражающее действие воды. Большое значение придается ионному обмену, происходящему между водой и телом человека, погруженным в минерализованную ванну.
При нормальном давлении (т. е. при нулевой температуре) один объем воды поглощает 1,7 объема углекислоты; при повышении давления растворимость углекислоты в воде значительно повышается; при двух атмосферах давления при температуре в 10° растворяются три объема углекислоты вместо 1,2 объема при нормальном давлении.
Теплопроводность углекислоты в два раза меньше теплопроводности воздуха и в тридцать раз меньше теплопроводности воды… Этим свойством воды пользуются для устройства различных газовых ванн, заменяющих иногда минеральные источники.
При водолечении и закаливании коже отводится первостепенная роль. В расширенных сосудах кожи вмещается свыше 30 % всей крови, циркулирующей в теле. Если вся эта поверхность будет подвергнута действию холода, то раздражение такого «большого и разлитого сердца кожи» едва ли может не явиться фактором громадного значения для улучшения всей циркуляции в организме.
Кожа, обладающая очень тонкой чувствительностью к термическим раздражениям, является наиболее важным рефлекторным органом для термических раздражений. Она играет большую роль в реактивных функциональных изменениях организма при действии на нее водой различных температур. Благодаря большому количеству нервных окончаний, заложенных в коже, раздражения водой способны вызывать самые разнообразные ответные реакции со стороны различных органов тела.
Гиперемированная и влажная кожа лучше проводит тепло, чем бледная, мало орошаемая кровью. Плохой проводник тепла и подкожный жировой слой. Меняя температуру воды, можно вызывать изменения в коже, потому что вода своими физическими свойствами (теплоемкостью и теплопроводностью) резко отличается от воздуха. Вода в 34° не вызывает заметного раздражения рецепторного аппарата, тепловое ощущение очень слабое. Воду подобной температуры называют «индифферентной». В среднем для здорового взрослого человека индифферентная температура колеблется от 34 до 35°. Индифферентная температура в 34° названа нулевым пунктом. Нулевой пункт не является величиной постоянной и меняется в зависимости от равных условий: закаленности, подкожного жирового слоя, состояния здоровья, кровенаполнения кожи, степени возбудимости нервной системы. Следовательно, индифферентная температура для человека непостоянна. Она может изменяться в зависимости от различных внешних условий.
Все температуры выше или ниже индифферентной являются для кожи термическими раздражителями, и организм различным образом реагирует на них. Индифферентная температура воздуха, — в среднем равняется 20–22°.
Сила термического раздражения воды зависит: а) от разницы между температурами кожной поверхности и воды; чем больше эта разница, тем раздражение сильнее; б) от внезапности температурного воздействия; в) от быстроты воздействия; г) от продолжительности воздействия; д) от величины поверхности тела на которую воздействуют; е) от места воздействия (кожная поверхность отличается различной чувствительностью); ж) от повторности раздражения; з) от индивидуальных особенностей организма.
Термическое действие проявляется тем сильнее, чем температура воды выше или ниже по сравнению с индифферентной.
Разделение водных процедур по температуре не поддается точному обоснованию. Температура выше индифферентной воспринимается организмом как теплая, ниже — как холодная, но реакция организма может изменяться в зависимости от указанных выше условий, например, если опустить на некоторое время руку в холодную воду 10° и затем перенести ее в более теплую — 25°, то вода эта покажется теплой; та же температура воды воспринимается, как холодная, если руку предварительно опустить в воду 40°, а затем перенести в воду 25°. Мы уже отмечали, что на выработку и потерю тепла влияют корковые импульсы.
Всякая водная процедура сопровождается ответными реакциями организма на термические, механические и химические раздражители. Эта реакция проявляется вторичным расширением сосудов после первичного спазма их и сопровождается покраснением кожи и ощущением тепла. Субъективно реакция должна вызывать хорошее самочувствие, бодрость, приятное чувство тепла, общее успокоение.
Какова бы ни была водная процедура, она обычно заканчивается реакцией кожных сосудов. При переохлаждении возникает вторичное сужение сосудов, длительное побледнение кожи, понижение ее температуры.
Для развития реакции необходимо, чтобы тело, подвергающееся действию воды различной температуры, не было чрезмерно охлаждено. Наступление реакции задерживается при очень повышенной нервной возбудимости, при хроническом отравлении алкоголем или морфием (атонии сосудов), при сильном малокровии, артериосклерозе.
Кожная реакция наступает быстро и иногда бурно развивается после интенсивного и короткого воздействия водной процедуры на кожу. При этом число работающих капилляров кожи увеличивается, просвет их расширяется, ток крови в них ускоряется. Реакция кожных сосудов рассматривается как «реактивная гиперемия», которая наступает вследствие действия водной процедуры на периферическое кровообращение. Чтобы получить положительную кожную реакцию при холодных процедурах, необходимо прежде всего сделать процедуры короткими, потому что при длительном применении холодных процедур получается стойкое сужение сосудов кожи с последующей ее гиперемией. Перед приемом холодных процедур, в каком бы виде они ни назначались и где бы ни применялись, тело должно быть достаточно согрето или движением или соответствующей одеждой.
Эффект водных процедур определяется комбинированным действием термического, механического или гидростатического и физико-химического влияния водных процедур и ответных реакций со стороны организма, носящих характер местных, рефлекторных и общих. В основе этих реакций могут лежать влияния гистаминоподобных веществ в коже, изменения деятельности сердечно-сосудистой системы и дыхания, изменения электроионных соотношений.
Кожа бледнеет при местном действии холодной воды, и на ней образуется так называемая «гусиная кожа», вследствие сокращения кожных сосудов и гладких мышечных волокон в сосудах и сосочках. При дальнейшем действии холода бледный цвет кожи переходит в синюшный, и в результате медленного оттока венозной крови по суженным сосудам наступает венозная гиперемия. В капиллярах кожи различают три по существу раздельные стадии действия холода: длительное сужение капилляров, затем их расслабление, которое может перейти в третью стадию, — вторичное расширение с явлениями застоя в венозном отрезке капилляров с синюшностью (стаз).
При общем действии холодовых процедур различают две фазы термического раздражения. Первая фаза, или первичная кожная реакция, наступает тотчас после начала охлаждения (сужение сосудов); вторичная фаза, или вторичная реакция, наступает после кратковременного сужения сосудов без всякого нового внешнего раздражения (вторичное расширение).
При местном применении тепла сосуды сначала расширяются, прилив крови к коже усиливается и ускоряется местное кровообращение, вследствие непосредственного влияния тепла на стенки сосудов кожа краснеет.