ผลทางสรีรวิทยาของน้ำ

การถ่ายเทความร้อนของน้ำกับสรีรวิทยา

ในศตวรรษที่ 19 ได้มีการศึกษาผลของการถ่ายเทความร้อนจากน้ำต่อสรีรวิทยาซึ่งนำไปสู่หลักการใช้น้ำร่วมกับความร้อนเพื่อการบำบัดรักษาอย่างกว้างขวาง

การควบคุมอุณหภูมิร่างกาย ศูนย์ควบคุมอุณหภูมิของร่างกายอยู่ที่สมองส่วนไฮโปทาลามัส(Hypothalamus) ซึ่งจะควบคุมให้ร่างกายมีอุณหภูมิอยู่ที่ 37 องศาเซลเซียส หรือ 98.6 องศาฟาเรนไฮต์ตลอดเวลา ในร่างกายคนเรามีความร้อนที่ต้องระบายออก โดยมีกระบวนการพาความร้อนเป็นกลไกหลัก ความร้อนที่เกิดขึ้นในร่างกายจะถ่ายเทสู่เลือดซึ่งถูกพาไปสู่ผิวหนังโดยระบบไหลเวียนโลหิต แล้วถูกขับออกจากร่างกายโดยกระบวนการขับเหงื่อ ขณะระเหยเป็นไอน้ำจะพาความร้อนแฝงออกจากร่างกายไปด้วย การหายใจจะช่วยระบายความร้อนออกไปได้อีกส่วนหนึ่ง หากอุณหภูมินอกร่างกายหนาวเย็นร่างกายจะลดการระบายความร้อนโดยการหดตัวของหลอดเลือดที่ผิวหนังทำให้มีเลือดพาความร้อนไปสู่ผิวหนังน้อยลง ขณะแช่อยู่ในน้ำ การพาความร้อนและการนำความร้อนจะมีประสิทธิภาพสูงกว่าขณะอยู่บนบกทำให้มีการถ่ายเทความร้อนสูงกว่าบนบก
ผลทางสรีรวิทยาของการถ่ายเทความร้อน อุณหภูมิของน้ำขนาดพอดีที่ทำให้เกิดสมดุลของการถ่ายเทความร้อนระหว่างร่างกายกับน้ำ (Thermoneutral temperature) ของเพศชายคือระหว่าง 34-35 องศาเซลเซียส ส่วนของเพศหญิงจะต่ำกว่าชายเล็กน้อย เมื่อแช่ในน้ำอุณหภูมิเย็นกว่านี้ เช่นระหว่าง 30-33 องศาทำให้หลอดเลือดส่วนปลายของร่างกายจะหดตัวเพื่อสงวนความร้อนไว้ เลือดไหลกลับไปสู่หัวใจมากขึ้นทำให้อัตราชีพจรช้าลง เมื่อแช่น้ำเย็นมากขึ้นจนร่างกายจะสูญเสียความร้อนมากขึ้น กล้ามเนื้อจะกระตุกเพื่อสร้างความร้อนมาทดแทน

เมื่อร่างกายสัมผัสน้ำที่อุณหภูมิสูงกว่าผิวหนัง ความร้อนจะถูกถ่ายเทเข้าสู่ร่างกาย การแช่ในน้ำอุ่น 36-37 องศาเซลเซียส เส้นเลือดที่ผิวหนังและกล้ามเนื้อจะขยายตัวเพื่อระบายความร้อนออก เลือดกลับสู่หัวใจน้อยลง ทำให้หัวใจต้องเต้นเร็วขึ้น ระบบประสาทที่ควบคุมการเคลื่อนไหวจะตื่นตัวลดลง ความตึงตัวของกล้ามเนื้อลดลง ร่างกายจะผ่อนคลายมากและสามารถจะยืดเหยียดกล้ามเนื้อได้ดี แต่จะออกกำลังกายไม่ค่อยไหว การแช่น้ำอุณหภูมิสูงเป็นเวลานานจนร่างกายได้รับความร้อนมากเกินไปอาจทำให้เป็นลมเพราะมีเลือดคั่งอยู่ตามกล้ามเนื้อและผิวหนังมาก จนสมองได้รับเลือดไม่พอเพียงได้

ด้วยคุณลักษณะในการเก็บสะสมความร้อนและถ่ายเทความร้อนได้ดีและผลต่อสรีรวิทยาจากความร้อนของน้ำและไอน้ำ ดังกล่าวข้างต้น น้ำจึงเป็นสารที่มนุษย์นำมาใช้สำหรับนำความร้อนหรือความเย็นให้กับร่างกายเพื่อการบำบัดรักษาด้วยวิธีต่างๆกัน เช่น การประคบร้อน การอาบแช่ในน้ำร้อน หรือการอบไอน้ำร้อน เป็นต้น ในทางตรงกันข้ามคุณสมบัติของน้ำก็สามารถใช้สำหรับระบายความร้อนให้ร่างกายเพื่อประโยชน์ด้านสุขภาพเช่นเดียวกัน เช่น การประคบเย็นเพื่อห้ามเลือด การเช็ดตัวเพื่อลดอาการไข้ การอาบแช่น้ำเย็นเพื่อกระตุ้นระบบประสาท การอาบน้ำเย็นเพื่อระบายความร้อน รวมทั้งช่วยระบายความร้อนในขณะออกกำลังกายในน้ำ และใช้รักษาหรือป้องกันอันตรายจากความร้อนเมื่อออกกำลังกาย ฝึก หรือทำงานในวันที่มีอากาศร้อนจัดได้

ปฏิกิริยาตอบสนองต่อการดำน้ำ (Diving response)

เมื่อสัตว์ที่มีกระดูกสันหลังดำน้ำหรือโดนน้ำสัมผัสใบหน้าจะมีการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาเป็นลำดับต่อเนื่อง คือหัวใจจะเต้นช้าลง อัตราชีพจรลดต่ำ และมีการเปลี่ยนแปลงของระบบไหลเวียนโลหิตทำให้มีโลหิตแดงจากหัวใจไปเลี้ยง สมอง ไขสันหลัง ซึ่งทนการขาดออกซิเจนไม่ได้นานมากขึ้น ในขณะที่มีโลหิตไปเลี้ยงอวัยวะที่ทนการขาดออกซิเจนได้นานเช่น กล้ามเนื้อ ผิวหนัง และลำไส้ น้อยลง ปฏิกิริยาตอบสนองการดำน้ำจะรุนแรงมากในสัตว์น้ำ เช่น สิงโตทะเล หรือแมวน้ำ สำหรับในมนุษย์ก็มีปฏิกิริยาเช่นเดียวกันแต่ไม่มากเท่าในสัตว์น้ำ จากการทดลองในมนุษย์พบว่าหากโดนน้ำสัมผัสบริเวณหน้าผากระหว่างคิ้วทั้งสองข้างจะกระตุ้นให้เกิดการตอบสนองได้แรงกว่าที่อื่นๆ และยิ่งน้ำเย็นมากเท่าไรก็ยิ่งจะทำให้ปฏิกิริยามากขึ้นเท่านั้น

การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาขณะแช่น้ำระดับคอ

การแช่น้ำที่ระดับคอโดยที่ศีรษะอยู่เหนือน้ำ เช่นขณะอาบแช่ในอ่างน้ำ หรือออกกำลังกายในน้ำ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงการทำงานของระบบอวัยวะต่างๆของร่างกายหลายระบบ ดังนี้

ระบบไหลเวียนโลหิต ขณะแช่น้ำระบบไหลเวียนโลหิตจะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น อิทธิพลของแรงดึงดูดของโลกที่ลดลงเพราะแรงพยุงของน้ำ และแรงดันน้ำช่วยให้โลหิตดำไหลจากแขนขาและอวัยวะต่างๆ กลับมาสู่ทรวงอกได้ง่าย ทำให้มีเลือดกลับสู่หัวใจมากขึ้นและสามารถบีบตัวส่งโลหิตไปเลี้ยงร่างกายได้มาก ปริมาณโลหิตที่สูบฉีดไปเลี้ยงอวัยวะต่างๆ เพิ่มขึ้นจากปกติถึงร้อยละ 30 การที่ระบบไหลเวียนโลหิตทำงานอย่างมีประสิทธิภาพทำให้หัวใจไม่ต้องทำงานมากทำให้ ชีพจรจึงช้ากว่าเมื่อคนอยู่บนบก ความดันโลหิตขณะแช่น้ำจะต่ำกว่าขณะอยู่บนบกเล็กน้อย
ระบบหายใจ ขณะแช่น้ำแรงดันใต้น้ำทำให้ทรวงอกมีปริมาตรลดน้อยลงกว่าปกติ และทำให้ต้องออกแรงมากขึ้นขณะหายใจเข้า ร่างกายต้องใช้พลังงานสำหรับการหายใจมากขึ้นกว่าปกติ แรงดันของน้ำทำให้ออกซิเจนและก๊าซต่างๆที่ละลายอยู่ในเลือดกระจายไปสู่เนื้อเยื่อต่างๆได้ดีขึ้น
ระบบกล้ามเนื้อกระดูกและข้อ ได้รับอิทธิพลจากแรงพยุงของน้ำทำให้น้ำหนักตัวขณะแช่น้ำลดลง หากยืนแช่น้ำอยู่ที่ระดับคอน้ำหนักตัวจะลดเหลือเพียงร้อยละ 10 และการยืนแช่น้ำที่ระดับทรวงอกทำให้น้ำหนักตัวจะเหลือเพียงร้อยละ 30 ลักษณะดังกล่าวทำให้สามารถใช้น้ำสำหรับการออกกำลังกายที่ไม่ต้องการให้แบกรับน้ำหนักตัว ซึ่งมีประโยชน์ต่อผู้มีปัญหาสุขภาพเรื่องความอ้วน โรคข้อ กระดูก หรือในระหว่างการบาดเจ็บ ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการออกกำลังกายบนบก
ระบบต่อมไร้ท่อ ระหว่างแช่น้ำจะมีการเปลี่ยนแปลงของระดับฮอร์โมนในร่างกายหลายตัว ระดับฮอร์โมน norepinephrine, renin, aldosterone, และ antidiuretic hormone จะลดน้อยลง ในขณะที่ atrial natriuretic peptide ในเลือดสูงขึ้น การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวนี้มีผลรวมทำให้มีการขับปัสสาวะขณะแช่น้ำมากกว่าปกติ โดยมีการขับเกลือโซเดียมเพิ่มมากขึ้นด้วย
ผลต่อจิตใจ การสัมผัสน้ำโดยสายตา ก็ดี ได้ยินเสียงน้ำ การสัมผัสที่ผิวหนังและการพยุงของน้ำ จะทำให้จิตใจรู้สึกสดชื่นและผ่อนคลาย ทำให้ความตึงเครียดลดลง

อ่านต่อ >>>