Dat de temperaturen stijgen, weten we allemaal. Maar wanneer wordt het klimaat ‘te heet’ voor mensen? Onderzoekers zochten het uit.
Het was weer puffen en zweten dit weekend, want afgelopen zaterdag steeg het kwik weer naar een verzengende dertig graden Celsius. En daar kunnen we maar beter aan wennen. Door klimaatverandering zullen de temperaturen op aarde namelijk blijven stijgen. De gemiddelde temperatuur van de aarde is in de afgelopen 130 jaar al met 1 graad gestegen – en in Nederland met zelfs 1,7 graden. Het heeft grote gevolgen voor met name die gebieden op aarde waar de temperaturen al hoog zijn. Want dat betekent dat de mensen die hier wonen aan nog hogere temperaturen zullen worden blootgesteld. Maar… kunnen ze dat eigenlijk wel aan?
Upper critical temperature
In een nieuwe studie bestudeerden onderzoekers de zogenaamde ‘upper critical temperature’ (vrij vertaald naar de bovengrens van de thermische comfortzone) van de mens. Hiermee wordt de maximale temperatuur bedoeld die een organisme kan verdragen en definieert het bereik van omgevingstemperaturen waarbij de ruststofwisseling minimaal is. Wanneer de temperatuur hoger is dan de bovengrens, raken cellulaire componenten en processen verstoord en sterft het organisme uiteindelijk. Voor de meeste dieren ligt de upper critical temperature tussen de 30 tot 45 graden Celsius. Planten kunnen een temperatuur tot 50 graden Celsius aan, met uitzondering van bepaalde woestijnplanten, zoals agaves en cactussen, die zelfs temperaturen van 60 graden of hoger kunnen verdragen. Maar hoe zit het bij de mens? “Er is in het verleden nogal wat werk verzet om de upper critical temperature van verschillende diersoorten te bepalen,” vertelt onderzoeker Lewis Halsey. “Maar gek genoeg is er veel minder bekend over de bovengrens van de mens.”
Bovengrens bij de mens
In een lopende studie neemt hij de kwestie onder de loep. En uit de voorlopige resultaten blijkt dat de upper critical temperature van de mens waarschijnlijk ergens tussen de 40 en 50 graden Celsius ligt. Tenminste… “We vonden een upper critical temperature bij sommige personen,” licht Halsey in gesprek met Scientias.nl toe. Dit betekent dat hun ruststofwisseling toenam toen ze werden blootgesteld aan hete en vochtige omstandigheden. Anders gezegd, hoe heter de omstandigheden, hoe harder het lichaam moet werken om te functioneren. “Bij anderen zagen we niet dat dergelijke omstandigheden ervoor zorgden dat de stofwisseling steeg,” vervolgt Halsey. “Dit verschil is intrigerend.”
Milde verschijnselen van extreme temperaturen of aanhoudende hitte kennen we allemaal wel. Denk aan concentratieproblemen, hoofdpijn en vermoeidheid. Gezondheidsklachten door hitte noemen we ook wel hittestress. Serieuze hittestress kan ontstaan als de omgevingstemperatuur boven de 35 graden komt. Het menselijk lichaam heeft namelijk een constante temperatuur van 37 graden Celsius. Om deze temperatuur stabiel te houden, geeft het lichaam warmte af door de huid. Maar wanneer de temperatuur in de lucht boven de 35 graden Celsius komt, stopt het lichaam in feite met het afgeven van hitte. Hierdoor ontstaat hittestress. Vooral ouderen en kinderen zijn kwetsbaar, omdat zij de meeste moeite hebben om hun lichaamstemperatuur te reguleren.
Volgens de onderzoeker is het overigens niet gek dat sommige mensen helemaal geen upper critical temperature lijken te hebben. Dat komt omdat de manier waarop het menselijk lichaam fysiologisch op warmte reageert (namelijk door bloedvaten te verwijden en te zweten) geen extra energie vergt en dus geen verhoging van het metabolisme teweegbrengt. Maar bij sommige personen zagen ze dus wél een verhoging van de stofwisseling. “Dit verklaart misschien waarom sommige mensen goed tegen hitte kunnen en anderen niet,” denkt Halsey.
