العربية
دراسة توضح تأثير الرطوبة ودرجات الحرارة على جسم الإنسان وما هي أقل وأعلى درجة حرارة يُمكن أن يستحملها الجسم
طقس العرب - ارتفعت درجات الحرارة في جميع انحاء العالم بشكل كبير خلال موجات الحر التي أثرت في شهر يوليو ما أثار تحذيرات الأطباء من التأثيرات الصحية السلبية وأثار قلق علماء المناخ. عدا عن تسجيل العديد من الأرقام القياسية في العديد من المناطق إضافة إلى كسر الرقم القياسي لأعلى درجة حرارة يوم في الأرض عدة مرات خلال يوليو 2023.
ماذا يحصل في جسم الإنسان عند درجة حرارة °40؟
وفقًا للأبحاث الجديدة من جامعة روهامبتون في إنجلترا، قد يفقد جسم الإنسان القدرة على التخلص من الحرارة الزائدة ويتوقف عن العمل بشكل صحيح عندما تصل درجات الحرارة الخارجية إلى أكثر من 40 درجة مئوية (104 فهرنهايت).
ما هي المنطقة المحايدة حراريًا؟
المنطقة المحايدة حراريًا Thermoneutral Zone هي نطاق درجات الحرارة التي لا يحتاج فيها جسم الإنسان إلى بذل المزيد من الجهد والطاقة وزيادة معدل الأيض للحفاظ على درجة حرارته الأساسية المثالية عند 37 درجة مئوية أو 98.6 فهرنهايت
ما هي أقل درجة حرارة في المنطقة المحايدة حراريًا؟
تشير الدراسات إلى أن الحد الأدنى للمنطقة المحايدة للحرارة هو 28 درجة مئوية أو 82.4 فهرنهايت. وأقل من هذه الدرجة، ينفق الجسم مزيدًا من الطاقة للحفاظ على درجة حرارته المثلى. وأحد الطرق الرئيسية التي يقوم بها الجسم للتحكم في ذلك هو الاهتزاز/الارتعاش، حيث تنقبض مجموعات العضلات الرئيسية بشكل لا إرادي لإنتاج الحرارة
وعند درجات الحرارة المرتفعة ، يستخدم الجسم آليات أخرى للتبريد، مثل التعرق وتوسع الأوعية الدموية على سطح الجلد لفقدان الحرارة.
ما هي أعلى درجة حرارة في المنطقة المحايدة حراريًا؟
وعلى الرغم من انه قد تم تحديد درجة الحرارة الأدنى للمنطقة الحرارية المُحايدة إلا أن الحد الأعلى لا يزال غير مؤكد.
تشير إحدى الدراسات إلى أن الحد الأعلى قد يقف عند حوالي 32 درجة (89.6 درجة فهرنهايت) حيث يبدأ الإنسان في التعرق. ومع ذلك، لاحظت دراسة أخرى أن معدل الأيض يبدأ في الزيادة عند 40 درجة مئوية (104 فهرنهايت).
يمكن لمزيد من البحث في الحد الأعلى للمنطقة المحايدة حراريًا أن يوجه السياسات المتعلقة بظروف العمل، والرياضة، والعلاجات الطبية، والسفر الدولي.
كدراسة متابعة لتحقيق عام 2021، أجرى الباحثون في جامعة روهامبتون في إنجلترا مجموعة ثانية من التجارب لاستقصاء الحد الأعلى للمنطقة المحايدة حراريًا وجدوا أن الحد الأعلى للمنطقة المحايدة للحرارة يكون على الأرجح بين 40 درجة مئوية (104 فهرنهايت) و 50 درجة مئوية (122 فهرنهايت).
"يبدو أن النتائج تلقي مزيدًا من الضوء على استجابات الجسم للحرارة والرطوبة المستمرة، وعلى كل من طبيعة وآليات معدل الأيض المعزز الذي ينشأ أيضًا استجابة لمثل هذه الظروف" ، وفقًا للدكتور جي ويس أولم ، وهو باحث علمي في مجال المعلومات الحيوية وخبير بيانات طبية في المعاهد الوطنية للصحة ، والذي لم يكن ضمن فريق الباحثين المشاركين في الدراسة ، لـ Medical News Today.
كيف تؤثر درجة الحرارة والرطوبة على جسم الإنسان؟
لهذه الدراسة، قام الباحثون بإحضار 13 متطوعاً صحياً وفي حالة جيدة من الصحة، تتراوح أعمارهم بين 23 و58 عامًا. وكان من بين المشاركين 7 إناث.
