„Horký nápoj vás v horku ochladí lépe než nápoj studený.“ Když čtenář v diskuzi pod článkem o termovizi na Staroměstském náměstí napsal svou tezi o ochlazování, byl jsem skeptický. Můj první reflex, vyjádřený (jak jinak) pochybovačnou ironií, vycházel z jednoduché fyziky.
Řekněme, že lidské tělo má teplotu T1 a hmotnost m1, nápoj má teplotu T2 a hmotnost m2. Pokud je teplota nápoje T2 nižší, než teplota těla T1, dojde k ochlazení v poměru obou hmotností (a měrné teplené kapacity). V opačném případě, kdy je teplota nápoje vyšší, než teplota těla, dojde k poměrnému oteplení. Tak by k řešení přistoupil fyzik uvažující o těle jako o hmotném objektu.
Tento model je jednoduchý a snadno pochopitelný. Ale jednoduché modely bývají často jednoduché proto, že zanedbaly „nepodstatné“ drobnosti. V tomto případě je zanedbanou drobností to, že lidské tělo je živý organizmus. Což je celkem podstatná věc, kterou se nevyplácí ignorovat. Pojďme se tedy podívat, který aspekt „života“ se postará o neplatnost mého prvotního materialistického modelu.
Složitá samoregulace teploty lidského těla
Lidské tělo je živé mimo jiné právě proto, že umí regulovat svou teplotu. A řekněme si rovnou, že termoregulace je složitý proces, který v tomto článku nedokážeme vysvětlit tak, jak by si vzhledem ke své důležitosti zasloužil. Omezíme se na naprosté základy: lidské tělo, podobně jako těla savců, se pokouší udržovat stálou tělesnou teplotu. U lidí je to kolem 37 stupňů Celsia.
O tento „termostat“ se stará část mozku zvaná hypothalamus. Ten vyhodnocuje signály z termoreceptorů v celém těle a podle toho volí způsoby, jak teplotu udržet.
Zjednodušené schéma termoregulace u savců
Na boj proti chladu, tedy na zvýšení teploty organismu, má lidské tělo celou řadu nástrojů, od snížení průtoku krve (a tedy snížení rychlosti odvodu tepla do okolí) přes husí kůži (která zvýší izolační vlastnosti kůže) až po svalový třes.
Naopak k ochlazování těla moc vlastních nástrojů nemáme. Můžeme odvádět teplo kůží ven, ale to jen tehdy, když je naše okolí chladnější. V případě skutečného vedra (tropického vedra) zbývá jediná možnost - pocení. Právě odpařování vody z lidské kůže je nejúčinnější způsob, jakým se tělo může bránit nežádoucímu horku. A právě zde se skrývá důvod toho, proč horké nápoje paradoxně vedou - či spíše mohou vést - k ochlazení těla.
Proč horký nápoj tělo v létě (prý) ochladí?
Na internetu lze nalézt řadu verzí této klasické rady: pijte v létě teplé, nikoli studené nápoje, lépe vás ochladí. Liší se také uváděné důvody. Některé zní hodně spekulativně, jako že teplý čaj podporuje tvorbu slin a ty přispějí k ochlazení.
Jeden důvod však dává - vzhledem k výše zmíněné termoregulaci - smysl. Konzumace teplého čaje údajně zvýší sekreci potu a zvýšené pocení vede k lepšímu chlazení povrchu těla. V podstatě jde o to, že teplý čaj „ošálí“ regulační jednotku. Jako když chcete, aby se zapnulo centrálně ovládané topení, a tak otevřete okno v té místnosti, kde je centrální termostat.
Horký nápoj v horkém létě?
V případě lidského těla sice nebere termostat (hypothalamus) v úvahu jen jeden senzor, ale některé senzory (termoreceptory) mají větší váhu. A toho využívá trik s pitím horkých nápojů. Aspoň teoreticky. Otázka zní, jak to funguje v praxi. Těžko přitom spoléhat na vlastní zkušenost, která může být ovlivněná tím, čemu chceme věřit. Naštěstí tato otázka vrtala v hlavě i některým vědcům, kteří na ověření této hypotézy sestavili komplikovaný laboratorní experiment.
Pocení pod drobnohledem
Opravdu teplé nápoje pomáhají tělo lépe ochladit, než nápoje studené. V roce 2012 publikovali kanadští vědci z University of Ottawa studii, která si dala za cíl zjistit právě toto. Devět dobrovolníků postupně (v různých dnech, s denním odstupem mezi experimenty) pili během namáhavého cvičení nápoje o teplotách:
- 1,5 stupně Celsia (ledově studená voda)
- 10 stupňů Celsia (dobře vychlazená voda)
- 37 stupňů Celsia (vlažná voda o tělesné teplotě)
- 50 stupňů Celsia (voda tak horká, aby se ještě dala bez problémů pít)
Aby porovnávali jablka s jablky, určili si výchozí podmínky velmi přesně. Všichni sportovci tedy plnili stejné zadání: šlapali na rotopedu přesně podle určeného protokolu, zatímco vědci snímali jejich tělesnou teplotu, obsah kyslíku v dechu, celkovou ztrátu tekutin skrze pocení, akumulaci slin a další veličiny.
