Pe scurt
Organismul uman are o capacitate remarcabilă de a se adapta la temperaturi ridicate. Expunerea repetată la căldură determină transpirația să înceapă mai devreme, vasele de sânge din piele să se dilate mai eficient, iar volumul sanguin să crească. Cercetările recente arată că aceste mecanisme de adaptare a organismului la căldură apar și la adulții mai în vârstă, oferind noi perspective pentru protejarea persoanelor vulnerabile în timpul valurilor de căldură.
Pe măsură ce perioadele de temperaturi extreme devin mai frecvente și mai intense, oamenii de știință încearcă să înțeleagă mai bine un mecanism natural pe care corpul uman îl folosește de mii de ani: capacitatea de a se obișnui cu temperaturile ridicate.
Această adaptare a organismului la căldură nu înseamnă că oamenii pot deveni imuni la temperaturi extreme. Există limite fiziologice pe care corpul nu le poate depăși. Însă expunerea repetată la căldură poate declanșa o serie de modificări care fac organismul mai eficient în eliminarea căldurii și reduc solicitarea asupra unor organe importante.
Iar această descoperire ar putea deveni tot mai importantă într-o lume în care valurile de căldură reprezintă un risc tot mai mare pentru sănătate.
Ce se întâmplă în organism când temperatura crește
Corpul uman trebuie să mențină temperatura internă într-un interval relativ îngust. Atunci când temperatura mediului crește, organismul trebuie să elimine mai multă căldură pentru a preveni supraîncălzirea.
Unul dintre cele mai importante mecanisme este transpirația. Evaporarea apei de pe suprafața pielii consumă căldură și contribuie la răcirea organismului. În cazul unei persoane aclimatizate la căldură, transpirația poate începe mai devreme și poate deveni mai intensă.
Un alt mecanism important este dilatarea vaselor mici de sânge din piele. Mai mult sânge este transportat din interiorul corpului către suprafața pielii, unde căldura poate fi transferată către mediul exterior.
La început, această redistribuire a sângelui pune o presiune suplimentară asupra inimii. Pe măsură ce organismul se adaptează însă, volumul sanguin crește, iar inima nu mai trebuie să lucreze la fel de intens pentru a menține tensiunea arterială.
Astfel, aclimatizarea la căldură reprezintă o serie de modificări coordonate, nu un singur mecanism.
Creierul joacă rolul unui termostat
Una dintre cele mai interesante componente ale procesului se află în creier. Hipotalamusul funcționează asemenea unui centru de control al temperaturii corpului. Atunci când temperatura internă crește, această regiune coordonează reacțiile care ajută organismul să elimine căldura, inclusiv transpirația și dilatarea vaselor de sânge.
Experimentele sugerează că expunerea repetată la căldură poate modifica modul în care hipotalamusul răspunde la creșterea temperaturii. Neuronii implicați în reglarea temperaturii devin mai sensibili, iar răspunsurile fiziologice pot fi declanșate mai rapid. Cu alte cuvinte, organismul pare să „învețe” să reacționeze mai eficient la căldură.
Această formă de adaptare este una dintre explicațiile pentru care persoanele obișnuite cu un climat cald pot tolera mai bine temperaturile ridicate decât cele care trăiesc în regiuni mai reci.
Și celulele se pregătesc pentru căldură
Adaptarea organismului la căldură nu se limitează la transpirație, vase de sânge și activitatea inimii. Cercetările recente indică modificări și la nivel celular.
Un rol important îl au așa-numitele proteine de șoc termic (heat shock proteins). Aceste molecule contribuie la protejarea proteinelor celulare atunci când organismul este supus unor temperaturi ridicate sau altor forme de stres fiziologic.
Într-un studiu realizat la Universitatea din Ottawa, Canada, bărbați sănătoși cu vârste între 60 și 70 de ani au participat timp de o săptămână la ședințe de imersie în apă caldă. Analiza celulelor imunitare din sânge a evidențiat creșterea concentrației unor proteine de șoc termic. Cercetătorii au observat și alte modificări moleculare care indicau reducerea stresului celular.
Rezultatele sugerează că organismul se poate pregăti pentru temperaturi ridicate nu doar prin modificări vizibile, precum transpirația, ci și prin mecanisme de protecție care au loc în interiorul celulelor.
Proteinele de șoc termic
Scutul celulelor împotriva temperaturilor ridicate
Proteinele de șoc termic sunt un grup de proteine pe care celulele le produc în cantități mai mari atunci când sunt expuse la temperaturi ridicate sau la alte forme de stres. Ele funcționează ca un sistem de protecție și întreținere a celulelor, ajutând alte proteine să își păstreze forma corectă și împiedicându-le să se plieze greșit sau să se degradeze. Acest mecanism face parte din procesul de aclimatizare.
IMPORTANT: Adaptarea nu are loc doar prin transpirație și schimbări cardiovasculare, ci în interiorul fiecărei celule.
Poate corpul unei persoane în vârstă să se adapteze la căldură?
Întrebarea este deosebit de importantă deoarece capacitatea de a face față temperaturilor ridicate scade odată cu înaintarea în vârstă. Persoanele în vârstă transpiră, în general, mai puțin eficient, iar vasele de sânge ale pielii au o capacitate redusă de dilatare. Aceste modificări pot face mai dificilă eliminarea excesului de căldură.
