高温は人体にどのような害を及ぼしますか?

多くの地域では気温が非常に高く、そのような環境で長期間生活すると、熱中症という単純な症状では済まない可能性があります。さらに、現代社会では、高温の作業場で長期間働いている人もいます。その結果、数年働いただけで何らかの病気にかかっています。これは高温が人体に及ぼす害を証明するのに十分ではないでしょうか。では、高温が人体に及ぼす害とは何でしょうか。

直接的なダメージ

高温は細胞質の構造に直接影響を及ぼし、症状が短期間で現れ、加熱された部分から加熱されていない部分に広がる可能性があります。傷害の考えられる原因は次のとおりです:

（１）タンパク質の変性

高温はタンパク質の空間構成を破壊し、タンパク質が本来持つ生物学的特性を失わせます。タンパク質の変性は最初は可逆的ですが、高温が続くとすぐに不可逆的な凝固状態に変わります。

一般的に、植物の器官では、細胞内の水分含有量が少ないほど、耐熱性が強くなります。したがって、種子が乾燥しているほど耐熱性は強くなり、苗に含まれる水分が多いほど耐熱性は低くなります。

（２）脂質の液化

生体膜は主にタンパク質と脂質で構成されています。高温（約55℃）になると、膜上の脂質が液化し、膜内の脂質が放出されて液化小胞が形成されます。膜の構造が破壊され、膜の半透性と活性吸収特性が失われます。脂質の液化の度合いは脂肪酸の飽和度によって決まり、飽和脂肪酸が多いほど液化しにくくなり、耐熱性が強くなります。例えば、耐熱性藻類の飽和脂肪酸含有量は中生藻類の飽和脂肪酸含有量よりも大幅に高くなっています。

間接的な被害

間接的な被害とは、高温によって引き起こされる代謝異常を指し、徐々に植物に害を与えます。その過程はゆっくりです。高温は、多くの場合、植物に過剰な蒸散と水分損失を引き起こし、これは干ばつによる被害に似ています。細胞内の水分損失は一連の代謝障害を引き起こし、成長不良につながります。

（１）飢餓

光合成の最適温度は一般に呼吸の最適温度よりも低いため、高温下では呼吸が光合成より大きくなり、つまり消費が合成より大きくなります。高温が長く続くと、植物は餓死したり、死んでしまいます。

呼吸速度と光合成速度が等しくなる温度を温度補償点といいます。温度が補償点よりも高くなると、体内に蓄えられた栄養素が消費され、デンプンやタンパク質の含有量が大幅に減少します。飢餓は輸送障害やシンク能力の低下によっても起こる可能性があります。

（２）毒性

高温下では酸素の溶解度が低下し、植物の好気呼吸が抑制され、嫌気呼吸が促進され、エタノールやアセトアルデヒドなどの有毒物質が蓄積されます。高温時の酸素分圧を高めることで、熱による損傷を大幅に軽減できます。同時に、高温は窒素含有化合物の合成を阻害し、タンパク質の分解を促進し、体内にアンモニアが過剰に蓄積して細胞を汚染します。

（３）特定の代謝産物の欠乏

高温は特定の生化学的結合を阻害し、植物の成長に必要なビタミンやヌクレオチドなどの活性物質の不足を引き起こし、植物の成長不良や損傷につながります。

（4）タンパク質合成の低下

高温は細胞に自己分解性加水分解酵素の生成を促したり、リソソームを破裂させて加水分解酵素を放出させ、タンパク質の分解につながる可能性があります。また、高温は酸化的リン酸化のカップリングを破壊し、タンパク質生合成のためのエネルギー不足を引き起こす可能性もあります。さらに、高温下ではリボソームや核酸の生物学的活性が低下し、タンパク質を合成する能力が根本的に低下します。