我们的身体能“学会”抵御严寒吗?

由:Allison Troutner|
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旧金山南端赛艇俱乐部的许多成员定期游到恶魔岛并返回。托尼·吉尔伯特(不在照片中)已经在旧金山湾冰冷的海水中游泳11年了。弗雷德里克·拉森/旧金山纪事报,盖蒂图片社

这是一个风和日丽的早晨,在沙滩上旧金山湾.托尼·吉尔伯特全身都起了鸡皮疙瘩,除了泳裤、泳帽、耳塞和护目镜的制服外,他全身赤裸。他涉水进入46华氏度(7摄氏度)的水中,游到浑浊的海湾。40分钟后,他兴奋地回到了岸边。

吉尔伯特不是前任奥林匹斯山的游泳运动员。他不是超级运动员队的一员,尽管他知道那样的游泳运动员。他爱好冷水游泳。11年来,他一直在做这件事,而且从未回头。

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“真冷!”但如果不好玩,我们就不会这么做。这真的很令人振奋!”吉尔伯特说。“你在剥夺生活的一部分。开始的几分钟仍然是最糟糕的,然后你开始,内啡肽开始发挥作用,你喜欢它。”

吉尔伯特是勇敢的成员之一南区赛艇俱乐部该公司成立于1873年,定期服用在寒冷的海湾里-为了好玩。顺便说一下,水的平均水平56华氏度(13摄氏度)。

这些游泳并不是极地俯冲的唯一一次;这是这个团体的常规活动。吉尔伯特的游泳时间从20到40分钟不等,但他最长能游90分钟。好奇的旁观者可能想知道他怎么就没有经历过18新利最新登入体温过低或者为什么他喜欢在这么冷的水里游泳?

事实证明,人体已经进化出了一些非常有用的工具来适应不同类型的寒冷压力。事实上,一些对寒冷压力的适应甚至可能有助于预防2型糖尿病等疾病。

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养成冷漠的习惯

正如我们提到的,我们的身体已经进化到在必要时适应寒冷的温度。我们的身体有三种应对寒冷的方式:

  1. 寒冷的习惯:降低对寒冷的反应;皮肤温度升高
  2. 代谢适应:通过颤抖等反应产生热量
  3. 隔热适应:通过脂肪层等物质来保存热量

习惯化是最常见的人类对寒冷的反应。这是我们大多数人在寒冷中反复经历的事情,因为它不需要很长时间。即使是在寒冷的早晨,在花10分钟跑到当地café买杯cortado的过程中,我们也会习惯。

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习惯就像记忆。而不是浪费宝贵的身体能量,发送红旗神经元到你的中枢神经系统每次你的身体暴露在相同的寒冷事件中,它就会记住它,反应就会变少。你不会经常发抖,你的身体会适应温度并保持四肢的皮肤,比如我们的手,温度更高更久。

这就是为什么随着时间的推移,吉尔伯特游得越多,他的疗程就越长。他说,即使已经游泳11年了,他在水里总是需要几分钟才能适应。“直到今天,在我游过的数百次泳中,在冷水里的最初几分钟是最糟糕的,我一开始就怀疑。但你待在家里,慢慢就习惯了。大约5到10分钟后,就像跑步者的高潮一样;你兴奋。”

“习惯它”是一种描述身体注意到刺激(在这种情况下是低温)不会消失并进行调整的方式。

即使是最好的,最适应游泳的人也会太冷,当他们的身体告诉他们是时候停下来了。吉尔伯特解释说:“你的身体核心部位保持温暖,所以你的四肢会变冷,尤其是你的手指或脚趾。”“在长时间的游泳中,你甚至会看到一些人出现‘爪状手’,或者一些人在几分钟内嘴唇麻木,出水后说话含糊不清。”

血管收缩,另一种习惯化机制,是导致爪手的原因血液供应被抽走从身体的四肢来保存热量。但是游泳者在第一次旅行时就不能适应在海湾的冰冷海水中游很长时间;它还需要一个适应的过程。

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像这次在芝加哥密歇根湖寒冷水域的快速极地潜水,不像吉尔伯特在旧金山湾的冷水游泳那样需要适应环境。
Scott Liebenson/Flickr/(CC BY-SA 2.0)

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适应vs.适应

“适应”和“适应”通常可以互换使用;18新利最新登入然而,它们并不相同。适应环境是一种缓慢的生理变化,使身体能够应对不同的环境——在这种情况下是低温。适应可能需要几天、几周甚至几个月的时间。适应然而18新利最新登入,是整个种群必须改变以适应环境因素的遗传过程。适应可能需要几代人的时间来培养。

