איך זיעה מקררת

איך הזיעה גורמת לגוף להתקרר? ומדוע שיטות להגברת הזיעה כמו עטיפת הגוף בפלסטיק נצמד עלולות לסכן את החיים? צפו בסרטון: 

תהליך שנוא, חשוב וחדשני

אני לא חושב שיש הרבה אנשים בעולם שאוהבים להיות שטופי זיעה. למעשה, בעידן המודרני אנחנו כל הזמן מנסים למנוע את הפרשת הזיעה – באמצעות דאודורנטים ואנטי פרספירנטים למיניהם. אבל למעשה להזעה בבני האדם תפקיד חשוב מאוד בשמירה על טמפרטורת גוף תקינה ובכך בשמירה על החיים.

כל היצורים החיים בנויים, בין היתר, מחלבונים. החלבונים משמשים גם כחומר בנייה – למשל חלבון הקולגן שקיים בעור, וגם כחומרים שמאפשרים את תהליכי החיים: כל התגובות הביוכימיות שמתרחשות בגוף קשורות בעבודתם של חלבונים. החלבונים הם חומרים רגישים לחום: כבר ב-40 מעלות צלזיוס החלבונים מתחילים לעבור תהליך שנקרא 'דנטורציה', הרס המבנה העצמי. בתהליך הזה החלבון נשאר 'חלבון' אבל המבנה שלו משתנה, מה שהורס את תכונותיו ותפקודו: חִשבו על השינוי שעובר חלבון ביצה כשמחממים אותו. עבור בני אדם, טמפרטורת גוף העולה על 40 מעלות נקראת 'היפרתרמיה' – מצב מסכן חיים שמחייב טיפול מיידי.

מנגנון ההזעה הוא מאוחר יחסית מבחינה אבולוציונית: לזוחלים אין בלוטות זיעה אבל ליונקים יש. מגנון ההזעה כאמצעי קירור של הגוף הוא ממש נדיר בממלכת בעלי החיים: פרט לאדם, כמה קופים, הסוס, וכמה סוגים של חיות ממשפחת הפריים – אף חיה לא מזיעה כדי לקרר את עצמה או כתוצאה מהתחממות. אפילו החזיר, שידוע כחיה מזיעה ("מזיע כמו חזיר") לא באמת מזיע כתוצאה מחום.

כלבים מקררים עצמם באמצעות הלחתה (אידוי מים מהלשון וממערכת הנשימה) ולא באמצעות הזעה | מקור: ויקיפדיה

תהליך שדורש הרבה אנרגיה

כל מי שניסה להכין פעם ריבה יודע שהתהליך שבו 'מצמצמים' את הריבה, כלומר מרכזים אותה על ידי אידוי המים הוא תהליך מייגע למדי: כדי לאדות סיר בגודל ממוצע יש לחמם אותו במשך שעות אחדות. מצד אחד, במשך כל הזמן הזה הכיריים פועלות ומספקות עוד ועוד אנרגיה לתהליך, מצד שני, כל עוד תהליך האידוי נמשך, הריבה לא נשרפת כתוצאה מחימום יתר. אז לאן הולכת האנרגיה של הכיריים שפועלות במשך שעות?

התשובה היא שהאנרגיה של הכיריים נמסרת למים שבסיר, ומשמשת אותם לצורך תהליך האידוי. מבחינה כימית יש קשרים חזקים מאוד בין מולקולות המים (החלקיקים הקטנים שהמים בנויים מהם), שנקראים קשרי מימן, שמחזיקים אותם יחד. כדי לשבור את הקשרים הללו ול'שחרר' את מולקולות המים  לאוויר צריך להשקיע הרבה מאוד אנרגיה.

כמה הרבה? כדי להפוך גרם אחד של מים נוזלים לאדים, יש להשקיע כ-2,400 ג'ולים של אנרגיה (או 570 קלוריות קטנות). ומה זה אומר מבחינת קירור הגוף? קלוריה מוגדרת כאנרגיה הדרושה כדי לשנות טמפרטורה של גרם אחד של מים במעלה אחת. חישוב פשוט יראה שמספיקה כמות של 10 גרמים של זיעה שמתאדה מגוף של אדם ממוצע, כדי לקררו ביותר מחצי מעלה – שזה קירור משמעותי מאוד.

