Zima w ostatnich latach była bura, wilgotna i pozbawiona charakteru. Zaś nasza pamięć termiczna, zwykle krótka i selektywna, zdążyła zapomnieć, jak to jest, gdy trzeba wyjść rano po bułki przy siarczystych mrozach. Nagle termometry przypomniały sobie o istnieniu liczb dwucyfrowych poprzedzonych minusem, a mroźna rzeczywistość wywołała stan egzystencjalnego osłupienia, jak gdybyśmy zapomnieli, w jakiej szerokości geograficznej żyjemy.
Prawda jest jednak brutalna: obecne temperatury to nie anomalie, lecz norma. I choć psychika buntuje się na myśl o skrobaniu szyb i dzwonieniu zębami, organizm wchodzi w tryb fascynującej, choć czasem bolesnej, gimnastyki fizjologicznej.
Czytaj także: Jak w zdrowiu przetrwać zimę
Termogeneza, czyli wewnętrzny piec pod presją
Kiedy wychodzimy na dziesięciostopniowy mróz, nasze ciało natychmiast uruchamia protokół „Przetrwanie”. Pierwszym sygnałem jest drżenie. To nic innego jak próba zamiany energii chemicznej na cieplną poprzez mimowolne skurcze mięśni. Jak zauważają badacze, m.in. dr Shona Halson z Australian Institute of Sport oraz prof. fizjologii Ira Jacobs, drżenie może zwiększyć produkcję ciepła w organizmie nawet pięciokrotnie. To zabawne, że ewolucja nie wymyśliła dla nas nic lepszego niż bycie ludzkim wibratorem w obliczu chłodu.
Człowiek za sprawą ewolucji i postępu cywilizacyjnego nabył kilka umiejętności, dzięki którym łatwiej sobie radzi w skrajnych warunkach. Może dostosować do nich ubiór albo temperaturę pomieszczeń, w których przebywa. – Zwierzęta mają gorzej, bo muszą polegać na własnym organizmie: jedne potrafią odpowiednio ułożyć pokrywę włosową, aby wiatr nie dochodził bezpośrednio do skóry, a inne się kulą, żeby nie oddawać ciepła – mówiła mi kilka lat temu prof. dr hab. Krystyna Koziec z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, gdy zaprosiłem ją do rozmowy o termoregulacji. To pojęcie z fizyki, które odnosi się do naszej biologii – chodzi o wytwarzanie takiej ilości energii, jaka jest niezbędna do utrzymania odpowiedniej temperatury wewnętrznej organizmu, niezależnej od otoczenia.
Krążenie krwi jest jednym z najważniejszych elementów tego skomplikowanego mechanizmu, dzięki któremu możemy chronić się przed zimnem i za pomocą którego regulujemy wewnętrzną temperaturę ciała. Powinna ona wynosić mniej więcej ok. 37 st. C, więc kiedy robi się nam bardzo zimno, krążąca krew z odsłoniętych części skóry przesuwa się do wnętrza, poniżej warstwy tłuszczu. Obniżenie temperatury krwi pobudza układ współczulny i przyspiesza metabolizm mięśni oraz tkanki tłuszczowej.
– Tkanka tłuszczowa to nie tylko nasz izolator – zapewnia prof. Koziec, przekonując, że niefortunnie postrzegamy ją jako wyłącznie coś złego i zbędnego. Byłoby nam bez niej zawsze bardzo zimno. – Dlatego arktyczna dieta Inuitów oparta jest na produktach wysokotłuszczowych. Nie chodzi już nawet o mięso, ale o sam tłuszcz pochodzący od ssaków morskich, np. fok i wielorybów. Zresztą one również mają bardzo dobrze rozwiniętą tłuszczową tkankę podskórną, która pozwala im przeżyć w zimnych akwenach – u wielorybów jest to nawet ponad 30 cm grubości, czyli 25–30 proc. masy ciała.
Czytaj także: Czy przeziębienie bierze się z zimna?
Skąd gęsia skórka i dzwonienie zębami
Twarze przyzwyczajonych do zimna Inuitów zdradzają tę samą cechę – są zaokrąglone dzięki grubszej warstwie podskórnego tłuszczu, ponieważ jego naturalne spalanie niweluje poczucie zimna. Osoby z anoreksją w polarnych warunkach nie mogłyby przeżyć, bo podczas gwałtownego odchudzania tracą tkankę tłuszczową, znacznie częściej marzną, mają gęsią skórkę i dreszcze.
