معلومة

كيف يكتشف الإنسان فروق درجات الحرارة على الجلد؟

كيف يكتشف الإنسان فروق درجات الحرارة على الجلد؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد قرأت للتو هذا السؤال على Physics SE حول كيفية اكتشاف الجسم للأسطح الباردة أو الدافئة. باعتباري شخصًا يفهم بالفعل كيفية عمل أجهزة تدفق الحرارة مثل مقاييس الأغشية الرقيقة والمزدوجات الحرارية (من خلال استغلال العلاقة المعروفة بين تدرجات درجة الحرارة والخصائص الكهربية / الحرارية للمواد ذات الصلة) ، فقد كنت مهتمًا أكثر بكيفية عمل النهايات العصبية في جسدي فعليًا تنفيذ هذا.

عندما ألمس شيئًا دافئًا أو باردًا ، ما هي الآلية العصبية التي تتسبب في إرسال الإشارة الصحيحة إلى عقلي ، مما يجعلني أدرك سطحًا ساخنًا أو باردًا؟

كيف يتم تنفيذ "المزدوجة الحرارية" ، التي تخبرني ما إذا كان السطح أكثر سخونة أو برودة من إصبعي؟


تعبر الخلايا العصبية الحسية في الجلد عن قنوات TRP مثل قنوات TRPV1 و TRPM8 وغيرها (انظر Voets et al 2004 لمزيد من المعلومات حول كيفية عمل هذه القنوات). تعبر الخلايا العصبية الحسية المختلفة عن مجموعات مختلفة من قنوات TRP.

تؤدي التغييرات في درجة الحرارة إلى تغيير احتمالية ما إذا كانت هذه القنوات مفتوحة أم مغلقة. يؤدي فتح أو إغلاق القنوات الأيونية إلى تغيير إمكانات غشاء الخلايا العصبية الحسية ، مما يغير معدل إمكانات العمل التي تُعلم بقية الجهاز العصبي بدرجة الحرارة.

يمكن أن تحتوي قنوات TRP أيضًا على روابط أخرى ، مثل الكابسيسين أو المنثول. إن نشاط هذه الروابط في المستقبلات الحساسة لدرجة الحرارة هو السبب في أننا ندرك أن الفلفل الحار أو الخردل يتذوق "ساخن" ويشعر المنثول "بالبرودة".

بشكل عام ، يستجيب الجهاز العصبي عادةً التغييرات أفضل من المنبهات المستمرة من خلال التكيف. لذلك ، إذا كانت يدك باردة إلى حد ما ولمست شيئًا دافئًا أو ساخنًا ، فسوف تلاحظ حافزًا أكثر سخونة مما لو كانت يدك قد بدأت دافئة بالفعل.

لا يوجد حقًا كاشف مزدوج حراري أو كاشف اختلاف درجة الحرارة في الجلد ، فقط هاتان الآليتان: القنوات التي يكون احتمال فتحها هو وظيفة درجة الحرارة ، والتكيف الحسي الذي يزيد من الحساسية الإدراكية للتغيرات في درجة الحرارة.


Voets، T.، Droogmans، G.، Wissenbach، U.، Janssens، A.، Flockerzi، V.، & Nilius، B. (2004). مبدأ البوابة المعتمدة على درجة الحرارة في قنوات TRP الحساسة للحرارة والبرودة. الطبيعة، 430 (7001) ، 748-754.


  • تشمل الأنواع الأربعة الرئيسية للمستقبلات الميكانيكية اللمسية: أقراص Merkel & rsquos و Meissner & rsquos corpuscles ونهايات Ruffini وكريات Pacinian.
  • Merkel & rsquos disk هي نهايات عصبية بطيئة التكيف وغير مغلفة تستجيب لللمسة الخفيفة ، فهي موجودة في الطبقات العليا من الجلد الذي يحتوي على شعر أو مجعد.
  • إن جسيمات Meissner & rsquos هي خلايا عصبية مغلفة سريعة التأقلم تستجيب للاهتزازات منخفضة التردد ولمسة رقيقة ، وهي موجودة في الجلد اللامع على أطراف الأصابع والجفون.
  • نهايات روفيني هي مستقبلات بطيئة التكيف ومغلفة تستجيب لتمدد الجلد وهي موجودة في كل من الجلد اللامع والشعر.
  • - الجسيمات الباسينية هي مستقبلات عميقة تتكيف بسرعة وتستجيب للضغط العميق والاهتزازات عالية التردد.
  • التغصنات: إسقاطات متفرعة من الخلايا العصبية التي تنقل النبضات الواردة من الخلايا العصبية الأخرى إلى جسم الخلية
  • صارخ: أملس ، أصلع ، أصلع

هل هناك شيء دافئ عند اللمس ، أي أنني ألمسه بإصبعي ، إذا كان هذا الشيء أكثر دفئًا من درجة حرارة جسدي؟ أو في أي درجة حرارة يصبح الشيء دافئًا عند لمسه ، مع الأخذ في الاعتبار عند الركض تقريبًا 37 درجة مئوية / 98.6 فهرنهايت؟

تحرير: شكرا للجميع على الردود! لم & # x27t الرد على الجميع ، لكني قرأت معظم الردود.

لا يقيس جسمك & # x27s الشعور بالحرارة / البرودة & # x27t & quot & مثل درجة الحرارة ، بل يقيس نقل الحرارة. المس قطعة من المعدن & # x27s عند 32 درجة فهرنهايت وستشعر بأنها أكثر برودة من قطعة من الخشب عند 32 درجة فهرنهايت ، على الرغم من أنها في نفس درجة الحرارة. وذلك لأن المعدن أفضل بكثير في توصيل الحرارة من الخشب.

