快速帮助身体散热的简单方法

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快速帮助身体散热的简单方法

·方舟子·

美国今年的热浪导致有一些人热死,其中有一个德国游客是在全世界最热的地方加州的死谷热死的。人为什么会被热死呢?因为体内产生的热散发不出去,体温升得太高。人是恒温动物,体温保持在37摄氏度是最好的,太高了不好,太低了也不行。维持身体温度的热量主要来自细胞代谢时产生的热。如果周围的环境温度太高,体内的热散发不出去,或者没有有效地散发出去,就会在体内积蓄下来,体温会越来越高。如果超过40摄氏度,就有生命危险。

别的哺乳动物跟人不一样,没有衣服穿,一般情况下,它们最关键的是保持体温不要太低,所以哺乳动物全身都有毛发。一旦外面的温度太高,需要赶快散热,怎么办呢?主要的散热方式是通过血液循环把体内深处产生的热带到身体表面,也就是带到皮肤散发出去。但哺乳动物全身都披着毛发,通过这种途径散热很难,所以很多哺乳动物就要通过没有长毛发的地方尽快散热,比如舌头和耳朵。所以在大热天狗就会吐舌头散热,兔子则通过耳朵散热。

通过舌头和耳朵散热效率很低,对于人来说都不是主要的散热方式。人的皮肤也有没长毛发的地方,手掌、脚底和额头这三个地方就没有毛发,是人体散热很关键的地方,而且这些地方里面的血管分布跟别的地方不一样。血液从心脏由动脉带到身体的各处,然后又由静脉带回心脏。在一般情况下,血不是从动脉直接送到静脉的,动脉和静脉之间有毛细血管,血先经过毛细血管再进入静脉。血液在毛细血管流动的速度很慢,所以这些地方散热的速度很慢。但手掌、脚底、额头这三个地方是动脉直接连到静脉,中间没有毛细血管,所以血液流动很快,散热也比其他地方的皮肤快。

大约20年前,斯坦福大学的科研人员想到利用这一特点来快速地降低体热。他们发明了一个设备,是一个有机玻璃筒,筒里可以注入水,而且水可以流动,水温大概20摄氏度。把这个筒放在手掌上,施加35~45毫米汞柱的压力,就类似一个散热器。他们找了一些运动员到健身房里运动,故意把健身房的温度调到40摄氏度,然后做对比。对比发现,带了散热装置的人散热的速度快,体温降得也快,而且坚持运动的时间也明显更长。如果不戴这个装置,运动时间平均也就半个小时;戴了这个装置,运动时间平均能达到40多分钟,有的甚至达到50多分钟,差别很明显。而且他们发现水的流动和压力两者都是必须的。如果没有施加压力,只是让冷水流起来,散热的效果不佳。

他们写成论文发表后,斯坦福大学的运动员都来找他们要这个装置降温,这样可以延长他们运动时间,训练的时间也就大大延长,效果非常好。他们说,戴上这个装置,体内多余的热几分钟就散掉了。以前因为身体过热到没法训练的程度,可能要休息几个小时才能继续训练,现在戴上这个东西,几分钟之后就又可以开始训练了,所以很受欢迎。

斯坦福的科研人员就想到一个商机,把设备做得漂亮一些拿到网上去卖。只不过卖得很贵,每个要一千美元,所以一般的人不会去买它来降温,专业运动员才觉得有必要。但我们由此可以得到启发,应该怎样快速降温。外面跑步回来,很热,怎么快速降温呢?打开自来水,水温大概也就是20摄氏度,把脚底或者手掌伸在水下冲,这样就可以快速地把体温带走。效果当然不如专用的一千美元的装置好,那就多冲一会儿,应该也可以得到很好的降温效果。有些人会问,如果用温度更低的水比如冰水来降温,甚至直接把冰放到手掌、脚底、额头来降温,效果会不会更好呢?不能这样。如果温度太低,就会刺激血管收缩,反而让热散不出去了。

2024.07.14录制

2024.12.13整理

(XYS20250125)

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