Khi mùa hè bước vào những đợt nắng nóng gay gắt, nhiều người thường tự hỏi tại sao cùng sinh hoạt hoặc làm việc ngoài trời, người có thân hình đong đầy hoặc béo phì lại nhanh chóng mệt lả, đỏ bừng mặt và dễ bị kiệt sức hơn người gầy. Đây không đơn thuần là cảm giác chủ quan mà là một hiện tượng sinh lý học đã được khoa học ghi nhận rõ ràng.
Nguyên nhân cốt lõi khiến người béo phì dễ bị say nắng và sốc nhiệt nằm ở hai rào cản vật lý tự nhiên của cơ thể: lớp mỡ dưới da dày hoạt động như một tấm chăn cách nhiệt ngăn cản nhiệt lượng thoát ra ngoài, đồng thời tỷ lệ diện tích bề mặt da tiếp xúc với môi trường trên một đơn vị khối lượng cơ thể lại thấp hơn đáng kể so với người gầy. Khi cơ thể sinh ra nhiều nhiệt nhưng việc đào thải qua da và mồ hôi bị đình trệ, nhiệt lượng vùng lõi sẽ tích tụ nhanh chóng và dẫn tới tình trạng quá nhiệt nguy hiểm.
Lớp mỡ dưới da đóng vai trò như một lớp chăn giữ nhiệt
Cơ thể con người liên tục tạo ra nhiệt lượng trong quá trình chuyển hóa tế bào và vận động cơ bắp. Để duy trì mức thân nhiệt ổn định quanh ngưỡng 37 độ C, nhiệt lượng từ các cơ quan nội tạng và cơ bắp phải được vận chuyển theo dòng máu đến các mao mạch dưới da, từ đó phát tán ra môi trường xung quanh thông qua các cơ chế bức xạ, đối lưu, truyền nhiệt và bay hơi mồ hôi.
Tuy nhiên, ở những người có lượng mỡ thừa tích tụ lớn, đặc biệt là mỡ dưới da ở vùng bụng, đùi và lưng, lớp mỡ này lại có tính dẫn nhiệt rất kém. Mô mỡ tạo thành một lớp rào cản vật lý ngăn chặn quá trình chuyển nhiệt từ các mô sâu bên trong cơ thể ra ngoài bề mặt biểu bì. Điều này khiến cho nhiệt lượng bị giam giữ lại ở vùng lõi của cơ thể thay vì được giải phóng tự do ra không khí xung quanh.
Khi nhiệt độ môi trường tăng cao, quá trình tích tụ nhiệt này trở nên trầm trọng hơn. Cơ thể người béo phì vừa phải đối mặt với nguồn nhiệt từ chuyển hóa nội sinh vừa phải hấp thụ nhiệt từ ánh nắng mặt trời chiếu rọi. Khi lớp mỡ chặn đường thoát nhiệt tự nhiên, áp lực lên hệ thống điều hòa thân nhiệt tăng lên gấp bội, khiến nhiệt độ lõi cơ thể có nguy cơ vượt khỏi tầm kiểm soát một cách nhanh chóng.
Bất lợi từ tỷ lệ diện tích bề mặt trên khối lượng cơ thể
Bên cạnh đặc tính cách nhiệt của mô mỡ, tỷ lệ diện tích bề mặt cơ thể so với khối lượng cơ thể là một yếu tố mang tính quyết định đến hiệu quả tản nhiệt. Về mặt hình thái học, khi một người tăng cân và tích trữ nhiều mỡ, thể tích và khối lượng của cơ thể sẽ gia tăng nhanh hơn rất nhiều so với sự mở rộng của diện tích bề mặt da.
Hệ quả là người béo phì có tỷ lệ diện tích bề mặt da trên một đơn vị trọng lượng cơ thể nhỏ hơn nhiều so với người có thân hình mảnh mai [1]. Trong cơ chế làm mát tự nhiên, da chính là cơ quan duy nhất đóng vai trò bề mặt tiếp xúc trực tiếp để trao đổi nhiệt với môi trường thông qua sự bay hơi của mồ hôi [1]. Khối lượng cơ thể lớn đồng nghĩa với việc lượng nhiệt sinh ra từ các hoạt động chuyển hóa cao hơn, nhưng diện tích da tiếp xúc để làm bay hơi mồ hôi lại không tăng tương ứng [1].