يعتمد ذلك على مقدار الحرارة التي يتم إضافتها أو إزالتها لتشعر بالحرارة / البرودة. إذا كان ما تلمسه يسحب الحرارة من يدك (شيء في درجة حرارة منخفضة) فإنك تشعر بالبرد. إذا أضافت الحرارة إلى يدك (بدرجة حرارة أعلى) ، فستشعر بالحرارة. تتدفق الحرارة من الساخنة إلى الباردة لتصل إلى درجة حرارة التوازن ، وليس العكس.

للإجابة على سؤالك ، سيشعر شيء ما & quot؛ دافئ & quot؛ فقط إذا كانت درجة حرارة أعلى من درجة حرارة يدك ، حيث ستتدفق حرارتها إلى يدك. (ضع في اعتبارك أن يدك ربما تكون أقل من درجة حرارة الجسم العادية. هكذا يمكنك الشعور بدفء رأسك أو جسمك). تعتمد درجة حرارة الأشياء على مدى جودتها في توصيل الحرارة.

تحرير: & # x27m سأضيف بعض الأشياء الآن. لقد تجاهلت نوعًا ما تأثيرات توليد الجسم للحرارة أو التأثيرات طويلة المدى ، مما يجعل فهم مشكلة نقل الحرارة أكثر تعقيدًا. لقد ركزت للتو على حالة بسيطة تتمثل في لمس شيء ما بأصابع قليلة بدرجة حرارة معقولة ، وبالتالي فإن كمية الحرارة الصغيرة التي تولدها يدك يمكن أن تهرب إلى البيئة من خلال ظهر يدك أو أي شيء ، ولا تحتاج إلى التفكير هو - هي. يختلف عن نقع جسمك بالكامل في ماء 97 درجة فهرنهايت لساعات.

هذه هي أروع حقيقة تعلمتها في Heat Transfer ، وغيرت طريقة فهمي للتفاعلات البسيطة. من الأمثلة الرائعة التي أشعر بها للمشاركة عندما تكون بالخارج في الشتاء لفترة من الوقت وتصبح يداك باردة جدًا. عندما تدخل إلى الداخل وقبل أن تقوم بالإحماء ، إذا قمت بغسل يديك ، فإن الماء يشعر بالحرارة الشديدة على الرغم من أن درجة الحرارة المريحة نفسها كانت دائمًا طبيعية ، ولكن الآن نقل الحرارة مرتفع لأن يديك في درجة حرارة منخفضة. يسلط هذا الضوء على حقيقة أخرى رائعة حول انتقال الحرارة ، وهي أنه يمكنك & # x27t تجاوز درجة حرارة البداية لأي جسم (بدون إضافة عمل). إذا كان الماء في درجة حرارة الغرفة ، فسوف يقوم فقط بتسخين يدك لدرجة حرارة الغرفة ، لذلك على الرغم من أن الماء شديد السخونة ، فإنه يمكن & # x27t حرقك.

هذا التأثير هو بالضبط سبب برودة الرياح. برودة الرياح هي درجة حرارة & quot؛ وهمية & quot؛ تصف ما يشعر به جسمك عندما تكون هناك رياح. (بدون الوصول إلى الكثير من السوائل ، كلما زادت السرعة التي ينتقل بها السائل ، زادت الحرارة التي ينقلها ، سواء داخل أو خارج). لذلك إذا كان الهواء عند 10 درجات فهرنهايت والرياح تهب ، فقد تكون برودة الرياح -20 درجة فهرنهايت لأن الهواء يكون أكثر برودة لأنه يسحب المزيد من الحرارة من جسمك. في النهاية ، يمكنك & # x27t تبريد أي شيء أقل من درجة الحرارة الفعلية للهواء (10 درجات فهرنهايت في هذه الحالة) لأنه إذا فعلت ذلك. ثم ستتدفق الحرارة من الهواء إلى الجسم لتسخين ذلك الجسم ، حيث تتدفق الحرارة مرة أخرى فقط من الساخن إلى البارد. (السيارة التي تُركت طوال الليل في درجة حرارة 0 ستكون 0 درجة في الصباح بغض النظر عن برودة الرياح). لذا فإن برودة الرياح تشرح فقط مدى سرعة سحب الهواء للحرارة منك ومقارنتها بدرجة حرارة الهواء الراكد حتى تتمكن من الحصول على فكرة ، فهذا لا يعني أن درجة حرارة الهواء في الواقع أقل مما هي عليه.


تمتلك أجزاء الجسم المختلفة مستويات مختلفة من الحساسية لدرجة الحرارة مما يؤدي إلى اختلاف عتبات كل منها أيضًا. وفقًا لستيفنز وآخرون ، فإن أكثر أجزاء الجسم حساسية لدرجة الحرارة هي الوجه ، وخاصة الوجه والخدين ، بينما أقلها حساسية هي الفخذ والساق. عتبة درجة الحرارة هي النقطة التي يمكن عندها تحمل سخونة أو برودة المنبه. بشكل عام ، نظرًا لاستمرار الحافز لفترة أطول (التجميع الزمني) و / أو زيادة حجمه (التجميع المكاني) ، تصبح عتبة درجة الحرارة أصغر.

تسمح الحساسية لدرجة الحرارة للشخص بالتكيف مع درجة حرارة بيئته من أجل الحفاظ على توازن الجسم. عندما يفسر الدماغ التحفيز الجسدي على أنه & # 34hot & # 34 ، يرسل الدماغ إشارات مرة أخرى إلى جزء الجسم الملامس للانسحاب بعيدًا عن التحفيز. يمكن ملاحظة نفس الاستجابة عندما يُنظر إلى الحافز على أنه & # 34cold & # 34.


