Hver eru áhrif hita og kulda á mannslíkamann?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hver eru áhrif hita og kulda á mannslíkamann?

Hér er einnig að finna svar við spurningu Guðlaugar Björnsdóttur Hvers vegna lækkar líkamshiti hjá sumu fólki þegar það veikist?

Uppruni varmaorkunnar í líkama okkar liggur í fæðunni. Líkaminn myndar varma við efnahvörf, það er þegar hann er að brjóta niður sykur, fitu og prótein sem fengin eru úr fæðunni sem við borðum. Þetta niðurbrot og varmamyndun gerist einna helst í vefjum þar sem mikil virkni er, svo sem vöðvum og lifur, og þessir vefir eru oft kallaðir "ofnar" líkamans. Blóðið sér svo um að dreifa varmanum út um allan líkama; það rennur í gegnum heit líffæri, tekur upp varma og flytur með sér út á kaldari staði. Þessi stöðuga varmamyndun ásamt varmaflutningi verður að sjálfsögðu til þess að líkaminn hitnar. Við viljum halda líkamshitanum við um það bil 37 gráður á Celsíus og því þurfum við að losna við allan umframvarma sem mundi annars valda því að við ofhitnuðum. Þessi varmi flyst út úr líkamanum, aðallega í gegnum húðina, á eftirfarandi hátt:

1. Hann geislar út frá húðinni ef við erum í svölu umhverfi.
2. Varmann leiðir út úr húðinni ef við erum í snertingu við kaldari hluti.
3. Hann flyst frá húðinni ef loftið eða vökvinn sem er í snertingu við húðina er á hreyfingu (vindar, straumar).
4. Varminn flyst út frá húðinni ef vökvi gufar upp af henni (sviti, bleyta). Uppgufun krefst orku og hún er tekin úr húðinni og við það kólnar hún.
5. Við töpum einnig varma úr líkamanum með lofti sem við öndum frá okkur og með þvagi og hægðum.
6. Einnig fer eitthvað af varma í að hita upp kaldan mat og drykk sem við neytum.

Hitamyndun í líkamanum og hitatap þarf því alltaf að vera í ákveðnu jafnvægi ef við eigum að ná að halda um það bil 37 stiga líkamshita.

Allar þessar aðferðir falla undir það sem kallað er varmaflutningur í eðlisfræði en hann er þrenns konar. Þannig er fyrsta atriðið dæmi um varmageislun, annað atriðið dæmi um varmaleiðingu en hin atriðin eru dæmi um varmaburð þar sem varmi flyst með efni sem hreyfist úr stað. Lesa má nánar um þetta í svari Tryggva Þorgeirssonar og Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Hvers vegna eru katlar, pottar og hitakönnur yfirleitt gljáandi að utan? Einnig má lesa meira, meðal annars um varmabúskap dýra, í svari Páls Valdimarssonar og Þorsteins Vilhjálmssonar við spurningunni Hvaða máli skiptir hvort miðstöðvarofnar eru hvítir eða svartir?

Ef líkamshitinn lækkar í okkur er ástæðan yfirleitt annað hvort of lítil varmaframleiðsla (of lítið um efnahvörf) eða of mikið varmatap til umhverfisins. Líkaminn getur reynt að koma í veg fyrir hitalækkunina með því að:

1. Minnka blóðflæði til húðar og jafnvel útlima (þess vegna verður húðin svöl og okkur kólnar á höndum og fótum).
2. Minnka svitamyndun þannig að engin uppgufun verði.
3. Auka varmamyndun með því að auka matarlystina (við verðum svöng og borðum meira), auka starfsemi meltingarfæra. Þá aukast efnahvörf og hitamyndun vex.
4. Auka varmamyndun með því að auka líkamshreyfingar. Við finnum fyrir löngun til að hreyfa okkur, berja okkur til hita, stappa í gólfið og fleira. Einnig koma fram ósjálfráðir vöðvakippir eða svo kallaður vöðvaskjálfti sem er mjög varmamyndandi.
5. Auka einangrun með því að reisa hárin á líkamanum; við fáum gæsahúð. Þetta gegnir þó litlu hlutverki hjá manninum en aftur á móti miklu hlutverki hjá ýmsum dýrum sem hafa feld.
6. Auka einangrun með því að fara í föt. Aðaleinangrunin felst í loftmagni fatanna, en það loft þarf þó að vera kyrrstætt og því má ekki blása í gegnum fötin.

