É 25 de junho e estou tremendo de frio na roupa íntima fornecida pelo laboratório em Fort Worth, no Texas. Libby Cowgill, uma antropóloga usando um casaco felpudo, me levou junto com meu catre para uma sala de paredes metálicas ajustada para 4ºC. Um ventilador barulhento me golpeia de cima enquanto suga os últimos vestígios do meu calor corporal através da malha do catre por baixo. Um grande respirador encaixa firme sobre meu nariz e minha boca. O aparelho monitora o dióxido de carbono que exalo, um indicador da velocidade com que meu metabolismo acelera ou desacelera ao longo do experimento. Em algum momento, Cowgill vai remover meu respirador para deslizar uma sonda metálica finíssima, vários centímetros pontiagudos, dentro do meu nariz.
Cowgill e uma estudante de pós-graduação me observam em silêncio a partir do canto da chamada câmara climática. Poucas horas antes, sentei-me ao lado delas enquanto outro voluntário, um personal trainer de 24 anos, enfrentava o frio. A cada poucos minutos, mediam a temperatura da pele dele com uma câmera térmica, a temperatura interna com uma cápsula sem fio e sua pressão arterial, além de outras métricas que indicavam como o corpo dele lidava com frio extremo. Ele resistiu quase uma hora sem tremer; quando chega minha vez, tremo agressivamente no catre por quase uma hora inteira.
Estou visitando o Texas para entender esse experimento sobre como diferentes corpos respondem a climas extremos. Qual é o recorde de pessoa que tremeu mais rápido até agora, pergunto, brincando, enquanto Cowgill prende sensores biométricos no meu peito e nas minhas pernas. Depois que saio do frio, ela me surpreende. Você, acredite ou não, não foi a pior pessoa que já vimos.
A mudança climática nos obriga a encarar a complicada ciência de como nossos corpos interagem com o ambiente.
Cowgill é uma antropóloga de cerca de 40 anos da Universidade do Missouri, que pratica levantamento de peso e dá aulas de CrossFit nas horas vagas. Ela é pequena e forte, com franja escura e tatuagens geométricas. Desde 2022, ela passa os verões na University of North Texas Health Science Center conduzindo esses experimentos desconfortáveis. Sua equipe espera reformular a ciência da termorregulação.
Embora saibamos de maneira geral como as pessoas se termorregulam, a ciência de manter o corpo aquecido ou frio ainda é cheia de lacunas. “Temos uma visão geral. Não temos muitos detalhes sobre grupos vulneráveis”, diz Kristie Ebi, epidemiologista da Universidade de Washington que estuda calor e saúde há mais de 30 anos. “Como a termorregulação funciona se você tem doença cardíaca?”
“Epidemiologistas têm ferramentas específicas que aplicam a essa questão”, continua Ebi. “Mas precisamos de mais respostas vindas de outras disciplinas.”
A mudança climática expõe pessoas vulneráveis a temperaturas que levam seus limites ao extremo. Em 2023, estima-se que cerca de 47 mil mortes relacionadas ao calor ocorreram na Europa. Pesquisadores calculam que a mudança climática pode adicionar mais 2,3 milhões de mortes por calor no continente neste século. Isso aumentou a urgência de resolver o mistério do que exatamente acontece com o corpo em condições extremas.
Temperaturas extremas já ameaçam grandes regiões do mundo. Populações no Oriente Médio, na Ásia e na África subsaariana enfrentam regularmente máximas acima dos limites amplamente aceitos de tolerância humana ao calor. Faixas do sul dos Estados Unidos, do norte da Europa e da Ásia também vivenciam baixas sem precedentes. A onda de frio no Texas em 2021 matou pelo menos 246 pessoas, e um vórtice polar em 2023 derrubou as temperaturas na cidade mais ao norte da China para um recorde de hipotermia de -52ºC.
Essa mudança já chegou, e mais está por vir. Cientistas do clima preveem que reduzir emissões pode impedir que extremos letais avancem para outras regiões. Mas se as emissões continuarem, calor e até frio intensos alcançarão cada continente com mais profundidade. Cerca de 2,5 bilhões de pessoas nas regiões mais quentes do mundo não têm ar-condicionado. Quando têm, o uso pode piorar as temperaturas externas, intensificando o efeito de ilha de calor em cidades densas. E nem ar-condicionado nem aquecedores ajudam muito quando ondas de calor ou frio derrubam a rede elétrica.
