Utjecaj hladnoće na spretnost ruku

U arktičkim predjelima, u izoliranim područjima, običaj je brvnare ostaviti otključane. Također, običaj je u peći ostaviti pripremljena drva za potpalu, a kutiju sa šibicama ostaviti tako da iz nje viri nekoliko šibica. Istinita priča iz Ray Mearsovog serijala Extreme survival pokazuje kako su upravo navedeni običaji spasili ruke od amputacije, a možda i život jednom lovcu.



Dvojica lovaca na medvjede na Grenlandu vozeći se na motornim sanjkama propali su kroz led. Vozač je upao u vodu dok je drugi lovac uspio skočiti netom prije propadanja u vodu, nakon čega je izvukao vozača iz vode. Temperatura je bila oko -20 C. Znali su da im je jedini spas vratiti se natrag u kilometrima udaljenu brvnaru iz koje su i krenuli. Vozač je vrlo brzo preminuo od pothlađenosti, dok je njegov kolega uspio doći do brvnare. Kako je tijekom spašavanja svog kolege izgubio rukavice, ruke su mu bile potpuno beskorisne da bi uhvatio šibicu i upalio vatru. Kako je u kutiji sa šibicama bilo ostavljeno nekoliko šibica koje su virile van, ustima je izvukao šibicu, te je upalio držeći je zubima. Nakon toga je uspio zapaliti vatru u peći. Proveo je sedam tjedana u bolnici i na sreću ruke su mu ostale sačuvane.




Kada je čovjek izložen velikoj hladnoći, periferni dijelovi udaljeni od središta tijela su prvi na udaru, odnosno počinju se hladiti. Što dovodi do vazokonstrikcije (sužavanja) površinskih arterija tih područja. U rukama se cirkulacija krvi regulira otvaranjem ili zatvaranjem arteriovenskih anastomoza (AVA). Kada su ruke i tijelo normalne temperature, AVA-e su otvorene i krv slobodno cirkulira. Kada se tijelo počne hladiti, AVA-e se zatvaraju zbog povećane simpatičke aktivnosti, čime se drastično smanjuje cirkulacija krvi kroz ruke. Ostatak toka krvi vraća se u unutrašnjost tijela dubokim venama. Zbog tako reducirane cirkulacije vrlo malo topline dolazi u ruke. Takvo se stanje ponekad naziva i fiziološkom amputacijom (Havenith i ostali, 1995).

Kada se ruke počnu hladiti, spretnost će početi opadati. Na dijagramu ispod se vidi kako spretnost opada sa smanjenjem temperature kože na prstima šake. Kada temperatura kože ruku padne ispod 15°C, spretnost prstiju naglo opada.


Odnos temperature kože prstiju i spretnosti (Havenith i ostali, 1995).

Jačina opadanja spretnosti ruku ovisi o tipu zadatka koji se proučava. U većini istraživanja zadaci se izabiru tako da obuhvaćaju različite tipove spretnosti ruku, s naglaskom na stupnjevanju od “grubljih” pa do “finijih” zadataka. Odnosi određenih zadataka i spretnosti vidljivi su u tablici ispod iz koje je vidljivo da je opadanje spretnosti veće što je zadatak ovisniji o spretnosti prstiju.


Utjecaj tipa motoričkog zadatka na spretnost izvođenja pri smanjenju temperature ruku (LeBlanc, 1956).

Nekoliko je fizioloških mehanizama koji su više ili manje zaslužni za takvo opadanje spretnosti (Heus i ostali, 1995); povećanje vremena reakcije, umanjena osjetljivost kože, mišićna aktivnost, mobilnost i motivacija.

