دراسة تختبر حدود الحرارة لجسم الإنسان: إلى أي مدى نستطيع مقاومة الحرارة؟

مع استمرار ارتفاع درجة حرارة المناخ العالمي، أصبح فهم حدود قدرة الإنسان على تحمل الحرارة مسألة ملحة عند العلماء وصناع السياسات. وقد سعت الدراسات الحديثة إلى استكشاف مقدار الحرارة التي يمكن لجسم الإنسان مقاومتها وما هي الآليات الفيزيولوجية التي تعمل لحمايتنا عندما ترتفع درجة الحرارة. وتقدم النتائج المستخلصة من هذه الدراسات رؤىً مهمة حول قدرة الإنسان على التحمّل، ولكنها تؤكد أيضًا على المخاطر الكبيرة التي تفرضها الحرارة الشديدة في سياق تغير المناخ.

فهم الإجهاد الحراري وجسم الإنسان:

يحدث الإجهاد الحراري عندما يمتص الجسم حرارة أكثر مما يمكنه تبديده. عادةً، يحافظ جسم الإنسان على درجة حرارة داخلية مستقرة تبلغ حوالي 37 درجة سلزيوس عن طريق عمليات تنظيم الحرارة، بما في ذلك التعرق وزيادة الدورة الدموية إلى الجلد. ولكن عندما ترتفع درجات الحرارة المحيطة إلى مستويات عالية جدًا أو عندما تترافق مع الرطوبة، يمكن أن تصبح هذه الآليات مرهقة، ما يؤدي إلى أمراض مرتبطة بالحرارة مثل الإجهاد الحراري، وضربة الشمس، وفي الحالات الشديدة الموت.

النتائج الرئيسة للدراسات الحديثة:

ألقت البحوث الأخيرة الضوء على الظروف الفيزيولوجية والبيئية التي تحدد مقدار الحرارة التي يمكن لجسم الإنسان تحملها. هذه الدراسات مهمة بشكل خاص في ضوء زيادة وتيرة وشدة موجات الحر في جميع أنحاء العالم.

1- حدود الحرارة النظرية: وفقًا للنماذج النظرية، فإن الحد الأعلى لتحمل الحرارة البشرية هو درجة حرارة المقياس الرطب حوالي 35 درجة سلزيوس. تعد درجة حرارة " المقياس الرطب" مقياسًا بالغ الأهمية لأنها تمثل درجة الحرارة التي لا يعود الجسم قادرًا عندها على تبريد نفسه من خلال التعرق. عندما تصل درجة حرارة المصباح الرطب إلى هذه الدرجة، تكون البيئة شديدة الحرارة والرطوبة بحيث لا يمكن للعرق أن يتبخر، ما يؤدي إلى ارتفاع سريع في درجة حرارة الجسم الأساسية. بالنسبة لمعظم الناس، فإن قضاء أكثر من ست ساعات في بيئة بدرجة حرارة المقياس الرطب أعلى من هذا الحد سيكون قاتلاً، بغض النظر عن الظل أو تناول الماء أو الحالة البدنية.

2- التآزر بين الحرارة والرطوبة: التفاعل بين الحرارة والرطوبة هو عامل حاسم في تحديد تحمل الحرارة. في الحرارة الجافة، يمكن للجسم تبريد نفسه بشكل أكثر فعالية من خلال التعرق، ولكن مع ارتفاع الرطوبة، يتباطأ التبخر، ما يقلل من قدرة الجسم على التخلص من الحرارة. هذا هو السبب في أن الحرارة الرطبة أكثر خطورة من الحرارة الجافة عند نفس درجة الحرارة. فبمجرد الوصول إلى درجة حرارة المقياس الرطب من 31 إلى 33 درجة سلزيوس، يبدأ الأشخاص بتجربة الإجهاد الحراري.

3- التأقلم والتباين الفردي: لا يستجيب كل الناس للحرارة بنفس الطريقة. التأقلم عامل مهم في تحديد مقدار الحرارة التي يمكن للفرد تحملها. على سبيل المثال، غالبًا ما يطور الأشخاص الذين يعيشون في مناخات حارة استجابة تعرق أكثر كفاءة، وكفاءة قلبية وعائية محسنة، ما يسمح لهم بتحمل درجات حرارة أعلى من أولئك الذين يعيشون في مناخات أكثر برودة. ومع ذلك، حتى مع التأقلم، هناك حدود. كبار السن والأطفال والأفراد الذين يعانون من حالات صحية موجودة مسبقًا مثل أمراض القلب والأوعية الدموية أو مرض السكري أو مشاكل الجهاز التنفسي هم أكثر عرضة للإجهاد الحراري. أجسامهم أقل كفاءة في تنظيم درجة الحرارة، ما يجعلهم أكثر عرضة للإجهاد الحراري أو ضربة الشمس حتى في درجات الحرارة المنخفضة.

الاستجابة الفيزيولوجية للحرارة الشديدة:

يحتوي جسم الإنسان على العديد من آليات الدفاع المصممة للحماية من الإجهاد الحراري. تم تصميم هذه الآليات للحفاظ على التوازن الداخلي - الحفاظ على درجة حرارة الجسم الأساسية ضمن نطاق ضيق. إليك كيفية استجابة الجسم عند التعرض للحرارة:

1- التعرق: الطريقة الأكثر فعالية لتبريد الجسم هي التعرق. عندما يتبخر العرق من الجلد، فإنه يزيل الحرارة، ما يؤدي إلى تبريد الجسم. ولكنّ فعالية هذه الآلية تعتمد على مستويات الرطوبة. في الرطوبة العالية، يتبخر العرق بشكل أبطأ، ما يجعل من الصعب تبريده. يؤدي التعرق المفرط أيضًا إلى الجفاف، ما يضعف قدرة الجسم على تبريد نفسه والحفاظ على ظروف داخلية مستقرة.

