Ta strona używa plików cookies, aby zapewnić najlepszą jakość korzystania z naszego serwisu oraz do celów analitycznych. Klikając "Akceptuję", wyrażasz zgodę na używanie wszystkich plików cookies. Możesz również odrzucić zgodę, co spowoduje zablokowanie plików cookies analitycznych. Więcej informacji znajdziesz w naszej Polityce Prywatności.
Czy organizm można wytrenować do upałów? Badania wskazują na możliwą aklimatyzację cieplną
Powtarzany kontakt z wysoką temperaturą może przyspieszać pocenie i rozszerzanie naczyń krwionośnych.
W małych badaniach starsi uczestnicy po tygodniu ekspozycji utrzymywali niższą temperaturę ciała i mieli niższe tętno.
Nie wiadomo jeszcze, czy te zmiany przekładają się na mniejsze ryzyko chorób lub zgonu podczas fali upałów.
Efekty aklimatyzacji prawdopodobnie zanikają po kilku tygodniach bez regularnego kontaktu z ciepłem.
Sponsorowane
Odkryj rewolucyjną metodę nauki języków
Sprawdź jak w 30 dni opanować podstawy dowolnego języka obcego bez wychodzenia z domu.
Wraz z częstszymi i silniejszymi falami upałów naukowcy sprawdzają, czy organizm można częściowo przygotować do wysokich temperatur. Badania prowadzone między innymi na starszych osobach sugerują, że powtarzany kontakt z ciepłem może przyspieszać pocenie, ułatwiać przepływ krwi przez skórę i zmniejszać obciążenie serca podczas kolejnej ekspozycji. Nie ma jednak jeszcze dowodu, że takie zmiany rzeczywiście ograniczają liczbę przypadków udaru cieplnego, innych chorób związanych z upałem albo zgonów. Aklimatyzacja cieplna jest obiecującym kierunkiem badań, a nie gotową terapią ani zaleceniem do samodzielnego stosowania.
Jak organizm reaguje na powtarzany upał
Wysoka temperatura obciąża wiele układów jednocześnie. Gdy temperatura wewnętrzna ciała przez dłuższy czas przekracza około 37 stopni Celsjusza, może pojawić się wyczerpanie cieplne. Przy dalszym wzroście temperatury rośnie ryzyko zaburzeń świadomości, drgawek, niewydolności narządów i śmierci. Organizm próbuje ograniczyć to zagrożenie przede wszystkim przez pocenie oraz zwiększenie przepływu krwi przez skórę. Parowanie potu odbiera ciepło z powierzchni ciała, a rozszerzanie naczyń krwionośnych pozwala przenieść więcej ciepła z jego wnętrza do skóry, gdzie może zostać oddane otoczeniu.
Słownik artykułu
Pojęcia, które warto znać
Krótkie objaśnienia terminów występujących w tekście. Każde hasło prowadzi do szerszej definicji i przykładów użycia.
U osób, które niedawno przebywały w wysokiej temperaturze, pocenie może zaczynać się wcześniej i być intensywniejsze niż u osób niezaaklimatyzowanych. Małe naczynia skóry również mogą rozszerzać się szybciej. Początkowo oznacza to większe obciążenie dla serca, które musi utrzymać ciśnienie krwi mimo przesunięcia części krwi w stronę powierzchni ciała. Z czasem organizm może zwiększyć objętość krwi krążącej, dzięki czemu przy tej samej ekspozycji serce nie musi pracować tak szybko. Badania wskazują też na zmiany w komórkach oraz w działaniu podwzgórza, obszaru mózgu pełniącego funkcję układu regulacji temperatury.
Pocenie może rozpoczynać się wcześniej i zwiększać skuteczność chłodzenia przez parowanie.
Rozszerzenie naczyń skóry ułatwia przenoszenie ciepła z wnętrza organizmu do jego powierzchni.
Po okresie adaptacji objętość krwi krążącej może wzrosnąć, a tętno podczas ekspozycji na ciepło spaść.
Komórki mogą wytwarzać więcej białek szoku cieplnego, które pomagają chronić inne białka przed uszkodzeniami.
