يوظف جسم الإنسان مجموعة متطورة من الاستجابات الفسيولوجية لحماية نفسه عند التعرض لدرجات حرارة شديدة البرودة.وتعطي هذه الآليات الأولوية للحفاظ على درجة حرارة الجسم الأساسية (حوالي 37 درجة مئوية/98.6 درجة فهرنهايت) لضمان وظائف الأعضاء الحيوية، حتى على حساب الأنسجة المحيطية.وتتمثل الاستجابة الأساسية في تضيق الأوعية الدموية، حيث تضيق الأوعية الدموية لتقليل فقدان الحرارة عبر الجلد.ويُستكمل ذلك بالارتعاش الذي يولد الحرارة من خلال تقلصات العضلات السريعة.يؤدي التعرض الطويل الأمد إلى تغيرات أيضية وتكيفات سلوكية مثل البحث عن مأوى.ومع ذلك، فإن لهذه الدفاعات حدود، ويمكن أن يؤدي التعرض للبرد لفترات طويلة إلى انخفاض حرارة الجسم أو إصابات موضعية مثل قضمة الصقيع.
شرح النقاط الرئيسية:
-
تضيق الأوعية الدموية (الدفاع الأساسي)
- تقلص الأوعية الدموية في الجلد والأطراف لتقليل تدفق الدم إلى هذه المناطق
- يقلل من فقدان الحرارة عبر سطح الجلد (حيث تكون تدرجات الحرارة أعلى)
- يفسر سبب الشعور ببرودة أصابع اليدين/أصابع القدمين أولاً - حيث يتم التضحية بها عمداً لحماية الأعضاء الأساسية
- يمكن أن يقل تدفق الدم إلى الجلد بنسبة تصل إلى 99% في الظروف القاسية
-
توليد الرعشة الحرارية
- تولّد الانقباضات العضلية اللاإرادية الحرارة من خلال التكسير السريع للأدينوسين الثلاثي الفوسفات
- يمكن أن يزيد إنتاج الحرارة بمقدار 2-5 أضعاف مستويات الراحة
- تكلفة طاقة كبيرة - تحرق حوالي 400 سعرة حرارية في الساعة أثناء الارتجاف الشديد
- محدودة بسبب مخزون الجليكوجين في العضلات والإرهاق
-
الاستجابات الهرمونية والتمثيل الغذائي
- يزيد إفراز النورإبينفرين وهرمونات الغدة الدرقية من معدل الأيض
- تنشيط الأنسجة الدهنية البنية (BAT) عند الرضع وبعض البالغين - وهي دهون متخصصة تولد الحرارة
- يزيد الكبد من إنتاج الجلوكوز لتزويد العضلات المرتجفة بالطاقة
- قد يؤدي التعرض لفترات طويلة إلى تكسير مخزون الدهون للحصول على الطاقة
-
الدفاعات السلوكية (الاستجابات الواعية)
- البحث عن مأوى/حماية من الرياح لتقليل فقدان الحرارة بالحمل الحراري
- إضافة طبقات من الملابس لتحسين العزل (حبس الهواء الدافئ)
- ثني وضع الجسم لتقليل مساحة السطح المكشوف
- النشاط البدني لتوليد حرارة العضلات (قبل أن يبدأ الإنهاك)
-
الآليات التعويضية
- \"توسع الأوعية الدموية الناجم عن البرد\" - إعادة فتح الأوعية الدموية بشكل دوري لمنع تلف الأنسجة
- زيادة معدل ضربات القلب وضغط الدم للحفاظ على الدورة الدموية على الرغم من تضيق الأوعية الدموية
- تغيرات في الجهاز التنفسي - في البداية تنفس أسرع، ثم تباطأ لتقليل فقدان الحرارة
-
القيود والمخاطر
- يزيد تضيق الأوعية الدموية من لزوجة الدم وخطر التجلط
- انخفاض البراعة من برودة الأطراف يضعف القدرة على المساعدة الذاتية
- يصبح الارتعاش غير فعال تحت درجات حرارة أساسية معينة (حوالي 32 درجة مئوية/90 درجة فهرنهايت)
- خطر الإصابة بقضمة الصقيع عندما تنخفض درجة حرارة الجلد عن درجة التجمد
- يحدث انخفاض درجة حرارة الجسم عندما يتجاوز فقدان الحرارة الإنتاج (درجة الحرارة الأساسية <35 درجة مئوية/95 درجة فهرنهايت)
جدول ملخص:
| آلية الاستجابة | العمل الفسيولوجي | الغرض |
|---|---|---|
| تضيق الأوعية الدموية | تضييق الأوعية الدموية في الجلد/الأطراف | يقلل من فقدان الحرارة عن طريق الحد من تدفق الدم إلى الأنسجة المحيطية |
| توليد الرعشة الحرارية | التقلصات العضلية اللاإرادية | توليد الحرارة من خلال التكسير السريع للأدينوسين الثلاثي الفوسفات (400 سعرة حرارية/ساعة في الذروة) |
| التعديلات الهرمونية | إفراز النوربينفرين/هرمون الغدة الدرقية؛ تنشيط الدهون البنية | زيادة معدل الأيض بنسبة 20-40%؛ إنتاج حرارة متخصصة في الدهون البنية |
| التكيفات السلوكية | البحث عن ملجأ، وإضافة طبقات، ووضعية الالتفاف | تقليل فقدان الحرارة الحراري الحراري/الإشعاعي من خلال التحكم البيئي |
| الآليات التعويضية | توسع الأوعية الناجم عن البرودة؛ زيادة معدل ضربات القلب | يمنع تلف الأنسجة مع الحفاظ على الدورة الدموية الحرجة |
| نقاط الفشل | توقف الارتجاف (<32 درجة مئوية في القلب)؛ قضمة الصقيع (<0 درجة مئوية للجلد)؛ انخفاض حرارة الجسم (<35 درجة مئوية في القلب) | يسلط الضوء على العتبات التي تصبح فيها الدفاعات الفسيولوجية غير كافية |
حماية القوى العاملة لديك في الظروف القاسية
بصفتنا شركة رائدة في تصنيع الأحذية الواقية للبيئات القاسية, 3515 تزوّد الموزعين والعملاء الصناعيين بحلول متطورة للطقس البارد.تتكامل أحذيتنا المتخصصة مع
- أنظمة عزل متعددة الطبقات تحاكي مبدأ تضيق الأوعية الدموية في الجسم - تحافظ على الدفء الأساسي مع السماح بتدفق الدم اللازم
- تصميم مريح تستوعب البراعة المنخفضة أثناء التعرض للبرد
- نعل خارجي متين الحفاظ على الثبات عند الارتجاف مما يؤثر على التوازن
اتصل بأخصائيي معدات الطقس البارد لدينا
لمناقشة الطلبيات بالجملة للأحذية المتوافقة مع إدارة السلامة والصحة المهنية والصحة المهنية:
طواقم منصات النفط في القطب الشمالي
✓ موظفو مستودعات التخزين البارد
✓ فرق الإنشاءات الشتوية
✓ أفراد البحث والإنقاذ
حلول مخصصة متوفرة للبيئات التي تقل درجة حرارتها عن -40 درجة فهرنهايت/ج