2- توسّع الأوعية الدموية: استجابةً للحرارة، تتوسع الأوعية الدموية بالقرب من سطح الجلد، ما يسمح بتدفق المزيد من الدم إلى الجلد حيث يمكن إطلاق الحرارة. هذه العملية هي السبب وراء احمرار الناس غالبًا عند ارتفاع درجة حرارتهم. وفي حين أن توسع الأوعية الدموية فعال في تبديد الحرارة، فإنه يضع ضغطًا إضافيًا على القلب، إذ يجب أن يضخ المزيد من الدم للحفاظ على برودة الجسم. في الحالات القصوى، يمكن أن يؤدي هذا إلى زيادة الحمل على القلب والأوعية الدموية، ما يزيد من خطر الإصابة بالنوبات القلبية وغيرها من المضاعفات المرتبطة بالحرارة.

3- ضربة الشمس: إذا استمرت درجة حرارة الجسم الأساسية في الارتفاع دون رادع، فقد يؤدي ذلك إلى ضربة الشمس، وهي حالة تهدد الحياة حيث يفشل نظام تنظيم الحرارة في الجسم. تشمل أعراض ضربة الشمس الارتباك وفقدان الاتجاه وفقدان الوعي، فضلاً عن ارتفاع درجة حرارة الجسم الأساسية فوق 40 درجة سلزيوس. بدون تدخل طبي فوري، يمكن أن تؤدي ضربة الشمس إلى فشل الأعضاء والوفاة.

موجات الحر والتأثير الحقيقي:

مع تغير المناخ الذي يدفع موجات الحر الأكثر تكرارًا وشدة، فإن فهم حدود تحمل الحرارة البشرية أمر بالغ الأهمية للتخطيط للصحة العامة. تتنبأ دراسة نُشرت في مجلة Nature Climate Change  أنه بحلول نهاية القرن، قد تشهد أجزاء من العالم درجات حرارة رطبة تتجاوز 35 درجة سلزيوس. يشكل هذا تهديدًا كبيرًا للسكان في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية، حيث أصبحت موجات الحر أكثر تطرفًا. تتسبب موجات الحر بالفعل في وفاة عشرات الآلاف من الأرواح كل عام، وخاصة بين كبار السن والفئات السكانية الهشّة.

الاستعداد للمستقبل - التخفيف من مخاطر الحرارة:

مع ارتفاع درجات الحرارة على مستوى العالم، هناك حاجة ملحة لاستراتيجيات لحماية صحة الإنسان ورفاهيته. فيما يلي بعض الأساليب للتخفيف من مخاطر الحرارة الشديدة:

1- التخطيط الحضري: تميل المدن إلى حبس الحرارة بسبب الخرسانة والإسفلت والمباني، ما يؤدي إلى تأثير "جزيرة الحرارة الحضرية". يمكن للبنية التحتية الخضراء، مثل الحدائق والأشجار والمسطحات المائية، أن تساعد في تبريد المناطق الحضرية. كما تعد مواد البناء الأكثر عكسًا والتهوية المحسنة في المنازل والمكاتب ضرورية أيضًا للحد من التعرض للحرارة.

2- مبادرات الصحة العامة: تركز الحكومات والمنظمات بشكل متزايد على حملات الصحة العامة لتثقيف الناس حول كيفية البقاء منتعشين أثناء موجات الحر. ويشمل ذلك تعزيز الترطيب، وتوفير الوصول إلى مراكز التبريد، وتقديم الدعم للفئات السكانية الضعيفة مثل كبار السن.

3- الابتكارات التكنولوجية: تساعد التطورات في التقنيات القابلة للارتداء الأفراد على مراقبة درجة حرارة أجسامهم ومستويات الترطيب، وتوفير تنبيهات في الوقت الفعلي لمنع الإجهاد الحراري. كما تظهر الملابس التي يتم التحكم بمناخها وأجهزة التبريد الشخصية كحلول محتملة للحد من التعرض للحرارة.

4- العمل المناخي: في نهاية المطاف، فإن أفضل طريقة للحد من المخاطر التي تفرضها الحرارة الشديدة هي معالجة السبب الجذري - تغير المناخ. إن الحد من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري العالمي، والانتقال إلى مصادر الطاقة المتجددة، وتبني الممارسات المستدامة كلها خطوات حاسمة في التخفيف من التأثير الطويل الأجل للاحتباس الحراري العالمي.

الخاتمة:

مع استمرار الدراسات في استكشاف حدود تحمل الحرارة البشرية، أصبح من الواضح بشكل متزايد أنه في حين أن الجسم مجهز بآليات رائعة للتعامل مع الحرارة، فإن هذه الآليات لها حدودها. مع ارتفاع درجات الحرارة العالمية وتكرار موجات الحر، أصبح فهم هذه الحدود أكثر أهمية من أي وقت مضى. وتُظهِر الأبحاث أن حتى الأفراد الشباب الأصحاء لا يمكنهم تحمل الحرارة الشديدة إلا لفترات قصيرة، وخاصة في الظروف الرطبة. ومع تسارع تغير المناخ، فإن ضمان تجهيز المجتمعات للتعامل مع هذه الظروف سيكون أمرًا حيويًا للصحة العامة والسلامة.