Com experimentos como o de Cowgill, pesquisadores em todo o mundo estão revisando regras que definem quando extremos deixam de ser apenas desconfortáveis e passam a ser mortais. Suas descobertas mudam nossa compreensão sobre os limites do calor e do frio, e sobre como sobreviver em um novo mundo.
Transformações corporificadas
Arqueólogos já sabem há algum tempo que nossos ancestrais enfrentaram temperaturas mais frias do que se imaginava. Humanos avançaram pela Eurásia e pela América do Norte muito antes do fim da última era glacial, há cerca de 11.700 anos. Fomos os únicos hominídeos a sobreviver a essa época. Neandertais, denisovanos e Homo floresiensis foram extintos. Não sabemos exatamente o que eliminou essas espécies. Mas sabemos que humanos sobreviveram graças à proteção de roupas, às grandes redes sociais e à flexibilidade fisiológica. Nossa resiliência a temperaturas extremas está presente em nossos corpos, em nossos comportamentos e em nosso código genético. Não estaríamos aqui sem isso.
“Nossos corpos estão constantemente em comunicação com o ambiente”, diz Cara Ocobock, antropóloga da Universidade de Notre Dame que estuda como gastamos energia em condições extremas. Ela trabalhou de perto com criadores de renas na Finlândia e com montanhistas de Wyoming.
Mas a relação entre corpos e temperatura ainda é surpreendentemente misteriosa para a ciência. Em 1847, o anatomista Carl Bergmann observou que espécies animais tendem a ser maiores em climas frios. O zoólogo Joel Asaph Allen observou em 1877 que habitantes de regiões frias tinham apêndices mais curtos. Há também a teoria dos narizes. Nos anos 1920, o antropólogo britânico Arthur Thomson sugeriu que pessoas que vivem em locais frios têm narizes relativamente longos e estreitos, capazes de aquecer e umidificar melhor o ar que respiram. Essas teorias surgiram de observações de animais como ursos e raposas, e muitas das que vieram depois se basearam em estudos comparando populações indígenas habituadas ao frio com grupos controle de homens brancos. Algumas fazem sentido, como as ligadas à otimização da área de superfície corporal, já que parece razoável que um corpo alto e magro aumente a quantidade de pele disponível para liberar calor excessivo. O problema é que ninguém realmente testou isso em humanos.
“Nossos corpos estão constantemente em comunicação com o ambiente.”
Cara Ocobock, antropóloga, Universidade de Notre Dame
Alguns dos conhecimentos que temos sobre tolerância à temperatura vêm de ciências raciais antigas ou de suposições de que a anatomia controla tudo. Mas a ciência evoluiu. A biologia amadureceu. Experiências na infância, modos de vida, células de gordura e circuitos bioquímicos irregulares podem compor uma visão do corpo humano como mais maleável do que se imaginava antes. E isso está levando pesquisadores a mudar a forma como estudam o tema.
“Se você pegar alguém muito alto, magro e esguio e colocá lo em um clima frio, essa pessoa vai queimar mais calorias para se manter aquecida do que alguém baixo e robusto”, diz Ocobock. “Ninguém estudou isso”.
Ocobock e Cowgill se uniram a Scott Maddux e Elizabeth Cho no Center for Anatomical Sciences da University of North Texas Health Fort Worth. Todos os quatro são antropólogos biológicos que também questionam se as regras propostas por Bergmann, Allen e Thomson são realmente verdadeiras.
Nos últimos quatro anos, a equipe vem estudando como fatores como metabolismo, gordura, suor, fluxo sanguíneo e histórico pessoal controlam a termorregulação.
O clima onde você cresceu, por exemplo, pode influenciar como você lida com extremos de temperatura. Em um estudo único de estatísticas de mortalidade nos anos 1980 em Milão, italianos criados no sul quente da Itália tinham mais chances de sobreviver a ondas de calor no norte do país.
Tendências semelhantes aparecem em climas frios. Pesquisadores medem a tolerância ao frio usando a quantidade de “gordura marrom”, um tipo de gordura especializada em gerar calor (ao contrário da gordura branca, que armazena energia). A gordura marrom é uma adaptação ao frio, já que produz calor sem necessidade de tremores. Estudos relacionam sua presença ao fato de viver em climas frios, especialmente na infância. Wouter van Marken Lichtenbelt, fisiologista da Universidade de Maastricht que descobriu gordura marrom em adultos junto com colegas, mostrou que esse tecido pode se ativar ainda mais com a exposição ao frio e até ajudar a regular açúcar no sangue e influenciar como o corpo queima outras gorduras.