Chính sự chênh lệch này khiến cơ chế làm mát quan trọng bậc nhất của con người là bốc hơi mồ hôi bị giảm hiệu suất trầm trọng [1]. Dù người béo phì có thể tiết ra rất nhiều mồ hôi, lượng mồ hôi đó thường chỉ chảy thành dòng rơi xuống đất thay vì bay hơi đều trên bề mặt da rộng rãi để lấy đi nhiệt lượng thừa. Khi mồ hôi không kịp bay hơi hiệu quả, cơ thể mất nước rất nhanh nhưng thân nhiệt vẫn không hạ xuống được.
Nhiệt dung riêng của mô mỡ và tốc độ tăng thân nhiệt
Một khía cạnh vật lý sinh học khác cũng tạo thêm gánh nặng cho người béo phì là đặc tính nhiệt dung riêng của mô mỡ. Trong vật lý học, nhiệt dung riêng là lượng nhiệt cần thiết để làm tăng nhiệt độ của một đơn vị khối lượng vật chất lên một độ nhất định. Mô mỡ có nhiệt dung riêng thấp hơn đáng kể so với các mô không chứa mỡ như cơ bắp, xương hay các cơ quan nội tạng [1].
Điều này dẫn đến một hệ quả quan trọng đối với khả năng chịu nhiệt: cùng một lượng nhiệt lượng bị tích trữ trên mỗi đơn vị khối lượng cơ thể, người có tỷ lệ mỡ cao sẽ bị tăng nhiệt độ vùng lõi nhanh hơn và cao hơn nhiều so với người gầy [1]. Cơ thể người có nhiều cơ bắp và ít mỡ chứa nhiều nước hơn, giúp hấp thụ và đệm nhiệt tốt hơn trước khi nhiệt độ trung tâm thực sự tăng vọt.
Ngược lại, ở người thừa cân, khả năng đệm nhiệt này bị suy giảm do tỷ trọng mô mỡ chiếm ưu thế [1]. Khi gặp môi trường nắng gắt hoặc vận động cường độ cao, thân nhiệt vùng lõi của người béo phì sẽ tăng vọt chỉ trong một khoảng thời gian ngắn. Tốc độ gia tăng nhiệt độ quá nhanh này đẩy người thừa cân vào tình trạng nguy cấp trước khi các phản ứng thích nghi sinh lý kịp phát huy tác dụng.
Bằng chứng nhiệt độ da qua nghiên cứu năm 2009
Hiện tượng mô mỡ cản trở thải nhiệt đã được chứng minh cụ thể thông qua nhiều thử nghiệm lâm sàng chuyên sâu. Một nghiên cứu công bố năm 2009 đã tiến hành đánh giá chi tiết quá trình điều hòa thân nhiệt ở 23 người lớn béo phì có chỉ số khối cơ thể BMI từ 30 trở lên và 13 người trưởng thành có cân nặng bình thường với BMI từ 18 đến 25 [2]. Tất cả các đối tượng đều được khảo sát trong điều kiện phòng trung hòa nhiệt ở trạng thái nghỉ ngơi hoàn toàn [2].
Để có dữ liệu chính xác, các nhà nghiên cứu đã sử dụng viên nang đo từ xa qua đường tiêu hóa để ghi nhận thân nhiệt trung tâm, đồng thời dùng kỹ thuật chụp ảnh nhiệt hồng ngoại và nhiệt điện trở dán trên da để đo nhiệt độ tại giường móng tay ngón thứ ba bàn tay phải và vùng da bụng dưới rốn 1,5 cm [2]. Kết quả ghi nhận thân nhiệt trung tâm giữa hai nhóm không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê [2].
Tuy nhiên, nhiệt độ bề mặt da bụng đo bằng ảnh nhiệt hồng ngoại ở nhóm béo phì thấp hơn đáng kể so với nhóm có cân nặng bình thường, đạt 31,8 ± 0,2 độ C so với 32,8 ± 0,3 độ C [2]. Đo bằng nhiệt điện trở tại vùng da bụng không có mạch máu lớn cũng cho kết quả nhiệt độ ở người béo phì thấp hơn [2]. Ngược lại, nhiệt độ tại giường móng tay ở người béo phì lại cao hơn rõ rệt với 33,9 ± 0,7 độ C so với 28,6 ± 0,9 độ C ở người có thể trạng bình thường [2]. Điều này cho thấy lớp mỡ dày dưới da bụng đóng vai trò như một bức tường cách nhiệt làm giảm sự truyền nhiệt qua da bụng, buộc cơ thể phải dồn máu và tăng cường giải phóng nhiệt qua các đầu chi như bàn tay để bù đắp [2].
