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【專文】汗水的科學

 2022-01-16 10:30
人光是一整天坐著、什麼事都不做,盡情地追劇,唯一的活動僅僅是把洋芋片拿到嘴邊,身材嬌小的人可能會製造相當於60 瓦燈泡產生的熱能;如果是體格魁武壯碩者,所產生的熱能則相當於100 瓦燈泡。示意圖/Pixabay,民報合成
人光是一整天坐著、什麼事都不做,盡情地追劇,唯一的活動僅僅是把洋芋片拿到嘴邊,身材嬌小的人可能會製造相當於60 瓦燈泡產生的熱能;如果是體格魁武壯碩者,所產生的熱能則相當於100 瓦燈泡。示意圖/Pixabay,民報合成

活著是件很熱的事  因此我們需要流汗

活著其實是件很「熱」的事。你光是一整天坐著、什麼事都不做,盡情地追劇,唯一的活動僅僅是把洋芋片拿到嘴邊,你的身體仍然製造了相當於60 瓦燈泡產生的熱能──這還是當你是個身材嬌小的人;如果體格魁武壯碩,所產生的熱能則相當於100 瓦燈泡。

即使處於放鬆狀態,我們的身體仍持續散發熱能,因為我們體內的細胞各個都是工作狂,為了讓我們活下去,他們每天都有很多工作得完成,且永無止盡:包括分解養分、運輸氧氣至全身、生成荷爾蒙、複製DNA、對抗病原體等。這些任務都牽涉到成千上萬的化學反應,而這些化學反應多會製造熱能;正是這些體內產生的熱能,使我們溫暖。

這還只是在放鬆狀態,如果你開始活動,例如到門口領外送,或是出門遛狗,一旦肌肉開始運作,便會產生更多熱能。當你在街上慢跑,你的體溫便會開始升高;如果你衝刺去追公車、或追掙脫繩子逃跑的狗,一不留神,你的體溫就可能飆升至有生命危險的地步。

保持涼爽跟呼吸一樣,對我們的生命至關重要。在演化的過程中,人類發展出一套散熱機制,就是出汗。

出汗能散熱的原理其實很簡單,因為發熱的表面(比如你的皮膚)能夠蒸散液體(比如汗水)。如果你曾經煮過醬汁就知道:水的蒸發需要熱能;同理,身體表面的熱能將皮膚上的汗水蒸散掉。人類在利用汗水調節體溫的方法是獨一無二的。

當我們的祖先從毛茸茸的靈長類動物進化到相對裸露、直立的生物,便逐漸發展出專屬我們物種的獨特散熱方式,即出汗。當天氣轉涼,我們會穿著其他動物的皮毛以保暖;但當天氣變熱,出汗便是在演化過程中,最有效保持涼爽的方式。

將近3,500 萬年前,我們的祖先開始演化出全身的汗腺時,汗水是非常珍稀的。許多演化生物學家將「排汗」列入我們的物種特質中,認為這個特質幫助我們主宰自然界。

流汗或許是件令人不快的麻煩事,但它卻是讓我們成為人類的重要特質。只要你從事人類的任何一項身體活動,就不可能不流汗。如果不流汗,我們就不可能成為狩獵採集者。

身體是座小宇宙——上萬億的汗腺數量,比銀河系的星星還要多!

人類能降溫,主要是靠著釋放大量鹹味的汗水。我們人體約有200到500 萬個汗腺出口;總的來說,人類的汗腺數量高達上萬億條,比銀河系中的星星還要多。

全世界約有80 億人口,如果這些人全部走進一個三溫暖,我們產生的汗水完全可以媲美夏天奔流的尼加拉大瀑布(沒錯,一位尼加拉公園委員會的員工幫我算出來的)。這還是用平均、甚至是輕微的流汗量來計算。如果這些人全部是爆汗者,我們產生的汗水大概是尼

加拉瀑布水量的四倍多。

我們身上存在數百萬個負責將鹹味汗水排出到皮膚表面降溫的顯微器官,稱作外分泌腺,又稱小汗腺。當這些液體順著汗腺輸送到皮膚表面,人體很努力地試圖保留一些鹽分(其實如果是為了降溫,我們只需要蒸散水分即可,但因為我們人體就是一池鹹海,所以鹽分就順便被帶走了)。但如果你曾經嘗過人的汗水,就會明瞭這個鹽分保留機制並不怎麼成功。在大太陽底下工作數小時,出汗嚴重的人可能會流失將近25 克的鹽──而我們大多數人每天大概只會流失一小部分而已。

身體良好調節機能的指標  恰到好處的「無感知出汗」

許多人在寒帶或溫帶地區長大,成年後才搬到熱帶地區,這些人往往會發現,自己明明已經流了一身汗,但長年居住於此的當地人卻沒怎麼出汗。

但可以肯定的是,雖然這些當地在大熱天看起來依舊冷靜自持,特別是全身乾爽,但他們依舊在冒汗。只不過他們出汗的方式很有效率,他們的出汗率完全符合身體需求,分泌出剛剛好的汗液,以實現最佳的蒸散冷卻效益,卻不至形成滴落的汗珠。

事實上,當你開始滴汗時,代表你的身體排汗效率不佳:反應過度,且過分代償,以致在過程中損失了寶貴的體液。

但話說回來,這時身體可能正在進行浮士德式交易:確保在短時間內有足夠的汗液可以蒸散掉危險的體熱,即使長遠來看,這個舉動恐引發脫水。「你必須先活過這一刻,才有可能在下一刻存活,」「到那時,是否脫水,已經沒有過熱來得重要了。」

有關出汗還有很多未知的領域,但我們確實了解一件事,那就是每個人無時無刻都在冒汗,即使只有一點點;鮮少有例外。

水蒸氣會不斷上升至皮膚表面,並從體表逸散。即使你沒有在運動,或是正緊張地跟暗戀對象說話,這個過程仍持續地發生。我們多半在出汗較明顯的狀態下才會注意到它,但實際上,汗液一直在流出、蒸發,只是我們察覺不到,因為體內溫度調節機制的增幅非常微小。

真正罹患無汗症的人極其稀少,這些人因為基因遺傳,使得他們的汗腺比別人少或甚至沒有。如果他們不想方設法在身上灑點水以充當汗液,他們往往很難在高溫下生存。

科學家將這些緩慢流出而不被察覺的汗液稱之為「無感知出汗」,因為即便這些汗液無處不在,我們根本感知不到,但正是因為這些汗液,只要我們摸過的物品上都會留下指紋。如果你曾經試過在裸露的皮膚外套上垃圾袋(這無疑是個不尋常的時尚穿搭風格),你一定會感受過汗水被塑膠袋困住,無法蒸散,而凝結在皮膚上;而那並不好受。


每個人無時無刻都在冒汗。示意圖/Pixabay,天下生活,民報合成

※本文轉載自《汗水的奧祕》(天下生活出版,2021.12)


專文屬作者個人意見,文責歸屬作者,本報提供意見交流平台,不代表本報立場。

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