تعرض كل مشارك لخمسة درجات حرارة لمدة ساعة أثناء الراحة.
كانت الظروف التي تم تجربتها على النحو التالي:
- 28 درجة مئوية (82.4 فهرنهايت) ونسبة رطوبة هواء 50%.
- 40 درجة مئوية (104 فهرنهايت) ونسبة رطوبة هواء 25%.
- 40 درجة مئوية (104 فهرنهايت) ونسبة رطوبة هواء 50%.
- 50 درجة مئوية (122 فهرنهايت) ونسبة رطوبة هواء 25%.
- 50 درجة مئوية (122 فهرنهايت) ونسبة رطوبة هواء 50%.
خلال كل ظرف حراري وعند الحالة الأولية (قبل بدء التجارب)، قام الباحثون بتسجيل عدة مقاييس، بما في ذلك:
- درجة حرارة النواة والجلد.
- ضغط الدم.
- معدل التعرق.
- معدل ضربات القلب.
- معدل التنفس.
- حجم الهواء المستنشق والمستنفذ في الدقيقة.
- مستويات الحركة.
في النهاية، وجد الباحثون أن معدل الأيض لدى المشاركين زاد بنسبة 35% عند التعرض لدرجة حرارة 40 درجة مئوية (104 فهرنهايت) ونسبة رطوبة هواء بنسبة 25%، وزاد بنسبة 48% عند درجة حرارة 40 درجة مئوية (104 فهرنهايت) ونسبة رطوبة هواء بنسبة 50%.
على الرغم من أن الظروف التي كانت درجة الحرارة فيها 50 درجة مئوية (122 فهرنهايت) ونسبة رطوبة هواء بنسبة 25% لم تزيد من معدل الأيض مقارنة بالظروف التي كانت درجة الحرارة فيها 40 درجة مئوية (104 فهرنهايت) ونسبة رطوبة هواء بنسبة 25%، إلا أن معدل الأيض في هذه الظروف كان أعلى بنسبة 56% مقارنة بالحالة الأولية عند درجة حرارة 50 درجة مئوية (122 فهرنهايت) ونسبة رطوبة هواء بنسبة 50%.
لم تترافق زيادة معدل الأيض في الظروف التي كانت درجة الحرارة فيها 40 درجة مئوية ونسبة رطوبة هواء بنسبة 25% مع زيادة في درجة الحرارة الأساسية. ومع ذلك، شهد المشاركون في الظروف التي كانت درجة الحرارة فيها 50 درجة مئوية ونسبة رطوبة هواء بنسبة 50% ارتفاعًا في درجة الحرارة الأساسية بمقدار 1 درجة مئوية، أو 1.8 فهرنهايت.
لاحظ الباحثون أن هذه النتائج تشير إلى أن الجسم قادر على التخلص من الحرارة عند درجة حرارة 40 درجة مئوية (104 فهرنهايت)، ولكن ليس عند درجة حرارة 50 درجة مئوية (122 فهرنهايت). وهذا يعني أن الجسم يواجه صعوبة في التحكم في درجة الحرارة والتخلص من الحرارة المفرطة عند درجات حرارة أعلى.
"يبدو أن النتائج قد تختلف بناءً على الرطوبة"، بحسب الدكتور مارك جويدو، أخصائي غدد صماء في Novant Health Forsyth Endocrine Consultants في وينستون سالم بولاية نورث كارولاينا، والذي لم يكن ضمن فريق الباحثين المشاركين في الدراسة، لـ Medical News Today.
وأضاف "في الدراسة ، كان هناك بعض الأدلة على أن معدل الأيض أثناء الراحة كان أعلى في الرطوبة العالية ، حتى في نفس درجة الحرارة. يبدو أن الرطوبة تلعب أيضًا دورًا كبيرًا في معدل الأيض ".
لاحظ الباحثون أيضًا أن المشاركين في الظروف التي كانت درجة الحرارة فيها 50 درجة مئوية ونسبة رطوبة هواء بنسبة 50% قد تعرقوا بنسبة 74% أكثر وشهدوا زيادة بنسبة 64% في معدل ضربات القلب مقارنة بالحالة الأولية.
وأضاف الباحثون أنه بالمقارنة مع الحالة الأولية، شعر المشاركون في مجموعة 50 درجة مئوية ونسبة رطوبة هواء بنسبة 50% بزيادة في عبء العضلة القلبية، مما يعني أن قلوبهم احتاجت إلى المزيد من الأكسجين للحفاظ على الوظيفة المثلى.