Essa adaptabilidade foi uma pista inicial para a equipe do Texas. Eles querem saber como a resposta de uma pessoa ao calor e ao frio se correlaciona com altura, peso e forma corporal. Qual é a diferença, pergunta Maddux, entre “um homem de 1,98 metro que pesa 109 quilos” e outra pessoa no mesmo ambiente “com 1,47 metro e 40 quilos”. Mas a equipe também se perguntava se forma corporal era apenas parte da história.
O experimento multianual usa ferramentas que antropólogos de um século atrás não poderiam imaginar, dispositivos que monitoram o metabolismo em tempo real e analisam genética. Cada participante faz uma tomografia computadorizada para medir o formato do corpo, uma varredura DEXA para estimar porcentagens de gordura e músculo, varreduras 3D de alta resolução e análise de DNA da saliva para examinar ancestralidade.
Voluntários deitam em um catre usando apenas roupa íntima, como eu fiz, por cerca de 45 minutos em cada condição climática, sempre em dias diferentes. Há frio seco, cerca de 4ºC, parecido com entrar em uma câmara frigorífica. Depois calor seco e calor úmido, 44ºC com 15% de umidade e 36 graus com 85% de umidade. Eles chamam de “indo para Las Vegas” e “indo para Houston”, diz Cowgill. A sessão é longa o suficiente para medir um efeito, mas curta o bastante para ser segura.
Antes de eu viajar ao Texas, Cowgill me disse que suspeitava que as regras antigas cairiam. Estudos que relacionam tolerância à temperatura com raça e etnia pareciam frágeis, por exemplo, porque antropólogos biológicos rejeitam hoje o conceito de raças distintas. É uma premissa falsa, afirmou: “Ninguém na antropologia biológica diria que seres humanos não variam ao redor do globo, isso é óbvio para qualquer um que tenha olhos. Mas você não pode traçar fronteiras rígidas entre populações.”
Ela acrescentou: “Acho bastante possível que passemos quatro anos testando isso e descubramos que comprimento dos membros, massa corporal e área de superfície não são os fatores principais que predizem o desempenho no frio e no calor.”
Adaptável até certo ponto
Em julho de 1995, uma onda de calor de uma semana elevou a temperatura de Chicago acima de 37ºC, matando cerca de 500 pessoas. Trinta anos depois, Ollie Jay, fisiologista da Universidade de Sydney, consegue reproduzir as condições daquela onda de calor excepcionalmente úmida em uma câmara climática em seu laboratório.
“Podemos simular a onda de calor de Chicago de 1995, a onda de calor de Paris de 2003, a onda de calor no início de julho deste ano na Europa”, diz Jay. “Enquanto tivermos dados de temperatura e umidade, podemos recriar essas condições.”
“Todo mundo tem uma experiência íntima de sentir calor, então temos 8 bilhões de especialistas em como se refrescar”, diz. Mas nosso senso interno de quando o calor se torna mortal é pouco confiável. Até atletas profissionais acompanhados por médicos experientes já morreram por não perceber sinais perigosos. E há pouca pesquisa sobre como populações vulneráveis, como idosos, pessoas com doenças cardíacas e comunidades de baixa renda com acesso limitado a resfriamento, respondem ao calor extremo.
A equipe de Jay pesquisa as estratégias mais eficazes para sobreviver. Ele critica duramente o ar-condicionado, dizendo que ele exige tanta energia que agrava a mudança climática em um ciclo vicioso. Em vez disso, monitorou sinais vitais de pessoas que usavam ventiladores e sprays de água na pele para suportar três horas em calor úmido e seco. Em resultados publicados no ano passado, sua pesquisa descobriu que ventiladores reduziram o estresse cardiovascular em 86% em pessoas com doenças cardíacas no calor úmido típico de Chicago.
O calor seco teve outra história. Nessa simulação, ventiladores não apenas não ajudaram, mas dobraram a velocidade com que a temperatura interna subiu em idosos saudáveis.
Calor mata. Mas não sem luta. O corpo precisa manter sua temperatura interna em uma faixa estreita em torno de 37ºC, com menos de um grau e meio de variação. O simples fato de você estar vivo significa que está produzindo calor. Seu corpo precisa liberar esse calor sem acumular muito mais. O sistema nervoso relaxa vasos sanguíneos estreitos na pele. Sua frequência cardíaca aumenta, empurrando mais sangue quente para as extremidades e afastando o calor dos órgãos. Você transpira. E quando o suor evapora, leva uma torrente de calor corporal com ele.
