汗水有許多秘密和快樂,出汗是人類的進化優勢|讀+

導讀1996年夏天,一名南非女子走進皮膚科診室,向醫生訴說了她的異常癥狀:她的汗水是紅色的。《汗水的快樂:奇妙的汗水科學》一書由此開篇。本...

1996年夏天,一名南非女子走進皮膚科診室,向醫生訴說了她的異常癥狀:她的汗水是紅色的。

《汗水的快樂:奇妙的汗水科學》一書由此開篇。

本書涉及汗水的科學、文化和歷史,讀者不僅會了解奇特的汗液疾病,還會認識靠嗅聞臭腋窩為職業的人、通過汗水尋找信息要素和新氣味的化學家,以及那些在汗水中發現可吞咽香水的創新者。讀者讀了這本書還會知道,為法醫、紡織和信用卡行業提供人造汗液的合成汗液行業,以及相關的除臭劑和止汗劑產業,價值近千億美元;更重要的是,出汗是我們物種進化的巨大優勢。

沒有出汗,可以說就沒有人類。

“散熱”對人類的生存至關重要

我國研發的“飛天”艙外航天服,其中有給身體降溫的液冷服,液冷服由彈性材料制成,全身上下全是細密的小孔,供42根液冷管路線均勻穿過,每兩孔間穿1厘米的線,全身上下鋪設100米左右,就得穿20000個孔。王東明 林漢志 編制 新華社發

1966年6月6日,美國宇航員塞爾南正準備進行美國第二次太空漫步。當時,美國航天局(NASA)的工程師缺乏經驗,并不知道穿著太空服走動有多費勁。而且這種太空服非常硬,穿上它,肢體活動就變得更加困難了。塞爾南后來在回憶錄中寫道:“天哪,我當時要累死了。我的心跳每分鐘155下,汗如雨下。”他在太空行走時流了13磅的汗,但由于他穿了密不透風的太空服,這些汗根本沒法蒸發出去。因此,汗液的蒸發讓他的面罩起霧了,他什么也看不清,最后花了2小時7分鐘才重新爬回太空艙內,奄奄一息。

后來,NASA改進了太空服,在宇航員的內衣上縫了管子,這樣一來,就可以用涼水或者溫水沖洗宇航員的皮膚,讓他們保持較為舒適的溫度;還在頭盔的內表面噴了防霧涂層,以減輕汗水蒸發的影響。

人活著就會產生很多的熱量。即便一整天窩在家里,什么活兒都不干,只是刷手機,人身體釋放的熱量也會相當于一個60瓦-100瓦的燈泡。這是因為體內的細胞會夜以繼日地工作來維持我們的生命:分解營養物質、輸送氧氣、生成激素、復制脫氧核糖核酸、對抗病原體,完成這些任務需要數十億次的化學反應,其中很多化學反應都會產生熱量。正是這種體內的熱量使我們感到溫暖。

如果人“動起來”,額外的肌肉活動會增加熱量的產生,體溫就會飆升。如不加以控制,高體溫將很可能危及生命——一旦中暑,細胞的微觀組織發生不可逆的損壞,多個器官就會衰竭;靜脈開始滲漏,引發全身出血;同時,腸壁受到破壞,消化道中的細菌及其毒素會進入內臟;人可能會嘔吐、抽搐并失去意識。

換句話說,散熱對人類的生存至關重要,人類在進化過程中形成的特殊散熱機制就是出汗。這幾乎是人類特有的,絕大多數動物有別的方式散熱:大象用巨大的耳朵散熱,狗通過呼吸,而禿鷲通過在自己身上排便散熱。

許多進化生物學家認為,流汗是使人類主宰自然界的特質之一。有了出汗機制,我們即便是在陽光下覓食,身體也不會過熱,而其他捕食者必須轉移到陰涼的地方才能生存。同時,人類還有其他獨特的生理習性與汗腺協同作用,幫助我們保持涼爽。比如直立行走,烈日當頭時,人類暴露于酷熱陽光下的面積僅為身體表面積的7%,比同樣大小的四肢動物少三分之一。盡管我們皮膚的其他部分沒有厚厚的毛發,但是暴露在陽光下的頭部,比我們的“靈長類表親”擁有更多的毛發,因而更具保護性。

這樣一來,我們在狩獵時,就可以一直追捕獵物直至獵物死亡。即使獵物跑得更快,在奔跑時保持涼爽的能力也讓我們能跑得更遠。為了避免身體過熱而死亡,我們的獵物遲早會停下來休息。但人類可以一直跑下去,雖然速度會慢一些,但是堅持的時間更長。這樣一來,我們可以迫使獵物不斷前進,直到獵物因熱衰竭而倒地死亡。

“出汗排毒”是公元二世紀的誤解

《汗水的快樂:奇妙的汗水科學》 [美]薩拉·埃弗茨 著 中譯出版社

出汗如此重要,那么,那位南非女子為什么會出紅汗呢?她是不是一個“色汗癥”患者?醫學文獻中有許多關于汗液變成綠色、藍色、黃色、棕色或紅色的報告,其原因多種多樣。

比如銅業工人汗液中的鹽分會氧化皮膚上的微量銅,于是在身體上形成綠色光澤。但南非女子的汗水從毛孔中滲出時就帶有顏色,顯然是她體內的某種紅色物質正通過皮膚和汗腺孔排出。醫療小組對她全面檢查,發現她身體非常健康。最后醫生得知,患者對一種辣味番茄玉米片非常癡迷,平均每天吃6袋,每周吃2.5公斤。醫療小組聯系了生產該玉米片的公司,發現護士汗液中的紅色色素與添加到玉米片中的番茄色素相同。醫生讓患者停止吃這種玉米片,幾個月后她流紅汗的癥狀就完全消失了。

既然如此,出汗是否如傳說中那樣,能“排毒”呢?