علاوة على ذلك ، زاد معدل تنفسهم أيضًا بنسبة 23٪ ، وزادت كمية الهواء التي يمكنهم استنشاقها وزفيرها في الدقيقة بنسبة 78٪.
ولاحظ الباحثون أن شرب الماء في كل ظرف حراري لم يقم بتبريد الجسم.
كيف يؤثر المناخ على معدل الأيض والصحة؟
سأل موقع "MNT" الدكتور جون ب. هيغنز، طبيب القلب الرياضي في كلية الطب ماكغفرن في مركز علوم الصحة بجامعة تكساس في هيوستن (UTHealth)، الذي لم يشارك في الدراسة، عن كيفية تأثير العيش في مناخات مختلفة على معدل الأيض والمنطقة المحايدة للحرارة (Thermoneutral Zone).
لاحظ الدكتور هيغينز أن الأشخاص الذين يعيشون في المناخات الدافئة يميلون إلى التأقلم وعدم زيادة درجة حرارة أجسامهم وبالتالي معدل الأيض لديهم بنفس القدر. وبالمثل ، قد يحصل الأشخاص الذين يعيشون في مناطق ذات درجات حرارة باردة أو متجمدة على استجابة أكبر للتعرض للحرارة لأنهم لا يتأقلمون مع الحرارة بنفس القدر
تحدث موقع "MNT" أيضًا مع الدكتور أولم وقال: "بشكل عام، يعثر الجسم على طرق لتنشيط حلقات التغذية الراجعة المختلفة اللازمة لتحقيق التوازن الذاتي، أي التنظيم المضني للعمليات الفسيولوجية التي تسمح بإجراء الكيمياء الحيوية المعقدة للأعضاء والأنسجة بكفاءة وبشكل صحيح".
"درجة حرارة الجسم ومعدل الأيض هما جزءان أساسيان من هذا الأمر، وبالنسبة لأولئك الذين يعيشون في المناطق الحارة طوال العام، قد يكون من المرجح أن تكون حلقات التغذية الراجعة التعويضية نشطة وفعالة. وقد يُعزى ذلك إلى كل من العوامل القابلة للتوريث - للمجتمعات الموجودة في مثل هذه الظروف على المدى الطويل - وإلى التكيفات قصيرة المدى بشكل عام. "
"إنها مشابهة للطريقة التي سيتأقلم بها المقيمون الدائمون في المناطق المرتفعة مع الآليات التعويضية ، على سبيل المثال ، في فسيولوجيا خلايا الدم الحمراء والجوانب الأخرى لقدرة حمل الأكسجين ، سواء بشكل حاد - مثل معدلات دوران الحديد - وبشكل مزمن"
ما هي قيود الدراسة؟
تحدث MNT مع الدكتور أولم حول هذا الأمر وأشار إلى التالي
"كما هو الحال دائمًا في مثل هذه الدراسات، هناك سؤال حول مدى تمثيل العينة الجماعية للمشاركين من السكان بشكل عام والفئات السكانية المحددة التي تم استطلاعها، بالنسبة للسمات الفسيولوجية والاستجابات المقاسة."
وأضاف: "كانت الدراسات في هذه الحالة أيضًا صعبة بشكل خاص نظرًا للظروف المحيطة ، وهناك أيضًا القضايا الدائمة المتعلقة بإمكانية تطبيق البيئة التجريبية على العلاقات الواقعية".
ولاحظ الدكتور جيدو: "من الصعب استخلاص استنتاجات واقعية من دراسة معملية صغيرة ، ولكن استنتاجي الرئيسي هو أن الإجهاد الحراري المرتفع يبدو أنه يزيد من معدل الأيض أثناء الراحة عن طريق زيادة صعوبة عمل الجسم لمحاولة البقاء هادئًا، لا سيما عن طريق التسبب في زيادة كبيرة في معدل ضربات القلب. إذا كان هذا صحيحًا في ظروف العالم الحقيقي ، فقد يؤدي إلى زيادة طفيفة في أمراض القلب والأوعية الدموية من خلال زيادة الضغط على القلب.
إقرأ أيضًا: ما هي أعلى درجة حرارة للجو يمكن أن يتحملها جسم الإنسان؟
المصدر: medicalnewstoday
تطبيق طقس العرب
حمل التطبيق لتصلك تنبيهات الطقس أولاً بأول