冻死(冻死是怎样的过程)
冻死(冻死是怎样的过程)
还记得《泰坦尼克号》中沉船之后人群在冰水里挣扎的场景吗?落水时乌央乌央的人群,才没过十几分钟,整片海域却变成了一片死寂。实际上,没有经训练过的人,在冰水里很难活过10分钟。人在冰水里体温丢失的速度是惊人的。
此外,有人也经常听闻在雪地里被冻死者,非常诡异。因为他们表皮皮肤呈现一股鲜红色,冻死前还会“发常脱衣”光着身子,而且脸上还会挂着“微笑”。
恒温和变温动物
人是恒温动物,所谓恒温指的是其体温维持在一定的区间里。除了哺乳动物和鸟类,绝大多数动物都是变温动物,即我们常说的冷血动物,比如蜥蜴、青蛙等。变温动物可根据外界的环境温度来指导自己的生存行为。比如加拿大的某种林蛙,一旦在冬季爪子碰到了冰块,它们就立马停止心跳,开始进入“冬眠”。
林蛙触碰到冰块之后可以冰冻身体、停止心跳
变温动物看起来貌似“本领高强”,其实是在物种竞争方面是渣渣。我们知道蛋白质在温度过高或过低时都会变性失活,只有在一定温度范围下,其活性才能维持最大。变温动物根据环境温度来决定温度的特质,注定其体内的生物化学反应不能得到高效施展。
而恒温动物则完全不同。当外界温度过高时,它会通过出汗等方式维持体温凉爽;当外界寒冷时,它会通过刺激机体产热来使身体暖和。
恒温动物更加具有优势
恒定的体温,维持了其体内高效的生物代谢反应。所以, 恒温动物不管在何种环境下都保持着高度的反应能力和敏捷性。而蛇、蜥蜴等,在冬天时,只有通过晒太阳让自己暖和后才可以活动。
体温调节
恒温动物与变温动物的最大区别,就在于其拥有着一套自身体温调节机制。这套调节机制位于下丘脑。在100年前,科学家就通过实验发现,狗的下丘脑损伤之后,可引起体温升高。而上世纪中期,人们通过对下丘脑的各个部分进行刺激或捣毁,最终发现下丘脑的前部为散热中枢,而其后外侧为产热中枢。在此之后的几十年里,又发现在下丘脑特定部位找到了对温度敏感的神经元反应区。
正是下丘脑的这种特性,使得人的体温能维持在37℃左右。当体温高于37℃,下丘脑中的热敏神经元区域被激活,机体通过毛孔扩张、出汗等手段来降温。而当体温低于37℃,下丘脑中的冷敏神经元区,毛孔收缩、肌肉颤颠来辅助发热,最终使温度回到37℃左右。
红色会降温机制,蓝色为升温机制
人为什么生病时会发高烧?有种学说认为病原体感染之中,触发了下丘脑的产热中枢,最终使得体温升高。
虽然下丘脑的体温调节机制很强大,但是它也有自己的极限。而导致冻死的过程,就是因为持续的低温超过了体温调节的极限。
冻死的过程
对于恒温动物来说,如果实际体温低于正常体温15℃左右,即可严重影响机体功能而导致死亡。就像上文提到的,体温是产热和散热的两种作用下的综合结果。除了外界的直接低温,致产热不足以抵消体温丢失的情况下,人也在正常室温下,因极度疲劳,导致产热低于散热,最终冻死。
但就一般情况而言,人冻死大致有如下4个时期:
亢奋期
当人刚开始暴露在寒冷环境下,体温丢失在1-2℃以内时,肌肉会寒战,呼吸、心跳会加快,血压也会升高,神经处于亢奋状态。
以此来获得较多热量维持丢失的体温。这是一种代偿行为。就好比很多朋友,如厕小便时,到最后的时刻,身子会不自主的抖几下。这是因为尿带走了身体的部位热量,机体为了弥补这部分丢失,通过肌肉颤抖来产生丢失的部分。
减弱期
当人在亢奋期,体温还得不到补充和保障,即丢失的热量多于产出的热量。机体就会进入功能减弱期。一般此时的体温大约在35℃~30℃。
此时心血管功能开始减弱,呼吸变慢,心跳减弱,血压下降。出现了疲倦,运动能力降低,甚至可出现昏迷和意识障碍。