אקלום וויסות חום

כותב: powerhand עמותת היד החזקה הורדת ידיים
אקלום וויסות לחום
 
אקלום

חשיפה מתמשכת או חוזרת לחום גורמת להסתגלות הדרגתית או "אקלום" שהתוצאה שלו הוא סבילות טובה יותר ללחץ החום. עם האקלום ישנה ירידה בקצב הלב, בטמפרטורת העור וגרעין הגוף. בנוסף לכך, הסחרחורות החולשה והבחילה שמתרחשים בדרך כלל בזמן מאמץ בחום נעלמים, ויכולת הביצוע של מאמצים גופניים משתפרת בצורה דרמטית.

תגובות הסתגלותיות נוספות כוללות עלייה בקצב ההזעה, התחלה מוקדמת יותר של ההזעה (כלומר בטמפרטורת גוף נמוכה יותר), ופיזור הזיעה על העור הוא טוב ומאוזן יותר. שיפור נוסף בתגובות הפיזיולוגיות לחום נראה גם בירידה של כמות אלקטרוליטים (מינרלים) המופרשים בזיעה ושמירה טובה יותר על נוזלי הגוף והרכבו.

כנראה הורמון האלדוסטרון משחק תפקיד עיקרי בהסתגלות זאת. האלדוסטרון ידוע כהורמון המשמר נתרן, האלקטרוליט העיקרי בזיעה. כאשר האדם מאוקלם לגמרי קיימת מוליכות גדולה יותר של רקמות פריפריות (היקפיות) הדבר מושג על ידי פרפוזיה (אספקת דם) מוגברת בחלל הבין תאי התת עורי. דבר המגדיל את נפח הפלסמה.

לאחר מספר ימי חשיפה לסביבה חמה, האדם מסוגל לסבול את החום בצורה הרבה יותר טובה מאשר בחשיפה הראשונית שלו לסביבה החמה. שיפור זה בסבילות לחום מקושר לעלייה בייצור הזיעה ולירידה בטמפרטורות של העור והגוף (הגרעין). 

בדרך כלל זרימת הדם לעור מצטמצמת. העלייה בקצב ההזעה מאפשרת קירור אפקטיבי יותר של העור דרך מנגנון אידוי הזיעה, והתוצאה של טמפרטורת עור נמוכה יותר היא קירור טוב יותר של הדם הזורם אל העור. כתוצאה מכך, הגוף יכול להרשות לעצמו לצמצם את זרימת הדם לעור. בניסויים שנערכו בתנאי חום קיצוניים התברר כי לבלוטות הזיעה יש את היכולת לייצר יותר זיעה מאשר בתנאים רגילים. הסיבה שיכולת זאת אינה מנוצלת במלואה אלא לאחר מספר ימי חשיפה לסביבה חמה עדיין אינה ידועה.

העלייה בייצור הזיעה עשויה לעלות עד 100%. מספר חוקרים אף גילו עלייה בנפח הדם הקשורה לאקלום לחום, אך נראה כי אקלום לחום עשוי להתרחש גם ללא שינוי בנפח הדם.

 
ויסות חום

טמפרטורת גוף האדם נעה בממוצע של C°37.  באיברים פנימיים כגון: הלב, המח, הכבד והכליה יש טמפרטורות גבוהות יותר מאשר לרקמות פריפריות.
בשעת ביצוע מאמץ, טמפרטורת השרירים עולה, תבניות זרימת הדם משתנות, והחום המטבולי העודף מפוזר בצורה נרחבת יותר דרך הגוף. טמפרטורת העור שהיא הטמפרטורה של השטח החיצוני של הגוף משתנה בצורה נרחבת בגורמים כגון עומס חום מטבולי, טמפרטורת הסביבה בה אנו מתפקדים, עומס קרינתי, הפרשת הזיעה, זרמי אוויר על הגוף והלחות האוויר. משתנים אלו משחקים תפקיד בויסות טמפרטורת הגוף.
הגעה לטמפרטורה של C°41 היא בדרך כלל קטלנית.
 
תהליכי ויסות חום

בבני אדם, ההיפותלמוס מתפקד כמעין תרמוסטט אנושי הממוקם מעל עצב הראייה, בבסיס גזע המח ההיפותלמוס משמש כחיישן תרמי, ומאגד מידע המגיע מאזורים שונים בגוף ושולט על תהליכים משפיעים שונים אשר תפקידם להעלות או להוריד את יכולת הגוף לשמור או לפלוט חום.