A w ten sposób organizm broni się przed utratą ciepła. Osobliwa nazwa gęsiej skórki bierze się stąd, że jest uwypukleniem skóry w efekcie skurczu drobnych mięśni przywłosowych, umiejscowionych u podstawy mieszków włosowych, przez co skóra przypomina oskubaną gęś. To ewolucyjny spadek po naszych przodkach, którzy byli dużo bardziej owłosieni i wyprostowanie włosów na ciele (u współczesnych Homo sapiens zwłaszcza na przedramionach i udach) tworzyło specyficzny izolator termiczny chroniący przed zimnem. – Mechanizm ten nadal się sprawdza u zwierząt pokrytych gęstą sierścią, ponieważ najeżone futro doskonale chroni je przed stratami ciepła – uzupełnia prof. Krystyna Koziec.
Gdy to zawodzi, ciało zaczyna dygotać z zimna, mięśnie kurczą się i w ten sposób wydzielają duże ilości ciepła. Charakterystyczne dzwonienie zębami na mrozie to również efekt niekontrolowanego napinania oraz rozluźniania najmniejszych mięśni, które w wyniku skurczu włókien wytwarzają ciepło. W niskiej temperaturze nie mamy nad nimi kontroli, w związku z tym kurczą się samoistnie, wprawiając w drgania różne okolice ciała. – Organizm ratuje się, jak może – podsumowuje fizjologożka. – Sam wymusza pracę mięśni, wywołując drżenie komórek, które powodują wzrost temperatury ciała.
Bakterie w lodówce: czy mróz nas chroni
Istnieje ludowe przekonanie, że siarczysty mróz wymrozi zarazki. To prawda, że niskie temperatury nie sprzyjają namnażaniu wielu bakterii na zewnątrz, ale wirusy – te złośliwe pakiety kwasu nukleinowego – czują się w zimie wyśmienicie.
Badania opublikowane w „The Journal of Infectious Diseases” i innych artykułach sugerują, że wirus grypy posiada otoczkę, która w niskich temperaturach twardnieje, tworząc coś na kształt pancerza. Dzięki temu patogen może przetrwać dłużej w powietrzu, czekając, aż ktoś nieostrożnie go wciągnie do ciepłych płuc. Co więcej, zimne, suche powietrze wysusza naszą śluzówkę nosa. Śluz, który normalnie działa jak lep na muchy dla mikrobów, staje się rzadki i nieefektywny. W efekcie mróz nie tyle zabija wirusy, co ułatwia im logistykę, podczas gdy my, stłoczeni w niedogrzanych i słabo wentylowanych pomieszczeniach, stanowimy dla nich idealny poligon doświadczalny.
Naukowcy z Yale University, w badaniu z 2022 r. opublikowanym w „Journal of Allergy and Clinical Immunology” udowodnili, że spadek temperatury w nosie o zaledwie 5 st. C (co dzieje się przy wdychaniu zimnego powietrza) osłabia odpowiedź immunologiczną o połowę. Komórki odpornościowe w błonach śluzowych stają się leniwe, co ułatwia wirusom atak.
Skóra na mrozie: odmrożenia i inne dramaty
Szczególnym polem bitwy na mrozie staje się skóra, która w takich warunkach szybciej traci wilgoć. Proces ten, zwany transepidermalną utratą wody, sprawia, że bariera lipidowa szybko pęka, co grozi wysuszeniem, a w konsekwencji pękaniem i podrażnieniami (co z kolei otwiera bramy dla rozmaitych infekcji).
Badania z American Heart Association podkreślają, że długotrwałe narażenie na zimno ogranicza przepływ krwi do kończyn, co zwiększa ryzyko hipotermii, zwłaszcza u osób z problemami krążeniowymi. A odmrożenia? Pierwszą oznaką są mrowienia, potem drętwienie, wreszcie skóra staje się blada i woskowa. Na wietrze przy temperaturze –16 st. C odmrożenie może zaatakować odsłoniętą skórę już w krótszym czasie niż 30 min (ryzyko to potęgują wspinaczki wysokogórskie bez zasobów tlenowych, ponieważ tlen wspomaga krążenie, a ono odgrywa bardzo ważną rolę w ochronie tkanek przed zgubnym wpływem niskiej temperatury).
