Ο βιολογικός θερμοστάτης

Πάντα μου άρεσαν οι γελοιογραφίες. Όταν μάλιστα πρόκειται για έργα ταλαντούχων του είδους, με πηγαίο χιούμορ και λιτή αλλά εύστοχη γραμμή, που στοχεύουν κατευθείαν στο υπονοούμενο, διαθέτουν μια ακαταμάχητη γοητεία που σαγηνεύει, και προσφέρουν ένα καλλιτεχνικό βίωμα και απόλαυση, και μια πνευματική συγκίνηση που συναρπάζει. Αυτά πιστεύω, αφού έτσι τα νοιώθω, και δεν με νοιάζει αν θα με κατηγορήσουν για Φαρισσαϊσμό και τα τοιαύτα!

Να μαι λοιπόν με το έντυπο στο χέρι και να έχω μπροστά μου μια γελοιογραφία, με το προσφιλές και πάντα επίκαιρο και ενδιαφέρον θέμα του άγριου φύλαρχου της Αφρικανικής ζούγκλας να έχει στο καζάνι τον ιεραπόστολο ή τον Ευρωπαίο εξερευνητή και να τον μαγειρεύει. Φυσικά η λεζάντα που συνοδεύει το σκίτσο ποικίλλει κατά περιεχόμενο, ανάλογα με το φιλοσοφικό προσανατολισμό ή το βαθμό και την ποιότητα του γελοιογραφικού οίστρου του σκιτσογράφου, και τις γαστρονομικές του προτιμήσεις, και αναφέρεται, στις περισσότερες περιπτώσεις, στη διατροφή και την υγεία, τόσο του φύλαρχου όσο και του ζωντανού ακόμα εδέσματος, που καμιά φορά επιβουλεύεται και ορέγεται και καταβροχθίζει στα κλεφτά τις πατάτες, τα κρεμμύδια και τα καρότα που σιγοβράζουν στο ζουμί του! Δεν παραμελείται όμως, καμιά φορά, και η αναφορά στη ζέστη των τροπικών, στην εφίδρωση του ζωντανού μεζέ που σιγοβράζει μέσα στο τεράστιο μαγειρικό σκεύος , όσο και στην εφίδρωση και στη σιελόρροια του φύλαρχου, των συζύγων και των μικρών πειναλέων βλασταριών τους.

Και από εδώ και πέρα, κατά περίεργη και πολύπλοκη συνειρμική διεργασία, η σκέψη μου ακολουθεί τα δικά της μονοπάτια ανάμεσα στους πολυδαίδαλους μηχανισμούς των διεργασιών της θερμορύθμισης, και ιδιαίτερα της θερμορύθμισης τώρα το καλοκαίρι, που ο ζωοδότης ήλιος αρέσκεται, σαν ανθρωποφάγος φύλαρχος κανίβαλων της Αφρικής, να μας ξεροψήνει στο δικό του καζάνι για να μας μαυρίσει ή και να μας φάει!

Είναι βέβαια γνωστό πως για να διατηρείται στη ζωή και να λειτουργεί σωστά το ανθρώπινο σώμα όπως και των ανώτερων ζώων πρέπει η θερμοκρασία του να διατηρείται σταθερή στους 37 βαθμούς περίπου, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος και τις διακυμάνσεις της, καθώς και ανεξάρτητα από το συνεχώς μεταβαλλόμενο ρυθμό της παραγωγής της θερμότητας μέσα στο ίδιο το σώμα, με τις ποικίλες διεργασίες του μεταβολισμού. Γι αυτό και υπάρχει και λειτουργεί στο σώμα, με αξιοθαύμαστη ακρίβεια, το πλέον πολύπλοκο και τεχνικά σχεδόν άψογο κλιματιστικό σύστημα στην υφήλιο.

