Ученые рассказали, какую жару может выдержать тело человека
Ученые из Университета Пенсильвании решили выяснить, какую максимальную жару может выдержать тело человека, не снижая при этом нормальной ежедневной активности. Результат показал, что критическая черта находится ниже, чем ранее предполагалось, сообщает Science Alert.
Ученые отмечают, что показатели жары выходят далеко за пределы цифр на термометре. Важен также уровень влажности. И сочетание этих двух факторов может быть гораздо более опасным, чем считалось ранее. Влияние же жары на организм человека и верхний предел, который оно может выдержать, интересуют ученых по мере роста средних глобальных температур и увеличения частоты сочетаний высоких температур и влажности, которые называют «температурой по влажному термометру».
ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ
По словам авторов работы, люди часто апеллируют к исследованию 2010 года, которое показывало, что температура 35 градусов Цельсия при 100% влажности и 46 градусов при влажности 50% являются пределом, за которым тело человека уже не способно охлаждать само себя, испаряя пот, поддерживая стабильную внутреннюю температуру.
Но недавно этот предел испытали на людях в лабораторных условиях. И результаты такого тестирования показали еще более пугающий результат.
В эксперименте принимали участие молодые и здоровые мужчины и женщины. Каждый из добровольцев проглотил небольшую телеметрическую таблетку, которая измеряла внутреннюю температуру тела. После этого их помещали в климатическую камеру, в которой они двигались ровно настолько, чтобы имитировать повседневную деятельность человека: приготовление или прием пищи. Ученые же медленно повышали то температуру, то влажность в комнате, следя за тем, когда же внутренняя температура тела начнет расти.
Сочетание температуры и влажности, при котором растет внутренняя температура тела человека, называется «критическим пределом окружающей среды». Ниже этого предела тело способно поддерживать относительно стабильную внутреннюю температуру, когда же он превышен, температура постоянно повышается, а с ней и риски развития заболеваний, связанных с жарой.
Когда тело перегревается, сердцу приходится работать быстрее, чтобы перекачивать кровь в коже, а выделение пота уменьшает количество жидкости в организме. В самом тяжелом случае длительное воздействие жары может привести к тепловому удару, который требует немедленного охлаждения тела и лечения.
Эксперимент показал, что критический предел окружающей среды лежит ниже 35 градусов Цельсия. На самом деле, при 100% влажности критической является температура в 31 градус Цельсия, а при 60% — 38 градусов Цельсия.
Ученые отмечают, что нынешние волны жары достигают или даже превышают такие значения температур. Но критической такая температура является при высокой влажности. В сухих условиях пот испаряется, позволяя организму охлаждать самому себя. Но количество пота, которое может выделять организм, ограничено.
Кроме того, исследователи отмечают, что приведенные показатели температур являются именно критическими, но даже более низкие температуры и влажность могут вызвать чрезмерную нагрузку на сердце и другие системы организма.
В дальнейшем исследователи хотят проверить влияние температуры и влажности на пожилых людей, поскольку именно на людей старше 65 лет приходится 80-90% жертв аномальной жары.
Ученые также подчеркивают, что в жару особенно важно употреблять достаточное количество жидкости и находить места, в которых хотя бы ненадолго можно остыть.
Важно! Эта публикация основана на последних и актуальных научных исследованиях в сфере медицины и носит исключительно общеинформационный характер. Публикация не может быть основанием для установки каких-либо диагнозов. Если вы заболели или нуждаетесь в диагнозе, обратитесь к врачу!
Верхний предел безопасной для человека температуры — ниже, чем думали ученые
О статье
- Автор, Николай Воронин
- Должность, Научный корреспондент
21 июля 2023
Даже здоровые люди не в состоянии выдержать 35-градусную жару, которую принято считать безопасной для человека. Таковы результаты эксперимента, проведенного в Университете штата Пенсильвания, чтобы проверить, насколько наш организм приспособлен к относительно долгому пребыванию в условиях жаркой погоды.
Только за прошедшую неделю новые температурные рекорды были установлены сразу на трех континентах: в Европе, Азии и Северной Америке.
В калифорнийской Долине Смерти на прошлых выходных столбик термометра поднялся выше 53 градусов по Цельсию — значение не рекордное, но близкое к нему.
А первая неделя июля, по предварительным данным, и вовсе стала самой жаркой неделей на планете за всю историю наблюдений.
По мере потепления глобального климата все чаще звучит вопрос: «При какой температуре охлаждающие системы нашего организма (в первую очередь потоотделение) перестанут справляться с жарой?»
Наука дала ответ на этот вопрос еще в 2010 году, когда австралийские исследователи взялись рассчитать предельную температуру, которую на протяжении относительно долгого времени может выдерживать здоровый человек.
«Многие полагают, что [по мере роста температур] люди смогут адаптироваться к любому возможному потеплению, — писали авторы исследования, опубликованного американской Академией наук. — Мы утверждаем, что тепловой стресс налагает надежный верхний предел такой адаптации».
Огромное влияние на способность нашего организма поддерживать комфортную для него температуру в жару оказывает влажность воздуха. Чем она выше, тем медленнее испаряется пот — и тем хуже идет процесс охлаждения.
По итогам проведенных расчетов ученые пришли к выводу: предел безопасной для человека температуры «по влажному термометру» (то есть с учетом охлаждения тела за счет испарения пота) не может превышать 35 градусов.
«Ударит там, где не ждем». Почему Россия не выиграет от глобального потепления 11 августа 2021
Жаркий июнь 2023-го. Планета раньше срока подошла к очередному температурному рекорду 2 июля 2023
Теперь сотрудники Университета Пенсильвании решили проверить расчеты австралийцев на практике и провели эксперимент с участием 24 молодых и полностью здоровых волонтеров.
