چرا دمای بدنمان ۳۷ درجه است، نه کمتر و نه بیشتر؟

ما انرژی زیادی می‌سوزانیم تا گرم بمانیم. دانشمندان می‌گویند این گرما یک سپر دفاعی ۶۶ میلیون ساله در برابر قاتلانی است که دایناسورها را منقرض کردند.

اغلب ما وقتی عدد ۳۷ را روی دماسنج می‌بینیم، نفس راحتی می‌کشیم. این عدد برای ما یعنی سلامتی. اما بیایید یک‌لحظه به هزینه‌ی سنگین این عدد فکر کنیم.

نگه‌داشتن دمای بدن روی ۳۷ درجه، یکی از پرخرج‌ترین کارهایی است که بدن انجام می‌دهد. ما بخش عظیمی از غذایی که می‌خوریم را فقط می‌سوزانیم تا گرم بمانیم. اما چرا تکامل، بدن ما را مثل خزندگان طراحی نکرد تا با دمای محیط سازگار شویم و این‌همه انرژی هدر ندهیم؟ یا چرا دمای بالاتری را انتخاب نکرد تا قوی‌تر باشیم؟

پاسخ این سؤال، داستانی پرماجراست که از خطای محاسباتی یک پزشک آلمانی در قرن نوزدهم شروع می‌شود و به ترسناک‌ترین دشمنان نامرئی ما در طبیعت می‌رسد. عدد ۳۷ نتیجه‌ی یک معامله‌ی دقیق زیستی است؛ نقطه‌ای که بدن یاد گرفته چطور نه آن‌قدر سرد باشد که خوراک قارچ‌ها شود و نه آن‌قدر داغ که سلول‌های خودش را آب‌پز کند.

اما عجیب‌تر اینجاست که این استاندارد طلایی، دیگر ثابت نیست. دماسنج‌ها نشان می‌دهند که انسانِ امروز در حال سردشدن است، آن هم درست در زمانی که سیاره‌ی زمین دارد گرم‌تر می‌شود. آیا سپر دفاعی بدن ما در حال تغییر است؟

میراث ووندرلیش: عدد ۳۷ چگونه استاندارد جهانی شد؟

بیایید ابتدا ببینیم عدد ۳۷ از کجا وارد متون پزشکی شد. داستان به سال ۱۸۶۸ میلادی در آلمان بازمی‌گردد؛ زمانی که پزشکی به نام کارل راینهولد آگوست ووندرلیش، با تلاشی بی‌سابقه بیش از یک میلیون بار دمای بدن ۲۵ هزار بیمار را اندازه‌گیری کرد.

حاصل این تلاش، کتابی بود که پایه‌های دماسنجی بالینی مدرن را بنا نهاد و عدد ۳۷ درجه سانتی‌گراد (۹۸٫۶ درجه فارنهایت) را به‌عنوان استاندارد جهانی سلامت انسان تثبیت کرد. داده‌های تاریخی نشان می‌دهد که ووندرلیش تغییرات روزانه دما را به‌درستی شناسایی کرده بود، اما عدد نهایی او محل بحث است.

پرتره قدیمی یک مرد - کارل راینهولد آگوست ووندرلیش

کارل راینهولد آگوست ووندرلیش

اما اگر امروز می‌توانستیم به کلینیک دکتر ووندرلیش برگردیم، متوجه ایرادها و مشکلاتی می‌شدیم که نه ناشی از بی‌دقتی او، بلکه به دلیل محدودیت‌های تکنولوژیک آن عصر بود.

ووندرلیش از دماسنج‌های جیوه‌ای بزرگی استفاده می‌کرد که طولشان به حدود ۳۰ سانتی‌متر می‌رسید. این ابزارهای اولیه برخلاف دماسنج‌های دیجیتال امروزی، مکانیسم «ثبت حداکثر» نداشتند؛ به این معنی که اگر دماسنج را از بدن بیمار جدا می‌کردید، جیوه بلافاصله پایین می‌آمد. بنابراین پزشک مجبور بود دماسنج را در‌حالی‌که هنوز زیر بغل بیمار است بخواند که خود منشأ خطای دید بود.

استاندارد جهانی سلامت ما، تا حد زیادی بر پایه‌ی محدودیت‌های تکنولوژیک و خطای ابزارهای قرن ۱۹ بنا شده است

علاوه بر این، این دماسنج‌ها کند بودند. برای اینکه جیوه با دمای بدن به تعادل برسد، بیمار باید ۲۰ تا ۲۵ دقیقه دماسنج را زیر بغل خود نگه می‌داشت. به‌همین‌دلیل بی‌قراری بیمار، جریان هوای اتاق و تغییرات محیطی در این مدت طولانی می‌توانست روی نتیجه اثر بگذارد.