Co pokazują badania na starszych osobach
Najlepiej poznane mechanizmy aklimatyzacji cieplnej opisano wcześniej u młodych, zdrowych ludzi, zwłaszcza sportowców, żołnierzy i osób pracujących na zewnątrz. Nowsze eksperymenty sprawdzają, czy podobna reakcja występuje u osób starszych, u których wraz z wiekiem słabnie zdolność do intensywnego pocenia i rozszerzania naczyń. W jednym z badań zespół Daniela Gagnona porównał 15 osób w wieku 20 i 30 lat z 16 osobami w wieku 60 i 70 lat. Uczestnicy przez siedem dni brali udział w kontrolowanych ekspozycjach na gorącą wodę.
Każda sesja obejmowała godzinę zanurzenia w wodzie o temperaturze 40 stopni Celsjusza, a następnie kolejną godzinę z naprzemiennym poziomem wody, sięgającym do ramion albo do pasa. Taki protokół miał utrzymać temperaturę wewnętrzną uczestników na poziomie co najmniej 38,5 stopnia. Po tygodniu zarówno młodsza, jak i starsza grupa zaczynały pocić się i rozszerzać naczynia wcześniej po wystawieniu na ciepło. Średnia temperatura ciała była o 0,4 stopnia niższa niż na początku eksperymentu, a średnie tętno spadło o około pięć uderzeń na minutę.
Wynik ten jest ważny przede wszystkim dlatego, że pokazuje zachowanie zdolności adaptacyjnych u starszych uczestników konkretnego badania. Nie oznacza, że każdy senior zareaguje tak samo ani że podobny protokół będzie bezpieczny dla osób z chorobami serca, ograniczoną sprawnością ruchową lub zaburzeniami poznawczymi. Eksperyment był niewielki, trwał krótko i mierzył reakcje fizjologiczne, a nie liczbę ciężkich zachorowań podczas rzeczywistych fal upałów.
Zmiany zachodzą także na poziomie komórek
Podobny, tygodniowy protokół gorącej kąpieli zastosowano w małej grupie zdrowych mężczyzn w wieku 60 i 70 lat. Jeremy McCormick oraz jego współpracownicy przeanalizowali komórki odpornościowe obecne we krwi uczestników. Po zakończeniu eksperymentu stężenie białek szoku cieplnego było wyższe. Te cząsteczki występują u wielu organizmów, w tym u roślin i bakterii, i pomagają stabilizować oraz naprawiać inne białka uszkadzane przez wysoką temperaturę i inne stresory fizjologiczne.
Zespół zaobserwował także inne zmiany molekularne, które według badaczy wskazywały na mniejszy poziom stresu komórkowego. Jest to jednak nadal wynik pośredni. Wzrost stężenia określonych białek we krwi nie dowodzi sam w sobie, że uczestnicy są chronieni przed niewydolnością narządów albo że lepiej przejdą przez rzeczywistą falę upałów. Pokazuje jedynie, że powtarzane ogrzewanie organizmu może uruchamiać reakcje ochronne również u części starszych osób.
Naukowcy próbują również zrozumieć, w jakim stopniu naturalna aklimatyzacja tłumaczy różnice między populacjami żyjącymi w chłodniejszych i gorętszych regionach. W krajach, gdzie wysokie temperatury występują przez większą część roku, mieszkańcy mogą wykazywać oznaki lepszego przystosowania do przeciętnego ciepła. Jednym ze stosowanych wskaźników jest temperatura minimalnej umieralności, czyli temperatura, przy której ryzyko zgonu z przyczyn naturalnych jest w danej populacji najniższe.
W analizie dotyczącej Mekki porównano mieszkańców miasta z międzynarodowymi pielgrzymami przybywającymi na hadżdż w latach 2006 do 2014. Temperatura minimalnej umieralności wynosiła 26 stopni Celsjusza dla mieszkańców Mekki i 23,5 stopnia dla pielgrzymów. W innym badaniu liczba zgonów mieszkańców zaczynała gwałtownie rosnąć przy temperaturach przekraczających 38 stopni. Różnice między grupami mogą wynikać z aklimatyzacji, ale także z dostępu do klimatyzacji, warunków przebywania na zewnątrz, stanu zdrowia, wieku i możliwych czynników genetycznych. Nie można przypisać ich wyłącznie fizjologii.