Всем участникам дали проглотить пилюлю с термометром, непрерывно отслеживающим температуру внутри тела, после чего добровольцев поместили в условия герметичной капсулы, где провели сотни замеров.
Понемногу повышая то температуру, то относительную влажность, то и то и другое вместе, ученые следили, в какой момент у участников начинает расти внутренняя температура.
Дело в том, что относительно стабильную внутреннюю температуру наш организм способен поддерживать лишь до определенного уровня, известного как «критический предел окружающей среды».
«При превышении этого предела внутренняя температура начинает непрерывно расти, а риск расстройства здоровья при длительном воздействии жары существенно увеличивается», — объясняют авторы.
В целом же результаты эксперимента, опубликованные в журнале Applied Physiology, демонстрируют, что в условиях 50-процентной влажности неконтролируемый перегрев даже молодого и здорового организма начинается уже при температуре влажного термометра около 31 градуса по Цельсию.
Ученые отмечают, что в последние пару десятилетий периоды экстремальной погоды — и холода, и жары — существенно участились по всему миру.
Более того, у экспертов нет сомнений: пока наша планета продолжает нагреваться (в основном за счет сжигания ископаемого топлива и выбросов парниковых газов), погодные катаклизмы будут случаться все чаще и длиться все дольше.
Ученые выяснили, какую максимальную температуру может выдержать человек
Аномальная летняя жара побудила ученых выяснять, при какой температуре окружающей среды организм человека может нормально функционировать. Определен показатель верхней критической температуры — он находится между +40 -+50 °C. Исследование провел профессор-физиолог Льюис Гелси вместе с коллегами из Рогемптонского университета (University of Roehampton) в Лондоне, пишет издание Express.
Это вывод ученых, которые подвергли добровольцев действию температуры окружающей среды до 50 C, чтобы увидеть, как это повлияло на скорость метаболизма в состоянии покоя.
Выше этой отметки организм начинает тратить всё больше энергии на поддержание своей основной температуры — хотя точный момент, когда показатели жизнедеятельности начинают изменяться, значительно отличается у разных людей, и является ли такая реакция организма полезной или более дезадаптивной, ещё предстоит выяснить. Так или иначе, результаты исследования, которое еще продолжается, могут иметь последствия в таких сферах, как условия труда, медицина, спорт и даже международные путешествия, отмечают авторы исследования.
Профессор Гелси сказал: «Было сделано достаточно много работы по определению диапазона температур, при которых у различных видов животных скорость метаболизма была минимальной, а следовательно, их затраты энергии были низкими. Но, как ни странно, информация гораздо менее доступна в отношении человека, когда речь идет о верхних границах нашей термонейтральной зоны».
На самом деле, добавил он, предыдущие исследования, как правило, сосредотачивались на том, что люди делают в жару, но не на базовом состоянии отдыха в таких условиях.
Он добавил: «Это исследование дает фундаментальные знания о том, как мы реагируем на неоптимальные условия, и как „оптимальность“ отличается для людей с разными характеристиками». Нижняя граница так называемой термонейтральной зоны тела — в которой организму не нужно активно защищать свою основную температуру — хорошо известна, и обычно она составляет 28 C. Ниже этой отметки организм начинает принимать меры для сохранения и выработки тепла. Самым заметным из них, который начинается при значительно более низких температурах, является дрожь, которая является основным способом согревания организма через непроизвольные движения мышц.
В противоположность этому, верхняя граница менее четкая. Однако несомненно, что при повышении температуры тело начинает принимать меры для охлаждения, например, через потоотделение. В то же время мы краснеем, поскольку расширяются кровеносные сосуды у поверхности кожи, чтобы отдать больше тепла.
Какую минимальную температуру может перенести человек?
При некоторых хирургических операциях используется так называемая индуцированная гипотермия (охлаждение пациентов, которые пострадали от остановки сердца; гипотермия нужна для того, чтобы уменьшить повреждения мозга. — Прим. «МП»). Температура тела при этом понижается до +8 °С или даже до +6 °С. Операция продолжается до двух часов без особых последствий для пациента. В экстремальных ситуациях пострадавших удавалось реанимировать через гораздо большее время (до нескольких часов). При этом у них могли быть наружные обморожения, но других последствий удавалось избежать. Правда, точные значения, до которых опускалась температура внутренних органов в этих случаях, неизвестна.
В криосауне раздетый человек может некоторое время находиться в парах жидкого азота, температура которых достигает —196 °С. А эскимосы постоянно живут при минусовых температурах, иногда при сильных морозах. В их ледяных домах — иглу — температура близка к 0 °С.
Холод может не только вредить человеку, но и помогать. Одно из главных направлений биофизики сейчас — крионика. Это практика сохранения умерших в состоянии глубокого охлаждения в расчете на то, что научно-технический прогресс рано или поздно позволит их оживить, вылечить и омолодить. Современные исследования показывают, что живые нейроны сохраняются в мозгу еще много часов после остановки кровообращения. Значит, теоретически их еще можно «вылечить», хотя сейчас мы этого еще не умеем. Охлаждение до температуры около 0 °С позволяет растянуть этот срок до десятков часов и даже суток. За это время в кровеносное русло вводится «коктейль» довольно сложного состава, включающий в себя вещества-криопротекторы, предотвращающие образование кристаллов льда. Это позволяет охлаждать криопациента до гораздо более низких температур, обычно — до температуры жидкого азота, –196 °С, при которой он может сохраняться без изменений многие сотни лет.
Если научный прогресс сохранит те же темпы, что сейчас, необходимые для оживления технологии могут появиться уже в середине или второй половине этого века, но криопациенты могут подождать и 100, и 200 лет — время для них остановилось.
На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации.