Kaldsjokkrespons - Cold shock response

Kaldsjokkrespons er en serie kardio-respiratoriske responser forårsaket av plutselig nedsenking i kaldt vann .

Ved nedsenking av kaldt vann er kaldsjokkrespons kanskje den vanligste dødsårsaken, for eksempel ved å falle gjennom tynn is. Det umiddelbare sjokket av kulden forårsaker ufrivillig innånding, som, hvis det er under vann, kan føre til drukning . Det kalde vannet kan også forårsake hjerteinfarkt på grunn av vasokonstriksjon , hvor hjertet må jobbe hardere for å pumpe det samme volumet av blod gjennom kroppen. For personer med eksisterende kardiovaskulær sykdom kan den ekstra arbeidsmengden resultere i hjertestans . Innånding av vann (og dermed drukning) kan skyldes hyperventilering . Noen mennesker er mye bedre i stand til å overleve å svømme i veldig kaldt vann på grunn av kropp eller mental kondisjon.

Fysiologisk respons

Den fysiologiske responsen resulterer i midlertidig åndenød og vasokonstriksjon. Vasovagal stimulering som fører til hjertestans

Conditioning mot kaldt sjokk

Det er mulig å gjennomgå fysiologisk kondisjonering for å redusere kaldsjokkresponsen, og noen mennesker er naturligvis bedre egnet til å svømme i veldig kaldt vann. Tilpasninger inkluderer følgende:

  1. å ha et isolerende lag med kroppsfett som dekker lemmer og overkropp uten å være overvektig;
  2. evne til å oppleve nedsenking uten ufrivillig fysisk sjokk eller mental panikk;
  3. evne til å motstå skjelving;
  4. evne til å øke stoffskiftet (og i noen tilfeller øke blodtemperaturen litt over det normale nivået);
  5. en generalisert forsinkelse av metabolsk avstengning (inkludert glidning til bevisstløshet) ettersom sentrale og perifere kroppstemperaturer faller.

På disse måtene kan vinter svømmere overleve både det første sjokket og langvarig eksponering. Likevel er den menneskelige organismen ikke egnet til å fryse vann: kampen for å opprettholde blodtemperaturen (ved svømming eller kondisjonert metabolsk respons) gir stor tretthet etter tretti minutter eller mindre.

Konditionering mot kaldsjokkresponsen er en effektiv og kostnadseffektiv måte å forhindre drukning. De som tjener mest på tilvenningen av et kaldt sjokkrespons er idrettsutøvere, soldater og de som er utsatt for nedsenking av kaldt vann.

Kaldsjokkrespons hos bakterier

Et kaldt sjokk er når bakterier gjennomgår en betydelig temperaturreduksjon, sannsynligvis på grunn av at miljøet faller i temperatur. For å betegne som et kaldt sjokk må temperaturreduksjonen være både signifikant, for eksempel å falle fra 37 ° C til 20 ° C, og det må skje over en kort periode, tradisjonelt på under 24 timer. Både prokaryote og eukaryote celler er i stand til å gjennomgå en kald sjokkrespons. Effektene av et kaldt sjokk hos bakterier inkluderer:

  • Redusert cellemembran flytende
  • Redusert enzymaktivitet
  • Redusert effektivitet av transkripsjon og oversettelse
  • Redusert effektivitet av proteinfolding
  • Redusert ribosomfunksjon

Bakteriene bruker den cytoplasmatiske membranen, RNA/DNA og ribosomer som kalde sensorer i cellen, og setter dem ansvarlig for å overvåke cellens temperatur. Når disse sensorene sender signalet om at det oppstår et kaldt sjokk, vil bakteriene stoppe mesteparten av proteinsyntesen for å omdirigere fokuset til å produsere det som kalles kaldsjokkproteiner (Csp). Volumet av kalde sjokkproteiner som produseres vil avhenge av alvorlighetsgraden av temperaturreduksjonen. Funksjonen til disse kalde sjokkproteinene er å hjelpe cellen med å tilpasse seg den plutselige temperaturendringen, slik at den kan opprettholde så nær et normalt funksjonsnivå som mulig.

En måte kaldsjokkproteiner antas å fungere er ved å fungere som nukleinsyrechaperoner. Disse kalde sjokkproteinene vil blokkere dannelsen av sekundære strukturer i mRNA under kaldsjokket, og etterlate bakteriene med bare enkeltstrenget RNA. Enkeltstreng er den mest effektive formen for RNA for tilrettelegging av transkripsjon og oversettelse. Dette vil bidra til å motvirke redusert effektivitet av transkripsjon og oversettelse forårsaket av kaldsjokk. Kaldestøtproteiner påvirker også dannelsen av hårnålestrukturer i RNA og hindrer at de dannes. Funksjonen til disse hårnålestrukturene er å bremse eller redusere transkripsjonen av RNA. Så ved å fjerne dem, vil dette også bidra til å øke effektiviteten av transkripsjon og oversettelse.

Når det første sjokket ved temperaturreduksjonen er håndtert, reduseres produksjonen av kalde sjokkproteiner sakte. I stedet blir andre proteiner syntetisert i stedet da cellen fortsetter å vokse ved denne nye lavere temperaturen. Imidlertid er veksthastigheten som disse bakteriecellene ser ved kaldere temperaturer ofte lavere enn veksthastighetene de viser ved varmere temperaturer.

Kaldsjokkrespons hos mennesker

Hos mennesker begynner temperaturen for å starte en kald sjokkrespons ved <15 ° C (59 ° F). I løpet av de første tre minuttene med nedsenking av kaldt vann begynner huden å avkjøles. I løpet av tretti minutter begynner menneskekroppen å oppleve nevromuskulær avkjøling, og etter tretti minutter opplever menneskekroppen hypotermi.

Fordeler med kaldt sjokk

Dyp taktikk for nedsenking av kaldt vann brukes ofte av idrettsutøvere for å redusere sjansen for varmesykdom og brukes for å øke muskelgjenoppretting og redusere sårhet.

Se også

  • Dykkerefleks  -De fysiologiske svarene på nedsenking av luftpustende virveldyr
  • Hypotermi  - Menneskekroppens kjernetemperatur under 35,0 ° C
  • Nedsenking av kaldt vann  - nedsatt åndedrett som følge av å være i eller under en væske

Referanser

Kilder