Na određenoj temperaturi tijelo više ne može održavati optimalnu ravnotežu biokemijskih procesa, a znanstvenici su korak bliže tome da odrede koja je to točno temperatura.
Ljudsko tijelo može izgubiti sposobnost održavanja optimalne tjelesne temperature i prestati pravilno funkcionirati kada vanjska temperatura pređe 40 stupnjeva Celzijevih. Podaci su to iz novog istraživana sa Sveučilišta Roehampton u Engleskoj. Termoneutralna zona je raspon temperatura u kojem tijelo ne mora povećavati svoju metaboličku stopu ili trošiti više energije kako bi održavalo idealnu temperaturu od 37 stupnjeva Celzijevih.
Studije pokazuju da je donja granica zone 28 stupnjeva Celzijevih te da ispod te granice tijelo troši više energije kako bi održalo idealnu temperaturu. Jedan od ključnih načina na koji to radi je drhtanje odnosno nesvjesna radnja tijela kada se ključne skupine mišića stežu kako bi proizvele toplinu. Pri višim temperaturama tijelo koristi druge mehanizme za hlađenje, poput znojenja i vazodilatacije krvnih žila na površini kože radi povećanja gubitka topline. Međutim, iako je donji raspon termoneutralne zone utvrđen, njezina gornja granica još uvijek nije sigurna.
Jedno istraživanje sugerira da se gornja granica može postaviti na oko 32 stupnja jer se tada ljudi počinju znojiti. Međutim, drugo istraživanje je zabilježilo da se metabolička stopa počinje povećavati na 40 stupnjeva Celzijevih. Daljnja istraživanja gornje granice termoneutralne zone mogla bi utjecati na politike vezane uz radne uvjete, sport, lijekove i međunarodna putovanja.
Kao nastavak istraživanja iz 2021. godine, istraživači sa Sveučilišta Roehampton u Engleskoj proveli su drugi set eksperimenata kako bi istražili gornju granicu termoneutralne zone. Otkrili su da se gornja granica termoneutralne zone vjerojatno nalazi između 40 i 50 stupnjeva Celzijevih. "Ovi rezultati izgledaju kao preciznije razumijevanje odgovora tijela na produljenu izloženost toplini i vlazi te na prirodu i mehanizme povećane metaboličke stope koja se također javlja kao odgovor na takve uvjete", izjavio je za MNT dr. J. Wes Ulm, analitičar bioinformatike i specijalist za biomedicinske podatke Nacionalnog instituta za zdravlje, koji nije bio uključen u studiju.
Kako temperatura i vlažnost utječu na ljudsko tijelo?
Za istraživanje su znanstvenici uzeli 13 zdravih dobrovoljaca u dobi od 23 do 58 godina. Sedam sudionika su bile žene. Svaki sudionik je bio izložen pet različitih temperaturnih uvjeta tijekom jednog sata odmora. Uvjeti su uključivali:
- 28 °C i 50 % relativne vlažnosti zraka (RVZ)
- 40 °C i 25 % RVZ
- 40 °C i 50 % RVZ
- 50 °C i 25 % RVZ
- 50 °C i 50 % RVZ.
Tijekom svakog uvjeta i na početku eksperimenta, istraživači su bilježili nekoliko parametara, uključujući:
- tjelesnu temperaturu
- krvni tlak
- stopu znojenja
- srčanu frekvenciju
- frekvenciju disanja
- volumen zraka udahnutog i izdahnutog u minuti
- razinu kretanja.
Istraživači su otkrili da se metabolička stopa sudionika povećala za 35 % kada su izloženi temperaturi od 40 °C i 25 % RVZ, te za 48 % pri temperaturi od 40 °C i 50 % RVZ. Iako uvjet od 50 °C i 25 % RVZ nije povećao metaboličku stopu u usporedbi s 40 °C i 25 % RVZ, metabolička stopa je bila 56 % viša od početne vrijednosti u uvjetu od 50 °C i 50 % RVZ.
Povećana metabolička stopa u uvjetima od 40 °C i 25 % RVZ nije bila praćena povećanjem tjelesne temperature. Međutim, sudionici u uvjetu od 50 °C i 50 % RVZ su doživjeli porast tjelesne temperature od 1 °C.
Istraživači su primijetili da ovi rezultati sugeriraju da tijelo može raspršiti toplinu pri temperaturi od 40 °C, ali ne i pri 50 °C. "Čini se da rezultati variraju ovisno o vlažnosti... U studiji je postojao dokaz da je bazalna metabolička stopa bila veća pri većim vlažnostima, čak i na istoj temperaturi. Čini se da vlažnost također igra veliku ulogu u metaboličkoj stopi", dodao je dr. Mark Guido, endokrinolog u Novant Health Forsyth Endocrine Consultants u Winston Salemu, Sjeverna Karolina, koji nije bio uključen u studiju.
Istraživači su također primijetili da su sudionici u uvjetima od 50 °C i 50 % RVZ znojili 74 % više i doživjeli povećanje srčane frekvencije za 64 % u usporedbi s početnom vrijednošću. Također su primijetili da su sudionici u uvjetima od 50 °C i 50 % RVZ doživjeli povećanu miokardijalnu radnu snagu u usporedbi s početnom vrijednošću, što znači da su njihova srca za održavanje optimalne funkcije trebala više kisika. Osim toga, njihova frekvencija disanja povećala se za 23 %, a volumen zraka koji su mogli udahnuti i izdahnuti u minuti povećao se za 78 %.
Istraživači su primijetili da pijenje vode u bilo kojim uvjetima nije rashladilo tijelo.
Kako klima utječe na metaboličku stopu i zdravlje?
Dr. John P. Higgins, sportski kardiolog na McGovern Medical School na Sveučilištu za zdravstvene znanosti The University of Texas u Houstonu (UTHealth), koji nije bio uključen u studiju, pojašnjava kako život u različitim klimama može utjecati na metaboličku stopu i termoneutralnu zonu: "Ljudi koji žive u toplim klimama obično se aklimatiziraju i ne povećavaju svoju tjelesnu temperaturu i, prema tome, svoju metaboličku stopu toliko. S druge strane, ljudi koji žive u hladnim ili ledenim temperaturama mogu doživjeti veću reakciju na izlaganje toplini jer nisu toliko aklimatizirani na toplinu".
Dr. Ulm dodaje: "Tijelo općenito pronalazi načine za aktiviranje različitih mehanizama potrebnih za postizanje homeostaze, odnosno zahtjevnog reguliranja fizioloških procesa koji omogućuju učinkovito i pravilno izvođenje složenih biokemijskih procesa organa i tkiva. Temperatura tijela i metabolička stopa su integralne komponente ove osjetljive igre, a za one koji žive u toplim klimama tijekom cijele godine vjerojatnije je da će takve protuupalne povratne petlje biti aktivne i djelovati. To se može pripisati i nasljednim čimbenicima kod zajednica prisutnih u takvim uvjetima dugoročno i kratkoročnim adaptacijama općenito".