يمكن لأجهزة الاستشعار القابلة للارتداء معرفة متى تمرض

أظهر بحث جديد من جامعة ستانفورد أن أجهزة مراقبة اللياقة البدنية وأجهزة الاستشعار الحيوية الأخرى التي يمكن ارتداؤها يمكنها معرفة متى يكون معدل ضربات قلب الفرد ودرجة حرارة الجلد وغير ذلك من المقاييس غير طبيعية ، مما يشير إلى مرض محتمل.

كان عالم الوراثة مايكل سنايدر يرتدي سبعة أجهزة استشعار حيوية لجمع البيانات حول صحته عندما لاحظ تغيرات في معدل ضربات قلبه ومستوى الأكسجين أثناء الرحلة. عندما أصيب لاحقًا بالحمى ، اشتبه في أنه مصاب بمرض لايم. أكدت الفحوصات اللاحقة شكوكه.
ستيف فيش

يمكن لأجهزة الاستشعار القابلة للارتداء التي تراقب معدل ضربات القلب والنشاط ودرجة حرارة الجلد والمتغيرات الأخرى أن تكشف الكثير عما يحدث داخل الشخص ، بما في ذلك ظهور العدوى والالتهاب وحتى مقاومة الأنسولين ، وفقًا لدراسة أجراها باحثون في كلية جامعة ستانفورد. من الطب.

أحد المكونات المهمة للدراسة الجارية هو تحديد مجموعة من القيم الطبيعية أو الأساسية لكل شخص في الدراسة وعندما يكون مريضًا. قال مايكل سنايدر ، دكتوراه ، أستاذ ورئيس قسم علم الوراثة: "نريد دراسة الناس على المستوى الفردي".

سنايدر هو المؤلف الرئيسي للدراسة ، التي نُشرت على الإنترنت في 12 كانون الثاني (يناير) في علم الأحياء بلوس. يشترك علماء ما بعد الدكتوراه Xiao Li ، الحاصل على درجة الدكتوراه ، وجيسلين دن ، الحاصلة على درجة الدكتوراه ، ومهندس البرمجيات دينيس سالينز في التأليف الرئيسي.

إجمالاً ، جمع الفريق ما يقرب من ملياري قياس من 60 شخصًا ، بما في ذلك البيانات المستمرة من أجهزة الاستشعار الحيوي القابلة للارتداء لكل مشارك وبيانات دورية من الاختبارات المعملية لكيمياء الدم والتعبير الجيني وغير ذلك من الإجراءات. ارتدى المشاركون ما بين واحد وسبعة من أجهزة مراقبة النشاط المتوفرة تجاريًا وشاشات أخرى جمعت أكثر من 250000 قياس يوميًا. جمع الفريق بيانات عن معدل ضربات القلب بالوزن والأكسجين في نشاط درجة حرارة الجلد في الدم ، بما في ذلك النوم ، والخطوات ، والمشي ، وركوب الدراجات ، والجري ، والسعرات الحرارية التي تنفق التسارع وحتى التعرض لأشعة جاما والأشعة السينية.

قال إريك توبول ، أستاذ علم الجينوم في معهد سكريبس للأبحاث ، والذي لم يشارك في الدراسة: "لقد تأثرت كثيرًا بجميع البيانات التي تم جمعها". "يوجد الكثير هنا - الكثير من أجهزة الاستشعار والكثير من البيانات المختلفة لكل شخص."

أظهرت الدراسة أنه ، بالنظر إلى مجموعة أساسية من القيم لكل شخص ، من الممكن مراقبة الانحرافات عن الوضع الطبيعي وربط هذه الانحرافات بالظروف البيئية أو المرض أو العوامل الأخرى التي تؤثر على الصحة. يبدو أن الأنماط المميزة للانحراف عن الوضع الطبيعي مرتبطة بمشكلات صحية معينة. يمكن أن تساهم الخوارزميات المصممة لالتقاط أنماط التغيير هذه في التشخيص السريري والبحوث.

يُعد العمل مثالاً لتركيز ستانفورد ميديسين على الصحة الدقيقة ، والتي تهدف إلى توقع الأمراض والوقاية منها في الأشخاص الأصحاء والتشخيص الدقيق للأمراض وعلاجها لدى المرضى.

تشخيص غير متوقع

في رحلة طويلة إلى النرويج لقضاء إجازة عائلية في عام 2015 ، لاحظ سنايدر تغيرات في معدل ضربات قلبه ومستويات الأكسجين في الدم. كواحد من 60 مشاركًا في دراسة الصحة الرقمية ، كان يرتدي ثمانية أجهزة استشعار حيوية. من الرحلات السابقة ، عرف سنايدر أن مستويات الأكسجين لديه تنخفض بشكل طبيعي أثناء رحلات الطائرة وأن معدل ضربات قلبه زاد في بداية الرحلة - كما حدث في المشاركين الآخرين. لكن القيم عادت إلى وضعها الطبيعي على مدار رحلة طويلة وبعد الهبوط. هذه المرة ، لم ترجع أعداده إلى خط الأساس. حدث شيء ما ، ولم يتفاجأ سنايدر تمامًا عندما أصيب بالحمى وعلامات المرض الأخرى.

قبل أسبوعين ، كان يساعد شقيقه في بناء سياج في ريف ولاية ماساتشوستس ، لذلك كان مصدر قلقه الأكبر أنه ربما تعرض للعض من قبل قراد وإصابته بمرض لايم. في النرويج ، أقنع سنايدر طبيبًا بإعطائه وصفة طبية للدوكسيسيكلين ، وهو مضاد حيوي معروف بمكافحة مرض لايم. أكدت الاختبارات اللاحقة أن سنايدر قد أصيب بالفعل بكائن لايم الدقيق.

