Žmogaus organizmas yra stulbinamai prisitaikantis prie įvairių aplinkybių, tačiau ekstremalios temperatūros - tiek šaltis, tiek karštis - kelia didelį iššūkį. Šiame straipsnyje nagrinėsime, kokios yra žmogaus galimybės išgyventi esant skirtingoms temperatūroms, remiantis moksliniais tyrimais ir realiais išgyvenimo atvejais.
Hipotermija: kai kūno temperatūra pavojingai nukrinta
Hipotermija pasireiškia, kai žmogaus kūno temperatūra nukrinta žemiau 35 laipsnių Celsijaus. Šaltas vanduo kur kas greičiau už tos pačios temperatūros orą atvėsina žmogaus organizmą. Vidutiniškai žemesnės nei 6 laipsnių temperatūros vandenyje žmogus gali išgyventi iki 75 min.
Pasiklydęs, šlapias ir visiškai vienas prieš speiguotą ir atšiaurią gamtą - žvejo iš Islandijos išgyvenimo istorija atskleidžia stulbinančias organizmo galimybes prisitaikyti prie šalčio, rašo BBC. Būtent šioje vietoje ankstyvą 1984 m. kovo 12 d. rytą 23 metų Guðlauguras Friðþórssonas galų gale rado išsigelbėjimą. Naktis buvo giedra ir šalta. Oro temperatūra siekė -2 laipsnius Celsijaus, tačiau esant stipriam vėjui, jutiminė temperatūra buvo kur kas žemesnė.
Dėl šlapių drabužių jo būklė sparčiai blogėjo, iškilo hipotermijos pavojus. Kol vyras mankštinosi, jo kūno temperatūra buvo palaikoma raumenų jėga, tačiau sustojus atsigerti, šilumos tiekimas sustojo. Kad išsaugotų bendrą kūno temperatūrą, mūsų organizmas puikiai geba sulėtinti kraujotaką rankose ir kojose - šis procesas vadinamas vazokonstrikcija (kraujagyslių susiaurėjimas). Tačiau tokiu būdu paaukojama kraujotaka galūnėse.
Visgi artėjant mirčiai nuo hipotermijos, protas ima keistai veikti. Kai kuriais retais atvejais nuo baisaus šalčio kenčiantys žmonės prieš pat mirtį pajunta tarsi karščio bangą. Kartais hipotermijos aukų kūnai randami pusiau arba visiškai išrengti. Gali būti, kad paskutinę akimirką prieš pat mirtį mechanizmas, laikantis kraują po riebaliniu sluoksniu, atsipalaiduoja ir kraujas staigiai subėga į odos paviršių, taip sukuriant karščio bangos iliuziją. O iš tiesų auka tuo metu praranda didžiulį šilumos kiekį.
Žmogaus audiniai sušąla, esant maždaug -0,5 laipsnių Celsijaus temperatūrai. Kalbant apie netyčinę hipotermiją, atsakymas - 11,8 laipsnio. Tokios temperatūros rekordas buvo pasiektas Lenkijoje.
Laboratorijose tiriamieji neigiamą poveikį pradeda jausti jau po 20-30 min. Šlapi žvejų marškiniai, megztiniai ir džinsai sparčiai traukė šaltį. Plastiko maiše drėgmė negalės išgaruoti.
Pirmosios kelios minutės atsidūrus šaltame vandenyje žvejams buvo kritinės. Tie, kurie greitai pasidavė, greičiausiai nesugebėjo įveikti šalčio šoko. Supanikavę jie įkvėpė vandens. Vėliau jis pasakojo, kad visą plaukimo laiką jo protas buvo aiškus. Galiausiai G. Friðþórssonas pasiekė kaimą ir apie 7 val. ryto pasibeldė į kažkieno namų duris.
Šiuo metu jau 58 metų amžiaus G. Friðþórssonas yra stambus vyras. 193 cm ūgio galiūnas būdamas dvidešimties svėrė apie 125 kg. Jo pilvą juosė apie 2,5 cm storio riebalinis sluoksnis. Tačiau nepaisant visko, jo sugebėjimas nesušalti yra ypatingas.
Kaip kūnas saugo šilumą
M. Tiptono teigimu, į Everestą kopiantys alpinistai kartais tesugeba per 10 sekundžių žengti vos vieną žingsnį. Atrodytų, kad mūsų smegenys daug geriau reaguoja į šaltį nei į karštį. Taip yra dėl to, kad organizmo išgyvenimo mechanizmai užtikrina, jog gyvybiškai svarbūs organai funkcionuotų net ir kitų, mažiau svarbių organų sąskaitą. O svarbiausios, be jokios abejonės yra mūsų smegenys.