Bản đồ nhiệt cơ thể qua nghiên cứu năm 2014
Bức tranh nhiệt học của cơ thể tiếp tục được củng cố trong một nghiên cứu công bố năm 2014 trên đối tượng phụ nữ [3]. Nhóm nghiên cứu đã phân tích thành phần cơ thể bao gồm lượng mỡ dưới da và mỡ nội tạng bằng phương pháp đo trở kháng điện sinh học, kết hợp chụp bản đồ nhiệt bề mặt cơ thể ở trạng thái nghỉ ngơi để so sánh giữa phụ nữ béo phì và phụ nữ có cân nặng bình thường [3].
Kết quả một lần nữa xác nhận thân nhiệt vùng lõi giữa hai nhóm không có sự chênh lệch [3]. Thế nhưng, nhiệt độ bề mặt da ở phần lớn các vùng cơ thể của phụ nữ béo phì đều thấp hơn đáng kể so với nhóm phụ nữ có cân nặng bình thường [3]. Các phân tích hồi quy chuyên sâu chỉ ra rằng nhiệt độ bề mặt da trung bình giảm dần khi tỷ lệ phần trăm mỡ của vùng bụng tăng lên [3].
Nghiên cứu cũng ghi nhận mối tương quan nghịch giữa chỉ số khối cơ thể BMI và nhiệt độ bề mặt da trung bình ở cả mặt trước lẫn mặt sau của vùng đùi [3]. Ngược lại, nhiệt độ ở mặt trước bàn tay lại tăng lên đồng thời cùng với sự gia tăng tỷ lệ mỡ toàn cơ thể [3]. Những phát hiện này khẳng định lớp mỡ dày làm suy yếu khả năng truyền dẫn nhiệt từ bên trong cơ thể ra ngoài qua da tại các khu vực tích mỡ lớn, làm giảm tính linh hoạt và khả năng ứng phó của cơ thể khi điều kiện nhiệt độ môi trường thay đổi [3].
Nguy cơ biến cố nhiệt và tổn thương sinh lý
Sự kết hợp giữa rào cản cách nhiệt, diện tích bề mặt trao đổi nhiệt hạn chế và nhiệt dung riêng thấp dẫn tới những hậu quả nghiêm trọng trên thực tế. Một nghiên cứu công bố năm 2016 ghi nhận rằng những người trẻ tuổi thừa cân và béo phì có chỉ số BMI lớn hơn 27 khi tham gia hoạt động thể lực có nguy cơ tử vong liên quan đến nhiệt độ cao gấp 3,5 lần so với những người gầy cùng độ tuổi [1].
Bên cạnh đó, tình trạng béo phì còn đi kèm với sự suy giảm khả năng chịu nhiệt tổng thể, cũng như giảm khả năng kích hoạt các phản ứng thải nhiệt tự nhiên của cơ thể bao gồm lưu lượng dòng máu đến da và phản xạ tiết mồ hôi [1]. Khi dòng máu không thể lưu thông tối đa đến các mao mạch nông dưới da do bị cản trở, cơ thể mất đi một kênh tản nhiệt đối lưu cực kỳ then chốt [1].
Dù các bằng chứng khoa học hiện tại đã làm sáng tỏ cơ chế cách nhiệt của mô mỡ và các chỉ số diện tích bề mặt, nghiên cứu năm 2016 cũng lưu ý rằng mức độ ảnh hưởng cụ thể khi có thêm bệnh lý kèm theo như đái tháo đường týp 2 ở người béo phì vẫn cần thêm những nghiên cứu sâu hơn để xác định toàn diện [1]. Một hiểu lầm phổ biến là nhiều người nghĩ người béo đổ nhiều mồ hôi là đang thải nhiệt tốt hơn người gầy. Trên thực tế, việc đổ mồ hôi nhiều chỉ phản ánh hệ thần kinh thực vật đang báo động tình trạng quá nhiệt quá mức, nhưng do tỷ lệ diện tích da trên khối lượng thấp, mồ hôi khó bay hơi hoàn toàn nên hiệu quả hạ nhiệt thực tế lại rất kém [1].