تأثر سنايدر بأن أجهزة الاستشعار الحيوية القابلة للارتداء التقطت العدوى قبل أن يعرف حتى أنه مريض. وقال: "لقد ساعدت الأجهزة القابلة للارتداء في إجراء التشخيص الأولي". أكد تحليل البيانات اللاحق اشتباهه في أن الانحرافات عن معدل ضربات القلب الطبيعي ومستويات الأكسجين على متن الرحلة إلى النرويج كانت بالفعل غير طبيعية تمامًا.

قال توبول: "حقيقة أنه يمكنك التقاط العدوى عن طريق المراقبة قبل حدوثها أمر استفزازي للغاية".

المزيد من الاكتشافات

بالنسبة إلى سنايدر ، فإن تشخيص لايم هو مجرد غيض من فيض - جزء من العمل المبكر للغاية لبدء الاستعلام عن مجموعات البيانات الضخمة من المعلومات الصحية. تثير نتائج الدراسة الحالية إمكانية تحديد المرض الالتهابي لدى الأفراد الذين قد لا يعرفون حتى أنهم يمرضون. على سبيل المثال ، في العديد من المشاركين ، ارتبطت القراءات الأعلى من المعدل الطبيعي لمعدل ضربات القلب ودرجة حرارة الجلد بزيادة مستويات بروتين سي التفاعلي في اختبارات الدم. بروتين سي التفاعلي هو علامة على الجهاز المناعي للالتهابات وغالبًا ما يكون مؤشرًا على العدوى أو أمراض المناعة الذاتية أو الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية أو حتى السرطان. كشفت بيانات سنايدر الخاصة عن أربع نوبات منفصلة من المرض والالتهابات ، بما في ذلك عدوى مرض لايم وأخرى لم يكن على دراية بها حتى رأى بيانات المستشعر الخاص به ومستوى متزايد من البروتين التفاعلي سي.

يمكن أن تساعد الأجهزة القابلة للارتداء أيضًا في التمييز بين المشاركين الذين يعانون من مقاومة الأنسولين ، وهي مقدمة لمرض السكري من النوع 2. من بين 20 مشاركًا خضعوا لاختبارات الجلوكوز ، كان 12 مشاركًا مقاومًا للأنسولين. صمم الفريق واختبر خوارزمية تجمع بين الخطوات اليومية للمشاركين ومعدل ضربات القلب أثناء النهار والفرق بين معدل ضربات القلب في النهار والليل. كانت الخوارزمية قادرة على معالجة البيانات من هذه المقاييس البسيطة القليلة للتنبؤ بالأفراد في الدراسة الذين من المحتمل أن يكونوا مقاومين للأنسولين.

وكشفت الدراسة أيضًا أن الانخفاض في مستويات الأكسجين في الدم أثناء الرحلات الجوية كان مرتبطًا بالإرهاق. لحسن الحظ ، أظهرت الدراسة أن الناس يميلون إلى التكيف في الرحلات الطويلة ، حيث ترتفع مستويات الأكسجين في دمائهم ، ويشعرون عمومًا بإرهاق أقل مع مرور الوقت.

قال توبول: "لم يكن عدم تشبع الأكسجين في الرحلة شيئًا أتوقعه". "عندما تسير في ممر الطائرة صعودًا وهبوطًا ، يكون الجميع نائمين ، وأعتقد أنه قد يكون هناك سبب آخر لذلك بالإضافة إلى أنهم شاركوا بشدة في الليلة السابقة. كان ذلك مثيرًا للاهتمام حقًا ، واعتقدت أنه من الرائع أن يقوم المؤلفون بذلك ".

وأشار توبول إلى أن أحد المستشعرات الحيوية المستخدمة في الدراسة لا يعمل جيدًا وأنه تم استدعاء جهاز آخر. قال: "قلة لن تصمد". "إما أنها لن تكون متاحة أو سيتم إثبات أنها ليست دقيقة للغاية. ولكن الشيء الجيد في ما فعله المؤلفون هنا هو أنهم لم يعتمدوا فقط على جهاز واحد. لقد فعلوا كل ما في وسعهم باستخدام هذا النوع من أجهزة الاستشعار المتوفرة اليوم للحصول على بيانات ذات مغزى ".

مستقبل الأجهزة القابلة للارتداء

أثناء زيارة الطبيب ، عادةً ما يتم قياس ضغط الدم ودرجة حرارة الجسم للمرضى ، ولكن يتم جمع هذه البيانات عادةً كل عام أو عامين فقط ، وغالبًا ما يتم تجاهلها ما لم تكن النتائج خارج النطاق الطبيعي لجميع السكان. لكن الباحثين في مجال الطب الحيوي يتصورون مستقبلًا تتم فيه مراقبة صحة الإنسان باستمرار.

قال سنايدر: "لدينا أجهزة استشعار في سياراتنا أكثر مما لدينا على البشر". وقال إنه يتوقع أن ينعكس الوضع في المستقبل وسيكون لدى الناس أجهزة استشعار أكثر من السيارات. بالفعل ، اشترى المستهلكون ملايين الأجهزة القابلة للارتداء ، بما في ذلك أكثر من 50 مليون ساعة ذكية و 20 مليون شاشة لياقة أخرى. قال سنايدر إن معظم أجهزة المراقبة تستخدم لتتبع النشاط ، ولكن يمكن تعديلها بسهولة لتتبع الإجراءات الصحية بشكل مباشر.

باتباع نهج صحي دقيق ، يمكن لكل شخص معرفة خط الأساس الطبيعي لعشرات الإجراءات. يمكن للتحليل التلقائي للبيانات تحديد أنماط نقاط البيانات الخارجية والإشارة إلى بداية اعتلال الصحة ، مما يوفر فرصة للتدخل أو الوقاية أو العلاج.

