Gyldighet av fuktighetsrampeprotokoller for å identifisere grenser for overlevelse hos varmeeksponerte personer

Den globale befolkningen har en økende risiko for varmerelatert sykdom på grunn av klimaendringer og medfølgende økninger i intensiteten og regelmessigheten til ekstremt varme temperaturer. Hos varmeeksponerte personer overstiger varmetilskuddet fra miljøet og stoffskiftet i utgangspunktet hastigheten for varmespredning fra huden. Varme lagres i kroppen, noe som får kjerne- og hudtemperaturen til å stige, noe som igjen utløser autonomt medierte økninger i kutan blodstrøm og svette for å lette varmetapet. Hvis forholdene er kompenserbare, øker varmetapet inntil det balanserer total varmeøkning. På dette tidspunktet faller varmelagringshastigheten til null (dvs. varmebalanse oppnås) og kroppstemperaturen stabiliserer seg, om enn på et nivå som er forhøyet fra termonøytrale forhold. Hvis imidlertid den maksimalt oppnåelige hastigheten for varmespredning er utilstrekkelig til å kompensere for varmeøkning, er forholdene ukompenserbare, og langvarig eksponering vil føre til en kontinuerlig økning i kjernetemperaturen som kan kompromittere helsen hvis den ikke kontrolleres. De miljømessige grensene for kompensasjon (dvs. temperaturene/fuktighetene over hvilke varmebalansen ikke kan opprettholdes) er derfor en viktig determinant for overlevelse under langvarig varmeeksponering. Evaluering av denne grensen og hvordan den kan modifiseres (f.eks. ved atferd eller individuelle faktorer som alder eller kjønn) er et stadig viktigere og aktivt fagfelt.

Moderne evalueringer av miljøgrensene for kompensasjon bruker "ramping-protokoller" der deltakerne utsettes for økende nivåer av temperatur eller fuktighet (i 5-10 minutter trinn) mens kjernetemperaturen overvåkes. Det er generelt observert at kjernetemperaturen er relativt stabil (eller stiger litt) i de tidlige stadiene av eksponering, men gjennomgår en brå og rask økning når varmestresset blir mer alvorlig. Betingelsene (f.eks. våt-bulb-temperatur eller våt-bulb-kuletemperatur) ved dette "bøyepunktet" tas som grensene for kompenserbarhet. Det vil si at det antas at bøyning tilsvarer avgrensningspunktet, under hvilket kjernetemperaturen vil forbli stabil i lengre perioder (teoretisk ubestemt tid hvis hydreringen opprettholdes), men over hvilket varmetapet er utilstrekkelig til å oppveie varmeøkningen, noe som får kjernetemperaturen til å øke kontinuerlig . Til tross for den økende bruken av disse protokollene, har ingen studie klart demonstrert deres gyldighet for å identifisere miljøgrensene for kompensasjon. Målet med dette prosjektet er derfor å vurdere gyldigheten av rampeprotokoller for å bestemme omgivelsesforholdene over hvilke termisk kompensasjon ikke er mulig.

Påmeldte deltakere vil fullføre fire eksperimentelle forsøk i et klimakontrollert kammer: en rampeprotokoll etterfulgt av tre randomiserte eksponeringer med fast tilstand. I rampeprotokollen vil deltakerne hvile i 42°C med 28 % relativ fuktighet (RH) i 70 minutter, hvoretter RF vil økes med 3 % hvert 10. minutt til 70 % RF er oppnådd. Innbøyningspunktet for kjernetemperaturen (øsofagus) vil bli bestemt. For eksponeringer med faste betingelser vil deltakerne hvile i i) 42°C med RF ~5 % under deres individuelle vendepunkt (under slingringstilstand), ii) 42°C med RF ~5 % over deres individuelle vendepunkt (over -bøyningstilstand), og iii) 26°C med 45 % RF (kontrolltilstand). Sammenligning av endringshastigheten i esophageal temperatur mellom hver eksponering med fast tilstand vil gi viktig innsikt i gyldigheten av rampeprotokoller for å identifisere grensene for kompensasjon.