Những nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng
Hiểu rõ các cơ chế sinh học trên giúp nhận diện những nhóm người có nguy cơ cao nhất khi thời tiết nắng nóng. Nhóm đầu tiên là những người thừa cân và béo phì có chỉ số BMI cao, đặc biệt là những người thường xuyên phải lao động chân tay hoặc tập luyện thể dục thể thao ngoài trời trong những ngày hè [1]. Sự tích tụ nhiệt nội sinh do vận động cộng hưởng với môi trường nóng bức sẽ nhanh chóng làm suy kiệt cơ chế bù trừ nhiệt [1].
Nhóm đối tượng thứ hai là người cao tuổi bị béo phì. Cùng với quá trình lão hóa tự nhiên, thành phần cơ thể có xu hướng tăng mỡ và giảm khối lượng cơ bắp, khiến khả năng sinh lý trong việc tản nhiệt bị suy giảm nghiêm trọng [1]. Những biến đổi do tuổi tác về hoạt động trao đổi chất, tín hiệu hormone và sự suy giảm phản xạ tuần hoàn càng khiến người già béo phì dễ rơi vào trạng thái sốc nhiệt nguy hiểm [1].
Ngoài ra, những người béo phì đồng thời mắc các bệnh lý rối loạn chuyển hóa mãn tính như đái tháo đường týp 2 cần hết sức cẩn trọng [1]. Tình trạng này khiến các phản ứng vận mạch ở da và tuyến mồ hôi càng dễ bị rối loạn, khiến nguy cơ gặp phải các biến cố nhiệt tăng cao rõ rệt [1]. Những bệnh nhân đang điều trị bệnh lý nền hoặc sử dụng các thuốc ảnh hưởng đến huyết áp và bài tiết mồ hôi bắt buộc phải tham khảo ý kiến của bác sĩ chuyên khoa để có hướng dẫn bảo vệ sức khỏe phù hợp trong mùa nắng nóng.
Giải pháp phòng tránh sốc nhiệt trong thực tế
Để bảo vệ bản thân và giảm bớt gánh nặng cho hệ thống điều hòa thân nhiệt trong những ngày thời tiết oi bức, người thừa cân béo phì cần chủ động áp dụng các biện pháp hỗ trợ tản nhiệt cơ học. Việc đầu tiên và quan trọng nhất là hạn chế tối đa các hoạt động thể lực gắng sức hoặc làm việc trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời trong khung giờ cao điểm từ 10 giờ sáng đến 16 giờ chiều, khi bức xạ nhiệt đạt mức cao nhất.
Trang phục mặc hàng ngày nên là các loại vải sợi tự nhiên có độ thoáng khí cao, mỏng nhẹ, phom dáng rộng rãi và có màu sáng để phản xạ bức xạ mặt trời. Quần áo bó sát sẽ bọc kín bề mặt da, làm mất đi khoảng không gian đối lưu không khí và ngăn cản hoàn toàn sự bay hơi của mồ hôi. Khi bắt buộc phải làm việc hoặc tập luyện, nên chia nhỏ thời gian vận động, nghỉ ngơi định kỳ trong bóng râm hoặc không gian có quạt gió và máy lạnh.
Chủ động bổ sung nước và các chất điện giải đều đặn trong suốt cả ngày, không đợi đến khi cảm thấy khát mới uống. Nước giúp duy trì thể tích tuần hoàn máu, hỗ trợ tim bơm máu mang nhiệt ra các đầu chi và cung cấp nguồn dịch bài tiết mồ hôi. Khi nhận thấy các dấu hiệu sớm của say nắng như hoa mắt, chóng mặt, đau đầu, buồn nôn hoặc nhịp tim đập nhanh, cần lập tức di chuyển vào nơi râm mát, cởi bớt quần áo ngoài, dùng khăn ướt lau các vùng có mạch máu lớn như cổ, nách, bẹn và quạt mát để hạ thân nhiệt kịp thời.
Nhìn chung, nguy cơ say nắng cao hơn ở người béo phì là hệ quả trực tiếp từ rào cản cách nhiệt của lớp mỡ dày và tỷ lệ diện tích bề mặt da hạn chế. Nhận thức đúng đắn về những bất lợi sinh học này giúp mỗi người chủ động điều chỉnh thói quen sinh hoạt, trang phục và cường độ vận động hợp lý. Việc bảo vệ cơ thể trước nắng nóng không chỉ giúp ngăn ngừa nguy cơ sốc nhiệt nguy hiểm mà còn là bước đi thiết thực để duy trì sức khỏe ổn định trong suốt mùa hè.