Wojciech Fusek i Jerzy Porębski w książce „Lekarze w Górach” łączą odmrożenia u himalaistów z niedostatkami technologii w dawnych latach (a więc niedoskonałym ubiorem nieizolującym dostatecznie przed zimnem), ale w dużej mierze to jednak wina utraty czujności i nadmiernej nonszalancji ze strony amatorów wspinaczek. Maurice Herzog wraz z Louisem Lachenalem, francuscy zdobywcy Annapurny z 1950 r., aby dopiąć celu wspomagali się ponoć dopingującym środkiem farmakologicznym, który wprowadził ich w taką euforię, że zapomnieli o mrozie i zdjęli rękawice nie odczuwając bólu. Herzog stracił po tym wszystkie palce i musiał zakończyć karierę wspinaczkową (amputacja nie przeszkodziła mu jednak w wypełnianiu funkcji ministra sportu za prezydentury Charles’a de Gaulle’a).
Jak takich odmrożeń uniknąć? Proste i dość oczywiste: ubieraj się warstwowo, chroń uszy, nos i palce i nie udawaj, że jesteś polarnikiem bez rękawic. Ta zasada „ubieraj się na cebulkę”, która brzmi jak porada babci, ma solidne podstawy fizyczne. Powietrze uwięzione między warstwami ubrań jest najlepszym izolatorem (przewodność cieplna powietrza jest znikoma). Naukowcy udowodnili, że trzy cienkie warstwy są znacznie skuteczniejsze niż jeden gruby, wełniany sweter, który przepuszcza wiatr.
Zimny bilans zysków i strat
No dobrze, ale czy mróz ma jakieś plusy? Bo przecież nie może być tylko czarnym charakterem w tej opowieści. O ile nie jesteśmy akurat uwięzieni w zaspie bez rękawiczek. Niskie temperatury zmniejszają obrzęki i stany zapalne – to dlatego sportowcy wskakują do lodowatych kąpieli. Mróz działa też na nas orzeźwiająco; zwiększona dawka tlenu w gęstszym, mroźnym powietrzu może działać jak naturalny dopalacz, pod warunkiem że oddychamy przez nos, pozwalając powietrzu nieco się ogrzać, zanim dotrze do płuc.
Pamiętajmy też o tym, że skoro organizm potrzebuje paliwa do wspomnianej termogenezy, spalanie kalorii na mrozie jest faktem. Badania opublikowane przez naukowców z Maastricht University Medical Centre sugerują, że regularna ekspozycja na umiarkowany chłód może poprawić naszą wrażliwość na insulinę. Ale czy to oznacza, że stanie na przystanku przy –12 st. to darmowy trening odchudzający? Teoretycznie tak, choć cena w postaci kataru i ogólnego rozdrażnienia wydaje się nieco wygórowana.
A zatem bilans zysków i strat jest nieubłagany. W dobie zmian klimatu, gdy zimy stają się kapryśne, warto przypomnieć sobie stare lekcje: ubieraj się odpowiednio, ruszaj się i nie ignoruj sygnałów ciała. Natura nie jest naszym wrogiem, ale lubi testować naszą adaptacyjność – zatem adaptujmy się mądrze, bo mróz, nawet spodziewany, wciąż potrafi zaszkodzić. W końcu, jak mawiają Skandynawowie, nie ma złej pogody, są tylko złe ubrania i brak pokory wobec… termodynamiki.
Co mróz robi z naszym ciałem?
|
Organ/Układ |
Reakcja na −10/−16 st. C |
Skutek |
|
Serce |
Przyspieszone tętno, wyższe ciśnienie |
Zwiększone ryzyko incydentów sercowych |
|
Płuca |
Skurcz oskrzeli (zimne powietrze) |
Trudności w oddychaniu, kaszel po wysiłku |
|
Mózg |
Zwiększona czujność (początkowo), apatia (później) |
Zmęczenie psychiczne, spadek koncentracji |
|
Układ odpornościowy |
Osłabienie bariery śluzówkowej |
Łatwiejsza transmisja wirusów |
|
Skóra |
Utrata bariery lipidowej |
Większe ryzyko podrażnień i odmrożeń |