درنهایت هم تحلیل‌های مدرن بر روی دماسنج‌های باقی‌مانده از آن دوران در موزه‌ی موتر (Mütter Museum) نشان دادند که کالیبراسیون ابزارهای او به طور سیستماتیک ۱٫۵ تا ۲ درجه سانتی‌گراد بالاتر از استانداردهای دقیق امروزی بوده و خطای ابزاری نقش مهمی در تعیین عدد ۹۸٫۶ فارنهایت داشته است.

ترمومتر قدیمی

بااین‌حال، تنها سرزنش‌کردن دماسنج‌های قدیمی کافی نیست. شواهد جدید نشان می‌دهد که ما واقعاً در حال تغییریم.

بدنی که آرام‌آرام خنک‌تر می‌شود: شواهدی از تغییر فیزیولوژیک انسان مدرن

آیا ما همان انسان‌های قرن نوزدهم هستیم؟ علم فیزیولوژیک به این سؤال، پاسخ منفی می‌دهد: مطالعات بسیار دقیق و گسترده‌ای که در سال‌های اخیر انجام شده، می‌گویند که میانگین دمای بدن انسان مدرن به‌آرامی اما پیوسته در حال کاهش است. ما به معنای واقعی کلمه، خونسردتر از اجدادمان شده‌ایم.

میانگین دمای بدن انسان مدرن به‌آرامی کاهش می‌یابد

پژوهشگران دانشگاه استنفورد در مطالعه‌ای که در ژورنال eLife منتشر شد، سه مجموعه داده‌ی تاریخی عظیم را با هم مقایسه کردند: کهنه‌سربازان جنگ داخلی آمریکا (متولدین اوایل قرن ۱۹)، نظرسنجی ملی سلامت آمریکا در دهه ۱۹۷۰، و داده‌های مدرن بیماران استنفورد بین سال‌های ۲۰۰۷ تا ۲۰۱۷.

نمودار کاهش دمای بدن انسان از قرن ۱۹ تا قرن ۲۱

روند ۱۵۰ ساله کاهش دمای بدن بر اساس یافته‌های استنفورد

نتایج تحقیقات حاکی از آن بود که دمای بدن انسان‌ها با نرخ تقریبی ۰.۰۳- درجه سانتی‌گراد در هر دهه کاهش‌یافته است. به طور مشخص، مردانی که امروز متولد می‌شوند، حدود ۰٫۵۹ درجه سانتی‌گراد سردتر از مردانی هستند که در اوایل قرن نوزدهم به دنیا آمده بودند.

انسان مدرن به لطف آنتی‌بیوتیک‌ها، واکسیناسیون دیگر مثل گذشته در معرض بیماری‌های عفونی نیست

دانشمندان دو محرک اصلی را برای این «سردشدن بیولوژیک» شناسایی کرده‌اند که هر دو به سبک زندگی مدرن ما بازمی‌گردند:

نخست کاهش التهاب مزمن: اجداد ما در قرن نوزدهم در محیطی زندگی می‌کردند که پاتوق بیماری‌های عفونی بود. سل، سیفلیس، مالاریا، دندان‌های پوسیده و عفونت‌های لثه (پریودنتیت) بخشی عادی از زندگی روزمره به‌شمار می‌رفت.

بیماران تب زرد در بیمارستان هاوانا کوبا ۱۸۹۹

بیماران تب زرد در بیمارستان هاوانا کوبا سال ۱۸۹۹

سیستم ایمنی آن‌ها دائماً در حال جنگ بود و همین امر باعث می‌شد سطح مولکول‌های پیام‌رسان پروتئینی (سایتوکاین‌های التهابی) که به‌عنوان تب‌زا عمل می‌کردند، در خون بالا باشد. بدن هم مجبور می‌شد برای مهار این عفونت‌ها، کوره‌ی متابولیک خود را همیشه روشن نگه دارد.

سیستم‌های گرمایشی و تهویه‌مطبوع باعث شده‌اند نرخ متابولیک استراحت در انسان مدرن کاهش یابد

اما انسان مدرن به لطف آنتی‌بیوتیک‌ها، واکسیناسیون، آب آشامیدنی تمیز و بهداشت دهان و دندان، از شر این «مالیات التهابی» خلاص شده است. بدن ما دیگر نیازی ندارد برای جنگ‌های دائمی انرژی بسوزاند.

