ठंड के संपर्क में आना और थर्मोरेग्यूलेशन

मनुष्य ठंडे वातावरण में ऊष्मा हानि के विरुद्ध लगभग स्थिर आंतरिक तापमान बनाए रखता है। जब ठंड के संपर्क में आता है, तो शरीर पहले त्वचा की रक्त वाहिकाओं को संकुचित करके गर्मी को संरक्षित करता है और फिर कंपकंपी द्वारा गर्मी उत्पन्न करता है; बार-बार संपर्क में आने से यह आंशिक रूप से अनुकूलित हो जाता है। यह प्रविष्टि ठंड में थर्मोरेग्यूलेशन और ठंडी हवा तथा ठंडे पानी के संपर्क में आने पर शारीरिक प्रतिक्रियाओं का वर्णन करती है।

Definition

ठंड में थर्मोरेग्यूलेशन स्वायत्त और व्यवहारिक प्रतिक्रियाओं का एक एकीकृत समूह है — परिधीय वाहिकासंकुचन, कंपकंपी और गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस, और गर्मी-संरक्षण व्यवहार — जो आंतरिक शरीर के तापमान को तब बनाए रखता है जब ठंडे वातावरण में ऊष्मा हानि ऊष्मा उत्पादन से अधिक होने का खतरा होता है।

Scope

यह प्रविष्टि ठंड में मानव ऊष्मा संतुलन, ऊष्मा हानि के विरुद्ध स्वायत्त और व्यवहारिक सुरक्षा (वाहिकासंकुचन, कंपकंपी और गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस), ठंडे पानी में डूबने का विशेष खतरा, और बार-बार ठंड के संपर्क में आने के बाद होने वाले आंशिक अनुकूलन को शामिल करती है। यह शरीर विज्ञान का एक संदर्भ विवरण है और इसमें जीवित रहने, फिर से गर्म करने या उपचार के निर्देश नहीं दिए गए हैं।

Core questions

• जब वातावरण ऊष्मा को उसके उत्पादन की तुलना में तेजी से हटाता है तो ऊष्मा संतुलन का बचाव कैसे किया जाता है?
• वाहिकासंकुचन, कंपकंपी और गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस की सापेक्ष भूमिकाएँ क्या हैं?
• ठंडे पानी में डूबना ठंडी हवा के संपर्क में आने से कहीं अधिक खतरनाक क्यों है?
• बार-बार ठंड के संपर्क में आने से क्या परिवर्तन होते हैं, और वे सहनशीलता को कैसे बदलते हैं?

Key concepts

• आंतरिक बनाम खोल का तापमान
• परिधीय वाहिकासंकुचन और इन्सुलेशन
• कंपकंपी थर्मोजेनेसिस
• गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस (भूरा वसा ऊतक)
• ठंड-आघात प्रतिक्रिया और ठंडे पानी में डूबना
• हाइपोथर्मिया
• ठंड अनुकूलन (चयापचय, इन्सुलेटिव, हाइपोथर्मिक पैटर्न)

Mechanisms

गिरती हुई त्वचा और आंतरिक तापमान को थर्मोरेसेप्टर्स द्वारा महसूस किया जाता है, और हाइपोथैलेमस गर्मी-संरक्षण और गर्मी-उत्पन्न करने वाली प्रतिक्रियाओं को संचालित करता है। त्वचीय वाहिकासंकुचन खोल में रक्त प्रवाह को कम करता है, जिससे संवहनी ऊष्मा हानि कम होती है और इन्सुलेशन बढ़ता है; यदि यह अपर्याप्त है, तो कंपकंपी चयापचय ऊष्मा उत्पादन को बढ़ाती है, कुछ परिस्थितियों में गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस द्वारा पूरक होती है (Castellani & Young, 2016)। ठंडा पानी हवा की तुलना में बहुत तेजी से गर्मी का संचालन करता है, इसलिए डूबने से तत्काल ठंड-आघात प्रतिक्रिया होती है — हांफना, हाइपरवेंटिलेशन और टैकीकार्डिया — जो हाइपोथर्मिया विकसित होने से पहले घातक हो सकती है, जबकि लगातार डूबने से आंतरिक तापमान धीरे-धीरे ठंडा होता है (Tipton & Golden, 2003)। बार-बार ठंड के संपर्क में आने से आंशिक अनुकूलन होता है, जिसे चयापचय, इन्सुलेटिव या हाइपोथर्मिक पैटर्न के रूप में वर्णित किया जाता है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि थर्मोजेनेसिस, वाहिकासंकुचन, या सहन किया गया कम आंतरिक तापमान प्रमुख है (Castellani & Young, 2016; Parsons, 2014)।