Výsledky byly překvapivě průkazné. Při konzumaci horké tekutiny se lidé při stejné fyzické námaze mnohem více potili.
Kumulativní ztráta potu v ml podle teploty podávaných tekutin. Čím vyšší byla teplota podávaného nápoje, tím více se lidé (při stejné tělesné zátěži) potili.
Tato zvýšená potní aktivita znamenala rychlejší transport tepla z těla skrze odpařování. Vypařování (změna skupenství z kapalného na plynné) je totiž endotermické, vyžaduje dodání energie z okolí. Proto přeměna vody na páru ochlazuje okolí a tím okolím je v případě potu kůže. Tím dochází k odvodu tepla z lidského těla.
Rozdíly v přenosu tepelné energie díky vypařování na základě teploty nápoje, znázorněny jsou odchylky od nápoje o teplotě 37 stupňů
Vyšší potní aktivita při pití horkého nápoje je nejspíše důsledkem činnosti termoreceptorů, které máme v ústech a jícnu (jde o hypotézu, kterou vědci uvedli ve studii, neověřovali ji ovšem experimentálně).
Tato zvýšená produkce potních žláz vedla také k prokazatelně rychlejšímu ochlazování těla. To se projevilo i na tělesné teplotě sportovců: „Pokud pijete teplou tekutinu, v podstatě u vás nastane disproporční reakce v míře pocení,“ vysvětluje Ollie Jay, jeden z autorů studie. Tělo si tedy uchová méně tepelné energie v porovnání s tím, kdybyste pili studenou nebo vlažnou vodu. „Ano, teplý nápoj má vyšší teplotu než vaše tělo, ale tím, že se zvýší míra pocení, se to více než vykompenzuje.“
Ale má to háček
Jedním dechem dodává, že to platí pouze za určitých podmínek: „Musíte však zajistit, že se ten pot může odpařovat.“ Jinými slovy, ne za všech situací znamená zvýšená potní aktivita zvýšenou rychlost přenosu tepla pryč z těla.
Vypařování může bránit třeba oděv. Sportovci měli zakryto jen 30 % těla, měli na sobě pouze šortky, ponožky a boty, což umožnilo maximální možné odpařování.
Dále může být odpařování sníženo ve velmi vlhkém prostředí. Vlhkost vzduchu totiž může snížit míru vypařování potu, protože vzduch je již „nasycen parou“. V takovém případě zvýšená míra pocení povede jen ke stékání potu. Jakmile cítíte, že z vás „teče“ pot, znamená to, že se potíte více, než je „efektivní“ pro ideální odpařování.
| horký nápoj ochladí | horký nápoj neochladí | |
|---|---|---|
| teplota okolí | vysoká | nízká |
| vlhkost okolí | nízká | vysoká |
| oblečení | zakrývá malou část těla | zakrývá velkou část těla |
„Ve chvíli, kdy z vás kape pot, znamená to, že pití horkého nápoje vám k ochlazení nijak nepomůže,“ dodává Jay. „V takovém případě totiž horký nápoj dodá tělu (nepatrné, pozn. red.) množství tepelné energie, ale zvýšené pocení vás nijak neochladí. Pak bych doporučil chladný nápoj.“
Fyzikální a lékařské experimenty jsou jedna věc, subjektivní pocit může být diametrálně odlišný. Proto nakonec nezáleží tak úplně na tom, zda se teplota vaší pokožky, vašich sliznic nebo 12 centimetrů hluboko ve vašem konečníku (ano, i tam pečliví vědci měřili) díky odpařování snížila o pár desetin stupně. Mnohem více vám pravděpodobně záleží na tom, jak se cítíte - to je snad jediná veličina, kterou vědci v této studii nesledovali. Zřejmě proto, že jde o vysoce individuální záležitost, kterou může ovlivnit kde co: návyky, kulturní tradice, celková nálada.
Takže odpověď na otázku, zda máme pít v horku tekutiny teplé či studené, zůstává nakonec jen na nás. Možná však o trochu lépe oceníme svůj mozkový termostat, který se o naši teplotu neúnavně stará. Pokud chcete, můžete vnitřní termostat zmást horkým nápojem, připravte se však, že se pak budete potit jako... jako pokusný subjekt na rotopedu.
