Ważność protokołów rampy wilgotności w celu określenia granic przeżywalności osób narażonych na ciepło

Ludność świata jest narażona na rosnące ryzyko chorób związanych z upałami z powodu zmian klimatu i towarzyszącego im wzrostu intensywności i regularności ekstremalnie wysokich temperatur. U osób narażonych na działanie ciepła pozyskiwanie ciepła z otoczenia i metabolizmu początkowo przekracza szybkość odprowadzania ciepła ze skóry. Ciepło jest magazynowane w ciele, powodując wzrost temperatury rdzenia i skóry, co z kolei wyzwala autonomicznie pośredniczone podwyższenie skórnego przepływu krwi i pocenia się, aby ułatwić utratę ciepła. Jeśli warunki są kompensowane, straty ciepła rosną, aż do zrównoważenia całkowitego zysku ciepła. W tym momencie szybkość magazynowania ciepła spada do zera (tj. zostaje osiągnięta równowaga cieplna) i temperatura ciała stabilizuje się, choć na poziomie podwyższonym od warunków termoneutralnych. Jeśli jednak maksymalna osiągalna szybkość rozpraszania ciepła jest niewystarczająca, aby zrównoważyć przyrost ciepła, warunki są nie do zrekompensowania, a przedłużona ekspozycja spowoduje ciągły wzrost temperatury ciała, który może zagrozić zdrowiu, jeśli pozostanie bez kontroli. Środowiskowe granice kompensacji (tj. temperatury/wilgotności, powyżej których nie można utrzymać równowagi cieplnej) są zatem ważnym wyznacznikiem przeżycia podczas długotrwałej ekspozycji na ciepło. Ocena tego limitu i tego, jak można go modyfikować (np. Przez zachowanie lub indywidualne czynniki, takie jak wiek lub płeć) jest coraz ważniejszym i aktywnym obszarem badań.

Współczesne oceny środowiskowych granic kompensacji wykorzystują „protokoły narastania”, w których uczestnicy są narażeni na rosnący poziom temperatury lub wilgotności (w etapach 5-10 minut), podczas gdy temperatura wewnętrzna jest monitorowana. Ogólnie obserwuje się, że temperatura wewnętrzna jest stosunkowo stabilna (lub nieznacznie wzrasta) we wczesnych stadiach narażenia, ale ulega nagłemu i szybkiemu wzrostowi, gdy stres cieplny staje się bardziej dotkliwy. Warunki (np. Temperatura mokrego termometru lub temperatura mokrego termometru kuli ziemskiej) w tym „punkcie przegięcia” są traktowane jako granice kompensacji. Oznacza to, że zakłada się, że przegięcie odpowiada punktowi demarkacyjnemu, poniżej którego temperatura rdzenia pozostaje stabilna przez dłuższy czas (teoretycznie w nieskończoność, jeśli utrzymuje się nawodnienie), ale powyżej którego utrata ciepła jest niewystarczająca, aby zrównoważyć przyrost ciepła, powodując ciągły wzrost temperatury rdzenia . Pomimo coraz częstszego stosowania tych protokołów, żadne badanie nie wykazało jasno ich przydatności do określenia środowiskowych granic kompensacji. Celem tego projektu jest zatem ocena ważności protokołów rampowania do określania warunków otoczenia, powyżej których kompensacja termiczna nie jest możliwa.

Zarejestrowani uczestnicy przejdą cztery próby eksperymentalne w komorze z kontrolowanym klimatem: jeden protokół narastania, po którym następują trzy losowe ekspozycje w ustalonych warunkach. W protokole narastania uczestnicy odpoczywają w temperaturze 42°C przy wilgotności względnej 28% (RH) przez 70 minut, po czym wilgotność względna będzie zwiększana o 3% co 10 minut, aż do osiągnięcia 70% wilgotności względnej. Zostanie określony punkt przegięcia temperatury rdzenia (przełyku). W przypadku ekspozycji w ustalonych warunkach uczestnicy będą odpoczywać w i) 42°C przy wilgotności względnej ~5% poniżej ich indywidualnego punktu przegięcia (poniżej warunków przegięcia), ii) 42°C przy wilgotności względnej ~5% powyżej ich indywidualnego punktu przegięcia (powyżej -warunki przegięcia) oraz iii) 26°C przy 45% RH (warunki kontrolne). Porównanie tempa zmian temperatury przełyku między każdą ekspozycją w ustalonych warunkach zapewni ważny wgląd w ważność protokołów narastania w celu określenia granic kompensacji.