Kosteusramppiprotokollan voimassaolo lämmölle alttiina olevien henkilöiden selviytymisrajojen tunnistamiseksi

Maailman väestöllä on kasvava riski saada kuumuudesta johtuvia sairauksia ilmastonmuutoksen ja siihen liittyvän erittäin kuumien lämpötilojen voimakkuuden ja säännöllisyyden lisääntymisen vuoksi. Lämmölle altistuvilla ihmisillä lämpöhyöty ympäristöstä ja aineenvaihdunnasta ylittää aluksi lämmön poistumisen ihosta. Lämpö varastoituu kehoon, mikä aiheuttaa sisä- ja iholämpötilojen kohoamista, mikä puolestaan ​​laukaisee autonomisesti välittyvän ihon verenkierron ja hikoilun nousun, mikä helpottaa lämmönhukkaa. Jos olosuhteet ovat kompensoitavissa, lämpöhäviö kasvaa, kunnes se tasapainottaa kokonaislämmönlisäyksen. Tässä vaiheessa lämmön varastoinnin nopeus putoaa nollaan (eli lämpötasapaino saavutetaan) ja ruumiinlämpö vakiintuu, vaikkakin lämpöneutraaleista olosuhteista kohonneelle tasolle. Jos kuitenkin suurin saavutettavissa oleva lämmönpoistonopeus ei riitä kompensoimaan lämmönlisäystä, olosuhteet ovat kompensoimattomia, ja pitkäaikainen altistuminen aiheuttaa jatkuvan sisälämpötilan nousun, joka voi vaarantaa terveyden, jos sitä ei valvota. Kompensoitavuuden ympäristörajat (eli lämpötilat/kosteudet, joiden yläpuolella lämpötasapainoa ei voida ylläpitää) ovat siksi tärkeä selviytymistekijä pitkäaikaisen lämpöaltistuksen aikana. Tämän rajan ja sen muokkaamisen (esim. käyttäytymisen tai yksilöllisten tekijöiden, kuten iän tai sukupuolen mukaan) arvioiminen on yhä tärkeämpi ja aktiivisempi tutkimusala.

Nykyaikaiset kompensoitavuuden ympäristörajojen arvioinnit käyttävät "rampingprotokollia", joissa osallistujat altistetaan kohonneelle lämpötilalle tai kosteudelle (5-10 minuutin vaiheissa) samalla kun ydinlämpötilaa seurataan. Yleisesti havaitaan, että sisälämpötila on suhteellisen vakaa (tai nousee hieman) altistuksen alkuvaiheessa, mutta kohoaa äkillisesti ja nopeasti, kun lämpöstressi muuttuu vakavammaksi. Tämän "käännepisteen" olosuhteet (esim. märkälämpötila tai märkäpallon lämpötila) otetaan kompensoitavuuden rajoihin. Toisin sanoen oletetaan, että käänne vastaa rajauspistettä, jonka alapuolella sisälämpötila pysyisi vakaana pitkiä aikoja (teoreettisesti loputtomasti, jos hydraatio säilyy), mutta jonka yläpuolella lämpöhäviö ei riitä kompensoimaan lämmönlisäystä, mikä aiheuttaa sisälämpötilan jatkuvan nousun. . Huolimatta näiden protokollien lisääntyvästä käytöstä, mikään tutkimus ei ole selkeästi osoittanut niiden pätevyyttä korvaavuuden ympäristörajojen tunnistamisessa. Tämän projektin tavoitteena on siksi arvioida ramping-protokollien pätevyyttä sellaisten ympäristöolosuhteiden määrittämiseksi, joiden yläpuolella lämpökompensointi ei ole mahdollista.

Ilmoittautuneet osallistujat suorittavat neljä kokeellista koetta ilmastokontrolloidussa kammiossa: yksi ramping-protokolla, jota seuraa kolme satunnaistettua kiinteää altistusta. Ramping-protokollassa osallistujat lepäävät 42 °C:ssa 28 %:n suhteellisessa kosteudessa (RH) 70 minuutin ajan, minkä jälkeen suhteellista kosteutta lisätään 3 % 10 minuutin välein, kunnes saavutetaan 70 % suhteellinen kosteus. Ytimen (ruokatorven) lämpötilan käännepiste määritetään. Kiinteissä olosuhteissa osallistujat lepäävät i) 42°C:ssa RH ~5 % oman käännepisteensä alapuolella (taivutuksen alapuolella), ii) 42°C:ssa RH ~5 % henkilökohtaisen käännepisteensä yläpuolella (yläpuolella). - taivutusolosuhteet) ja iii) 26 °C 45 % suhteellisella kosteudella (kontrolliolosuhteet). Ruokatorven lämpötilan muutosnopeuden vertaaminen kunkin kiinteän tilan altistumisen välillä antaa tärkeän kuvan kompensoitavuuden rajojen tunnistamiseen käytettävien ramppiprotokollien pätevyydestä.