المؤلفون المشاركون الآخرون المنتسبون إلى ستانفورد للدراسة هم الباحث جاو زو علماء ما بعد الدكتوراه وينيو زو ، دكتوراه ، وصوفيا ميريام شوسلر-فيورنزا روز ، دكتوراه في الطب ، أخصائية التغذية البحثية داليا بيرلمان ، المتدرب الصيفي رايان رانج ، المستشار الوراثي شانون ريغو ، طالبة المدرسة الثانوية ريا سونيتشا Somalee Datta ، دكتوراه ، مدير مركز خدمات المعلومات الحيوية الوراثية وتريسي ماكلولين ، أستاذ مساعد في الطب.

الباحثة إليزابيث كولبير ، من نظام بالو ألتو للرعاية الصحية لشؤون المحاربين القدامى ، هي أيضًا مؤلفة مشاركة.

تم تمويل هذا البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة (منح 8U54DK102556 و U54EB020405 و UL1TR001085) ، وإدارة شؤون المحاربين القدامى ، ومبادرة علوم البيانات الطبية الحيوية وهدية من بيرت وكانديس فوربس.


في البرد

يستجيب الجسم عن طريق انقباض الأوعية الدموية السطحية ، بشكل رئيسي عن طريق الجهاز العصبي الودي ولكن أيضًا من خلال التأثير المباشر للبرودة على الأوعية الدموية. يعتبر تضيق الأوعية فعالاً للغاية في تقليل فقد الحرارة عن طريق الحد من تدفق الدم إلى الأطراف ، وبالتالي زيادة عمق العزل & # x2018shell & # x2019 وتقليل فرق درجة الحرارة بين الجلد والبيئة (انظر الشكل). في الواقع ، يمكن أن يؤدي تضيق الأوعية إلى أن يكون في أقصى بوصة من الجسم موصلية حرارية مكافئة لتلك الموجودة في الفلين. لتقليل المساحة السطحية المعرضة للبرد ، قد يتخذ الشخص وضعية تشبه الكرة الجنينية. هناك أيضًا تبادل حراري معاكسة للتيار بين الشرايين والأوردة في النصف البعيد من الأطراف. تحت درجة حرارة الأطراف 10 & # x201312 & # xB0C ، يفشل تضيق الأوعية المحيطية ويحدث توسع الأوعية وتضيق الأوعية بالتناوب ، على الرغم من أنه قد تكون هناك زيادة طفيفة جدًا في حجم الدم الذي يدور في الجلد أثناء توسع الأوعية ، مما يحافظ على التأثير العازل للجلد. تضيق الأوعية. على الرغم من وجود بعض تضيق الأوعية في الوجه ، إلا أنه يكون ضئيلًا في فروة الرأس ، وهذا بالإضافة إلى نقص عمق الأنسجة يجعل تنظيم فقدان الحرارة من الرأس غير فعال ، ويزيد معدل فقدان الحرارة عن طريق هذا المسار بطريقة خطية بين درجات الحرارة المحيطة من + 32 & # xB0C و & # x201320 & # xB0C ، وقد تساوي بالفعل نصف إجمالي إنتاج حرارة الجسم عند السكون عند & # x20134 & # xB0C. الإجهاد العقلي حتى لو كان خفيفًا بدرجة مثل الحساب الذهني يزيد من فقدان الحرارة هذا ، وكذلك الغثيان والقيء والإغماء والصدمات والنزيف.

يرتفع إنتاج الحرارة مع نشاط العضلات ، إما بنشاط متعمد (10 & # x201315 ضعفًا أثناء التمرين البدني الشاق) أو الارتعاش. في حالة البرد الشديد ، يزيد إفراز الكاتيكولامين ويحفز زيادة إنتاج الحرارة. كلما كان الشخص أقل لياقة ، قلت درجة الإجهاد البارد التي يحدث عندها الكاتيكولامين & # x2018overdrive & # x2019. دائمًا ما تكون أي زيادة في إنتاج الحرارة مصحوبة بزيادة في استهلاك الأكسجين: فقد يتضاعف أو يتضاعف ثلاث مرات في ارتجافه. النشاط والرعشة ليست اقتصادية في التنظيم الحراري ، لأنها مصحوبة بزيادة تدفق الدم إلى العضلات وهذا بدوره يرفع درجة حرارة السطح ويزيد من فقدان الحرارة. في الواقع ، يحتفظ الجسم بـ 48٪ فقط من الحرارة الزائدة المتولدة.

يعتمد أكبر معدل لإنتاج الحرارة يمكن للفرد تحقيقه على قدرته القصوى على العمل العضلي ، المرتبط بالمعدل الأقصى لاستخدام الأكسجين. وهذا بدوره يعتمد على الإمداد بالأكسجين ، وبالتالي على أكبر معدل يمكن للقلب أن يضخ الدم به في جميع أنحاء الجسم ، وعلى الكفاءة التي يمكن للعضلات أن تستغل بها الأكسجين. كل هذه تزيد مع تحسين اللياقة البدنية. بالنسبة لأي مستوى من التمرين ، يجب أن يكون استهلاك الأكسجين والناتج القلبي أعلى في البيئة الباردة مقارنة بالبيئة الدافئة ، وهذا ما يفسر ، على سبيل المثال ، لماذا قد تتطور الذبحة الصدرية أثناء مستوى معين من النشاط في البرد ولكن ليس في درجات الحرارة العادية. أيضًا ، أثناء النوم في البرد ، يستيقظ الأشخاص غير المناسبين مرارًا وتكرارًا من خلال الارتعاش ، في حين أن القدرة الأكبر لتوليد الحرارة للعضلات & # x2018fit & # x2019 تسمح بالنوم دون إزعاج بسبب الارتعاش.