Essa resposta termorregulatória pode ser treinada. Estudos de van Marken Lichtenbelt mostram que a exposição a calor moderado aumenta a capacidade de suar, diminui a pressão arterial e reduz a frequência cardíaca em repouso. Estudos prolongados com base em saunas finlandesas sugerem correlações semelhantes.
O corpo também pode se adaptar ao frio. Nesse caso, calor corporal é sua linha de vida. Tremores e exercício ajudam a aquecer. Roupas também. Mortes cardiovasculares aumentam no frio. Mas pessoas mais adaptadas ao frio parecem mais capazes de redirecionar o fluxo sanguíneo para manter órgãos aquecidos sem deixar a temperatura cair demais nas extremidades.
No início deste ano, a antropóloga Stephanie B. Levy informou que moradores de Nova York expostos a temperaturas médias mais baixas tinham gordura marrom mais ativa, reforçando a ideia de que nosso corpo ajusta seu funcionamento interno de acordo com o clima ao longo do ano e talvez até da vida. “Nossos corpos guardam uma memória biológica de estações passadas?”, pergunta Levy. “Isso ainda é uma questão em aberto. Há pesquisas com roedores sugerindo que sim.”
Embora pessoas claramente se aclimatem após exposições intensas ao frio ou ao calor, Jay diz que “existe um limite”. Considere o suor. A exposição ao calor aumenta a quantidade de suor até o ponto em que a pele está completamente saturada. É um limite físico inegociável. Suar mais significa apenas perder água sem eliminar calor adicional. “Já ouvi gente dizer que encontraremos uma forma de evoluir para lidar com isso, que vamos nos adaptar biologicamente”, diz Jay. “A menos que mudemos completamente o formato do corpo, isso não vai acontecer.”
E o formato do corpo talvez nem influencie a termorregulação tanto quanto se acreditava. O voluntário que observei, o personal trainer, parecia adaptado ao frio, seus ombros largos nem cabiam em uma única imagem de tomografia. Cowgill supôs que a massa muscular dele o isolaria. Mas quando ele saiu da sessão de 4ºC, começou finalmente a tremer, intensamente. Os pesquisadores o cobriram com um cobertor térmico. Ele continuou tremendo. Uma hora depois, no carro quente a caminho do almoço, ainda dizia sentir frio. Uma hora mais tarde, seu dedo não liberou sangue para o teste, sinal de que os vasos sanguíneos das extremidades permaneciam contraídos. A temperatura corporal dele caiu cerca de meio grau na sessão de frio, uma queda significativa, e seu porte robusto não pareceu protegê lo tão bem quanto meus tremores involuntários me protegeram.
Perguntei a Cowgill se talvez não exista predisposição única para calor ou frio. “Com certeza”, respondeu.
Um caos quente
Se o formato do corpo não diz muito sobre como uma pessoa mantém sua temperatura corporal, e a aclimatação também tem limites, como determinar então quão quente é quente demais?
Em 2010, dois pesquisadores de mudanças climáticas, Steven Sherwood e Matthew Huber, argumentaram que regiões do mundo se tornam inabitáveis quando atingem temperaturas de bulbo úmido de 35ºC, ou 95 graus Fahrenheit (medidas de bulbo úmido combinam temperatura e umidade relativa do ar”. Acima de 35 graus, uma pessoa simplesmente não conseguiria dissipar calor rápido o bastante. Mas parece que essa estimativa era otimista.
Pesquisadores adotaram esse número por uma década, diz Daniel Vecellio, bioclimatologista da Universidade de Nebraska, Omaha. “Mas o número nunca havia sido realmente testado empiricamente”. Em 2021, o fisiologista da Pennsylvania State University W. Larry Kenney trabalhou com Vecellio e outros para testar limites de bulbo úmido em uma câmara climática. O laboratório de Kenney investiga combinações de temperatura, umidade e tempo que levam o corpo ao limite.
Logo depois, os pesquisadores definiram seu próprio limite de bulbo úmido para seres humanos. Abaixo de 31ºC em condições quentes e úmidas para o grupo mais jovem, pessoas em seu auge termorregulatório. A pesquisa sugere que um dia que alcance 37ºC e 65% de umidade representa perigo em questão de horas, até para pessoas saudáveis.