Clinical relevance

ठंड से बचाव का शरीर विज्ञान हाइपोथर्मिया और ठंडे पानी में डूबने के खतरों की पहचान को रेखांकित करता है, और ठंडी परिस्थितियों में व्यायाम और प्रदर्शन की व्याख्या को सूचित करता है। यह प्रविष्टि तंत्र और साक्ष्य आधार की व्याख्या करती है; हाइपोथर्मिया और ठंड की चोट की पहचान, फिर से गर्म करना और प्रबंधन नैदानिक ​​मामले हैं जो वर्तमान दिशानिर्देशों द्वारा शासित होते हैं और इसके दायरे से बाहर हैं।

Evidence & guidelines

तंत्र और अनुकूलन को एक शारीरिक समीक्षा (Castellani & Young, 2016) में संक्षेपित किया गया है, ठंडे पानी में डूबने के खतरों को विसर्जन-शरीर विज्ञान कार्य (Tipton & Golden, 2003) में, और ठंडे वातावरण में मानव प्रतिक्रियाओं के व्यापक क्षेत्र को संदर्भ ग्रंथों (Parsons, 2014) में संक्षेपित किया गया है। हाइपोथर्मिया का नैदानिक ​​प्रबंधन वर्तमान दिशानिर्देशों का पालन करता है जो यहां पुनरुत्पादित नहीं हैं।

History

मानव ठंड शरीर विज्ञान को बीसवीं शताब्दी के दौरान ध्रुवीय अन्वेषण, समुद्री और सैन्य अनुभव, और प्रयोगशाला ठंड-संपर्क अध्ययनों द्वारा आकार दिया गया था, जिसने वाहिकासंकुचन और कंपकंपी के अनुक्रम को स्थापित किया, आबादी में ठंड अनुकूलन के पैटर्न को अलग किया, और यह स्पष्ट किया कि अचानक ठंडे पानी में डूबना अद्वितीय रूप से खतरनाक क्यों है।

Debates

वयस्क मनुष्यों में गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस का महत्व

वयस्कों में सक्रिय भूरे वसा ऊतक की खोज ने इस बहस को फिर से खोल दिया कि गैर-कंपकंपी थर्मोजेनेसिस ठंड से बचाव में कितना योगदान देता है और क्या इसे ठंड अनुकूलन द्वारा भर्ती किया जा सकता है, वाहिकासंकुचन और कंपकंपी की स्थापित भूमिकाओं के सापेक्ष।

Key figures

• John W. Castellani
• Andrew J. Young
• Michael J. Tipton

Seminal works

• castellani-young-2016
• tipton-2003

Frequently asked questions

ठंड के खिलाफ शरीर की पहली रक्षा क्या है?

त्वचा में रक्त वाहिकाओं का संकुचन, जो शरीर की सतह पर रक्त प्रवाह को कम करता है और ठंडे खोल की इन्सुलेटिंग मोटाई को बढ़ाता है, कंपकंपी को अतिरिक्त गर्मी उत्पन्न करने के लिए भर्ती करने से पहले आंतरिक भाग में गर्मी का संरक्षण करता है।

ठंडे पानी में गिरना इतनी जल्दी इतना खतरनाक क्यों है?

पानी हवा की तुलना में बहुत तेजी से गर्मी का संचालन करता है, और अचानक डूबने से ठंड-आघात प्रतिक्रिया होती है — अनैच्छिक हांफना, तेजी से सांस लेना, और हृदय गति में वृद्धि — जो पहले मिनटों के भीतर डूबने या हृदय संबंधी घटनाओं का कारण बन सकती है, इससे पहले कि आंतरिक भाग हाइपोथर्मिक स्तर तक ठंडा हो जाए।