في ظروف البرد الشديد ، إذا كان الشخص مضطرًا إلى ممارسة تمرين قوي جدًا ، فقد يكون امتصاص الأكسجين الأقصى غير كافٍ لتلبية الطلب المرتفع لكل من التمرين وضغط البرد الشديد ، ويمكن أن يصاب الشخص بانخفاض غير متوقع وغير متوقع في درجة حرارة الجسم على الرغم من نشاط عضلي قوي. في حالة وجود نقص الأكسجة أيضًا ، كما هو الحال في الارتفاعات العالية ، فإن هذا يقلل من إجمالي امتصاص الأكسجين المحتمل ، وبالتالي قد يتم تثبيط إنتاج الحرارة والارتعاش. أخيرًا ، إذا كان الشخص مرهقًا أو يعاني من سوء التغذية ، فلا يمكنه زيادة إنتاج الحرارة بسبب نقص الركيزة (الوقود) لعملية التمثيل الغذائي.

ينتج عن الكحول عدد من التأثيرات التي تزيد من خطر انخفاض حرارة الجسم ، وأكبر خطر هو تقليل الوعي بالبرد وزيادة التبجح ، مع إضعاف القدرة على تقييم المخاطر.


كيف نشعر بالحرارة

اغمر يدك اليسرى في الوعاء الذي يحتوي على الثلج ويدك اليمنى في الوعاء الذي يحتوي على درجة حرارة الماء في الحمام. تأكد من أن الماء يرتفع إلى قاعدة الأصابع على الأقل - إلى أعلى مفاصل الأصابع ، والتي تسمى أيضًا المفاصل الرئيسية. اترك يديك في الماء لمدة دقيقتين تقريبًا.

ثم حرك كلتا يديك في نفس الوقت إلى الحاوية الوسطى.

نتيجة

من المحتمل أن تواجه شيئًا غريبًا تمامًا - عدم تطابق أو اختلاف في الإحساس بدرجة الحرارة بين اليدين. على الرغم من أن كلتا يديك الآن في نفس الحاوية وتعاني من نفس درجة الحرارة ، يجب أن تشعر اليد اليسرى بالحرارة ، بينما يجب أن تجد اليد اليمنى الماء شديد البرودة.

تفسير

أي جزء من الدماغ هو المسؤول؟

القشرة الحسية الجسدية. منطقة الدماغ هذه عبارة عن شريط من الأنسجة يمتد على طول الجزء العلوي من دماغك ، من الجزء الخلفي من أذن واحدة إلى أذنك الأخرى وتعالج جميع المعلومات الحسية. تقع القشرة الحسية الجسدية في الأسفل حيث توضع سماعات الرأس على رأسك.

لماذا يحدث هذا؟

أنت تختبر شيئًا يسمى التكيف الحسي - وهي ظاهرة تكون الأيدي عرضة لها بشكل خاص.

تم تطوير أيدينا ، وخاصة أطراف أصابعنا ، بشكل جيد لمساعدتنا في جمع المعلومات للمساعدة في استكشاف العالم من حولنا ، وتزويدنا بمعلومات حول درجة الحرارة والملمس والشكل. تحتوي أطراف الأصابع البشرية على بعض المناطق الأكثر كثافة من النهايات العصبية في الجسم - يوجد حوالي 25000 مستقبل عصبي لكل سم مربع! هذه الوفرة من النهايات العصبية هي التي تسمح لهم بجمع المعلومات إلى هذه الدرجة الدقيقة وإرسال إشارات إلى الدماغ لمعالجة هذه المعلومات.

يديك وأطراف أصابعك هي المكونات الرئيسية لما يسمى بالنظام الحسي الجسدي الذي يزودنا بإحساسنا المادي بالعالم. وهذا يشمل أيضًا الجلد والعضلات والقلب والمفاصل والعظام والقلب.

تسمى الأعصاب التي تكتشف الإحساس الموجودة في هذا الجهاز بالأعصاب الحسية ويتم تنشيطها بأحاسيس مختلفة ، سواء كانت درجة الحرارة أو الألم أو اللمس (اللمس). يوجد في نهاية كل عصب حسي العديد من المستقبلات المختلفة التي تكشف عن مشاعر مختلفة. على سبيل المثال ، تكتشف المستقبلات الحرارية درجة الحرارة على وجه التحديد. تكتشف بعض المستقبلات الحرارية الظروف الباردة بينما يتم تنشيط المستقبلات الحرارية الأخرى عن طريق الدفء.

في هذه التجربة ، عندما يتم وضع اليد اليسرى في ماء بارد مثلج ، يتم تنشيط المستقبلات الحرارية الحساسة للبرودة مسببة نبضًا كهربائيًا يمر عبر العصب الحسي في أطراف الأصابع واليدين إلى الدماغ.

على الجانب الآخر ، عندما يتم وضع اليد اليمنى في الحمام ، فإن الماء الدافئ يتم تنشيط مستقبلاته الحرارية ، مما يتسبب في انتشار نوع مختلف من النبضات الكهربائية أسفل العصب الحسي الدافئ في أطراف الأصابع واليدين إلى الدماغ.

يتم تمرير المعلومات الكهربائية من تنشيط المستقبلات الحرارية من يديك ، على طول ذراعيك ، وصولاً إلى الجزء العلوي من الحبل الشوكي إلى الدماغ عبر الأعصاب الحسية. ثم تتم معالجة المعلومات في منطقة من الدماغ تسمى القشرة الحسية الجسدية ، انظر أعلاه.

إذا تعرضت يدك للحرارة لفترة طويلة ، فإن المستقبلات الحساسة للحرارة ، ستبدأ بالتعب ، مثل العضلات بعد تمرين طويل. تصبح أقل حساسية للمحفزات وتقلل من نشاطها وتقلل من الإشارة الكهربائية التي يتم إرسالها إلى المنطقة الحسية الجسدية في دماغك.

تحدث نفس الأشياء لمستقبلات البرد إذا تعرضت يدك للبرد لفترة طويلة فتصبح النهايات العصبية أقل حساسية للبرد.