Ef líkamshitinn hækkar í okkur er ástæðan yfirleitt of mikil varmaframleiðsla (of mikið um efnahvörf) eða að hiti berst inn í okkur frá umhverfinu. Líkaminn getur reynt að koma í veg fyrir hitahækkunina með því að:

1. Auka blóðflæði til húðarinnar og útlima til að meiri hiti tapist út úr líkamanum.
2. Auka svitamyndunina eða bleyta húðina á einhvern annan hátt þannig að meira gufi upp af okkur og hiti tapist.
3. Oft gerum við ráðstafanir þannig að loftið í kringum okkur sé á hreyfingu og uppgufun aukist. Við notum þá til dæmis viftu, blævæng eða því um líkt.
4. Minnkum einangrunina (fækkum fötum).
5. Drögum úr efnahvörfum með því að draga úr matarlyst og minnka löngun til hreyfinga ("það er svo heitt að ég hef enga lyst og nenni ekki að gera neitt").

Við áreynslu eða mikla streitu aukast efnahvörf mjög í líkamanum og því er eðlilegt að líkamshiti aukist og fer hann þá oft upp undir 39-40°C en lækkar svo fljótt aftur þegar viðkomandi slakar á.

Sótthiti kallast það þegar líkaminn sjálfur breytir líkamshitanum, það er hækkar hann úr ca. 37°C upp í 39-40°C eða meira. Ekki er vitað nákvæmlega hvernig þetta gerist en álitið að við til dæmis bakteríu- eða veirusýkingar myndist í líkamanum svo kölluð pyrogen-efni. Þessi efni auka myndun prostaglandina sem hækka hitastilli líkamans sem er á ákveðnu svæði í miðheila. Þá bregst líkaminn við og eykur sjálfur hitamyndunina uns þessari nýju stillingu er náð til dæmis upp í 39°C. Í dag er álitið að líkaminn geri þetta til að efla varnarkerfi líkamans sem starfi betur við þetta hækkaða hitastig. Hitalækkandi lyf eins og til dæmis magnyl draga úr myndun prostaglandina og hindra þannig breytinguna á hitastillinum. Líkamshiti yfir 41°C er talinn skaðlegur og hiti yfir 43°C veldur yfirleitt hitaslagi og dauða.

Ef við lendum í aðstæðum þar sem mikil kæling verður á líkamanum, til dæmis í ísköldu vatni, getur líkaminn ekki ráðið við að halda uppi 37°C og tapar hita hratt út í umhverfið. Við þetta hægir mjög á mestallri starfsemi líkamans, frumurnar fara að starfa hægar og þegar líkamshitinn er kominn niður undir 30°C er líklegt að hjartað stöðvist og blóðið hætti að flæða um líkamann. Þetta leiðir að sjálfsögðu til súrefnisskorts í vefjunum og yfirleitt til dauða. Þó hefur komið í ljós ef kælingin er hröð að þá minnkar súrefnisþörf frumnanna mjög hratt þannig að þær geti haldist óskemmdar í nokkuð langan tíma. Til eru dæmi um að fólk hafi kólnað niður undir 20°C í allt að 1 klst. og tekist að hita það upp aftur og endurlífga án teljandi skemmda.

Við erum mun næmari gagnvart ofhitnun en ofkælingu. Ef umhverfið er það heitt að líkaminn nái ekki að halda líkamshitanum við 37°C eykst líkamshitinn stöðugt. Þetta gerist til dæmis þegar við sitjum í gufubaði. Þar getur lofthiti verið um 100°C en við þolum það í dálítinn tíma vegna þess hve loftið er þurrt og við náum að kæla okkur með uppgufun svitans. Það kemur þó að því að líkamshitinn fer upp í 39 – 40°C og þá fer okkur að líða illa og förum út til að kæla okkur. Ef við gerðum það ekki myndi hitinn halda áfram að vaxa og við mundum fljótt missa meðvitund. Ef líkamshitinn fer um eða yfir 43°C fara að koma fram varanlegar skemmdir, til dæmis í taugavef líkamans.

Á ofannefndu sést að mannslíkaminn er nokkuð vel útbúinn til að bregðast við breytingum á umhverfishita og það gerir manninum kleift að lifa bæði á heitum svæðum við miðbaug jarðar og á köldum svæðum við heimskautin.

...