Em 2023, Vecellio e Huber juntaram se novamente, combinando a crescente coleção de dados de laboratório com simulações climáticas de ponta para prever onde calor e umidade ameaçam mais populações globais. Primeiro Oriente Médio e Sul da Ásia, depois África subsaariana e leste da China. E com o aquecimento previsto de 3 a 4ºC acima dos níveis pré industriais neste século, América do Norte, América do Sul e o norte e centro da Austrália vêm em seguida.
Em junho passado, Vecellio, Huber e Kenney coassinaram um artigo revisando os limites propostos por Huber em 2010. “Por que não 35 graus?” explicava por que os limites reais humanos são mais baixos. As estimativas iniciais ignoraram, por exemplo, que a temperatura da pele pode ultrapassar rapidamente 38ºC em clima quente, dificultando a liberação de calor interno.
A equipe da Penn State publicou análises profundas sobre como a tolerância ao calor muda com sexo e idade. Os limites de bulbo úmido para participantes mais velhos ficaram ainda mais baixos, entre 27ºC e 28ºC em condições quentes e úmidas, e variavam mais entre indivíduos do que entre jovens. “As condições que enfrentamos hoje, especialmente na América do Norte e na Europa, estão bem abaixo dos limites encontrados em nossa pesquisa”, diz Vecellio. “Sabemos que calor mata agora.”
O que essa literatura científica crescente sugere, enfatiza Vecellio, é que não se pode definir risco do calor apenas por um ou dois números. No ano passado, ele e pesquisadores da Arizona State University examinaram as 10% das horas mais quentes entre 2005 e 2020 em 96 cidades dos Estados Unidos. Queriam comparar pesquisas recentes sobre calor e saúde com dados históricos de clima sob uma nova perspectiva. Com que frequência faz tanto calor que o corpo humano não consegue compensar? Mais de 88% dessas “horas quentes” preenchiam esse critério para pessoas sob sol pleno. À sombra, a maioria dessas ondas de calor se tornava significativamente menos perigosa.
“Praticamente ninguém precisa morrer em uma onda de calor”, diz Ebi, a epidemiologista. “Temos as ferramentas. Temos o entendimento. Essencialmente todas essas mortes são evitáveis.”
Mais do que um número
Um ano depois de visitar o Texas, liguei para Cowgill para ouvir suas reflexões após quatro verões de experimentos em câmara climática. Ela me disse que a única regra sobre calor e frio em que acredita atualmente é, bem, nenhuma.
Ela lembrou um participante recente, o menor homem do estudo, pesando 52 quilos. “Ele tremia como uma folha”, diz Cowgill. Normalmente, quem treme muito se aquece rápido. A temperatura interna pode até subir um pouco. “Esse rapaz apenas tremia e tremia e tremia sem ficar mais aquecido”, diz. Ela não sabe por que isso aconteceu. “Toda vez que acho que entendi o que está acontecendo ali dentro, aparece alguém que é uma exceção completa à regra”, afirma, destacando que não se pode ignorar o quanto os corpos humanos variam interna e externamente.
A mesma complexidade afeta estudos de fisiologia.
Jay busca abraçar essa variabilidade corporal melhorando simulações fisiológicas de calor e do esforço humano. Ele já fez estudos piloto que inserem o nível de atividade de uma pessoa e o tipo de roupa para prever temperatura interna, desidratação e esforço cardiovascular com base no calor específico. Assim, pode-se estimar o risco dessa pessoa considerando fatores como idade e saúde. Ele também desenvolve modelos fisiológicos para identificar grupos vulneráveis, informar sistemas de alerta antecipado antes de ondas de calor e talvez orientar cidades sobre se intervenções como ventiladores e sprays podem proteger moradores. “O calor é uma questão de toda a sociedade”, diz Ebi. Autoridades poderiam preparar melhor a população para ondas de frio também.
“Morte não é nossa única preocupação”, acrescenta Jay. Temperaturas extremas trazem morbidade, adoecimento e pressão sobre sistemas hospitalares. “Existem impactos em nível comunitário que estamos simplesmente ignorando.”
A mudança climática nos obriga a encarar a complicada ciência de como nossos corpos interagem com o ambiente. Prever os efeitos sobre a saúde é uma questão complexa e volumosa.
A primeira leva de respostas de Fort Worth vai surgir no ano que vem. Os pesquisadores vão analisar imagens térmicas para obter dados sobre gordura marrom. Vão verificar se, como Cowgill suspeita, a forma corporal talvez não influencie tanto a tolerância à temperatura quanto se pensava. “Variação humana é a regra”, diz ela, “não a exceção”.
Max G Levy
