Super Fokus: Ciało jak klimatyzator

System chłodzący ludzkiego organizmu wykorzystuje wszelkie możliwe zjawiska fizyczne, dzięki którym można obniżyć temperaturę. Są nimi np. promieniowanie ciepła i jego przewodzenie. Zaprzęga też do pracy konwekcję, czyli ruch powietrza. Wreszcie, biorąc pod uwagę fakt, że składamy się także z wody, korzysta z parowania.

Nasza wewnętrzna chłodziarka nie działa bez przerwy. Gdyby tak było, chłodziłaby nas także w czasie mrozu i lodowatego wiatru.

Termostat w podwzgórzu

Temperaturą naszego ciała zawiaduje znajdujący się w głowie termostat. Jest nim ośrodek termoregulacji tkwiący głęboko pod korą mózgową: w podwzgórzu mózgu. W zdrowym, nierozregulowanym chorobą organizmie, stale nastawiony jest na nieco ponad 36 stopni. Jeśli jednak temperatura wzrasta ponad ten najlepszy poziom, termostat wysyła sygnały do dwóch głównych systemów chłodniczych. Pierwszy z systemów, odbierający impulsy nerwowe z ośrodka termoregulacji, oparty jest na oddawaniu ciepła przez krew. Aby oddawać ciepło, naczynia krwionośne skóry rozszerzają się, za to te położone w głębi ciała ulegają skurczeniu. W efekcie jedna piąta całej krwi krążącej w krwiobiegu przepływa tuż pod skórą, oddając przy tym ciepło do otoczenia. Żeby jednak ten prosty system chłodzący, oparty na promieniowaniu ciepła, zadziałał, otoczenie musi być chłodniejsze niż krew. Sprawa jest jeszcze prostsza, jeśli otoczenie jest nie tylko chłodniejsze, ale np. wieje tam wiatr. W sukurs chłodzeniu przychodzi wtedy konwekcja: ciepło jest odbierane i unoszone z prądem powietrza. Sprawa się komplikuje w czasie upałów, ponieważ przy temperaturze powietrza powyżej 34 stopni chłodzenie przez podskórne naczynia krwionośne zawodzi. W dodatku upały potrafią przecież przekraczać tę magiczną granicę i palić ponad ludzkie możliwości. Co wtedy?

Zobacz: PKP wciąż zawodzi. Pomylili ogrzewanie z klimatyzacją!

Zalewa nas zimny pot

Mózgowy termostat, zaalarmowany wzrostem temperatury ciała, niepokoi impulsami także inny system chłodzący, wykorzystujący oddawanie ciepła przez pot. To system zawierający około 2 milionów gruczołów rozsianych na większości powierzchni skóry, a przez to bardzo wydajny. Gruczoły potowe, ulokowane w przeważającej liczbie na dłoniach, stopach i pod pachami, w razie alarmu z podwzgórza zaczynają pracować niezmordowanie. Samo pocenie nie chłodzi, konieczne jest jeszcze parowanie potu. Do wyparowania każda ciecz potrzebuje jakiejś dawki energii cieplnej. Woda, z której w głównej mierze składa się pot, wymaga tego ciepła dużo, dlatego jej parowanie świetnie chłodzi. Parujący pot pobiera ciepło między innymi z rozgrzanej skóry. Dzięki temu człowiek schładza się błyskawicznie. To na ogół wystarczy, żeby się nie przegrzał na upale. Jednak ani system oparty na rozszerzaniu naczyń krwionośnych, ani na produkowaniu potu nie jest dla organizmu neutralny. Pomagając, oba jednocześnie nam szkodzą.

Chłodzenie ma swoją cenę

Rozszerzenie naczyń krwionośnych grozi spadkiem ciśnienia krwi. Aby je wyrównać, serce musi zacząć uderzać znacznie szybciej niż wtedy, kiedy naczynia nie są rozszerzone. Na dłuższą metę jest do dla serca obciążające. A co do pocenia, pocąc się intensywnie, pozbywamy się z organizmu cennej wody. W trakcie upału lub np. w gorącej saunie jesteśmy w stanie wypocić nawet 10 litrów wody. Z nią uciekają przez skórę potrzebne organizmowi sole mineralne i pierwiastki - głównie potas, sód i chlor. Odwodniona krew staje się gęsta, a taką jeszcze trudniej przepompowywać zmęczonemu przyspieszoną pracą sercu. W dodatku zmieniony skład chemiczny i większa gęstość krwi powodują, że niesie ona ze sobą mniej tlenu i substancji odżywczych niż zwykle. Niedotleniony mózg, chcąc zmusić organizm do mniejszej aktywności, reaguje sennością. Stopowanie własnej produkcji ciepła oznacza, że radzenie sobie bez szwanku z upałem nie wychodzi.

Dmuchać na zimne

Obok głównych agregatów chłodzących człowiek ma jeszcze kilka pomniejszych zespołów zdolnych obniżyć temperaturę ciała. Jednym z nich są drogi oddechowe, wykorzystujące parowanie i oddawanie ciepła. Dzięki zdolności rozprężania mogą zmieniać temperaturę powietrza: chuchać ciepłym, a dmuchać zimnym. Co ciekawe, ciepła pozbywamy się nie tylko chuchając, ale i dmuchając. Zanim ochłodzone zmianą ciśnienia powietrze wydostanie się na zewnątrz, ogrzewa się kosztem naszego ciepła, obniżając w ten sposób temperaturę organizmu.

System zawiadujący chłodzeniem, a więc mózg, ma dodatkowy własny układ chłodzący. Żyły i opony mózgowe połączone są bezpośrednio z naczyniami leżącymi pod skórą twarzy. Jeśli więc ludzkie twarze czerwienieją pod wpływem upału, to znak, że odbywa się intensywne chłodzenie "centrali". Mimo skutecznych rozwiązań chłodzących wykorzystywanych przez organizm nie jesteśmy w stanie schłodzić się do odpowiedniego poziomu w każdych warunkach. Czasem sytuacja na zewnątrz przekracza chłodzące możliwości wnętrza. Centrala daje wtedy za wygraną i wysiada, przestając wysyłać impulsy. Żeby doznać następującego w takim wypadku udaru, wcale nie musimy trafić do piekła. Przegrzać może nas zwykły letni upał.

Niebezpieczna temperatura

* Osoby otyłe są bardziej narażone na przegrzanie, bo krew oddająca ciepło musi przepływać przez izolującą warstwę tkanki tłuszczowej. Za to osoby szczupłe szybciej tracą wodę.

* Najgroźniejsze są nagłe upały lub gwałtowna zmiana środowiska na gorące. Przy stopniowym ocieplaniu otoczenia organizm przystosowuje się na poziomie hormonalnym, zmieniając tempo przemiany materii.

* W otoczeniu suchego powietrza człowiek jest w stanie znieść temperaturę zewnętrzną do 140 stopni Celsjusza, ale przy wilgotności powyżej 50 procent może nie przeżyć wzrostu temperatury powietrza do 50 stopni.

ZAPISZ SIĘ: Codziennie wiadomości Super Expressu na e-mail