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汗的蒸发身体得以散热





   沙漠的太阳快把人烤焦了,车外是近50℃的高温。打开车窗,皮肤立刻感到被电吹风烘烤一样的灼痛。尽管这样,在好奇心的驱使下我还是走出车外。沙漠的景色实在很美,登上小沙丘,向下俯瞰,眼前是一望无垠的黄沙。大概走了20分钟,我突然感到头疼、恶心。走在近50℃高温的野外,虽然我没有感觉流汗,但身体已经开始脱水。

  由于沙漠的酷热和干燥,人体每小时会流失0.5~1升的水分。当外部气温达到50℃时,汗水会瞬间蒸发,只在脸上、胳膊上留下盐的结晶。

  流汗之所以会让人心情舒畅,是因为汗的蒸发,身体得以散热。即使在气温高达35℃、并且很干燥的情况下,人体还是能迅速散热,对人体而言也是可以忍受。但在科威特沙漠那种高温状态下,如果人体没有习惯这种状态就不能充分散热,结果导致体温上升,很快就会引起中暑。

  体温调节是水的重要作用之一,人体出1克汗就需要消耗大约600卡热量。即使是冬天,人也会出汗,并且每天大约要排出0.2升汗水。而在热带沙漠,人每天的出汗量则在3升以上。如果体温调节功能不能正常运行,淤积在体内的热量就无法释放,会引起中暑。如果每天排泄水分超过5升,同样也会引起中暑。

  因为脑细胞不耐高温,所以会引起感觉不适、头疼、恶心。严重的中暑,还会引起神志不清,甚至引起死亡。

  中暑的疾病自古就有。公元前4世纪亚历山大国王率领军队远征波斯的途中,一直苦于无法解决中暑的问题。第二次世界大战时,日本南下军队的士兵以及在钢铁厂和矿山等大量流汗的环境中长时间作业的工人们,不断有人因中暑而死去。所以日本对中暑症展开过深入研究,已经确立了有效的预防方法。尽管如此,日本现在仍有人死于中暑。

  分析这种情况的原因,主要是生活环境的改善致使现代人对暑热的适应能力下降。举一个例子,常年炎热的冲绳很少有人中暑,而比较凉爽的长野县和山梨县中暑患者却很多。

由于在沙漠中感觉不适,因此我急忙跑回车里,从车的冷柜中拿出瓶装纯净水饮用。奇怪的是,我只喝了一半就再也喝不下去。这使我想起阿道夫博士在沙漠中进行的著名实验。

  先让几个参加实验的人在沙漠中行走到脱水状态,然后给他们喝纯净水。他们喝了一些水之后就再也喝不进去。也就是说,纯净水在脱水的情况下,无法给人体补给有效的水。

  为什么会这样?一直以来这是一个谜。京都府立医科大学的森本武利教授(现任神户女子大学校长)用小白鼠做了以下实验,以探索这个谜题。

  首先,让小白鼠按脱水量占体重7%的比例进入脱水状态。然后,给它们饮用蒸馏水。小白鼠只喝了一半就停下来,脱水恢复率也只达到50%。而给小白鼠饮用与血液同等浓度的电解质水,脱水恢复率却达到了100%(见图2-2)。

  要分析原因,首先要弄清脱水和口渴的机理。

  我们最口渴的时候,身体已经进入脱水状态。像我所经历的那样,在科威特高温的沙漠中行走,体温会异常上升。于是为将体温恢复正常值,身体开始大量排汗。

  人的体温通过排汗和皮肤血管的扩张进行调节。体温的变化不仅会使皮肤血管扩张,身体血液的分布也会发生相应的变化。胃肠等消化系统的血液量减少,血液多被输送到四肢,用于调节体温。

  事实上,在所有动物中,能够用汗液调节体温的只有人和猴子。狗是通过张开嘴,伸出舌头散热;老鼠则是通过利用唾液沾湿耳朵和睾丸,挥发散热来降低体温。

  资料来源:《Nose》等,1985年。

  为调节体温,我们人体用自己体内的水分排出汗液,那么水分从何而来呢?

  人体中的水分大部分存在于肌肉中。体重60公斤的人,肌肉占体重重量大约为30公斤,其中20公斤是水分。人体进入脱水状态时,水是怎样流失到体外的呢?

  通过小白鼠实验研究发现,当脱水量达到体重的10%时,水分流失总量的40%来自肌肉,30%来自皮肤,14%分别来自骨骼和腹部内脏。而脑和肝脏等重要脏器几乎不会有水分流失。

  也就是说,引起脱水时,主要是肌肉和皮肤中水分流失最多。这时,我们会感觉口渴。发送口渴信号的感受器官有两种:一是下丘脑部的渗透压感受器;二是心脏左心房的容量感受器。

  首先,容量感受器根据血流量的变化发出口渴信号。同时,身体脱水后,由于体液中的水分减少,血液中的电解质浓度增高,渗透压也随之增高。下丘脑的渗透压感受器捕捉到这一变化,也发出口渴信号。

  那么,为什么纯净水不能解除口渴呢?饮用纯净水后,由于补充了水分,血液中的渗透压下降,细胞内外的渗透压产生压差,可能引起细胞的功能障碍。因此,当渗透压达到一定值,渗透压感受器再次启动,发出"不需要再饮水"的指令。

  出汗时,流失的不仅是体内的水分,体液中含有的钠离子、钾离子、钙离子、镁离子等电解质也随之流失。身体进入脱水状态时,补充血液中水分的是组织液,而当脱水量逐渐增加时,细胞内液也开始进入脱水状态,这就是稀释性脱水。要恢复细胞内液活力,电解质溶液比水更有效。


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