لقد أزلت حساسية النهايات العصبية الباردة على يدك اليسرى عن طريق تعريضها لمياه باردة مثلجة. عندما قمت بعد ذلك بتحريك يدهم إلى بيئة أكثر دفئًا ، كانت المستقبلات الحساسة للبرودة قد تكيفت وخففت من نشاطها ، لكن المستقبلات الدافئة لم تكن كذلك ، وكان لديها نسبيًا مستويات عالية من النشاط مما يعني أن يدك اليسرى أدركت أن الحاوية الوسطى أكثر دفئًا منها. كان حقا.

على الجانب الأيمن ، لقد أهلكت بشكل فعال النهايات العصبية الحساسة عن طريق تعريضها للماء الدافئ. عندما حركت يدك إلى بيئة أكثر برودة ، تكيفت المستقبلات الحساسة للحرارة وخففت نشاطها ، لكن مستقبلات البرد لم تفعل ذلك ، لذلك أدركت اليد اليمنى أن الحاوية الوسطى أبرد مما كانت عليه بالفعل.

توضح عملية التكيف هذه للمستقبلات الحرارية والأعصاب الحسية سبب عدم تطابق الإحساس بدرجة الحرارة عندما تكون يداك في الحاوية الوسطى. تغيرت الحساسية تجاه درجة الحرارة بناءً على بيئتك السابقة.

تشرح نفس العملية لماذا عندما تقفز إلى البحر لأول مرة في يوم دافئ حقًا ، يشعر البحر بالبرودة إلى حد ما في البداية ، ولكن بعد ذلك لا تلاحظ درجة الحرارة كثيرًا. ولكن إذا قفزت إلى البحر في يوم أكثر برودة ، فلا يبدو أن البحر سيكون بهذه السهولة. انها كلها مرتبطة!

وبالمثل ، عندما تضع يدك على منضدة لأول مرة ، ستلاحظ ملمس الطاولة ودرجة حرارتها ، لكنك لا تشعر بذلك بعد فترة. خذ يدك بعيدًا لفترة ثم أعدها مرة أخرى وستبدأ في ملاحظة إحساس الطاولة مرة أخرى. هذا أيضا بسبب التكيف الحسي.

لماذا يدرس العلماء هذا؟

هناك الكثير من الأبحاث التي تُجرى حول الإحساس بالحرارة. يدرس العلماء ديدان الأرض وأسماك الزيبرا وذباب الفاكهة لفهمها! لماذا ا؟ حسنًا ، إنه يساعدنا على إعطائنا معالجة أفضل لكيفية استيعاب نظامنا العصبي للمعلومات حول العالم من حوله ، ومعالجتها لتوفير تصورنا للعالم.

وجدت إحدى الدراسات أن الأشخاص الذين يعانون من حالة تسمى اضطراب الاكتئاب الشديد هم أقل حساسية لدرجات الحرارة الباردة حقًا. ليس لدينا فكرة لماذا قد يكون هذا! هل الاكتئاب يسبب استجابة أقل للألم ، أم العكس؟ أم أن دارات ألم درجة الحرارة والاكتئاب في الدماغ مرتبطة بطريقة ما؟ ليس لدى الذباب وديدان الأرض والسمك الزرد إجابة لنا عن هذا الأمر حتى الآن ، ولكن قد تتحسن يومًا ما قريبًا.

الجزء الخطير: ما الذي يجب معرفته وكيفية الحفاظ على العلم آمنًا:


طرق تحديد الكائنات الحية الدقيقة: الثقافة مقابل. أدوات غير ثقافية

تعد ثقافة الكائنات الحية الدقيقة طريقة تاريخية لدراسة خصائصها وخصائصها. مع التطورات الحديثة في البيولوجيا الجزيئية ، تم تعليق هذه الأداة الأساسية لصالح أساليب التسلسل من الجيل التالي ، والتي تعتبر أكثر حساسية وأسرع من الثقافة. ومع ذلك ، لا يوفر تسلسل الجيل التالي جميع المعلومات اللازمة لفهم عادات الكائنات الحية الدقيقة في الجسم الحي ، على سبيل المثال ، فهو لا يوفر معلومات حول جدوى الكائنات الحية المكتشفة [98]. الهدف الذي لا يقل أهمية عن تحسين طرق أخذ العينات والتخزين هو تحسين معايير الاستزراع في الجهود الرامية إلى عزل الجزء القابل للحياة والقابل للزراعة من ميكروبيوم الجلد ، والذي يقدم خصائصه الخاصة ويظهر سمات متسقة معينة [64]. على سبيل المثال ، Myles et al. [7] أظهر أنه عند استخدام وسط استنبات منخفض المغذيات (R2A) ، فإن تثبيط الجزء الموجب للجرام عن طريق معالجة العينة بالفانكومايسين وانخفاض درجة حرارة الحضانة أدى إلى عزل الجزء سالب الجرام من الكائنات الحية الدقيقة الجلدية. علاوة على ذلك ، يمكن تعديل المعلمات الأخرى للبروتوكول للحصول على وسائط استزراع أكثر كفاءة لنمو الكائنات الحية الدقيقة الجلدية المتنوعة ولتحسين طرق تحديد المستعمرة [101 ، 102]. في هذه الجهود ، تم تحسين طريقة Culturomics بواسطة Lagier et al. [103] مما سمح باكتشاف العديد من البكتيريا غير المعروفة. باستخدام هذه الأساليب (على سبيل المثال ، مزيج من الوسائط المتعددة والظروف الثقافية) ، Timm et al. [104] جمعت أكثر من 800 سلالة ، بما في ذلك أكثر من 30 جنسًا بكتيريًا و 14 جنسًا فطريًا. ومع ذلك ، نظرًا لأن هذه التقنية تتطلب عملًا دقيقًا ويستغرق وقتًا طويلاً ، فقد أعاد عدد متزايد من الفرق العلمية هذه الطريقة بشكل فريد أو باستخدام أدوات ميتاجينومية تكميلية [30 ، 105 ، 106].

