التغيرات في التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء للطرفية ونفقات الطاقة للتبريد لدى الرجال والنساء بعد نشاط شاق مستمر في القارة القطبية الجنوبية

لماذا تهمنا الحياة في البرد القارس جميعًا

تخيل التزلج لمسافة تقارب 1000 كيلومتر عبر القارة القطبية الجنوبية لأكثر من ستة أسابيع، في درجات حرارة قد تنخفض إلى ما دون درجة التجمد بكثير—ثم العودة إلى الوطن حتى يرى العلماء كيف يتعامل جسمك مع البرد. تتبعت هذه الدراسة تسعة رجال ونساء من بعثة INSPIRE-22 إلى القطب الجنوبي لطرح سؤال يبدو بسيطًا لكنه ذو صلة واسعة: عندما نشعر بالبرودة، هل يقوم جسمنا دائمًا بحرق المزيد من الطاقة ليبقيه دافئًا، أم أن بعض الأشخاص مبرمجون لتوفير الطاقة بدلًا من ذلك؟

كيف يقاوم جسدنا البرد عادةً

يحافظ البشر على درجة حرارة داخلية شبه ثابتة بفضل مزيج من السلوك (ارتداء سترة) والاستجابات التلقائية (تغيير تدفق الدم وإنتاج الحرارة). عند مستويات برد خفيفة، يمكننا زيادة إنتاجنا للحرارة دون الارتعاش، جزئيًا عن طريق تنشيط النسيج الدهني البني—نسيج متخصص يحرق السعرات لتوليد حرارة. مع برد أشد أو مطوّل، نبدأ بالارتعاش، مستخدمين نشاط العضلات كفرن طارئ. الفكرة التقليدية أن البرد يجب أن يدفع استخدام الطاقة إلى الارتفاع. ومع ذلك، وجدت تجارب سابقة على موجات قصيرة يومية من التعرض للبرد أمرًا محيّرًا: عند بعض الأشخاص، انخفض استعمال الطاقة الإجمالي بالفعل.

رحلة قطبية تختبر الأمر عند العودة إلى الوطن

قدمت بعثة INSPIRE-22 فرصة نادرة لدراسة ما يحدث بعد تعرض حقيقي مطوّل للبرد في العالم الواقعي. خضع تسعة بالغين أصحاء (ستة رجال وثلاث نساء)، كانوا قد تزلجوا لمدة 47 يومًا وهم يجرّون زلاجات ثقيلة في القارة القطبية الجنوبية، للاختبار داخل جهاز قياس حرارة للجسم بالكامل—هو غرفة محكمة يمكنها قياس عدد السعرات الحرارية التي يحرقها الشخص بدقة. درس كل متطوع قبل المغادرة إلى القارة القطبية الجنوبية ومجددًا خلال نحو أسبوعين من عودته. في صباح اليوم الثاني داخل الغرفة، خُفضت درجة حرارة الهواء تدريجيًا من نحو 22 درجة مئوية إلى 16 درجة مئوية على مدى ساعتين بينما جلس المشاركون بهدوء، دون ارتعاش، بملابس خفيفة. في نهاية فترة التبريد هذه، ومرة أخرى بعد ساعة من إعادة التسخين، أخذ الباحثون صورًا حرارية بالأشعة تحت الحمراء للجهة الأمامية والخلفية لكل يد ليروا مدى دفء الجلد.

