چرا دمای بدن ما ۳۷ درجه است، نه کمتر و نه بیشتر؟

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.

کد خبر: ۹۱۴۸۳۵

تاریخ: ۰۴ فروردين ۱۴۰۵ - ۱۱:۱۰

زومیت: 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 کهووندرلیش تغییرات روزانه دما را به‌درستی شناسایی کرده بود، اما عدد نهایی او محل بحث است.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

مرز فروپاشی مولکولی: چرا داغ‌تر شدن یک گزینه نیست؟

اگر گرما خوب است و قارچ‌ها را می‌کشد، چرا دمای بدن ما ۴۵ یا ۵۰ درجه نیست؟ اینجا جایی است که فیزیک و بیوشیمی وارد میدان می‌شوند و ترمز تکامل را می‌کشند. ما نمی‌توانیم داغ‌تر باشیم، چون ساختار وجودی‌مان از هم می‌پاشد. حیات، بازی حفظ تعادل است و ۳۷ درجه سانتی‌گراد، لبه‌ی پرتگاهی است که ما روی آن قدم می‌زنیم.

بدن ما توسط پروتئین‌ها اداره می‌شود؛ ماشین‌های مولکولی ظریفی که باید شکل سه‌بعدی خاصی داشته باشند تا کار کنند. اما این شکل ثابت نیست؛ آنزیم‌ها باید «انعطاف‌پذیر» باشند تا بتوانند واکنش‌های شیمیایی را کاتالیز کنند:

اگر بدن سرد باشد، پروتئین‌ها سفت و غیرفعال می‌شوند. اگر خیلی گرم باشد، انرژی حرارتی باعث گسستن پیوندهای ضعیفی می‌شود که شکل پروتئین را حفظ کرده‌اند و پروتئین «دناتوره» یا خراب می‌شود.

بسیاری از پروتئین‌های حیاتی بدن ما در دمای بالای بالاتر از ۳۷ تخریب می‌شوند

شگفت‌انگیزترین (و شاید ترسناک‌ترین) واقعیت این است که بسیاری از پروتئین‌های حیاتی ما دارای «پایداری حاشیه‌ای» هستند؛ یعنی دقیقاً در مرز فروپاشی کار می‌کنند. به‌عنوان‌مثال، هموگلوبین که مسئول رساندن اکسیژن به سلول‌های شماست، در دمایی تنها کمی بالاتر از ۳۷ درجه شروع به تغییر شکل و تجمع می‌کند. اگر دمای بدن به ۴۲ درجه برسد، سیستم اکسیژن‌رسانی ما مختل می‌شود.

یا پروتئین p53 را در نظر بگیرید؛ نگهبانی که وظیفه دارد از سرطانی شدن سلول‌ها جلوگیری کند. این پروتئین ذاتاً ناپایدار است و در دماهای بالا باز می‌شود و عملکرد خود را از دست می‌دهد. این یعنی تب بسیار بالا و طولانی، عملاً مکانیزم‌های ضدسرطان بدن را غیرفعال می‌کند. مطالعات هموگلوبین انسانی نشان می‌دهد که انتقال ساختاری آن دقیقاً در محدوده دمای بدن رخ می‌دهد.

حتی غشاهای سلولی ما، که به پوسته‌ی حباب چربی شباهت دارند، برای این دما تنظیم شده‌اند. سلول‌ها ترکیبی از چربی‌های اشباع و غیراشباع را با کلسترول مخلوط می‌کنند تا غشا حالتی به نام «مایع منظم» داشته باشد.

در دمای ۳۷ درجه، غشا نه آن‌قدر شل است که متلاشی شود و نه آن‌قدر سفت که جلوی عبور مواد مغذی را بگیرد. ما دقیقاً در نقطه‌ای هستیم که جایی که پروتئین‌ها بیشترین تحرک عملکردی خود را دارند، بی‌آنکه پایداری ساختاری سلول به خطر بیفتد.

نقطه تعادل تکامل: جایی میان مصرف انرژی و ایمنی زیستی

تا اینجا دیدیم دمای بدن انسان نتیجه‌ی دو فشار متضاد تکاملی است: از یک سو، گرایش به دمای بالاتر که رشد قارچ‌ها را محدود می‌کند و سرعت واکنش‌های زیستی را افزایش می‌دهد و از سوی دیگر، تمایل به دمای پایین‌تر که مصرف انرژی را کاهش می‌دهد و از ناپایداری پروتئین‌ها جلوگیری می‌کند.

دکتر آرتورو کاسادوال و آویو برگمن با مدل‌سازی‌هایی ریاضیاتی نشان دادند که نقطه‌ی تعادل این دو فشار، جایی که بیشترین محافظت زیستی با کمترین هزینه‌ی متابولیک به دست می‌آید، در حدود ۳۶٫۷ درجه‌ی سانتی‌گراد است. تکامل این معادله را حل کرده و ما پاسخ آن هستیم.

بیشترین محافظت زیستی با کمترین هزینه‌ی متابولیک در دمای ۳۶٫۷ حاصل می‌شود

البته استراتژی‌های دیگری هم در طبیعت دیده می‌شود، مثلاً دمای بدن پرندگان غالباً در محدوده‌ی ۴۰ تا ۴۲ درجه قرار دارد. این دمای بالا به آن‌ها اجازه می‌دهد عضلاتی پرتوان برای پرواز داشته باشند و تقریباً در برابر تمام قارچ‌ها مصون بمانند. اما هزینه‌ی این استراتژی، نیاز بالا به کالری است:

مقایسه‌ی نرخ سوخت‌وساز پایه در پستانداران و پرندگان نشان می‌دهد که نیاز دائمی پرندگان به توان بالای عضلانی برای پرواز، آن‌ها را به حفظ دمای بدنی بالاتری سوق داده است.

