Tak nasz organizm broni się przed ekstremalnym upałem

Aemet twierdzi, że do końca czerwca 2025 r. pozostał tylko jeden dzień, więc prawdopodobnie będzie to najcieplejszy miesiąc w historii Hiszpanii . Analizując dane z ostatnich 50 lat, doszli do wniosku, że fale upałów nadchodziły wcześniej i rozprzestrzeniały się w czasie, stając się częstsze w tym miesiącu.

Zanim włączymy wentylator, klimatyzację lub wentylator, aby się ochłodzić, nasze ciała już rozpoczęły pracę mającą na celu uniknięcie niebezpieczeństw związanych z ekstremalnym upałem .

Zdolność naszego ciała do utrzymywania stałego poziomu różnych parametrów nazywa się homeostazą, a w jej ramach termoregulacja (nasza normalna temperatura ciała waha się między 36,5 a 37 ⁰C) jest najbardziej zagrożona przez epizody ekstremalnego ciepła, powyżej 40 ⁰C. W związku z tym nasze ciało jest zmuszone do cięższej pracy, aby zapobiec wzrostowi ciepła, który mógłby zagrozić funkcjom życiowym.

W obliczu stresu spowodowanego nadmiernym ciepłem, ludzkie ciało musi się ochłodzić. Robi to poprzez dwa mechanizmy:

Po pierwsze, redystrybuuje przepływ krwi, aby zwiększyć go w skórze poprzez rozszerzenie naczyń krwionośnych, co poprawia przenoszenie ciepła z mięśni do skóry i ze skóry na zewnątrz. Następnie pocisz się, ponieważ pot odparowuje i usuwa wewnętrzne ciepło.

Te reakcje fizjologiczne są konieczne, aby ograniczyć wzrost temperatury wewnętrznej, ale mogą wpływać na ludzi w różny sposób w zależności od ich wieku. Ponadto są one zaostrzane przez inne choroby lub stosowanie niektórych leków, co powoduje negatywne skutki dla organizmu.

Zwiększony przepływ krwi do skóry, spowodowany rozszerzeniem naczyń krwionośnych, zwiększa zapotrzebowanie serca na krew i zmniejsza ciśnienie napełniania serca.

Oznacza to, że nasze serca muszą pompować mocniej i szybciej, wymagając więcej tlenu do tkanki wieńcowej. U osób z wcześniej istniejącymi schorzeniami serca to dodatkowe zapotrzebowanie może prowadzić do niedokrwienia serca (zmniejszonego przepływu krwi), zawału serca i ostatecznie zapaści sercowo-naczyniowej.

Różne badania wykazały, że choroby układu krążenia są główną przyczyną śmierci podczas fal upałów. A biorąc pod uwagę, że szacuje się, że na te schorzenia cierpi prawie 500 milionów ludzi na całym świecie, każdy gęsto zaludniony obszar dotknięty ekstremalnym upałem będzie narażony na zwiększoną śmiertelność z powodu połączenia obu czynników.

Parowanie potu chłodzi nasze ciała. Oznacza to jednak również, że wraz z utratą wody zmniejsza się objętość krwi, co upośledza funkcje układu sercowo-naczyniowego. Ponadto istnieje ryzyko uszkodzenia nerek, a nawet ostrej niewydolności nerek.

Dlatego tak ważne jest uzupełnianie niedoboru wody w organizmie i unikanie skutków odwodnienia.

Jeśli nasza zdolność termoregulacji zawodzi, przegrzanie może skutkować wyczerpaniem cieplnym, które może mieć długotrwałe konsekwencje z powodu uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego. Może być nawet śmiertelne, jeśli nie zostanie szybko leczone.

Wczesne objawy, takie jak zawroty głowy, dezorientacja i drgawki, wskazują na dysfunkcję, którą przypisuje się możliwemu połączeniu obrzęku mózgu, niedokrwienia mózgu i zaburzeń metabolicznych.

Jeśli po redystrybucji krwi brak przepływu krwi lub niedokrwienie utrzymuje się, może dojść do uszkodzenia komórek, tkanek lub narządów. W szczególności najbardziej zagrożone są mózg, serce, nerki, jelita, wątroba i płuca.