Σε αδρές γραμμές, η λειτουργία αυτού του συστήματος στηρίζεται στη γενική αρχή της διατήρησης του ισοζυγίου θερμότητας μεταξύ της παραγόμενης με το μεταβολισμό και της αποβαλλόμενης από τον οργανισμό θερμότητας, με σταθερό σημείο αναφοράς τους 37 βαθμούς. Αν, για παράδειγμα, έχουμε ένα μεταβολισμό που αντιστοιχεί σε 2.400 θερμίδες ανά 24ωρο, αυτό σημαίνει ότι, κατά μέσο όρο, κάθε μια ώρα στο σώμα μας παράγεται θερμότητα που αντιστοιχεί σε 100 θερμίδες (kcal). Αν αυτή η θερμότητα διοχετεύονταν σε 100 λίτρα νερό θα ανέβαζε τη θερμοκρασία του κατά 1 βαθμό. Αν το σωματικό μας βάρος είναι 70 κιλά, και με κάποιο τρόπο παρακωλύεται η απώλεια θερμότητας από το σώμα, αυτή η θερμότητα θα ανέβαζε τη θερμοκρασία του σώματος κατά 1,5 βαθμό C ανά ώρα περίπου.

Βέβαια, ο ρυθμός της παραγωγής της θερμότητας στο σώμα δεν είναι σταθερός. Δεν νομίζω όμως πως είναι δυνατό αυτός να περιοριστεί, σ ένα άτομο που ζυγίζει 70 κιλά, σε επίπεδο χαμηλότερο από 60 θερμίδες ανά ώρα (1 θερμίδα ανά 1 λεπτό!) Από την άλλη μεριά, η παραγωγή της θερμότητας μπορεί να αυξάνεται και να φτάνει σε απίθανους ρυθμούς. Έτσι, κατά την επιτέλεση έντονου μυϊκού έργου, η παραγωγή της είναι δυνατό να φτάσει ακόμα και στις 1400 θερμίδες ανά ώρα, χωρίς βέβαια αυτό να σημαίνει πως αυτός ο ρυθμός μπορεί να συνεχίζεται και για πολλή ώρα.

Εκείνο που έχει σημασία για τη θερμορυθμιστική λειτουργία είναι η άμεση απομάκρυνση αυτής της θερμότητας από το σώμα με τον ίδιο ρυθμό της παραγωγής της, γιατί διαφορετικά, η θερμοκρασία του σώματος θα ανεβοκατέβαινε με ψύλλου πήδημα

Με ποιους τρόπους άραγε αποβάλλεται η θερμότητα από το σώμα;

Η απάντηση είναι: με τρεις τρόπους: 1) με αγωγή και μεταφορά, 2) με ακτινοβολία, και 3) με εξάτμιση νερού.
Με τον πρώτο τρόπο, η θερμότητα αποβάλλεται γιατί διοχετεύεται από το θερμότερο δέρμα προς τον ψυχρότερο αέρα που βρίσκεται γύρω μας, ή ακόμα και προς το ψυχρότερο νερό, αν είμαστε στη μπανιέρα ή στη θάλασσα, καθώς επίσης και προς οποιοδήποτε άλλο, ψυχρότερο από το δέρμα, στερεό σώμα με το οποίο βρισκόμαστε σε επαφή. Εάν τώρα ο αέρας ή το νερό, που θερμαίνεται με αυτό τον τρόπο με θερμότητα που προέρχεται από το σώμα μας, έχει την ευχέρεια να απομακρύνεται και να αντικαθίσταται από άλλο αέρα ή νερό, η θερμότητα αποβάλλεται ευκολότερα.