أدى إضفاء الطابع الديمقراطي على تقنيات الميتاجينوم إلى حدوث تحول في الاهتمام المتعلق بالكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بالإنسان. تم التقليل من شأن الكائنات الحية الدقيقة الجلدية إلى حد كبير من حيث التنوع ، والتي استمرت بسبب تقنيات الاستزراع التي تحفز التحيز بسبب نمو الميكروبات في البيئات الاصطناعية [106]. لتطبيق هذا النوع من الطريقة لتحليل ميكروبيوم الجلد ، يلزم إيلاء اهتمام خاص في كل خطوة من البروتوكول ، بما في ذلك طريقة استخراج الحمض النووي ، وبناء المكتبة ، وخطوة التسلسل (على سبيل المثال ، اختيار التمهيدي ، والنظام الأساسي المختار [88] ، واستخدام الفراغات والضوابط) ، والتحليل اللاحق (على سبيل المثال ، قاعدة البيانات والبرمجيات المختارة) [27 ، 106،107،108]. علاوة على ذلك ، تم مؤخرًا اقتراح طرق متقدمة لعزل وزراعة السلالات الصعبة عن طريق علم الجينوم العكسي [109].


كيف يكتشف الإنسان فروق درجات الحرارة على الجلد؟ - مادة الاحياء

تنظم الدورات الجيوفيزيائية اليومية والموسمية والقمرية والمد والجزر بشكل جماعي الكثير من البيولوجيا الزمنية للحياة على الأرض. إن العزلة المتزايدة للمجتمعات البشرية عن هذه الدورات الجيوفيزيائية ، نتيجة لتحسين الظروف المعيشية والتغذية عالية الجودة وممارسات العمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، دفعت الكثيرين إلى الاعتقاد بأن البيولوجيا البشرية تعمل بشكل مستقل عنهم. ومع ذلك ، فقد سلطت الدراسات الحديثة الضوء على الدور المهيمن الذي تلعبه ساعتنا البيولوجية في تنظيم أنماط السلوك وعلم وظائف الأعضاء على مدار 24 ساعة. أوقات الاستيقاظ والنوم المفضلة مدفوعة إلى حد كبير ببرنامج زمني داخلي يستخدم ضوء الشمس كإشارة جذابة. يمكن لساعة المنبه أن تحرك إيقاعات النشاط البشري ولكن لها تأثير مباشر ضئيل على فسيولوجيا الجسم الذاتية على مدار 24 ساعة. في العديد من المواقف ، يبدو أن بيولوجيتنا ومجتمعنا في معارضة شديدة ، ويتم التعرف بشكل متزايد على العواقب الضارة لصحتنا في ظل هذه الظروف. تهيمن الفصول على حياة الأنواع غير الاستوائية ، وحتى وقت قريب ، كان لها أيضًا تأثير ملحوظ على الكثير من البيولوجيا البشرية. Despite human isolation from seasonal changes in temperature, food and photoperiod in the industrialised nations, the seasons still appear to have a small, but significant, impact upon when individuals are born and many aspects of health. The seasonal changes that modulate our biology, and how these factors might interact with the social and metabolic status of the individual to drive seasonal effects, are still poorly understood. Lunar cycles had, and continue to have, an influence upon human culture, though despite a persistent belief that our mental health and other behaviours are modulated by the phase of the moon, there is no solid evidence that human biology is in any way regulated by the lunar cycle.


Types of Moisturizers

Moisturizers can be broadly classified into three categories:

Occlusives

Occlusives form a barrier on the surface of the skin that water molecules cannot penetrate. In this way, they basically lock in the water molecules that are already present inside the skin, which makes them very effective in keeping the skin hydrated for a while.

Petroleum jelly (popularly known as Vaseline) is one of the best occlusives. (Photo Credit : Flickr)

Emollients

Emollients fill the spaces between cells in the skin to make it feel smoother. Although emollients and occlusives have some common components (stearate and castor oil), they work quite differently.

While occlusives simply form a barrier on the outermost layer, emollients actually penetrate the skin and fill the gaps between cells that are missing fatty layers of lipids.

Emollients&rsquo mode of action is different from traditional moisturizers, which is why they have become quite popular in recent years.

Humectants

Humectants help draw water to the skin to keep it hydrated. When applied on the skin, humectant molecules attract moisture from the environment and retain it inside the skin, which is why many skin lotions contain humectants.

They also make young, moist cells stick to the surface, keeping the skin from becoming flaky. Furthermore, they stimulate the body&rsquos natural production of ceramides, which keep any loss of water from the outermost layer in check.

In a nutshell, no matter how expensive of a moisturizer you use, all commercial moisturizers basically work on the same principle. However, they may have additional features, like their distant &lsquobest before&rsquo dates (thanks to the addition of some preservatives), a pleasant fragrance, an attractive cover or a popular brand ambassador. Even so, none of these additional, costly properties have anything to do with the basic purpose of keeping the skin hydrated.



تعليقات:

  1. Mabei

    معلومات رائعة ومفيدة للغاية

  2. Francois

    من الممكن أن نقول ، هذا :) استثناء للقواعد

  3. Balisarda

    أعتقد أنك مخطئ. يمكنني إثبات ذلك. اكتب لي في PM ، سنناقش.

  4. Farlow

    مبروك فكرتك رائعة

  5. Airleas

    من المفترض أن تخبرك بالطريقة الخاطئة.

  6. Rang

    في رأيي ، هم مخطئون. اكتب لي في رئيس الوزراء ، تحدث.



اكتب رسالة