دوم زندگی با خنثی‌سازی حرارتی: ما امروزه در حباب‌های کنترل‌شده‌ی حرارتی زندگی می‌کنیم. سیستم‌های گرمایش مرکزی و تهویه‌مطبوع باعث شده‌اند که بدن انسان به‌ندرت برای گرم ماندن نیاز به لرزیدن یا برای خنک‌شدن نیاز به تعریق شدید داشته باشد.

کاهش نرخ متابولیک استراحت (RMR) در انسان مدرن، واکنشی مستقیم به این رفاه حرارتی است. ما انرژی کمتری می‌سوزانیم، پس گرمای کمتری تولید می‌کنیم. مطالعات نشان می‌دهند که دمای «نرمال» جدید احتمالاً در بازه ۳۶٫۴ تا ۳۶٫۶ درجه سانتی‌گراد قرار دارد.

دشمن نامرئی گرماگریز: چرا بدن انسان نمی‌تواند سردتر باشد؟

باوجود این کاهش جزئی، دمای بدن ما هنوز در محدوده‌ی بالای ۳۰ درجه سانتی‌گراد لنگر انداخته است. چرا تکامل اجازه نداد دمای بدن ما تا حد دمای محیط مثلاً ۲۵ درجه پایین بیاید تا در مصرف انرژی صرفه‌جویی کنیم؟ پاسخ این سؤال را باید در جایی غیرمنتظره جستجو کرد: قارچ‌ها.

تصویر میکروسکوپی سطح کپک Emericella nidulaus با هاگ‌های کروی

تصویر میکروسکوپی سطح کپک Emericella nidulaus با هاگ‌های کروی BASF 

قارچ‌ها حاکمان خاموش این سیاره‌اند. تخمین زده می‌شود که بیش از ۱٫۵ میلیون گونه قارچی بر روی زمین وجود دارد که با کارایی ترسناکی گیاهان، حشرات و دوزیستان را آلوده و نابود می‌کنند.

اما نکته‌ی عجیب اینجاست که از این ارتش میلیونی، فقط چند صد گونه توانایی بیمار کردن انسان و سایر پستانداران را دارند. چرا؟ چون در دمای بدن ما زنده نمی‌مانند. اکثر قارچ‌ها «مزوفیل» هستند، به این معنی که دماهای معتدل محیطی (۱۲ تا ۳۰ درجه) را ترجیح می‌دهند اما تحمل حرارتی بسیار پایینی دارند.

اکثر قارچ‌ها نمی‌توانند در دمای بدن انسان زنده بمانند و تکثیر شوند

دکتر آرتورو کاسادوال ایمونولوژیست مشهور و استاد دانشگاه جان هاپکینز و آویو برگمن، دانشمند برجسته حوزه زیست‌شناسی محاسباتی و استاد دانشکده پزشکی آلبرت اینشتین با توسعه‌ی «نظریه مهار قارچی»، نشان دادند که دمای ۳۷ درجه سانتی‌گراد یک منطقه ممنوعه حرارتی (Thermal Exclusion Zone) ایجاد می‌کند.

این دما مانند میدان نیروی نامرئی‌ای عمل می‌کند که بدون نیاز به اینکه سیستم ایمنی حتی زحمت شناسایی دشمن را به خود بدهد، آن‌ها را می‌سوزاند. آنالیز ۴۸۰۲ سویه قارچی نشان داده است که به‌ازای هر ۱ درجه افزایش دما در بازه ۳۰ تا ۴۰ درجه، ۶ درصد از گونه‌های قارچی توانایی تکثیر خود را از دست می‌دهند.

این تئوری نه‌تنها دمای بدن ما را توجیه می‌کند، بلکه یکی از جذاب‌ترین فرضیات را درباره‌ی چرایی تسلط پستانداران بر زمین پس از انقراض دایناسورها ارائه می‌دهد:

تصور کنید ۶۶ میلیون سال پیش، شهاب‌سنگی عظیم به زمین برخورد کرد. آسمان تیره شد، دما به‌شدت کاهش یافت و جنگل‌های جهان مردند. زمین به توده‌ی عظیمی از کمپوست و مواد گیاهی پوسیده تبدیل شد؛ بهشتی برای قارچ‌ها. یک شکوفایی قارچی (Fungal Bloom) در مقیاس سیاره‌ای رخ داد.

پستانداران به لطف دمای بالای درونی‌شان از فیلتر انقراض عبور کردند

خزندگان که خونسرد بودند، در سرمای پس از برخورد نتوانستند دمای بدن خود را بالا نگه دارند و احتمالاً ًتوسط عفونت‌های قارچی بلعیده شدند. اما پستانداران اولیه، با موتورخانه‌های گرم درونی‌شان، توانستند از این فیلتر مرگبار عبور کنند. ما زنده‌ایم چون گرم بودیم.