„Žmogus šaltyje nebūtinai yra sušalęs žmogus, - sako M. Tiptonas. - Jei visą laiką judėsite ir būsite pakankamai izoliuotas nuo šalčio, jums užteks šilumos, kad nesušaltumėte. Maksimaliai mankštindamiesi sukuriame tiek pat šilumos kiek ir 2 kW galios ugnis. Jei pakankamai aktyviai mankštinatės, net ir šaltu oru galite išsiversti su šortais ir marškinėliais. Aukštikalnėse žmonėms gali būti sunkiau mankštintis.
Hipertermija: kai kūnas perkaista
Ilgas buvimas karštyje perkrauna kūno termoreguliacijos sistemą, ji sutrinka sako CDC (JAV Ligų kontrolės ir prevencijos centrai) ekspertas Mike'as McGeehinas. O būtent, žmogus gali nustoti prakaituoti, tad ir vėsintis prakaitavimu.
Mokslininkų manymu, ši riba yra 35°С - žmogaus kūno paviršiaus temperatūra - „drėgnu termometru“ (ji žemesnė, nei „sausu“ termometru). Ekologų iš MIT, Jeremy S. Pal ir Elfatih A. B. Eltahir nuomone, 35°С pagal drėgną termometrą - sveiko žmogaus išgyvenimo riba (tai yra, daugelio riba mažesnė), ir buvimas tokioje kaitroje ilgiau nei 6 valandas „bus nepakenčiamas net labiausiai prisitaikiusiems“: prasidės hipertermija.
Metrologinė statistika rodo, kad maksimali drėgnu termometru užfiksuota temperatūra retai viršijo 31°С. Teorėtiškai nustatyta žmogaus išgyvenimo riba - 35 laipsniai Celsijaus „drėgnojo termometro“ temperatūros - atitinka 35 laipsnių karštį esant 100 proc. drėgmei arba 46 laipsnius esant 50 proc.
Jie nustatė, kad dalyviai pasiekė „kritinę aplinkos ribą“, kai jų organizmas nebegalėjo sustabdyti tolesnio kūno temperatūros kilimo, esant 30,6 C „drėgnojo termometro“ temperatūrai, t. y. Maksimali temperatūra, kurioje žmogus gali kvėpuoti, yra 116 laipsnių.
Karščius ir tvankumą ypač sunku išgyventi miestų gyventojams - situaciją pablogina įkaitęs asfaltas ir išmetamosios dujos. Natūralu, kad karštą dieną didžiausias krūvis tenka širdies ir kraujagyslių sistemai. Kaitra išsausina orą, ima stigti deguonies. Dėl sauso ir karšto oro kraujas tirštėja, didėja trombų susidarymo tikimybė. Tokiu oru gali sumažėti ir atmosferos slėgis, ką iš karto pajunta tiek hipertonikai, tiek tie, kurių kraujo spaudimas būna žemas. Ir, žinoma, pati širdis dirba intensyviau: pulsas tankesnis, kraujagyslės išsiplečia... Nuo kraujospūdžio šokinėjimo neapsaugotas niekas - net ir visiškai sveiki žmonės.
Praėjusią vasarą Europoje, kur retai būna pakankamai drėgmės, kad susidarytų pavojinga „drėgnojo termometro“ temperatūra, nuo karščio mirė daugiau kaip 61 tūkst. Per pastaruosius 40 metų tokių reiškinių dažnumas padidėjo mažiausiai dvigubai, sakė C. Raymondas.
Žmogaus adaptacija prie karščio
Žmogus, kaip ir kiti gyvūnai prie kintančių aplinkos sąlygų gali adaptuotis. Kadaise mes buvome kur kas menkiau prisitaikę ištverti kaitrą: kaip rodo vienas tyrimas, dar prieš šimtą metų žmonės kur kas prasčiau ištverdavo neeilinės kaitros periodus - tokius, kaip ši vasara. Dabartiniais vertinimais, jei būtume likę tokie pat jautrūs aukštai temperatūrai, tai 1980-2009 metais nuo jos būtų mirę 4 kartus daugiau žmonių.
Termoreguliacijos gebėjimas evoliucijoje suvaidino, galima sakyti, svarbiausią vaidmenį ir padėjo žmogui įgyti dabartinį jo pavidalą. Vykstant adaptacijai prie karščio, žmogaus prakaito sūrumas mažėja, kad kūne būtų išsaugomas natris, o odos paviršiaus aušinimas prakaito garinimu - didėja, aiškina žurnalistas Tomas Vanderbiltas. Kinta metabolizmas, padidėja nuo šiluminio smūgio saugančių baltymų gamyba.
