При определена температура тялото вече не може да поддържа оптималния баланс на биохимичните процеси. Учените са с една крачка по-близо до определянето на тази температура.
Човешкото тяло може да загуби способността си да поддържа оптимална телесна температура и да спре да функционира правилно, когато външната температура надвиши 40 градуса по Целзий, според изследване на университета в Роухамптън в Англия.
Термонеутралната зона е температурният диапазон, в който тялото не е необходимо да увеличава метаболизма си или да изразходва повече енергия, за да поддържа идеалната температура от 37 градуса по Целзий.
Проучванията показват, че долната граница на зоната е 28 градуса по Целзий и че под тази граница тялото изразходва повече енергия, за да поддържа идеална температура.
Един от ключовите начини, по които прави това, е чрез треперене, несъзнателно действие на тялото, когато ключови мускулни групи се свиват, за да генерират топлина.
При по-високи температури тялото използва други механизми за охлаждане, като изпотяване и вазодилатация на кръвоносните съдове по повърхността на кожата, за да увеличи загубата на топлина.
Въпреки че долният диапазон на термонеутралната зона е установен, горната граница все още остава непотвърдена.
Едно проучване предполага, че горната граница може да бъде определена на около 32 градуса по Целзий, тъй като това е моментът, в който хората започват да се потят.
Друго проучване обаче установи, че метаболизмът започва да се увеличава при 40 градуса по Целзий.
По-нататъшни изследвания на горната граница на термонеутралната зона биха могли да повлияят на политиките, свързани с условията на труд, спорта, лекарствата и международните пътувания.
Като продължение на проучването от 2021 г., изследователи от Университета в Роухамптън в Англия проведоха втора серия от експерименти, за да изследват горната граница на термонеутралната зона.
Те откриха, че горната граница на термонеутралната зона вероятно се намира между 40 и 50 градуса по Целзий.
„Тези резултати изглежда предоставят по-точно разбиране за реакцията на организма на продължително излагане на топлина и влажност, както и за естеството и механизмите на повишената метаболитна скорост, която също се случва в отговор на такива условия“, казва пред MNT д- р Дж . Уес Улм , анализатор по биоинформатика и специалист по биомедицински данни в Националните здравни институти, който не е участвал в проучването .
Как температурата и влажността влияят на човешкото тяло?
За проучването учените са наблюдавали 13 здрави доброволци на възраст от 23 до 58 години. Седем от участниците са били жени. Всеки участник е бил изложен на пет различни температурни условия по време на едночасова почивка. Условията са включвали:
- 28 °C и 50% относителна влажност (RH)
- 40 °C и 25 % относителна влажност
- 40 °C и 50% относителна влажност
- 50 °C и 25 % относителна влажност
- 50 °C и 50% относителна влажност.
По време на всяко условие и в началото на експеримента, изследователите са записали няколко параметъра, включително:
- телесна температура
- кръвно налягане
- скорост на изпотяване
- сърдечен ритъм
- честота на дишане
- обем на вдишвания и издишвания въздух за минута
- ниво на движение.
Изследователите установили, че метаболизмът на участниците се е увеличил с 35% при излагане на 40°C и 25% относителна влажност, и с 48% при излагане на 40°C и 50% относителна влажност.
Въпреки че условието с 50°C и 25% относителна влажност не е увеличило метаболизма в сравнение с 40°C и 25% относителна влажност, метаболизмът е бил с 56% по-висок от изходното ниво при условието с 50°C и 50% относителна влажност.
Увеличената метаболитна скорост при условие 40°C и 25% HRV не е била съпроводена с повишаване на телесната температура.
Участниците в условие 50°C и 50% HRV обаче са изпитали повишаване на телесната температура с 1°C.
Изследователите отбелязват, че тези резултати показват, че тялото може да разсейва топлината при 40°C, но не и при 50°C.
„Резултатите изглежда варират в зависимост от влажността… В проучването има доказателства, че базалната метаболитна скорост е по-висока при по-висока влажност, дори при една и съща температура. Влажността също изглежда играе голяма роля в метаболизма“, добавя д-р Марк Гуидо , ендокринолог в Novant Health Forsyth Endocrine Consultants в Уинстън Салем, Северна Каролина, който не е участвал в проучването.
Изследователите също така наблюдават, че участниците в условията на 50°C и 50% HRV са се потили със 74% повече и са имали 64% увеличение на сърдечната честота в сравнение с изходното ниво.
Те също така наблюдават, че участниците в условията на 50°C и 50% HRV са имали повишено миокардно натоварване в сравнение с изходното ниво, което означава, че сърцата им се нуждаят от повече кислород, за да поддържат оптимална функция.
Освен това, честотата на дишане се е увеличила с 23%, а обемът въздух, който могат да вдишат и издишат за минута, се е увеличил със 78%.
Изследователите са наблюдавали, че пиенето на вода при каквито и да е условия не охлажда тялото.
Как климатът влияе на метаболизма и здравето?
Д-р Джон П. Хигинс , спортен кардиолог в Медицинския факултет „Макговърн“ към Центъра за здравни науки на Тексаския университет в Хюстън (UTHealth), който не е участвал в проучването, обяснява как животът в различни климатични условия може да повлияе на метаболизма и термонеутралната зона.
„Хората, които живеят в топъл климат, са склонни да се аклиматизират и не повишават телесната си температура и следователно метаболизма си толкова много. От друга страна, хората, които живеят при ниски или ниски температури, може да изпитат по-силна реакция към излагане на топлина, защото не са толкова аклиматизирани към топлината.“
Д-р Улм добавя: „Тялото обикновено намира начини да активира различните механизми, необходими за постигане на хомеостаза, т.е. взискателната регулация на физиологичните процеси, които позволяват ефикасното и правилно изпълнение на сложни биохимични процеси на органи и тъкани.“
“ „Телесната температура и метаболизмът са неразделни компоненти на тази деликатна игра и за тези, които живеят в топъл климат целогодишно, подобни противовъзпалителни обратни връзки е по-вероятно да бъдат активни и функциониращи. Това може да се обясни както с наследствени фактори в общностите, присъстващи в такива условия в дългосрочен план, така и с краткосрочни адаптации като цяло.“