Eksperyment z kobietami w wieku 60, 70 i 80 lat
Caroline Li-Maloney i jej zespół z Uniwersytetu Ottawskiego sprawdzali, czy podobny efekt można uzyskać u kobiet szczególnie narażonych na skutki upałów. Uczestniczki w wieku 60, 70 i 80 lat przez tydzień codziennie zanurzały się w wodzie o temperaturze 40 stopni Celsjusza. Początkowo część kobiet miała trudności z wejściem do tak gorącej wody. Jedna z uczestniczek zanurzyła się dopiero po obniżeniu temperatury o jeden stopień, a następnie spędziła w wodzie około dwóch godzin. Badacze podkreślają, że procedura była dla uczestniczek wymagająca.
Przed tygodniem aklimatyzacji i po nim ochotniczki przechodziły sztucznie wywołaną falę upałów. Przez godzinę siedziały w pomieszczeniu o temperaturze 36 stopni Celsjusza i wilgotności 45 procent. Po zakończeniu protokołu ich temperatura wewnętrzna była podczas drugiej ekspozycji średnio o 0,2 stopnia niższa, a tętno spadało o kilka uderzeń na minutę w porównaniu z pierwszym testem. Badacze zwrócili także uwagę, że uczestniczki dłużej nie osiągały najwyższych temperatur ciała odnotowanych podczas pierwszej próby.
Wyniki kobiet przedstawiono w kwietniu podczas spotkania American Physiology Summit, a nie w pełnej publikacji opisującej skutki zdrowotne w dłuższym okresie. Nie wiadomo więc, czy niewielkie różnice w temperaturze ciała i tętnie przekładają się na mniejsze ryzyko wyczerpania cieplnego, udaru cieplnego albo śmierci. To kluczowe rozróżnienie: badania pokazują poprawę wybranych parametrów fizjologicznych, ale nie potwierdzają jeszcze skuteczności klinicznej całej metody.
Aklimatyzacja może być nietrwała i wymaga ostrożności
Organizm nie zachowuje przystosowania do wysokiej temperatury na stałe. Naukowcy obserwują, że efekty aklimatyzacji mogą zanikać w ciągu kilku tygodni bez regularnego kontaktu z ciepłem. W regionach, gdzie występują wyraźne pory ciepła i chłodu, młodzi dorośli pod koniec lata mogą pocić się nieco intensywniej i utrzymywać niższą temperaturę skóry niż na początku sezonu. Z kolei niepublikowane badanie kilkudziesięciu sportowców sugerowało, że późną zimą przystosowanie do ciepła może rozwijać się wolniej niż na początku zimy, co wskazuje na utratę letnich zmian.
Część naukowców uważa, że utrata wcześniejszej aklimatyzacji może być jednym z powodów, dla których fale upałów na początku lata bywają szczególnie niebezpieczne. Jest to jednak hipoteza, a nie rozstrzygnięte wyjaśnienie. Nie wiadomo także, jak często i jak długo należałoby wywoływać ekspozycję na ciepło, aby zachować ewentualne korzyści. Każda metoda polegająca na celowym ogrzewaniu organizmu może sama wywołać przegrzanie, odwodnienie, spadek ciśnienia lub dodatkowe obciążenie układu krążenia.
Gorąca kąpiel lub zanurzenie w ciepłej wodzie może w przyszłości okazać się łatwiejsze do kontrolowania niż ćwiczenia w upale albo gorąca joga, ponieważ pozwala badaczom precyzyjniej ustawić warunki eksperymentu. Nie oznacza to jednak, że takie protokoły są obecnie zalecaną metodą ochrony przed falami upałów. Szczególnej ostrożności wymagają osoby z chorobami serca, ograniczoną mobilnością, zaburzeniami poznawczymi lub innymi problemami utrudniającymi rozpoznanie objawów przegrzania. Potrzebne są większe i dłuższe badania, które połączą pomiary fizjologiczne z rzeczywistymi wynikami zdrowotnymi.
Najpewniejszy wniosek z dotychczasowych badań dotyczy zmiany reakcji organizmu na ciepło, a nie potwierdzonego spadku śmiertelności.
Wyniki uzyskane u młodych, zdrowych osób nie mogą być automatycznie przenoszone na seniorów i osoby przewlekle chore.
Regularność może mieć znaczenie, ponieważ część zmian zanika po okresie bez ekspozycji na wysoką temperaturę.
Do czasu uzyskania mocniejszych dowodów aklimatyzację cieplną należy traktować jako przedmiot badań, a nie zamiennik sprawdzonych sposobów ochrony podczas upałów.
