ما مدى سخونة الجسم البشري ليعمل على النحو الأمثل؟

مع استمرار موجة الحر القاتلة في تدمير الولايات المتحدة ، تشير أدلة جديدة إلى أن جسم الإنسان قد يتوقف عن العمل على النحو الأمثل عندما ترتفع درجات الحرارة الخارجية إلى 104 إلى 122 درجة فهرنهايت.

تشير الأبحاث التي قدمت يوم الخميس في المؤتمر السنوي لجمعية البيولوجيا التجريبية في إدنبرة ، اسكتلندا ، إلى أن درجات الحرارة في هذا النطاق ترفع معدل الأيض عند الراحة – كمية الطاقة اللازمة للعمل في حالة الراحة.

عندما يحدث ذلك ، قد يبدأ الناس في التنفس بشكل أكبر ويمكن أن ترتفع معدلات ضربات القلب لديهم. بمجرد أن يصبح جسم الشخص غير قادر على التخلص من الحرارة الزائدة – وهي حالة تعرف باسم “الإجهاد الحراري” – ترتفع درجة الحرارة الأساسية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى حدوث ارتباك أو غثيان أو دوار أو صداع أو إغماء.

قال لويس هالسي ، أستاذ علوم الحياة والصحة في جامعة روهامبتون في إنجلترا الذي أجرى البحث: “عادة ما يكون الناس جيدًا جدًا في التأقلم مع الحرارة ، إلى حد ما”.

قام هالسي ، الذي نشر نتائج مجموعته الأولى من التجارب في عام 2021 ، بمشاركة النتائج يوم الخميس من مجموعة ثانية ركزت على الحرارة ونشاط القلب.

في التجارب الأولى ، طلب هالسي وفريقه البحثي من 13 شخصًا بالغًا دون سن الستين الاستلقاء في غرفة وتعريضهم لدرجات حرارة ومستويات رطوبة مختلفة لمدة ساعة لكل فرد. قام الباحثون بقياس معدلات التمثيل الغذائي للناس أثناء الراحة ودرجات الحرارة الأساسية وضغط الدم ومعدلات ضربات القلب ومعدلات التنفس.

أشارت النتائج إلى أن معدلات التمثيل الغذائي لدى الأشخاص أثناء الراحة ارتفعت عندما واجهوا درجات حرارة لا تقل عن 40 درجة مئوية (104 درجة فهرنهايت).

كخط أساس للمقارنة ، استخدم الباحثون 28 درجة مئوية (حوالي 82 درجة فهرنهايت) مع رطوبة بنسبة 50 ٪ ، لأن البشر يمكن أن يحافظوا بشكل مريح على درجة حرارة الجسم الأساسية في تلك الظروف.

عند 40 درجة مئوية و 25٪ رطوبة ، زادت معدلات الأيض لدى المشاركين بمتوسط ​​35٪ مقارنة بخط الأساس ، لكن درجات حرارة أجسامهم الأساسية لم ترتفع.

ومع ذلك ، عند 50 درجة مئوية (122 درجة فهرنهايت) و 50٪ رطوبة ، ارتفعت درجات الحرارة الأساسية للناس بمعدل 1 درجة مئوية. كما ارتفعت معدلات الأيض لدى الأشخاص بنسبة 56٪ ، وارتفعت معدلات ضربات القلب لديهم بنسبة 64٪.

عتبة لا يعود التعرق عندها مفيدًا

كانت درجات الحرارة في عدة أجزاء من الولايات المتحدة فوق 104 درجة خلال الأسابيع العديدة الماضية. وصلت درجة الحرارة في وادي الموت بكاليفورنيا إلى 122 درجة يوم الاثنين ، وتجاوزت درجات الحرارة في عدة مدن تكساس 110 درجة الأسبوع الماضي.

على الصعيد العالمي ، تشير البيانات الصادرة عن معهد تغير المناخ التابع لجامعة ماين إلى أن الرابع من تموز (يوليو) ربما كان أكثر الأيام حرارة على الإطلاق على الأرض.