Cercetătorii au vrut să afle dacă aceste limite pot fi parțial compensate prin aclimatizare. Într-un experiment, adulți cu vârste între 60 și 70 de ani au fost comparați cu adulți tineri. Participanții au trecut timp de șapte zile printr-un protocol controlat de expunere la apă de aproximativ 40 °C.
Rezultatele au fost surprinzătoare. După perioada de aclimatizare, ambele grupe au început să transpire și să își dilate vasele de sânge mai devreme atunci când au fost expuse la căldură. Temperatura corporală medie a fost cu aproximativ 0,4 °C mai mică, iar ritmul cardiac a scăzut cu aproximativ cinci bătăi pe minut față de începutul experimentului.
Concluzia cercetătorilor este importantă: chiar și la vârste înaintate, organismul își păstrează o capacitate considerabilă de adaptare la temperaturi ridicate.
Cât timp durează aclimatizarea și cât se păstrează efectele?
Adaptarea la căldură nu este permanentă. Studiile pe persoane tinere și sănătoase arată că organismul începe să dezvolte răspunsuri fiziologice după expuneri repetate la temperaturi ridicate. Însă, dacă perioada de expunere la căldură se încheie, aceste adaptări se pot pierde în câteva săptămâni.
Acest lucru ar putea explica de ce primele valuri de căldură ale verii sunt uneori mai periculoase decât perioadele caniculare care apar mai târziu în sezon. La începutul verii, organismul nu este încă pe deplin aclimatizat. După mai multe perioade de temperaturi ridicate, mecanismele de răcire devin mai eficiente.
Fenomenul are însă și o consecință importantă: între două valuri de căldură, dacă temperaturile scad suficient de mult, o parte dintre adaptările dobândite poate dispărea. De aceea, aclimatizarea la căldură nu trebuie privită ca o transformare permanentă a organismului, ci mai degrabă ca un răspuns dinamic la mediul în care trăim.
O posibilă strategie împotriva valurilor de căldură
Una dintre cele mai interesante direcții de cercetare este posibilitatea de a induce în mod controlat aceste adaptări înaintea perioadelor caniculare.
Un studiu realizat pe femei în vârstă a testat efectele unei perioade de imersie repetată în apă caldă. Participantele au fost supuse apoi unei „unde de căldură” artificiale, într-o încăpere cu temperatura de 36 °C și umiditate de 45%. După perioada de aclimatizare, temperatura centrală a corpului a fost cu aproximativ 0,2 °C mai mică, iar ritmul cardiac a fost, de asemenea, mai redus.
Rezultatele sunt promițătoare, dar cercetătorii subliniază că este prea devreme pentru a spune dacă astfel de proceduri reduc efectiv riscul de îmbolnăvire sau deces în timpul unui val de căldură.
Expunerea intenționată la temperaturi ridicate poate fi periculoasă, mai ales pentru persoanele cu boli cardiovasculare, probleme de mobilitate sau tulburări cognitive. De aceea, astfel de protocoale trebuie evaluate și controlate cu mare atenție.
Căldura extremă va testa limitele adaptării umane
Există dovezi că oamenii care trăiesc de generații în regiuni foarte calde prezintă o anumită adaptare la temperaturile ridicate. Studiile efectuate în zone precum Arabia Saudită, India sau Thailanda indică diferențe între temperaturile asociate cu cel mai mic risc de mortalitate în populațiile locale și cele observate în cazul persoanelor venite din regiuni mai reci.
Totuși, adaptarea are limite. Chiar și persoanele obișnuite cu temperaturile ridicate pot ajunge în situații periculoase atunci când căldura depășește anumite praguri. În cazul locuitorilor din Mecca, de exemplu, cercetările au arătat că mortalitatea începe să crească puternic atunci când temperaturile depășesc aproximativ 38 °C.
În plus, toleranța la căldură nu depinde doar de fiziologie. Aerul condiționat, accesul la apă, condițiile de muncă, umiditatea, posibilitatea de a sta la umbră și starea generală de sănătate pot schimba radical riscul individual.
Prin urmare, adaptarea organismului la căldură poate reprezenta o parte a răspunsului nostru la schimbările climatice, dar nu poate înlocui măsurile de protecție împotriva temperaturilor extreme.
Organismul se poate adapta, dar nu la nesfârșit
Corpul uman este mai flexibil decât am putea crede. Prin expunere repetată la temperaturi ridicate, transpirația poate deveni mai eficientă, vasele de sânge se pot dilata mai rapid, volumul sanguin poate crește, iar celulele pot activa mecanisme suplimentare de protecție.
Cercetările recente arată că aceste mecanisme nu dispar pur și simplu odată cu înaintarea în vârstă. Chiar și persoanele în vârstă își pot păstra o parte importantă din capacitatea de adaptare a organismului la căldură.
În contextul schimbărilor climatice, descoperirea ar putea avea implicații importante. Dacă oamenii de știință vor putea determina câtă expunere este necesară, pentru cât timp și în ce condiții, aclimatizarea controlată ar putea deveni într-o zi una dintre metodele prin care persoanele vulnerabile sunt pregătite pentru perioadele de temperaturi extreme.
Însă cercetătorii mai au de răspuns la o întrebare esențială: cât de mult poate proteja această adaptare organismul atunci când temperaturile depășesc limitele cu care specia noastră este obișnuită? Pe măsură ce valurile de căldură devin mai frecvente și mai intense, răspunsul la această întrebare ar putea deveni la fel de important ca înțelegerea fenomenului climatic în sine.
Sursa: Science News