Коя е най-високата температура, при която хората оцеляват?

Оказва се, че човешкият праг за оцеляване на високи температури е доста по-нисък, отколкото сме предполагали досега.

През 2019 г. физиологът Оли Джей започва да проектира камера, която може да симулира горещите вълни от днес и от бъдещето. Осемнадесет месеца по-късно структурата на стойност 2 милиона австралийски долара (1,3 милиона щатски долара) е построена, опакована в Бризбейн, Австралия, и откарана на 1000 км – до университета в Сидни.

Днес изследователи използват тази камера, за да тестват границите на човешката издръжливост и способност за оцеляване при екстремни горещини.

„Като симулираме тези условия и излагаме хората на тях, под внимателно медицинско наблюдение, можем да разберем по-добре как те ще реагират физиологично“, коментират експертите.

През последните години температурите на Земята се покачват. И се превръщат в обичайна характеристика.

Рекордът за най-горещ ден в света беше подобрен два пъти и Организацията на обединените нации отправи глобален призив за действие срещу екстремните горещини, за да помогне на уязвимите хора, работниците и икономиките да се справят с помощта на науката.

Около 70% от глобалната работна сила – 2,4 милиарда души – сега са изложени на висок риск от екстремни горещини, се казва в доклада.

Хората обаче не знаят как най-ефективно и здравословно да се справят с проблема.

Екипът използва климатичната камера, за да проучи условията, при които топлината застрашава живота, както и какви са практичните начини, основани на доказателства, които ще ни позволят да останем живи и да охладим тялото.

Камерата представлява помещение с размери 4 на 5 метра. Изследователите могат да коригират температурата нагоре или надолу с 1 °C във всяка една минута – от 5 °C до изгарящите 55 °C.

Могат също така да контролират скоростта на вятъра и да симулират слънчева светлина с помощта на инфрачервени лампи. Както и да регулират влажността, ключова променлива, която влияе върху въздействието на топлината върху тялото.

„Това е истинско инженерно постижение“, коментира един от учените.

Участниците в експеримента могат да се хранят, спят и да правят упражнения в камерата. Изследователите им подават храна и други предмети през специален люк.

Сензори, прикрепени към тях, изпращат информация до съседната контролна зала, която обработва данни за променливи, включително сърдечна честота, дишане, изпотяване и телесна температура.

Топлинните прагове за хората са слабо дефинирани отчасти защото органите за обществено здравеопазване са разчитали твърде много на теоретично проучване, публикувано през 2010 г.

В него изследователите са използвали математически модели, за да определят „температурата на мокър термометър“ (WBT), при която млад, здрав човек ще умре след шест часа. WBT е мярка, която учените използват, когато изучават топлинния стрес, защото отчита ефектите от топлината и влажността. Моделите показаха WBT от 35 °C като граница на човешкото оцеляване. При този праг вътрешната температура на тялото ще се повиши неконтролируемо. Но моделът третира човешкото тяло като необлечен обект, който не се поти и не се движи, правейки резултата по-малко приложим в реалния свят.

Физиологът Оли Джей проучва как топлината влияе на хората, които тренират, за да имитират ежедневните дейности.

В проучване от 2021 г. учени предоставят нова оценка: граница на оцеляване на WBT от около 31 °C. Изчисляват я, като проследяват основната телесна температура на млади, здрави хора при различни комбинации от температура и влажност, докато карат велосипед.

Повечето модели на реакцията на тялото към топлината обаче се фокусират върху млади, здрави хора на сянка.

Изследването на Джей оценява границите на оцеляване на сянка и слънчева светлина през различните възрасти и докато хората си почиват или тренират.

Според неговите резултати границите на оцеляване са при WBT между 26 °C и 34 °C за млади хора и 21 °C до 34 °C за възрастни хора.

Не е изненадващо, че моделът предполага, че границите на оцеляване са по-ниски, когато хората са изложени на слънце, отколкото на сянка, и за хора над 65 години в сравнение с тези на възраст 18-40 години.

Екипът също използва модела, за да дефинира границите на обитаемост – условия, при които по-възрастните и по-младите хора могат безопасно да изпълняват задачи като работа на бюро, ходене, изкачване на стълби, танци и вдигане на тежести.

За да направи това, екипът на Джей първо излага млади, здрави хора в климатичната камера на комбинация от температура и влажност. Същевременно наблюдава такива променливи като основната им телесна температура, сърдечен ритъм и изпотяване до температурен праг, над който не би било безопасно.

В бъдещи опити изследователите планират да тестват реакцията на тялото към топлина в сенчести и слънчеви условия, при различни възрасти и по време на тренировка.

Другият фокус на изследванията на Джей е намирането на ефективни стратегии за охлаждане.

В рамките на около 240 изпитвания в климатична камера екипът измерва телесните функции на хората и тяхната работна производителност, казва Джей, „защото един от проблемите е, че хората стават по-бавни в действията си, когато им стане горещо“.

Учените тестват методи за охлаждане като използване на вентилатори и редовно пиене на вода и симулират ефектите от промяната на цвета на покрива на фабриката. Предстои резултатите да бъдат публикувани.

Екипът на Джей е проучил и как електрическите вентилатори и намокрянето на кожата влияят на напрежението на сърцето при по-възрастните хора при различни комбинации от топлина и влажност.

Изследователите са установили, че във влажни условия използването на вентилатор намалява сърдечното напрежение до температура на въздуха от поне 38 ˚C. Но в суха жега, използването на вентилатор повишава сърдечното натоварване.

Намокрянето на кожата се оказва полезно както при суха, така и при влажна топлина.

Джей и колегите му вече са популяризирали метод за охлаждане на бебета в колички. Те препоръчват на родителите в горещ ден не просто да покриват количката с кърпа, а да я покриват с влажна кърпа. Доказват, че сухата кърпа загрява количката с до 2,5 градуса, а мократа сваля температурата с до 5°C.

Екипът помага и за оформянето на глобална система за предупреждение за горещо време, пусната от браузъра Google Chrome за потребителите му по целия свят.

Следващата година колегите в лабораторията на Джей ще проследят как топлината влияе върху раждането и здравето на майката при бременни жени в Бангладеш, пише Nature.com.