公元2世紀時,希臘醫生蓋倫正確地提出,汗液源于血液中的水分。但是,他把汗水看作類似糞便、尿液和鼻涕的身體排泄物,認為出汗清除了身體中的多余物質和潛在的有害、危險和污染物質。

確實,汗液中會出現各種化學物質。汗液除了包含我們大量攝入的食物和藥物中的外來化學物質外,還包含人體中常見的數百種分子:運動產生的廢物(如乳酸和尿素)、葡萄糖以及某些金屬元素。免疫系統向我們的汗液中注入蛋白質,從而控制住皮膚上的細菌和真菌。這些蛋白質不僅能讓對人體有益的微生物大量繁殖,還能抵御病原體的入侵。有時,我們的汗液甚至帶有疾病的生物標記物,其中包括癌癥或糖尿病特有的蛋白質。

汗液排出的這些化學物質可能是毒素,也可能是營養素或激素,但是身體并不想清除這些有用的物質。化學物質出現在汗液中是因為它們恰好流經血液,而人體天生具有滲出功能,并非因為汗液是身體有意清除毒素的方式。如果身體要通過出汗來排毒,那就會完全脫水、衰竭而死。

相反,人類進化出腎臟,用于專門過濾血液中的毒素,然后將有問題的化學物質導入尿液并排出體外。蓋倫近2000年前的理論影響很大,但是錯了。

汗水是上千億美元的大生意

1941年,美國開始在北非作戰,高層想知道在沙漠部署士兵,特別是要進行長途跋涉的話,到底需要多少飲水補給,于是請來了生理學家阿道夫。

當時,美軍非常流行“狂妄的樂觀”。許多高層認為,只有懦夫才需要在沙漠中補充水分:士兵們只需振作起來,無視口渴的感覺,就能繼續完成任務。

阿道夫在科羅拉多沙漠進行一項不人道的實驗,這里天氣炎熱,中午的溫度常在43.3℃左右。他把士兵們分成了兩組,一組在跋涉8小時、32公里后可以喝水,另一組士兵則沒有水喝。

最后,阿道夫向軍方提出了建議,這些關于脫水率和補水率的數據至今仍被廣為引用。他還認為,如果士兵在沙漠中行軍時感到口渴,又恰好帶了一些水,最好的做法是拿這些水來解渴而不是實行飲用水定量配給,“把水喝了比帶著走更好”。

阿道夫的研究表明,人類雖然不能適應脫水,但能適應高溫。如果我們從一個涼爽的地方去到一個炎熱的地方,身體就會通過增加血漿量來適應高溫環境,實際上就是儲存更多的體液,并將其作為汗液排出。我們的出汗率也會有所上升,這樣我們出汗更快也更多,只要保證供水充足即可。他還建議,在炎熱和干燥的環境中,人們最好穿長褲和長袖T恤來蓋住皮膚,盡量避免脫水。

那么,喝下去的水多久會變成汗呢?德累斯頓工業大學的研究員澤赫做了實驗,他先喝了500毫升加入示蹤劑的桑拿補水飲料,然后脫下衣服走進桑拿房。每隔一段時間,他就用小玻璃瓶收集身上流下的汗滴。

隨后,澤赫在實驗室檢查了每份汗液樣本。結果顯示,不到15分鐘,示蹤劑就經過他的胃部,被腸道吸收,并在肝臟和腎臟中得到過濾,之后進入血液,通過循環系統到達皮膚的靜脈,再通過真皮擴散到汗腺,最后經皮膚上數以百萬計的毛孔排出。

出汗這一過程不受意志控制,是進化給人類送來的禮物。當我們情緒波動或者精神緊張時,“壓力汗”就會出現,而且氣味難聞。作者認為,可能在進化的黃金時期,人類祖先對捕食我們的食肉動物感到焦慮,大汗腺就會分泌難聞的汗,這可能是一種無聲卻強大的氣味警報,提醒其他人趕緊逃跑;另一方面,控制體溫的小汗腺也會分泌“壓力汗”,這很可能是我們的身體預料到要馬上逃跑,因此提前開啟了降溫機制。

僅美國就有上千萬人受到“多汗癥”的困擾,不僅影響他們的社交,還影響工作,他們幾乎總是會把筆、鼠標、文件、工具弄得濕淋淋的。有沒有更好解決“多汗癥”的方法?

再比如,涉及衣服的考古,也要面對衣服上的汗漬問題,這些汗漬不僅影響觀感還影響紡織品壽命,該如何處理?

有一種職業叫“氣味藝術家”,他們對汗水的研究,不僅用于制造香水,還能成功復原出各個時代、各個地方的氣味。比如關于戰爭的博物館展廳,只要按一下按鈕,游客就能感受到那時戰壕里的氣味。

生產手持電子產品、珠寶、樂器的廠家需要“人造汗液”來測試自己的產品;更大的市場則是運動飲料,每個人的電解質流失率都不同,國外已經開始監測著名運動員,以此提供定制的飲料。

還有,能不能開發一種藥丸,人吃下去就會流出某種特定味道的汗水?現有的除臭劑、除汗劑已經產值近千億美元,如果“汗水藥丸”面世,前景簡直難以估價。

關于汗水的學問是很多的,完全值得寫書。

(長江日報記者李煦)

【編輯:張靖】

更多精彩內容,請在各大應用市場下載“大武漢”客戶端。

免責聲明:本文由用戶上傳,如有侵權請聯系刪除!