汗水有许多秘密和快乐,出汗是人类的进化优势|读+

导读1996年夏天,一名南非女子走进皮肤科诊室,向医生诉说了她的异常症状:她的汗水是红色的。《汗水的快乐:奇妙的汗水科学》一书由此开篇。本...

1996年夏天,一名南非女子走进皮肤科诊室,向医生诉说了她的异常症状:她的汗水是红色的。

《汗水的快乐:奇妙的汗水科学》一书由此开篇。

本书涉及汗水的科学、文化和历史,读者不仅会了解奇特的汗液疾病,还会认识靠嗅闻臭腋窝为职业的人、通过汗水寻找信息要素和新气味的化学家,以及那些在汗水中发现可吞咽香水的创新者。读者读了这本书还会知道,为法医、纺织和信用卡行业提供人造汗液的合成汗液行业,以及相关的除臭剂和止汗剂产业,价值近千亿美元;更重要的是,出汗是我们物种进化的巨大优势。

没有出汗,可以说就没有人类。

“散热”对人类的生存至关重要

我国研发的“飞天”舱外航天服,其中有给身体降温的液冷服,液冷服由弹性材料制成,全身上下全是细密的小孔,供42根液冷管路线均匀穿过,每两孔间穿1厘米的线,全身上下铺设100米左右,就得穿20000个孔。王东明 林汉志 编制 新华社发

1966年6月6日,美国宇航员塞尔南正准备进行美国第二次太空漫步。当时,美国航天局(NASA)的工程师缺乏经验,并不知道穿着太空服走动有多费劲。而且这种太空服非常硬,穿上它,肢体活动就变得更加困难了。塞尔南后来在回忆录中写道:“天哪,我当时要累死了。我的心跳每分钟155下,汗如雨下。”他在太空行走时流了13磅的汗,但由于他穿了密不透风的太空服,这些汗根本没法蒸发出去。因此,汗液的蒸发让他的面罩起雾了,他什么也看不清,最后花了2小时7分钟才重新爬回太空舱内,奄奄一息。

后来,NASA改进了太空服,在宇航员的内衣上缝了管子,这样一来,就可以用凉水或者温水冲洗宇航员的皮肤,让他们保持较为舒适的温度;还在头盔的内表面喷了防雾涂层,以减轻汗水蒸发的影响。

人活着就会产生很多的热量。即便一整天窝在家里,什么活儿都不干,只是刷手机,人身体释放的热量也会相当于一个60瓦-100瓦的灯泡。这是因为体内的细胞会夜以继日地工作来维持我们的生命:分解营养物质、输送氧气、生成激素、复制脱氧核糖核酸、对抗病原体,完成这些任务需要数十亿次的化学反应,其中很多化学反应都会产生热量。正是这种体内的热量使我们感到温暖。

如果人“动起来”,额外的肌肉活动会增加热量的产生,体温就会飙升。如不加以控制,高体温将很可能危及生命——一旦中暑,细胞的微观组织发生不可逆的损坏,多个器官就会衰竭;静脉开始渗漏,引发全身出血;同时,肠壁受到破坏,消化道中的细菌及其毒素会进入内脏;人可能会呕吐、抽搐并失去意识。

换句话说,散热对人类的生存至关重要,人类在进化过程中形成的特殊散热机制就是出汗。这几乎是人类特有的,绝大多数动物有别的方式散热:大象用巨大的耳朵散热,狗通过呼吸,而秃鹫通过在自己身上排便散热。

许多进化生物学家认为,流汗是使人类主宰自然界的特质之一。有了出汗机制,我们即便是在阳光下觅食,身体也不会过热,而其他捕食者必须转移到阴凉的地方才能生存。同时,人类还有其他独特的生理习性与汗腺协同作用,帮助我们保持凉爽。比如直立行走,烈日当头时,人类暴露于酷热阳光下的面积仅为身体表面积的7%,比同样大小的四肢动物少三分之一。尽管我们皮肤的其他部分没有厚厚的毛发,但是暴露在阳光下的头部,比我们的“灵长类表亲”拥有更多的毛发,因而更具保护性。

这样一来,我们在狩猎时,就可以一直追捕猎物直至猎物死亡。即使猎物跑得更快,在奔跑时保持凉爽的能力也让我们能跑得更远。为了避免身体过热而死亡,我们的猎物迟早会停下来休息。但人类可以一直跑下去,虽然速度会慢一些,但是坚持的时间更长。这样一来,我们可以迫使猎物不断前进,直到猎物因热衰竭而倒地死亡。

“出汗排毒”是公元二世纪的误解

《汗水的快乐:奇妙的汗水科学》 [美]萨拉·埃弗茨 著 中译出版社

出汗如此重要,那么,那位南非女子为什么会出红汗呢?她是不是一个“色汗症”患者?医学文献中有许多关于汗液变成绿色、蓝色、黄色、棕色或红色的报告,其原因多种多样。

比如铜业工人汗液中的盐分会氧化皮肤上的微量铜,于是在身体上形成绿色光泽。但南非女子的汗水从毛孔中渗出时就带有颜色,显然是她体内的某种红色物质正通过皮肤和汗腺孔排出。医疗小组对她全面检查,发现她身体非常健康。最后医生得知,患者对一种辣味番茄玉米片非常痴迷,平均每天吃6袋,每周吃2.5公斤。医疗小组联系了生产该玉米片的公司,发现护士汗液中的红色色素与添加到玉米片中的番茄色素相同。医生让患者停止吃这种玉米片,几个月后她流红汗的症状就完全消失了。

既然如此,出汗是否如传说中那样,能“排毒”呢?