Hitte verdragen
De onderzoeker legt dit principe in iets meer detail uit. Je kent vast wel mensen die uitermate goed bij hoge temperaturen gedijen, terwijl je anderen bij dertig graden juist kunt opvegen. Een opvallend verschil. “Het zou kunnen dat personen die een verhoging van hun stofwisseling ervaren bij hogere omgevingstemperaturen (en dus een upper critical temperature lijken te hebben) meer lichaamswarmte genereren,” verklaart Halsey. “Dit lijkt op het eerste gezicht misschien niet erg adaptief, omdat dit het lichaam natuurlijk niet helpt te koelen. Mensen die dus géén toename van de stofwisseling ervaren – en dus niet meer eigen lichaamswarmte genereren – zijn hierdoor mogelijk beter af.” Anders gezegd, laatstgenoemden kunnen hierdoor misschien beter tegen hitte.
Verschillen
Halsey kwam tijdens zijn studie tot nog meer opvallende verschillen. “De omvang van verschillende fysiologische reacties op hitte varieert sterk tussen mensen, zoals de mate waarin de hartslag toeneemt, de mate waarin de bloeddruk daalt en de hoeveelheid zweet,” somt Halsey op. Bovendien lijkt er een opvallend verschil tussen de seksen te bestaan. “We ontdekten dat de manier waarop de hartkamer samentrekt als reactie op zeer hoge omgevingstemperaturen anders is tussen mannen en vrouwen,” merkt Halsey op. “Ook was de hartslag van vrouwen beduidend hoger dan die van mannen.”
Klimaatverandering
De bevindingen zijn bijzonder interessant in het licht van klimaatverandering. Want door de opwarming van de aarde zullen meer mensen aan hogere temperaturen worden blootgesteld. Hoe desastreus is dit? “Mensen zullen tot op zekere hoogte kunnen wennen aan hogere temperaturen,” zegt Halsey desgevraagd. “Eigenlijk doet het lichaam dit vrij goed. Denk bijvoorbeeld aan sporters die in de winter in Nederland trainen en dan naar een warm land afreizen voor een wedstrijd. Na een paar dagen zijn ze waarschijnlijk al goed geacclimatiseerd.” Halsey maakt zich meer zorgen om arbeiders die in de brandende zomerzon moeten werken. “Zij kunnen niet aan de hitte ontsnappen,” zegt hij. “Buiten zijn er geen airco’s. Deze mensen lopen dan ook het meeste risico naarmate hittegolven door de opwarming van de aarde extremer worden. Bovendien weten we nu dat bepaalde personen kwetsbaarder zijn vanwege hun fysiologische en gedragsmatige reactie op hitte. Dit vereist echter nog wel meer onderzoek.”
Inzicht
Op dit moment zijn meer experimenten al in volle gang. Want de onderzoekers willen nog veel meer leren. Inzicht in de temperaturen waarbij de stofwisseling begint toe te nemen – en hoe dit varieert tussen mensen – kan namelijk belangrijke implicaties hebben voor werknemers en artsen, maar ook voor sporters en reizigers. “Dit onderzoek biedt fundamentele kennis over hoe we reageren op suboptimale omgevingen en hoe ‘optimaal’ verschilt tussen mensen met verschillende eigenschappen,” aldus Halsey.
Onderzoek gaat dus onverminderd door. “We bouwen gestaag aan een beeld van hoe het lichaam reageert op hittestress,” zegt Halsey. “We ontdekken hoe flexibel het is, wat de grenzen van die aanpassingen zijn en – cruciaal – hoe verschillend de reacties tussen mensen zijn. In een opwarmende wereld wordt deze kennis steeds waardevoller.”