Receptori koji utječu na spretnost ruku nalaze se u lokomotornom sustavu (mišićna vretena, zglobovi, ligamenti) i u koži (bol, osjet, pritisak, temperetura. Prva skupina daje informacije o položaju tijela u prostoru u odnosu na tijelo, a druga skupina daje informacije o strukturi i teksturi držanih objekata. Odnosno, funkcionalno se te grupe receptora mogu razlikovati kao somestetski (tjelesni osjeti) te statestetski i kinestetski (osjećaj za položaj i pokret tijela). Manji negativni utjecaj hladnoće na receptore uočen je pri temperaturi kože između 25°C I 8°C. Između 6°C I 8°C je kritična zona nakon koje nastaje značajna disfunkcija receptora (živčani zastoj) (Mills, 1956; Morton i Provins, 1960). Prema tome, kada koža na rukama dosegne temperaturu od 8°C, umanjena spretnost se u velikoj mjeri može pripisati disfunkciji receptora, odnosno neosjetljivosti ruku. Iznad te temperature, nema značajnog utjecaja na receptore. Kako su receptori u koži smješteni 1-3mm duboko, spomenuta kritična zona od 6-8°C mora biti vrlo blizu temperaturi kože, čime se ovaj fiziološki mehanizam može isključiti kao uzrok ranije spomenute kritične temperature kože od 15°C nakon čega naglo opada spretnost ruku.

Brzina provodljivosti živaca, također je bitan čimbenik kod smanjenja spretnosti. Naime De Jong i ostali (1966) utvrdili su linearno smanjenje provodljivosti između 36°C I 23°C za 1.8 m/s svaki stupanj celzijev, pri normalnoj provodljivosti od 60m/s. Ispod temperature živaca od 20°C-24°C je izraženiji pad provodljivosti. Slične rezultate dobio je i Vanggaard (1975) u svojim istraživanjima (1.5 m/s za svaki stupanj). Potpuni prestanak živčane provodljivosti nastupa ispod 10°C. Osim živčanih završetaka, živci su smješteni dublje unutar tkiva, stoga je za izjednačavanje tih područja sa temperaturom kože potrebno dosta vremena, te se uočeno opadanje spretnosti ispod temperature kože od 15°C teško može pripisati reduciranoj provodljivosti živaca.


Provodljivost živca (n.peroneus) u odnosu na temperaturu (De Jong, 1966).

Performanse mišićnog rada također su ovisne o temperaturi, što je dakako povezano i sa spretnošću ruku. Optimalna temperaturu mišića za ispoljavanje maksimalne sile u vrlo kratkom vremenu, bilo statičkim ili dinamičkim kontrakcijama je oko 38°C (Davies i ostali, 1982; Bergh i Ekblom, 1979). Za statičku izdržljivost mišića podlaktica optimalna je temperatura mišića od 28°C, veća ili manja temperatura od spomenute uzrokuje značajan pad performansi. Mišići ruku koji se nalaze u vodi na temperaturama od 28°C do 39°C ne pokazuju značajnije smanjenje u jačini maksimalne mišićne kontrakcije, dok ispod 28°C postoji vrlo izraženo linearno smanjenje (Clarke i ostali, 1958).


Smanjenje snage mišićne kontrakcije u različitim temperaturama vode (Clarke i ostali, 1958)

Hunter i ostali (1952) smatraju kako se povećanje gustoće sinovijalne tekućine unutar zglobova pri hlađenju može uzeti kao najbolje objašnjenje za opadanje spretnosti ruku pri niskim temperaturama. Drugi autori uočili su linearan odnos između temperature kože i zglobova, tako je primjerice temperatura kože od 20°C ili 15°C jednaka temperaturi zglobova od 27°C ili 24°C.


Kritične temperature fizioloških struktura ispod kojih znatno opada spretnost ruku  

Uzimajući u obzir podatke iz tablice iznad, te dubinu tkiva unutar kojeg se nalaze pojedine strukture, postavlja se pitanje koja će od svih struktura utjecati na opadanje spretnosti najprije/najviše? Na kritičnoj temperaturi kože od 15°C, receptori i živci ne bi trebali imati većeg utjecaja. Imajući na umu kako se zglobovi hlade brže od okolnih tkiva (koža, mišići) (Hunter i ostali, 1952), vrlo je vjerojatno da će oni doseći svoju kritičnu temperaturu, te mišići također. Dakle, upravo su te dvije fiziološke strukture najodgovornije za značajan pad spretnosti ruku uočen na temperaturi kože ispod  15°C.