تب: وقتی ترموستات را دستکاری می‌کنیم

اگر ۳۷ درجه بهترین دماست، پس چرا تب می‌کنیم؟ وقتی سیستم ایمنی متوجه ورود یک عامل بیماری‌زا می‌شود، پیامی به هیپوتالاموس؛ مرکز تنظیم دمای مغز می‌فرستد. مغز عمداً دمای مطلوب بدن را بالاتر می‌برد؛ درست مثل وقتی که ترموستات خانه را چند درجه زیاد می‌کنیم. بدن شروع به لرزیدن می‌کند و رگ‌ها منقبض می‌شوند تا گرما را حبس کنند.

افزایش دما دو فایده دارد: اول اینکه شرایط را برای بسیاری از باکتری‌ها و ویروس‌ها نامساعد می‌کند و دوم، کارایی سلول‌های ایمنی را موقتاً افزایش می‌دهد.

افزایش دمای بدن کارایی سلول‌های ایمنی را موقتاً افزایش می‌دهد

در واقع، تب وضعیتی اضطراری است که در آن بدن ریسک آسیب‌دیدن پروتئین‌های خودی (مثل همان p53) را می‌پذیرد تا تهدید بزرگ‌تری را خنثی کند. به همین دلیل پزشکان تب طولانی یا شدید را خطرناک می‌دانند.

به بیان ساده بدن برای مدتی کوتاه، قرارداد همیشگیِ ۳۷ درجه را تعلیق می‌کند تا از خودش دفاع کند و بعد، دوباره به تعادل برمی‌گردد. مکانیسم‌های عصبی تب نشان می‌دهند که این فرآیند پاسخی کاملاً کنترل‌شده توسط مغز است.

وقتی فاصله دمایی از بین می‌رود: چالش جدید ایمنی انسان

برای ۶۶ میلیون سال، اختلاف دمای زیاد بین محیط بیرون (میانگین ۱۵ درجه) و درون بدن ما (۳۷ درجه) تضمین‌کننده‌ی سلامت ما بوده است. قارچ‌هایی که به سرما عادت داشتند، نمی‌توانستند شوک حرارتی ورود به بدن ما را تحمل کنند. این اختلاف دما، سپری نامرئی اما مؤثر بود.

ولی امروز این سپر در حال تضعیف‌شدن است. تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی فقط یخ‌های قطبی را ذوب نمی‌کند، سازگاری قارچ‌ها را هم تغییر می‌دهد. قارچ‌های محیطی ناچار شده‌اند خود را با تابستان‌های داغ‌تر وفق دهند و تحمل حرارتی‌شان را بالا ببرند که به زبان ساده یعنی محدوده‌ی ایمن حرارتی ما کوچک‌تر می‌شود.

گرمایش جهانی قارچ‌ها را «تربیت» می‌کند تا بتوانند از سد دفاعی بدن ما عبور کنند

ظهور قارچ مقاوم Candida auris در سال ۲۰۰۹ که تقریباً هم‌زمان در چند قاره شناسایی شد، برای بسیاری از دانشمندان هشداری جدی بود. برخی پژوهشگران معتقدند این قارچ احتمالاً نخستین نمونه‌ای است که توسط گرمایش جهانی «تربیت» شده تا سد ۳۷ درجه را بشکند.

اگر شکاف دمایی بین محیط و بدن ما بسته شود، سلاح اصلی ما (گرمای ذاتی بدن) بی‌اثر خواهد شد. قارچ‌ها یاد می‌گیرند که در ۳۷ درجه زندگی کنند و سیستم ایمنی ما که میلیون‌ها سال به این دیوار حرارتی تکیه کرده بود، غافلگیر خواهد شد. گزارش‌ها هشدار می‌دهند که قارچ‌های شهری سریع‌تر با دماهای بالاتر سازگار می‌شوند.

دمای ۳۷ درجه‌ی سانتی‌گراد حاصل میلیون‌ها سال سازگاری زیستی است. دمایی که در آن، سلول‌های ما آموخته‌اند چگونه میان تحرک و پایداری تعادل برقرار کنند و در شرایطی کار کنند که نه فروبپاشند و نه از حرکت بازبمانند.

این عدد ردپای تاریخی طولانی را در خود دارد؛ از دوره‌های سرد اقلیمی گرفته تا رویارویی با بیماری‌ها، زمانی که بدن انسان به‌تدریج آموخت چگونه باتکیه‌بر اختلاف دما میان خود و محیط، از خود محافظت کند.

اما این سازوکار همیشه به پیش‌فرضی نانوشته وابسته بود: خنک‌تر بودن محیط پیرامون. با گرم‌تر شدن سیاره، این فاصله‌ی دمایی در حال کاهش است و یکی از قدیمی‌ترین خطوط دفاعی ما تضعیف می‌شود. گرمایش جهانی فقط یک بحران محیط‌زیستی نیست؛ می‌تواند تعادلی را به هم بزند که حیات انسان برای ده‌ها میلیون سال بر آن بنا شده بود.