Soğuk Maruziyeti ve Termoregülasyon
İnsanlar, soğuk bir ortama ısı kaybına karşı neredeyse sabit bir çekirdek sıcaklığını korumaktadır. Soğuğa maruz kalındığında, vücut öncelikle cilt kan damarlarını daraltarak ısıyı korumakta, ardından titreme yoluyla ısı üretmektedir; tekrarlanan maruziyetle kısmen aklimatize olmaktadır. Bu madde, soğukta termoregülasyonu ve soğuk hava ile soğuk suya maruz kalmaya verilen fizyolojik yanıtları açıklamaktadır.
Tanım
Soğukta termoregülasyon, soğuk bir ortama ısı kaybının ısı üretimini aşma tehdidi oluşturduğu durumlarda çekirdek vücut sıcaklığını savunan, periferik vazokonstriksiyon, titreme ve titremesiz termogenez ile ısı koruyucu davranışları içeren entegre bir otonomik ve davranışsal yanıtlar bütünüdür.
Kapsam
Bu madde, soğukta insan ısı dengesini, ısı kaybına karşı otonomik ve davranışsal savunmaları (vazokonstriksiyon, titreme ve titremesiz termogenez), soğuk suya dalmanın özel tehlikesini ve tekrarlanan soğuk maruziyetini takiben oluşan kısmi aklimatizasyonu kapsamaktadır. Bu, fizyolojinin referans bir açıklaması olup, hayatta kalma, yeniden ısıtma veya tedavi talimatları içermemektedir.
Temel sorular
- Çevre, ısıyı üretildiğinden daha hızlı uzaklaştırdığında ısı dengesi nasıl korunmaktadır?
- Vazokonstriksiyon, titreme ve titremesiz termogenezin göreceli rolleri nelerdir?
- Soğuk suya dalma, soğuk havaya maruz kalmaktan neden çok daha tehlikelidir?
- Tekrarlanan soğuk maruziyetiyle hangi değişiklikler meydana gelmekte ve bunlar toleransı nasıl değiştirmektedir?
Anahtar kavramlar
- Çekirdek ve kabuk sıcaklığı
- Periferik vazokonstriksiyon ve yalıtım
- Titreme termogenezi
- Titremesiz termogenez (kahverengi yağ dokusu)
- Soğuk şoku yanıtı ve soğuk suya dalma
- Hipotermi
- Soğuk aklimatizasyonu (metabolik, yalıtıcı, hipotermik paternler)
Mekanizmalar
Düşen cilt ve çekirdek sıcaklıkları termoreseptörler tarafından algılanmakta ve hipotalamus ısı koruyucu ve ısı üretici yanıtları tetiklemektedir. Kutanöz vazokonstriksiyon, kabuğa kan akışını azaltarak iletken ısı kaybını düşürmekte ve yalıtımı artırmaktadır; bu yeterli olmadığında, titreme metabolik ısı üretimini artırmakta, bazı durumlarda titremesiz termogenez (Castellani & Young, 2016) ile desteklenmektedir. Soğuk su, ısıyı havadan çok daha hızlı iletmektedir, bu nedenle suya dalma, hipotermi gelişmeden önce ölümcül olabilen ani bir soğuk şoku yanıtını — nefes nefese kalma, hiperventilasyon ve taşikardi — tetiklemekte, sürekli suya dalma ise çekirdek sıcaklığını giderek düşürmektedir (Tipton & Golden, 2003). Tekrarlanan soğuk maruziyeti, termogenezin, vazokonstriksiyonun veya tolere edilen daha düşük bir çekirdek sıcaklığının baskın olup olmadığına bağlı olarak metabolik, yalıtıcı veya hipotermik paternler olarak tanımlanan kısmi aklimatizasyon üretmektedir (Castellani & Young, 2016; Parsons, 2014).
Klinik önem
Soğuk savunmasının fizyolojisi, hipotermi ve soğuk suya dalma tehlikelerinin tanınmasının temelini oluşturmakta ve soğuk koşullarda egzersiz ve performansın yorumlanmasına bilgi sağlamaktadır. Bu madde mekanizmaları ve kanıt tabanını açıklamaktadır; hipotermi ve soğuk yaralanmasının tanınması, yeniden ısıtılması ve yönetimi, mevcut kılavuzlar tarafından yönetilen klinik konular olup, bu maddenin kapsamı dışındadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Mekanizmalar ve aklimatizasyon fizyolojik bir derlemede (Castellani & Young, 2016), soğuk suya dalma tehlikeleri dalma fizyolojisi çalışmalarında (Tipton & Golden, 2003) ve soğuk ortamlara insan yanıtlarının daha geniş alanı referans metinlerinde (Parsons, 2014) özetlenmektedir. Hipoterminin klinik yönetimi, burada tekrarlanmayan mevcut kılavuzları takip etmektedir.
Tarihçe
İnsan soğuk fizyolojisi, yirminci yüzyıl boyunca kutup keşifleri, denizcilik ve askeri deneyimler ile laboratuvar soğuk maruziyeti çalışmaları tarafından şekillendirilmiştir; bu çalışmalar vazokonstriksiyon ve titreme sırasını belirlemiş, popülasyonlar arasında soğuk aklimatizasyon paternlerini ayırt etmiş ve ani soğuk suya dalmanın neden benzersiz bir şekilde tehlikeli olduğunu açıklığa kavuşturmuştur.
Tartışmalar
- Yetişkin insanlarda titremesiz termogenezin önemi
- Yetişkinlerde aktif kahverengi yağ dokusunun keşfi, titremesiz termogenezin soğuk savunmasına ne kadar katkıda bulunduğu ve vazokonstriksiyon ile titremenin yerleşik rollerine kıyasla soğuk aklimasyonuyla aktive edilip edilemeyeceği konusundaki tartışmayı yeniden başlatmıştır.
Öne çıkan isimler
- John W. Castellani
- Andrew J. Young
- Michael J. Tipton
İlgili konular
Temel eserler
- castellani-young-2016
- tipton-2003
Sıkça sorulan sorular
- Vücudun soğuğa karşı ilk savunması nedir?
- Ciltteki kan damarlarının daralmasıdır; bu durum vücut yüzeyine kan akışını azaltmakta ve daha soğuk olan kabuğun yalıtım kalınlığını artırmakta, böylece ek ısı üretmek için titreme devreye girmeden önce çekirdekte ısıyı korumaktadır.
- Soğuk suya düşmek neden bu kadar hızlı tehlikeli olmaktadır?
- Su, ısıyı havadan çok daha hızlı iletmektedir ve ani suya dalma, istemsiz nefes nefese kalma, hızlı nefes alma ve kalp atış hızında ani bir artış gibi bir soğuk şoku yanıtını tetiklemektedir; bu durum, çekirdek hipotermik seviyelere soğumadan önce, ilk dakikalar içinde boğulmaya veya kardiyak olaylara neden olabilmektedir.