Za kraj treba spomenuti test kojeg je popularizirao Mors Kochanski, a on ga je naučio od starosjedilačkog naroda sjevernog Saskatchewan-a, izvodi se tako da se malim prstom dotakne palac, te ako čovjek nije u stanju to učiniti, treba se odmah pokušati ugrijati, kako bi spriječio daljnje opadanje spretnosti.


Kochanski, M. (1999). Basic Wilderness Survival in Cold Lacking Snow.

Ovaj test naravno vrijedi samo za osobe sa zdravim zglobovima. Treba napomenuti i da brojni drugi autori te internetske stranice na temu preživljavanja spominju ovaj test u krivom kontekstu. Naime, ponekad se može pronaći objašnjenje kako nemogućnost izvođenja ovog testa ukazuje na početak hipotermije. To dakako nije točno, hipotermija nastupa kada tjelesna temperatura dosegne 35°C, što ne mora imati nikakve veze sa temperaturom ekstremiteta. Kontakt ruku sa vrlo hladnim površinama može za kratko vrijeme toliko rashladiti ruke da nisu u mogućnosti izvesti navedeni test, dok tjelesna temperatura može biti u granicama normalnog.

Literatura:

Davies C.T., Mecrow I.K., White M.J. (1982). Contractile properties of the human triceps surae with some observations on the effects of temperature and exercise. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1982;49(2):255-69.
De Jong R.H, Hershey W.N, Wagman I.H. (1966). Nerve conduction velocity during hypothermia in man. Anesthesiology. 1966 Nov-Dec;27(6):805-10.
Havenith G, Heus R., Daanen H.A. (1995). The hand in the cold, performance and risk.Arctic Med Res. 1995;54 Suppl 2:37-47.
Heus R, Daanen H.A, Havenith G. (1995). Physiological criteria for functioning of hands in the cold: a review. Appl Ergon. 1995 Feb;26(1):5-13.
Hunter J., Kerr E.H, Whillans M.G. (1952). The relation between joint stiffness upon exposure to cold and the characteristics of synovial fluid. Can J Med Sci. 1952 Oct;30(5):367-77.
LeBlanc J.S. (1956). Impairment of manual dexterity in the cold. Journal of Applied Physiology Published 1 July 1956 Vol. 9 no. 1, 62-64
Mills A.W. (1956). Finger numbness and skin temperature. J Appl Physiol. 1956 Nov;9(3):447-50.
Morton R, Provins K.A. (1960). Finger numbness after acute local exposure to cold. J Appl Physiol. 1960 Jan;15:149-54.
R. S. J. Clarke, R. F. Hellon, and A. R. Lind (1958). The duration of sustained contractions of the human forearm at different muscle temperatures. J Physiol. 1958 Oct 31; 143(3): 454–473.
Bergh U., Ekblom B. (1979). Physical performance and peak aerobic power at different body temperatures. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol. 1979 May;46(5):885-9.
Vanggaard L. (1975). Physiological reactions to wet-cold. Aviat Space Environ Med. 1975 Jan;46(1):33-6.

Mada je post u totalnoj suprotnosti sa trenutnom vanjskom žegom poučan je i zanimljiv.Kako smo i navikli od djomle.
Hvala ti na ovakvim zrncima mudrosti....samo nastavi plz!

Kao i uvijek,tekst koji se čita u dahu.
Cody Lundin je u više navrata prezentirao u seriji Duel Survival test sa palcem i malim prstim kao pokazatelj pothlađenosti ruku,good to know.

slava Djomli!

Ma daj. Razljevam se ko sladoled u Sahari, a on našao o smrzavanju ruku
Jedino da ih gurnem u škrinju