Uszkodzenie płuc spowodowane upałem jest spotęgowane przez zwiększony stres płuc spowodowany hiperwentylacją, która jest bezpośrednio związana ze wzrostem temperatury. Dodanie do tego zwiększonego zanieczyszczenia powietrza podczas fal upałów jest drugą najczęstszą przyczyną śmiertelności i zachorowalności podczas tych epizodów.

Okazuje się, że ciepło wpływa również na funkcjonowanie układu odpornościowego. Ważne jest, aby pamiętać, że wrodzony układ odpornościowy jest aktywowany przez oznaki uszkodzenia tkanek, czyli przez potencjalne konsekwencje zakażenia patogenem, którego nie pamiętamy.

Ponadto nasz układ odpornościowy ustala priorytety, a jego odpowiedź na zagrożenie (coś, co postrzega jako tak niebezpieczne, że może szybko zakończyć nasze życie) zmusza go do ignorowania każdego innego zagrożenia, które uważa za mniej ważne, takiego jak przeziębienie, grypa, a nawet rak. Wszystkie te reakcje są zatrzymywane, podczas gdy bezpośrednie zagrożenie jest zwalczane.

Wiele badań analizujących reakcję układu odpornościowego na ekstremalne ciepło pochodzi z eksperymentów na zwierzętach – kogo obchodzą ludzie, którzy są poddawani długotrwałemu działaniu ekstremalnego ciepła? – ale można je rozszerzyć na ludzi.

Pierwszą koncepcją, jaka przychodzi na myśl, gdy mówimy o gorączce i odporności, jest gorączka.

Gorączka to wzrost temperatury ciała, który nie jest wynikiem walki naszego układu odpornościowego z patogenem, ale raczej narzędziem w tej walce.

Oznacza to, że wzrost temperatury ciała jest spowodowany zmianą zakresu temperatury wewnętrznej uznawanego za optymalny. Jest on wyzwalany przez komórki odpornościowe, które wydzielają substancje takie jak interleukiny, interferon i czynnik martwicy nowotworu. W tych warunkach układ odpornościowy osiąga optymalną funkcję, aby zwalczać patogen, który potencjalnie zagraża nam śmiercią.

Jak już wcześniej widzieliśmy, gorączka bardzo różni się od udaru cieplnego, w przypadku którego temperatura ciała wzrasta pod wpływem czynników zewnętrznych, a temperatura wewnętrzna, określana jako optymalna, nie ulega zmianie.

Gdy temperatura zewnętrzna wzrasta, białka, które dzielimy z drożdżami i muchami, zwane „białkami szoku cieplnego” (HSP), są uwalniane do krwi. Ich funkcją jest ochrona innych, bardziej wrażliwych białek przed potencjalnymi zmianami konformacyjnymi spowodowanymi wzrostem temperatury, które mogłyby wpłynąć na ich funkcjonalność. Mają również działanie prozapalne: działają jak syreny ostrzegające układ odpornościowy przed niebezpieczeństwem.

Widzieliśmy, że mechanizmem obniżania temperatury ciała jest przepływ krwi do zewnętrznych naczyń włosowatych w celu obniżenia temperatury, przez co do reszty ciała dociera zbyt mało krwi.

W narządach jamy brzusznej zachodzą zmiany w błonie śluzowej jelit, co powoduje zwiększoną porowatość. Bakteryjne resztki są uwalniane do krwiobiegu, co aktywuje TLR (receptory typu Toll) na komórkach odpornościowych.

W tym momencie nasze ciało reaguje tak samo, jakbyśmy mieli ostrą infekcję: wszystko skupia się na walce z rzekomym (nieistniejącym) patogenem. Regeneracja tkanki jelitowej zostaje zahamowana, a to, co już było złe, pogarsza się: limfocyty reagują i proliferują, jakbyśmy mieli infekcję bakteryjną we krwi (sepsę).

Biorąc pod uwagę tę sytuację, najlepiej unikać ekstremalnego ciepła, podejmując niezbędne środki. Ale nie tylko sterowanie klimatyzacją, przycisk wentylatora i wentylator: ważne jest unikanie długotrwałego narażenia na wysokie temperatury.

Musimy unikać pracy i ćwiczeń na świeżym powietrzu w najgorętszych godzinach i powstrzymać globalny wzrost temperatur, który nas nęka i powoduje coraz częstsze występowanie zjawisk zagrażających naszemu zdrowiu.

*Artykuł pierwotnie opublikowany w „The Conversation”