הפעילות האינטגרטיבית של ההיפותלמוס היא להשוות מידע חושי (של טמפרטורות) כמו תרמוסטט חשמלי. אם המידע האינטגרטיבי מגלה כי טמפרטורת הגוף היא מעל הממוצע, הפעילות העצבית שמקורה בחלקו הקדמי של ההיפותלמוס גוברת, ואז נכנסים לפעולה תהליכים העוזרים לפזר חום מהרקמות כגון הרחבה של כלי דם והזעה מופעלים.
במקרה ההפוך, אם המידע החושי מגלה כי טמפרטורת הגוף היא מתחת לממוצע הפעילות העצבית שמקורה בחלק האחורי של ההיפותלמוס גוברת, ותהליכיםהמשמרים חום כגון ואזוקונסטריקציה (הצרת כלי דם) ורעד מופעלים. בכל מקרה אין הפעלה של שני אזורי שליטה אלו בו זמנית וכאשר האחד מגורה השני מדוכא.


על מנת לשמור על טמפרטורת גוף של C°37, הגוף חייב לאזן כמותית את המנגנונים הפיזיקליים של שחלוף החום שהם: קרינה, הולכה, הסעה ואידוי ביחס לייצור החום המטבולי ותנאי הסביבה.

ייצור חום מטבולי

ייצור חום מטבולי הוא הדרך היחידה של הגוף ליצור חום, והוא אינו נחשב לאמצעי לשחלוף חום. זוהי סך כל האנרגיה המשוחררת מתהליכים אירוביים ואנאירוביים ונקבעת לרוב על ידי מדידת צריכת החמצן. ייצור החום המטבולי יכול לעלות באופן רצוני על ידי פעילות גופנית, ובאופן לא רצוני על ידי רעד מקור.
 
קרינה

קרינה היא מעבר חום על ידי קרניים אינפרא-אדומות, העשויה לגרום לאיבוד ואו קליטת חום משטח פני העור אל ואו מחפץ כלשהו הנמצא בקרבת הגוף, ללא מגע כלשהו בין השניים.

הדוגמא הנפוצה לחילוף חום על ידי קרינה היא קליטת חום השמש ביום קיץ בהיר. קליטת חום על ידי קרינה בגוף האדם תתקיים כאשר טמפרטורת האובייקט הפולט את הקרינה תהיה גבוהה מטמפרטורת העור.
פליטת חום מגוף האדם תתקיים כאשר טמפרטורת העור תהיה גבוהה מטמפרטורת האובייקט המצוי בסביבה.
 
הולכה

הולכה של חום מתרחשת בכל פעם ששתי חומרים בעלי טמפרטורות שונות נמצאים במגע ישיר. מעבר אנרגיית החום מחומר אחד לשני קשורה ישירות להפרש הטמפרטורות בין מעבר החום מהיר יותר ככל שההפרש גדול יותר.
מעבר אנרגיית החום יהיה תמיד מהחומר בעל הטמפרטורה הגבוהה יותר לחומר בעל הטמפרטורה הנמוכה יותר עד להשוואת הטמפרטורות בין החומרים.

הסעה

הסעה היא מעבר חום בין עצם -גוף לבין נוזל או גז ובמקרים מסוימים גם מוצק הנגרם מתנועה בלתי פוסקת של מולקולות הגז ואו הנוזל אשר עימם בא הגוף במגע. במהלך איבוד החום, מתרחקות המולקולות שהתחממו ממקור החום ומתחלפות במולקולות קרות יותר.
לכן, כמות החום האובדת תלויה בקצב של תנועת המולקולות על גבי העצם.

אידוי

אידוי מתרחש כאשר מים משנים מצב צבירה מנוזל לגז. איבוד חום על ידי אידוי קשור ישירות לחום האיוד ולכמות הנוזל שהתאיידה.
בגופנו, איבוד חום על ידי אידוי מתרחשת כתוצאה של הזעה ואיבוד נוזלים דרך דרכי הנשימה בזמן הנשימה. 
איבוד החום בנשימה הוא בד"כ אינו משמעותי. איבוד החום על ידי האידוי מושפע משמעותית מהלחות היחסית של האוויר וככל שהלחות היחסית נמוכה יותר איבוד החום על ידי האידוי הוא גדול יותר.