הגוף שלנו כל הזמן מייצר חום שנפלט במהלך התגובות הכימיות של הפקת האנרגיה הדרושה לתהליך החיים. במהלך ביצוע פעילות גופנית – מופקת יותר אנרגיה בגוף, ולכן נוצר עודף חום שהגוף חייב לפנות במהירות. הפינוי נעשה בעיקר באמצעות הזעה. למעשה במהלך פעילות גופנית מאומצת הגוף יכול להזיע שני ליטרים, ואפילו ארבעה ליטרים, בשעה אחת בלבד.

לא לעטוף וגם לא כדאי לנגב

למרות המקרה העצוב של הספורטאי שעטף את עצמו בפלסטיק נצמד, יצא לפעילות גופנית ומת מחימום יתר, חיפוש קצר בגוגל בעברית ובאנגלית (body wrap) מגלה המון אתרים הממליצים על הפרוצדורה כאמצעי 'חיטוב' והרזיה. כאמור, לא כדאי לנקוט בשיטה הזאת בשום אופן: לזמן קצר, היא אכן מגבירה את ההזעה, וזה בגלל שהפלסטיק הנצמד מונע פיזית מהזיעה להתאדות, טמפרטורת הגוף עולה והגוף מגיב בעוד הזעה כדי לטפל בחימום היתר. במוח יש אזור בשם היפותלמוס שאחראי על ייצוב טמפרטורת הגוף, והוא זה ש'מורה' לבלוטות הזיעה שבעור להפריש זיעה ברגע שהוא חש שהטמפרטורה עולה, והפרשת הזיעה מוגברת ככל שהצורך בקירור רב יותר.

אולם לאורך זמן התהליך הרסני ואפילו קטלני – הזיעה מופרשת ומופרשת, אבל לא מתאדה ולכן לא מקררת. אם הפעילות הגופנית נמשכת זמן ארוך היא תייצר כבר כמות אנרגיה כזאת שתחמם את הגוף לטמפרטורה מסוכנת (מעל 40 מעלות, כאמור) מה שגורם לאובדן הכרה, פירכוסים ושלל תופעות עצביות אחרות, ובמקרים חמורים – למוות.

אם חושבים על זה – גם ניגוב של זיעה, מה שכולנו עושים – לא באמת מומלץ. הפרשת הזיעה מתוך הגוף היא רק השלב הראשוני של ההזעה, והוא לא השלב המקרר. אם מנגבים את הזיעה ולא נותנים לה להתאדות אז מונעים ממנה לבצע את פעולתה המקררת. לכן אם עושים פעילות גופנית אולי כדאי לנגב את הזיעה כמה שפחות, ופשוט 'לזרום' עם המגנון הטבעי שלנו לקירור.

כמו שראינו בסרט, וכמו שכל אחד יודע מהניסיון – כאשר עומדים מול מאוורר או מול רוח נושבת, תהליך האידוי של המים מתגבר ולכן מתגבר תהליך הקירור. לכן רוח היא בהחלט פתרון טוב כאשר רוצים להתקרר במהירות. קירור עוד יותר מהיר מושג כאשר משתמשים בנוזלים שמתקררים עוד יותר בקלות, כמו שרואים בניסוי עם האלכוהול. זאת הסיבה שכאשר מקבלים זריקה או מוסרים דגימת דם, והאחות מחטאת את העור לפני-כן באמצעות צמר גפן ספוג באלכוהול מרגישים כאילו האלכוהול קר מאוד, וכל העור מתקרר. אבל זה לא באמת שהוא קר מלכתחילה, אלא שהוא מתנדף במהירות ו'סופג' במהלך התהליך את האנרגיה מהעור, וכך מקרר אותו.

ציד בהתשה

השילוב של זיעה כאמצעי קירור והיעדר פרווה הופך את האדם לבעל יתרון קירור גדול על פני בעלי חיים אחרים בריצות למרחקים ארוכים. האדם אמנם אינו החיה המהירה בטבע אבל בריצות ארוכות הוא אחד השיאנים בין חיות היבשה, אם לא הטוב שבהן. ספורטאי מיומן יתיש אפילו סוס בריצות ארוכות!. מסיבה זו, פיתח האדם הקדמון שיטת ציד הנקראת 'ציד בהתשה' – פשוט לרדוף ללא הפסק אחרי החיה שרוצים לצוד. לאחר מרדף ארוך, כל חיה פשוט תקרוס מתשישות ומעודף חום – ותילכד בקלות. שיטת הציד בהתשה עדיין משמשת שבטים באפריקה (הבושמנים למשל) ושבטי 'אינדיאנים' במקסיקו.

בניסוי הבא של מדע במעבדה נראה כיצד הלחות באוויר פוגמת בתהליך הקירור ותורמת לעומס החום.