Ο ρυθμός της απομάκρυνσης της θερμότητας με αυτό τον τρόπο είναι ανάλογος με τη διαφορά της θερμοκρασίας μεταξύ του δέρματος και του περιβάλλοντος, καθώς και με την ευκολία ή τη δυσκολία απομάκρυνσης του θερμαινόμενου αέρα ή νερού, κλπ από την άμεση επαφή με το δέρμα μας. Μη ξεχνάμε επίσης πως με τον ίδιο αυτό τρόπο, σημαντικό ποσό θερμότητας αποβάλλεται και με τον εκπνεόμενο αέρα, γιατί ο αέρας που εκπνέουμε συνήθως είναι θερμότερος από αυτόν που εισπνέουμε.
Εννοείται ότι με αυτό τον τρόπο δεν είναι δυνατή η αποβολή θερμότητας από το σώμα, όταν ο γύρω μας αέρας ή το νερό, κλπ, έχουν την ίδια θερμοκρασία με το σώμα μας, εάν δε η θερμοκρασία τους είναι υψηλότερη από αυτή του σώματος, η κατεύθυνση της ροής της θερμικής ενέργειας θα είναι αντίθετη, δηλαδή το σώμα μας θα θερμαίνεται από το περιβάλλον.
Με τον δεύτερο τρόπο, η θερμότητα αποβάλλεται από το σώμα με υπέρυθρη ακτινοβολία, εφόσον η θερμοκρασία του σώματος είναι, και σ αυτή την περίπτωση υψηλότερη από εκείνη του περιβάλλοντος. Και βέβαια, όταν βρισκόμαστε εκτεθειμένοι απέναντι από μια σόμπα ή και στη ηλιακή ακτινοβολία, όχι μόνο δεν χάνουμε, αλλά απεναντίας κερδίζουμε θερμότητα.

Με τον τρίτο τρόπο, δηλαδή με την εξάτμιση νερού, χάνουμε θερμότητα ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, δηλαδή μπορεί να αποβάλλεται θερμότητα και όταν ακόμα η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι μεγαλύτερη από εκείνη του σώματος. Για παράδειγμα, μπορεί το θερμόμετρο να έχει αναρριχηθεί στους 43 βαθμούς, και όμως η θερμοκρασία του σώματός μας να εξακολουθεί να διατηρείται στους 37 βαθμούς. Και αυτό, παρά το γεγονός ότι στο σώμα εξακολουθεί να παράγεται θερμότητα με το μεταβολισμό, και να προσάγεται θερμότητα με αγωγή και μεταφορά – από το ζεστό αέρα που είναι γύρω μας καθώς και με ακτινοβολία.

Με την εξάτμιση νερού από το σώμα αποβάλλεται θερμότητα γιατί, κατά τη διαδικασία αυτή, τα μόρια του νερού που εξατμίζονται είναι ακριβώς εκείνα που είναι πλουσιότερα σε θερμική ενέργεια, με αποτέλεσμα τα μόρια του νερού που απομένουν στο σώμα να είναι, κατά μέσο όρο, τα φτωχότερα σε θερμική ενέργεια, και κατά συνέπεια, η θερμοκρασία του νερού που δεν έχει εξατμιστεί, να είναι χαμηλότερη.

Η εξάτμιση νερού γίνεται βέβαια και σε χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος από το αναπνευστικό σύστημα, γιατί ο αέρας που εισπνέουμε σχεδόν ποτέ δεν είναι κορεσμένος με υδρατμούς, ενώ ο εκπνεόμενος περιέχει υδρατμούς μέχρι του σημείου του κορεσμού του, που προέρχονται από εξάτμιση νερού από τις αναπνευστικές οδούς και από τους πνεύμονες. Εκείνο όμως που έχει θεμελιώδη σημασία για τη θερμορυθμιστική λειτουργία είναι η έκκριση του ιδρώτα από τους ιδρωτοποιούς αδένες και η επακόλουθη εξάτμισή του.

