Antarktika’da sürdürülen yoğun etkinlik sonrası çevresel IR termografisi ve soğutmadaki enerji harcamasındaki değişiklikler: erkekler ve kadınlarda karşılaştırma

Neden aşırı soğukta yaşamak hepimiz için önemli

Antarktika’da altı haftadan fazla süren, neredeyse 1.000 kilometreye yakın bir kayak yolculuğu hayal edin; sıcaklıklar donma noktasının çok altına düşüyor—ve sonra vücudunuzun soğukla nasıl başa çıktığını görmek için eve dönüyorsunuz. Bu çalışma, INSPIRE-22 Güney Kutbu seferinden dokuz erkek ve kadını izleyerek geniş öneme sahip, aldatıcı derecede basit bir soruyu sordu: üşüdüğümüzde vücudumuz her zaman bizi sıcak tutmak için daha fazla enerji mi yakar, yoksa bazı insanlar enerji tasarrufuna mı programlıdır?

Vücudumuzun genellikle soğukla nasıl savaştığı

İnsanlar davranış (ceket giymek) ve otomatik tepkiler (kan akışını ve ısı üretimini değiştirmek) sayesinde iç ısılarını neredeyse sabit tutarlar. Hafif soğukta, titremeden ısı üretimini artırabiliriz; bunun bir kısmı, kalorileri yakarak ısı üreten kahverengi yağ dokusunun aktive edilmesine dayanır. Daha yoğun veya uzun süreli soğukta ise, acil durum sobası olarak kas aktivitesiyle titremeye başlarız. Klasik görüş soğuğun enerji kullanımını arttırması yönündedir. Yine de kısa, günlük soğuk maruziyetiyle yapılan önceki deneyler şaşırtıcı bir bulgu ortaya koydu: bazı kişilerde toplam enerji kullanımı aslında azalmıştı.

Kutupsal bir yürüyüşe yapılan gerçek dünya sınaması

INSPIRE-22 seferi, gerçek dünyada gerçekten sürdürülen soğuk maruziyeti sonrası neler olduğunu incelemek için nadir bir fırsat sundu. Antarktika’da ağır kızaklar çekerek 47 gün kayak yapan dokuz sağlıklı yetişkin (altı erkek, üç kadın), bir bütün-vücut kalorimetresinde—bir kişinin kaç kalori yaktığını hassas şekilde ölçebilen hava geçirmez bir odada—test edildi. Her gönüllü, Antarktika’ya gitmeden önce ve döndükten sonra yaklaşık iki hafta içinde yeniden incelendi. Kameradaki ikinci sabah, oda havası yaklaşık 22 °C’den 16 °C’ye iki saat boyunca kademeli olarak düşürülürken katılımcılar hafif giysilerle sessizce oturdu ve titremediler. Bu soğutma döneminin sonunda ve bir saatlik yeniden ısınmadan sonra, araştırmacılar her bir elin ön ve arka yüzünün kızılötesi termal görüntülerini alarak cildin ne kadar sıcak kaldığını gözlemlediler.

Parmakları, elleri ve enerji kullanımını izlemek

Kalorimetre verilerinden ekip, soğutma süresince (100 dakika boyunca) her kişinin enerji harcamasının nasıl değiştiğini tahmin etmek için en iyi uyum çizgilerini kullandı. Sefer öncesinde, beş kişide soğutma ile enerji kullanımında artış görüldü, iki kişide belirgin bir değişim yoktu ve iki kişi aslında daha az enerji kullandı. Antarktika yolculuğu sonrası desen şaşırtıcı derecede benzerdir: beşinde artış, birinde değişim yok ve üçünde azalma gözlendi. İstatistiksel testler, Polar ortamda haftalar geçirmenin kontrollü koşullarda daha fazla veya daha az ısı üretimine genel bir kayma getirmediğini gösterdi. Aynı zamanda, kızılötesi görüntüler parmakiçi bölgeleri elin geri kalanından ayırmak için dikkatle analiz edildi. Beklendiği gibi, parmaklar genelde daha geniş el bölgelerinden daha fazla soğudu ve baskın (sağ) eller sol ellere göre hafifçe farklı sıcaklık tepkileri gösterdi. Ancak bu farklılıklar, ölçümlerin sefer öncesi mi yoksa sonrası mı alındığına bağlı değildi ve kadın sayısı az olmasına rağmen erkekler ve kadınlar arasında güvenilir bir farklılık göstermedi.

“Udları kapatıp enerji tasarrufu yapma” fikrini sınamak

Araştırmacılar, enerjiyi soğukta düşüren kişilerin kollar ve eller için kan akışını keserek dış dokulardaki metabolizmayı düşürüp yakıt tasarrufu yapıyor olabileceğini öne sürdü. Bu doğruysa, enerji harcaması düşen katılımcıların çevre havaya göre özellikle soğuk parmak ve ellere sahip olması beklenirdi. Bunu kontrol etmek için ekip, her katılımcı için soğuk ve sıcak koşullar altında el cilt sıcaklığı ile oda sıcaklığı arasındaki farkı karşılaştırdı ve her kişiyi enerji kullanımlarının artıp azaldığına veya değişmediğine göre renklendirdi. Tutarlı bir desen ortaya çıkmadı. Enerji tasarrufu yapanların elleri diğerlerinden daha soğuk değildi ve enerji kullanımı artanların elleri belirgin şekilde daha sıcak değildi. Kısacası, ekstremitelere giden kan akışının azalmasının bazı insanların üşüdüğünde daha az kalori yakmasının açıklaması olduğuna dair bir işaret bulunmadı.

Soğukta yaşam için bunun anlamı nedir

INSPIRE-22 ekibi için Antarktika’da haftalar süren zorlu çalışma, evlerine dönüp rahat giysilerle kontrol edilen bir soğuk zorluğuna yanıt verirken vücutlarının temel tepkisini kökten değiştirmedi. Bazı bireyler hafif soğutma sırasında enerji kullanımında düşüş gösterdi, ancak bu özellik kutupsal adaptasyonun bir sonucu değil, kişiye özgü görünüyordu ve göze çarpan daha soğuk ellere bağlı değildi. Bilim dışı okuyucu için alınacak ders, insanın soğuğa yanıtlarının ‘‘soğuk her zaman daha fazla kalori yaktırır’’ basit fikrinden daha çeşitli ve ince olduğudur. Bu farklılıkları anlamak bir gün, askerlerden kaşiflere ve soğuk depolarda çalışanlara kadar zorlu ortamlarda çalışan insanlar için giysi, çalışma-dinlenme düzenleri veya tıbbi bakımın kişiselleştirilmesine yardımcı olabilir.

Atıf: 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

Anahtar kelimeler: soğuk maruziyeti, enerji harcaması, kızılötesi termografi, Antarktika keşif, insan termoregülasyonu