在海湾游泳多年后,吉尔伯特的身体已经适应了,现在他可以连续游泳一个多小时。如果他第一次尝试,他可能会死于体温过低

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吉尔伯特解释说:“你必须经常在冷水中游泳,以保持适应。”吉尔伯特的游泳同伴是一个初学者诊所的负责人,他让吉尔伯特迷上了冷泳。“她说你必须每周游泳两到三天才能适应。有几次我确实休息或偏离了计划,我就会从头开始,第一天游泳10分钟,然后第二天尝试15分钟、20分钟,然后再回到30或45分钟,”吉尔伯特说。

适应发生在我们的身体核心温度在很长一段时间内被反复地压低。这是我们看到更多的长期绝缘适应(更好的血液流动,脂肪层),帮助我们的身体保存热量。

近几十年来,科学家们发现,有一种非常特殊的脂肪负责让我们的身体保持温暖,尤其是在反复的寒冷压力下。棕色脂肪。

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棕色脂肪:你体内的壁炉

棕色脂肪组织棕色脂肪(又名棕色脂肪或BAT)是你身体想要的那种脂肪,因为它有助于维持体温。林志强博士他是纽约尤蒂卡共济会医学研究所(MMRI)的助理教授。的目标是林实验室“就是研究控制棕色脂肪生长和功能的遗传程序。

“棕色脂肪指的是棕色脂肪组织消耗脂肪酸来产生热量,”林说,他帮助开发了新技术研究棕色脂肪.“与白色脂肪(白色脂肪组织)相比,棕色脂肪细胞有更多的线粒体和更少的脂质含量。棕色脂肪就像我们体内的壁炉一样,让我们保持温暖。”

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棕色脂肪传输能量从食物转化为热量,这就是为什么它在保持身体温暖方面起着重要作用。

一些科学家认为这种棕色脂肪在哺乳动物中很早就进化了,帮助我们从其他物种中脱颖而出。人类婴儿出生时带有大量棕色脂肪,以保护他们在出生时不受寒冷的影响,但正是寒冷的压力在成年人体内建立了BAT。

“常规的冷应激可能会增加棕色脂肪和骨骼肌的神经支配,”林解释说。“因此,经常暴露在寒冷环境中的人(比如冬泳者)比正常健康的人产生更高的热量。”新利国际网站品牌官网

林解释说,棕色脂肪不仅有助于人们在寒冷压力下保持温暖,而且最近的研究还表明,它在维持我们的代谢稳态方面发挥着作用,这可以保护我们免受代谢性疾病,如2型糖尿病、肥胖和心血管疾病。

他说:“在寒冷环境中,皮肤下的神经将寒冷信号传递给大脑,然后大脑将信号传递给棕色脂肪或骨骼肌以产生热量。”“因此,经常暴露在寒冷中可能会增加卡路里消耗,并有助于预防肥胖。”

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研究表明,经常暴露在低温环境18新利最新登入下的人——也被称为冷压力——可能会有更多的“棕色脂肪”,这在保持身体温暖方面起着重要作用。
Alex Ratson/Getty Images

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我们遗传了寒冷的适应性吗?

适应寒冷环境的土著居民通常会表现出使他们的身体更长时间保持温暖的适应性,18新利最新登入根据研究人类对寒冷压力的适应。

在对北极因纽特人和挪威拉普人的研究中,他们对全身冷应激的反应类型与温暖气候下的人相同。例如,如果天气真的很冷,他们会发抖,但他们的反应不太明显。这意味着在他们开始经历和我们在寒冷的温度下从车里走到办公室一样的反应之前,天气可能会变得更冷。

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平均而言,他们的皮肤更温暖,流向四肢的血液更多,所以他们从手上流失的热量更少。18新利最新登入然而,当研究观察这些群体的儿童时,他们不像成年人那样适应寒冷的压力。

研究表明这种对寒冷的适应不是遗传的,而是长期接触的结果。其他研究表明,寒冷适应也有遗传因素。18新利最新登入最近的研究他们发现,生活在寒冷气候的群体拥有与活跃的BAT有关的遗传标记。

虽然许多机制与没有暴露在寒冷压力下的群体相似,但对于群体或个人来说,可能也有遗传因素在起作用。

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寒冷能让我们更健康吗?新利国际网站品牌官网

对于现代社会中的大多数人来说,我们经历过寒冷的习惯没有完全适应,因为我们改变我们的行为多穿衣服,住暖气房,开暖气车,在暖和的办公室工作。但是研究课题,比如林对代谢疾病的棕色脂肪研究,以及对寒冷暴露对健康益处的研究新利国际网站品牌官网冷水骤降洗冷水澡18新利最新登入的研究证明,在安全的情况下,适应寒冷可以改善我们的健康。新利国际网站品牌官网

吉尔伯特,虽然他不是科学家,但他知道海湾的寒冷海水提供了一种不同于其他任何地方的体验。“在冷水中游泳感觉就像在剥夺你的生命!”这是独一无二的,”吉尔伯特说。

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