Πράγματι, όταν η παραγωγή της θερμότητας στο σώμα είναι εξαιρετικά μεγάλη, όπως όταν αναπτύσσουμε έντονη μυϊκή δραστηριότητα τρέξιμο, τένις, μπάλα, πάλη, έντονες γυμναστικές ασκήσεις, κλπ., είτε και όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι τόση – πάνω από 32 βαθμούς ώστε να μη μπορεί να αποβάλλεται η θερμότητα με το ρυθμό της παραγωγής της, είτε ακόμα και όταν η θερμοκρασία του περιβάλλοντος είναι μεγαλύτερη από εκείνη του σώματος, διεγείρονται οι ιδρωτοποιοί αδένες και εκκρίνουν ιδρώτα. Με την εξάτμιση του ιδρώτα η θερμοκρασία του δέρματος διατηρείται σε χαμηλό επίπεδο, και έτσι το αίμα που κυκλοφορείται άφθονο μέσα από τα αγγεία του δέρματος, εξαιτίας της αγγειοδιαστολής τους, ψύχεται και γυρίζει πίσω με τις φλέβες με θερμοκρασία αρκετά χαμηλότερη από εκείνη που έχει όταν φτάνει στο δέρμα.

Πως όμως λειτουργεί αυτό το σύστημα;

Υπάρχει κάπου στον εγκέφαλο, σε μια περιοχή που λέγεται υποθάλαμος, ένα κέντρο, που λέγεται θερμορυθμιστικό κέντρο, από το οποίο κατευθύνονται όλες αυτές οι λειτουργίες του σώματος οι οποίες έχουν σχέση με τη ρύθμιση και τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος στο ακριβές φυσιολογικό της επίπεδο. Ουσιαστικά πρόκειται για ένα μηχανισμό «θερμοστάτη,» δηλαδή ένα νευρικό κύκλωμα, που ανάλογα με τις πληροφορίες που δέχεται, θέτει σε κίνηση μηχανισμούς για τη διευκόλυνση ή τη δυσχέρανση της αποβολής θερμότητας από το σώμα, καθώς και μηχανισμούς αύξησης είτε περιορισμού της παραγωγής θερμότητας στο σώμα.

Επιπλέον, αυτός ο «θερμοστάτης» είναι από τη φύση του ρυθμισμένος έτσι ώστε να θέτει σε κίνηση τους διάφορους μηχανισμούς διευκόλυνσης της απώλειας θερμότητας όταν η θερμοκρασία του αίματος που διέρχεται από τον υποθάλαμο αρχίζει να υπερβαίνει τη θερμοκρασία των 37 βαθμών, αλλά και όταν τροφοδοτείται με πληροφοριακά στοιχεία, σύμφωνα με τα οποία η θερμοκρασία του σώματος πρόκειται να αυξηθεί εάν δεν ληφθούν άμεσα μέτρα για την αντιμετώπιση της κατάστασης! Πρόκειται δηλαδή για θερμοστάτη προικισμένο με προβλεπτικότητα, που συμπεριφέρεται κάπως έτσι: « Με τα δεδομένα αυτά, η θερμοκρασία του σώματος πρόκειται να ανέβει και συνεπώς θα πρέπει να ληφθούν τα κατάλληλα μέτρα για να προληφθεί αυτό το ενδεχόμενο,» ή, αν θέλετε, «των φρονίμων τα παιδιά. πριν πεινάσουν μαγειρεύουν.»

Ανάλογη, αλλά με αντίστροφη κατεύθυνση είναι βέβαια η συμπεριφορά του θερμοστάτη, όταν η θερμοκρασία του αίματος που διέρχεται από τον υποθάλαμο αρχίζει να υποχωρεί, είτε ακόμα και όταν υπάρχουν οι πληροφορίες ότι πρόκειται να υποχωρήσει, αν δεν ληφθούν τα κατάλληλα μέτρα.