Adaptacija prasideda iš karto ir trunka nuo kelių dienų iki savaičių: eksperimentai rodo, kad jau po kaitroje praleistų 7 dienų žmonės ją pakelia lengviau - o būtent, nueina atitinkamą atstumą. Yra ir ilgalaikių organizmą keičiančių aklimatizacijos mechanizmų. Jei tikėsime 1968 metų tyrimu, bantu genčių atstovai, dirbantys Afrikos aukso šachtose, turėjo įspūdingą gebėjimą pakelti karštį, o būtent - „didesnį cirkuliavimo sistemos stabilumą“.
Tačiau mokslininkų manymu, dabartinis temperatūros augimas tikriausiai lenkia žmogaus prisitaikymo prie jos spartą. Net ir sveikas jaunas žmogus miršta po šešių valandų buvimo 35 laipsnių Celsijaus ir 100 proc. drėgnumo sąlygomis.
Didesnis pavojus gresia ir žmonėms, kuriems tenka dirbti lauke esant aukštai temperatūrai. J. „Kaip ir daugelio kitų klimato kaitos padarinių atveju, labiausiai nukentės tie žmonės, kurie mažiausiai gali apsisaugoti nuo šių ekstremalių sąlygų“, - sakė C. Raymondas.
Kūno temperatūros įdomybės
Kaip didelis karštis veikia jūsų kūną? - Carolyn Beans
Žmogaus kūno temperatūra yra dinamiškas rodiklis, kuris nuolat kinta priklausomai nuo įvairių veiksnių. Štai keletas įdomių faktų apie kūno temperatūrą:
- Normali kūno temperatūra: Vidutinė normali kūno temperatūra paprastai būna lygi 37 laipsniams pagal Celcijų (98,6 laipsnio pagal Farenheitą). Tačiau „normali“ kūno temperatūra gali svyruoti nuo 36,1 iki 37,2 laipsnio pagal Celcijų (nuo 97 iki 99 laipsnių pagal Farenheitą).
- Karščiavimas: Žmogus karščiuoja tuomet, kai jo kūno temperatūra išangėje, ausyje ar kaktoje pasiekia ar perkopia 38 laipsnius pagal Celcijų.
- Amžius ir kūno temperatūra: Tyrimai rodo, kad su amžiumi kūno temperatūra po truputį mažėja.
- Lyčių skirtumai: Vidutinė moterų korpuso kūno temperatūra būna maždaug 0,2 laipsnio aukštesnė už vyrų (atitinkamai 36,5 ir 36,3 laipsnio pagal Celcijų). Tačiau vidutinė moterų rankų temperatūra maždaug 2 laipsniais būna žemesnė negu vyrų rankų temperatūra (atitinkamai 30,6 ir 32,2 laipsnio pagal Celcijų).
- Melas ir kūno temperatūra: Meluojant jūsų nosis nepailgės, bet ji taps vėsesnė. Melo sukeltas nerimas priverčia nosies temperatūrą sumažėti, o kaktos srityje - padidėti.
- Aitriosios paprikos: Mėgstate aštrų maistą? Jis gali padidinti jūsų kūno temperatūrą ir suaktyvinti medžiagų apykaitą.
- Terapinė hipotermija: Iš karto po širdies priepuolio numušus kūno temperatūrą, sumažėja galima žala smegenims, o tai padidina tikimybę, kad pacientas atsigaus.
Išgyvenimo ribos: realūs pavyzdžiai
Žmogaus ištvermė stebina, tačiau yra ribos, kurias peržengus išgyventi tampa neįmanoma. Štai keletas pavyzdžių, iliustruojančių žmogaus galimybes ekstremaliomis sąlygomis:
| Asmuo | Sąlygos | Išgyvenimo trukmė | Pastabos |
|---|---|---|---|
| Guðlauguras Friðþórssonas | -2°C temperatūra, šaltas vanduo | 6 valandos plaukimo | Išgyveno dėka didelio riebalų kiekio ir stiprios valios |
| Mitsutaka Uchikoshi | Be maisto ir vandens | 24 dienos | Kūno temperatūra nukrito iki 22°C |
| Peteris Skyllbergas | Įstrigęs automobilyje | ~30 dienų | Išgyveno be maisto |
Šie pavyzdžiai rodo, kad žmogaus organizmas gali prisitaikyti prie ekstremalių sąlygų, tačiau yra ribos, kurių peržengti neįmanoma. Svarbu prisiminti, kad kiekvieno žmogaus organizmas yra individualus, todėl išgyvenimo galimybės priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant amžių, fizinę būklę, riebalų kiekį ir psichologinį nusiteikimą.