قال هالسي ، الذي شارك شخصيًا في تجاربه ، إن البيئة عند 50 درجة مئوية “قاتمة جدًا” ، لأنه لا يمكن حتى للعرق أن يبردك.

“القدرة على التعرق هي نوع من القوة العظمى – ما لم تكن شديدة الرطوبة ، وعندها لا تعمل آلية التعرق ، لأن العرق لا يذهب إلى أي مكان. قال: “إنه يتراكم على الجلد فقط”.

قدر هالسي أنه إذا بقي المشاركون في الغرفة عند 50 درجة مئوية و 50٪ رطوبة لفترة طويلة ، فربما لم يكونوا قد نجوا ، على الرغم من أن الباحثين ليسوا متأكدين من مقدار التعرض الذي قد يكون قاتلاً.

قال هالسي: “لقد ماتوا في النهاية ، لأن درجة حرارتهم الأساسية ستزداد وسترتفع”. “الجسم سيكافح للتخلص من الحرارة.”

قدم هالسي يوم الخميس نتائج تجاربه الأحدث ، والتي شملت 24 مشاركًا ، بعضهم كان جزءًا من الدراسة الأصلية. هذه المرة ، استخدم الباحثون مخطط صدى القلب ، أو الموجات فوق الصوتية للقلب ، لفحص نشاط القلب عند 50 درجة مئوية و 25٪ رطوبة.

ووجدوا أن معدل ضربات قلب النساء زاد أكثر من الرجال في المتوسط. وقالت هالسي إن هذا قد يشير إلى أن أجساد النساء ليست فعالة في التخلص من الحرارة الزائدة.

لكنه أضاف: “لا توجد طريقة أستطيع أن أقولها لك:” آها! لذلك فإن النساء أو الرجال سيكافحون أكثر في الحر بسبب هذا “.

لا تكن بطلا

قال كيم نولتون ، الأستاذ المساعد في علوم الصحة البيئية بجامعة كولومبيا ، إن أبحاث هالسي تساعد في تفسير سبب كون الحرارة الشديدة مميتة.

قال نولتون: “هناك الكثير من الناس حول العالم – الملايين ، إن لم يكن أكثر – الذين يتعرضون لهذه الظروف” في دراسة هالسي.

وقالت إن الأشخاص الذين يعانون من مشاكل في القلب والرئة هم الأكثر عرضة للحرارة الشديدة ، إلى جانب كبار السن والحوامل وحديثي الولادة.

يبلغ متوسط ​​عدد الوفيات الناجمة عن ارتفاع درجات الحرارة في الولايات المتحدة 702 حالة كل عام ، وفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها.

لكن مايكل سوكا ، عالم فيزيولوجي في كلية العلوم البيولوجية بجامعة جورجيا للتكنولوجيا ، تساءل عما إذا كان معدل الأيض يلعب دورًا في الإجهاد الحراري. وأشار إلى بحثه الخاص الذي أظهر أنه عند 40 درجة مئوية ، يظهر الناس معدلات استقلاب أقل أثناء التمرين بعد أن يتأقلموا مع الحرارة.

وقالت سوكا: “القول إنه عندما يكون الجو حارًا ، فإن زيادة معدل الأيض أثناء الراحة ، لا يعقلني كثيرًا”.

وخمن أن معدلات التمثيل الغذائي للمشاركين ربما ارتفعت في الدراسة لأنهم كانوا يململون بسبب الانزعاج. كما تساءل عما إذا كانت النتائج ستنطبق على الأشخاص الذين اعتادوا على درجات حرارة أعلى ، لأن المناخ في المملكة المتحدة معتدل.

ومع ذلك ، قالت نولتون ، يجب على الجميع اتخاذ الاحتياطات في الأيام شديدة الحرارة.

وقالت: “إذا شعرت بالإغماء أو بالدوار أو تشعر بالمرض ، فعليك أن تأخذ الأمر على محمل الجد”. “لا تكن بطلاً واستمر في التقدم في الحر.”