Τα πληροφοριακά στοιχεία που δέχεται το θερμορυθμιστικό κέντρο του υποθαλάμου αφορούν:
1. τη θερμοκρασία του αίματος που διέρχεται από τον υποθάλαμο, κυρίως όμως,
2. όλες οι νευρικές ώσεις, που αποστέλλονται προς τον εγκέφαλο κατά εκατομμύρια ανά δευτερόλεπτο από τους αισθητικούς υποδοχείς για το ψυχρό και το θερμό, που βρίσκονται στο δέρμα, και με τις οποίες δημιουργείται το αίσθημα του ψυχρού και του θερμού.
Εκείνο που μας ενδιαφέρει το καλοκαίρι είναι οι μηχανισμοί που κινητοποιούνται για τη διευκόλυνση της αποβολής της θερμότητας από το σώμα, και που είναι:
1. Η μεγάλη διεύρυνση των αιμοφόρων αγγείων του δέρματος, για την όσο γίνεται μεγαλύτερη ροή αίματος από το δέρμα, και
2. η διέγερση των ιδρωτοποιών αδένων για την έκκριση του ιδρώτα. Και για τις δυο αυτές λειτουργίες απαιτείται η κινητοποίηση μηχανισμών που επιβαρύνουν, σε μερικές περιπτώσεις εντονότατα τον οργανισμό, και οι οποίοι είναι δυνατό να καταλήξουν σε δυσάρεστες, ή ακόμα και απειλητικές για τη ζωή καταστάσεις.

Και πρώτα η μεγάλη διαστολή των αγγείων του δέρματος. Αυτή επιβαρύνει σε αρκετά μεγάλο βαθμό την καρδία, γιατί η μεγάλη μείωση των αντιστάσεων στα αγγεία του δέρματος εξαναγκάζει την καρδία να συστέλλεται πιο γρήγορα και πιο έντονα για να διατηρήσει μεγάλη καρδιακή παροχή αίματος, έτσι ώστε να μην προκαλείται καταστροφική πτώση της αρτηριακής πίεσης. Εάν, για οποιοδήποτε λόγο αυτό δεν επιτυγχάνεται, η αρτηριακή πίεση πέφτει, με συνέπεια τη λιποθυμία ή και άλλα χειρότερα από την καρδία και το νευρικό σύστημα.

Η έντονη λειτουργία των ιδρωτοποιών αδένων συνεπάγεται βέβαια την απώλεια μεγάλων ποσοτήτων νερού, αλλά και χλωριούχου νατρίου (αλατιού) που περιέχεται στον ιδρώτα. Αυτή δε η απώλεια αλατιού έχει πολύ μεγάλη σημασία, γιατί καταλήγει σε αλγεινές κράμπες των μυών.

Η θεραπευτική αλλά και η προφυλακτική αντιμετώπιση αυτής της κατάστασης είναι η συμπληρωματική λήψη αλατιού. Το καλοκαίρι λοιπόν, λίγο περισσότερο αλάτι όχι μόνο δεν κάνει κακό αλλά είναι και απόλυτα απαραίτητο για την αναπλήρωση του αλατιού που χάνεται με τον ιδρώτα.

Και ερχόμαστε στην υπέρμετρη απώλεια νερού. Το καλοκαίρι, και γενικά υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας περιβάλλοντος, ιδιαίτερα όταν αυτή συνδυάζεται και με έντονη μυϊκή δραστηριότητα, απαιτείται η πρόσληψη άφθονου νερού για την αναπλήρωση αυτού που χάνεται με τον ιδρώτα.

Σε περίπτωση έστω και σχετικής μόνο μείωσης του νερού που περιέχεται στο σώμα, εκτός από το γεγονός ότι το ποσό του αίματος περιορίζεται, με αποτέλεσμα την ακόμα μεγαλύτερη μείωση της αποδοτικότητας της καρδιακής λειτουργίας, η λειτουργία των ιδρωτοποιών αδένων περιορίζεται και η απώλεια της θερμότητας καθίσταται ανεπαρκής.
Το αποτέλεσμα βέβαια είναι η παθολογική αύξηση της θερμοκρασίας του σώματος (θερμοπληξία), με όλες τις βαρύτατες συνέπειές της, που πολλές φορές φτάνουν ακόμα και στο θάνατο του ατόμου.

Χρειάζεται νεράκι λοιπόν το καλοκαίρι, άφθονο νεράκι.