公元2世纪时,希腊医生盖伦正确地提出,汗液源于血液中的水分。但是,他把汗水看作类似粪便、尿液和鼻涕的身体排泄物,认为出汗清除了身体中的多余物质和潜在的有害、危险和污染物质。

确实,汗液中会出现各种化学物质。汗液除了包含我们大量摄入的食物和药物中的外来化学物质外,还包含人体中常见的数百种分子:运动产生的废物(如乳酸和尿素)、葡萄糖以及某些金属元素。免疫系统向我们的汗液中注入蛋白质,从而控制住皮肤上的细菌和真菌。这些蛋白质不仅能让对人体有益的微生物大量繁殖,还能抵御病原体的入侵。有时,我们的汗液甚至带有疾病的生物标记物,其中包括癌症或糖尿病特有的蛋白质。

汗液排出的这些化学物质可能是毒素,也可能是营养素或激素,但是身体并不想清除这些有用的物质。化学物质出现在汗液中是因为它们恰好流经血液,而人体天生具有渗出功能,并非因为汗液是身体有意清除毒素的方式。如果身体要通过出汗来排毒,那就会完全脱水、衰竭而死。

相反,人类进化出肾脏,用于专门过滤血液中的毒素,然后将有问题的化学物质导入尿液并排出体外。盖伦近2000年前的理论影响很大,但是错了。

汗水是上千亿美元的大生意

1941年,美国开始在北非作战,高层想知道在沙漠部署士兵,特别是要进行长途跋涉的话,到底需要多少饮水补给,于是请来了生理学家阿道夫。

当时,美军非常流行“狂妄的乐观”。许多高层认为,只有懦夫才需要在沙漠中补充水分:士兵们只需振作起来,无视口渴的感觉,就能继续完成任务。

阿道夫在科罗拉多沙漠进行一项不人道的实验,这里天气炎热,中午的温度常在43.3℃左右。他把士兵们分成了两组,一组在跋涉8小时、32公里后可以喝水,另一组士兵则没有水喝。

最后,阿道夫向军方提出了建议,这些关于脱水率和补水率的数据至今仍被广为引用。他还认为,如果士兵在沙漠中行军时感到口渴,又恰好带了一些水,最好的做法是拿这些水来解渴而不是实行饮用水定量配给,“把水喝了比带着走更好”。

阿道夫的研究表明,人类虽然不能适应脱水,但能适应高温。如果我们从一个凉爽的地方去到一个炎热的地方,身体就会通过增加血浆量来适应高温环境,实际上就是储存更多的体液,并将其作为汗液排出。我们的出汗率也会有所上升,这样我们出汗更快也更多,只要保证供水充足即可。他还建议,在炎热和干燥的环境中,人们最好穿长裤和长袖T恤来盖住皮肤,尽量避免脱水。

那么,喝下去的水多久会变成汗呢?德累斯顿工业大学的研究员泽赫做了实验,他先喝了500毫升加入示踪剂的桑拿补水饮料,然后脱下衣服走进桑拿房。每隔一段时间,他就用小玻璃瓶收集身上流下的汗滴。

随后,泽赫在实验室检查了每份汗液样本。结果显示,不到15分钟,示踪剂就经过他的胃部,被肠道吸收,并在肝脏和肾脏中得到过滤,之后进入血液,通过循环系统到达皮肤的静脉,再通过真皮扩散到汗腺,最后经皮肤上数以百万计的毛孔排出。

出汗这一过程不受意志控制,是进化给人类送来的礼物。当我们情绪波动或者精神紧张时,“压力汗”就会出现,而且气味难闻。作者认为,可能在进化的黄金时期,人类祖先对捕食我们的食肉动物感到焦虑,大汗腺就会分泌难闻的汗,这可能是一种无声却强大的气味警报,提醒其他人赶紧逃跑;另一方面,控制体温的小汗腺也会分泌“压力汗”,这很可能是我们的身体预料到要马上逃跑,因此提前开启了降温机制。

仅美国就有上千万人受到“多汗症”的困扰,不仅影响他们的社交,还影响工作,他们几乎总是会把笔、鼠标、文件、工具弄得湿淋淋的。有没有更好解决“多汗症”的方法?

再比如,涉及衣服的考古,也要面对衣服上的汗渍问题,这些汗渍不仅影响观感还影响纺织品寿命,该如何处理?

有一种职业叫“气味艺术家”,他们对汗水的研究,不仅用于制造香水,还能成功复原出各个时代、各个地方的气味。比如关于战争的博物馆展厅,只要按一下按钮,游客就能感受到那时战壕里的气味。

生产手持电子产品、珠宝、乐器的厂家需要“人造汗液”来测试自己的产品;更大的市场则是运动饮料,每个人的电解质流失率都不同,国外已经开始监测著名运动员,以此提供定制的饮料。

还有,能不能开发一种药丸,人吃下去就会流出某种特定味道的汗水?现有的除臭剂、除汗剂已经产值近千亿美元,如果“汗水药丸”面世,前景简直难以估价。

关于汗水的学问是很多的,完全值得写书。

(长江日报记者李煦)

【编辑:张靖】

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