مراقبة الأصابع واليدين واستخدام الطاقة

من بيانات الغرفة، استخدم الفريق خطوط التناسب الأفضل لتقدير كيف تغيّر إنفاق كل شخص للطاقة خلال 100 دقيقة من التبريد. قبل البعثة، أظهر خمسة أشخاص زيادة في استخدام الطاقة مع التبريد، وأظهر اثنان عدم تغيير واضح، بينما استخدم اثنان طاقة أقل فعليًا. بعد الرحلة القطبية، كان النمط مشابهًا بشكل مفاجئ: خمسة ازدادوا، وأظهر واحد عدم تغيير، وثلاثة انخفضوا. لم تُظهر الاختبارات الإحصائية تحوّلًا شاملاً نحو إنتاج حرارة أكثر أو أقل بعد أسابيع في البيئة القطبية. في الوقت نفسه، حُلِّلت الصور الحرارية بعناية لفصل مناطق الأصابع عن بقية اليد. كما هو متوقع، كانت الأصابع تبرد عمومًا أكثر من مناطق اليد الأعرض، وأظهرت الأيادي السائدة (اليمنى) استجابات حرارية مختلفة قليلًا عن اليمنى. لكن هذه الفروقات لم تعتمد على ما إذا كانت القياسات قد أُخذت قبل أو بعد البعثة، ولم تختلف بشكل موثوق بين الرجال والنساء، رغم أن عدد النساء كان صغيرًا.

اختبار فكرة «إيقاف الأطراف لتوفير الطاقة»

اقترح الباحثون أن الأشخاص الذين ينخفض استخدامهم للطاقة في البرد قد يكونون يوفرون الوقود عبر قطع تدفق الدم إلى الذراعين واليدين، ما يخفض الأيض في تلك الأنسجة الطرفية. لو كان ذلك صحيحًا، فينبغي أن يكون لدى المشاركين الذين أظهروا هبوطًا في إنفاق الطاقة أصابعًا ويدين أبرد بشكل خاص مقارنةً بالهواء المحيط. للتحقق، قارن الفريق، مشاركًا تلو الآخر، الفرق بين درجة حرارة جلد اليد ودرجة حرارة الغرفة في ظروف باردة ودافئة، مع تلوين كل شخص بحسب ما إذا كانت طاقته ارتفعت أو انخفضت أو بقيت ثابتة. لم يظهر نمط ثابت. أولئك الذين حافظوا على الطاقة لم تكن أيديهم أبرد من الآخرين، وأولئك الذين ارتفع استهلاكهم للطاقة لم تكن أيديهم أكثر دفئًا بشكل واضح. باختصار، لم توجد إشارة بأن خفض تدفق الدم إلى الأطراف يفسر لماذا يحرق بعض الناس سعرات حرارية أقل عند تعرضهم للبرودة.

ماذا يعني ذلك للحياة في البرد

بالنسبة لفريق INSPIRE-22، لم تغير أسابيع العمل الشاق في القارة القطبية الجنوبية بشكل أساسي كيفية استجابة أجسادهم لتحدٍّ بارد مُتحكَّم فيه بمجرد عودتهم إلى الوطن وارتدائهم ملابس مريحة. أظهر بعض الأفراد انخفاضًا في استخدام الطاقة أثناء التبريد الخفيف، لكن بدا أن هذه الصفة شخصية أكثر منها نتيجة تأقلم قطبي، ولم تكن مرتبطة بوجود أيدي أبرد مرئية. للخارجين عن الحقل العلمي، الخلاصة أن استجابات البشر للبرد أكثر تنوعًا ولطفًا من الفكرة البسيطة القائلة إن «البرد يجعلك دائمًا تحرق المزيد من السعرات». قد يساعد فهم هذه الاختلافات يومًا ما في تكييف الملابس وجداول العمل والراحة أو الرعاية الطبية للأشخاص الذين يجب عليهم العمل في بيئات قاسية—من العسكريين والاستكشافين إلى العاملين في غرف التجمد.

الاستشهاد: Hattersley, J., Imray, C. & Wilson, A.J. Changes in peripheral IR thermography and energy expenditure on cooling in men and women following sustained strenuous activity in Antarctica. Sci Rep 16, 4931 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35294-y

الكلمات المفتاحية: التعرّض للبرد, نفقات الطاقة, التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء, بعثة إلى القارة القطبية الجنوبية, تنظيم الحرارة لدى البشر