人类的饥饿极限到底有多长?

1 评论 加国无忧 51.CA 2021年1月24日 19:08 来源:科普中国

1月10日14时,山东栖霞五彩龙金矿发生爆炸事故,事故造成22名工人被困井下。1月17日,救援团队打通了一个钻孔,与被困人员取得联系,并将食物、药品通过钻孔传送给被困人员。1月20日,在传统的腊八节,救援工作在持续进行中,除了日常的给养之外,救援团队还给被困工人投放了定做的腊八粥、热水等。

有了食物,这些被困者又多了希望,这是不幸中的万幸。但是在一些极端情况下,甚至会出现被困更久的情况。长时间不进食,我们的身体会发生什么?人体耐饥饿极限是多久?

挨饿的时候,身体会发生什么?

人的身体由许许多多的细胞组成,每个细胞都在辛勤地工作,但工作不是无偿的,得给它们提供能量、营养,不然它们就没力气干活。

这些细胞需要的养分都来自于我们吃下的每一口食物,通过消化吸收进入身体内,经过血液循环进入细胞内。一旦没了食物,细胞就没了工作的动力,你的身体就会发出信号,让你感到疲惫,产生想吃东西的欲望,这就是饥饿。

一般情况下,一个人如果8到12小时没有进食,身体的葡萄糖储备就会耗尽,之后身体会开始将肝脏和肌肉中的糖原转化为葡萄糖。当葡萄糖和糖原都耗尽后,身体将开始使用体内的蛋白质和脂肪来提供能量。

人类的饥饿极限到底有多长?

通过历史上的一些事件,我们可以粗略地了解饥饿极限。

2006年,日本徒步旅行者内越光孝(Mitsutaka Uchikoshi)在一次登山旅行中失踪,在没有食物和水的情况下存活了24天。2011年,瑞典男子彼得·斯凯尔伯格(Peter Skyllberg)在一辆被埋在雪下的汽车里被发现,他靠吃雪存活了2个月。2003年,美国魔术师大卫·布莱恩(David Blaine)在伦敦泰晤士河边的一个玻璃盒子里度过了44天,期间除了喝水再没有吃任何食物。这样的禁食饥饿例子还有很多,有的甚至被饿死。

大卫布莱恩禁食魔术图源:flick

需要注意的是,我们不能简单地将这些个例当成是人类耐饥饿极限。因为这只是一个个例,每个个例的情况都很特殊,比如那个禁食事件中的人也许很胖,也许他周围环境很好很安逸,没有冷风吹,没有雨水打,所以活了很久。

而其他人被迫禁食的人所处的环境很糟糕,比如被埋在地震的废墟下或雪地里,也许体质不太好,所以活的时间很短……个体体质不同,生存的环境不同,数据量不够等因素的存在,导致不能把个例当作标准。

历史上,圣雄甘地曾多次禁食图源:History.com

要想得出科学的答案,需要进行严格的科学统计,甚至科学实验。

直接在人体上做饥饿实验非常不人道。虽然非常罕见,但历史上确实有人做过饥饿实验。

1944年二战期间,美国明尼苏达大学的凯斯博士进行了一次人类史上第一次,也是影响最大的一次饥饿试验。战争时期,饥饿是常有的事,为了了解饥饿对人的生理和心智的影响,并且了解饥饿之后的虚弱体质该如何恢复,凯斯博士招募了36名志愿者,进行了饥饿实验。

饥饿实验的志愿者图源:Wallace Kirkland

实验分为三个阶段:12周基线控制阶段;24周饥饿阶段,通过控制饮食使每个参与者平均减去饥饿前体重的25%;恢复阶段,试验各种康复性饮食。

饥饿阶段中,每个人吃的食物一样,包括全麦面包、土豆、胡萝卜、通心粉等,这些都是高碳水,低蛋白的食物,热量控制在1570大卡,是正常成年人所需热量值的一半。

不仅如此,他们还得进行一定强度的运动,每周至少步行35公里。这种情况下,每个人消耗的热量比吃下去的热量还要多,入不敷出,自然进入了消瘦、疲惫的饥饿状态。

实验中对志愿者进行生理机能的记录图源:Wallace Kirkland

实验过程中,4个志愿者由于没有严格按照实验规则进行节食及运动,所以他们的数据没有被用于结果分析。

其他志愿者中,部分精神状态出现了问题,患上了抑郁症、歇斯底里症和疑病症,有的志愿者甚至说自己梦到了吃人的场景。

图源:Wallace Kirkland

虽然这个实验没有饿死人,志愿者体重只是减少了原体重的25%,但后果却非常严重。经过恢复期,这些志愿者虽然恢复了原有的体重,但他们的体脂含量超过了节食前的水平,达到了原来的140%。

最终,研究者得到了一个对营养学影响至深的结论:如果一个人极端节食,并不能达到健康减肥的效果,后期反而会暴饮暴食,结果导致体脂含量增高。

虽然这个实验并没有达到人类的极限,但它已经严重影响身体健康。这个实验只能被称为半饥饿实验,并不是极限的饥饿实验,所谓的极限就是离死只有一步之遥,那我们是不是就没法知道人类的饥饿极限了呢?

答案是否定的,我们依旧可以通过统计以往历史事件中的有效数据,得到一个推测的数值。

能饿多长时间?得看这个指标

Jeya Henry是牛津布鲁克斯大学的营养学教授,同时也是世界卫生组织、联合国儿童基金会及联合国粮食及农业组织的顾问。2001年,他发表了一个关于人类饥饿极限的研究,当然不是做人体实验的研究,而是通过体重指数(BMI)的数据进行分析。

什么是BMI?

1870年,比利时天文学家奎特莱(LambertAdolphe Jacques Quetelet)指出,体重(以千克为单位)除以身高(以米为单位)的平方,即BMI= (W/H^2 ),是最不受身高影响的测量整体体重的方法。大部分的研究人员使用BMI来定义肥胖,或者用来看BMI和社会健康的关系。

奎特莱和BMI 图源:famous scientist

1981年,Garrow 在BMI的基础上,提出了一个简单的分类方法:BMI=20——24.9为0级;BMI=25——29.9为1级;BMI=30——40为2级;BMI>40为3级。BMI在0级,意味着身体处于健康状态,如果大于30,则意味着身体可能出现了问题。

当然,这种分类方法过于简单,在现实情况中,一个BMI超重的人,实际上可能并不是肥胖。比如健身猛男,由于肌肉比例比较高,他的BMI可能会超过30,你能说这种猛男不健康吗?

虽然BMI值的上限不能说明健康问题,但它的下限确实可以说明健康问题。一般情况下,BMI值过低,身体都比较瘦弱。摄入营养不足是导致瘦弱的一大原因。早在1843年,科学家Chossat就提出,当一个动物个体体重减轻40——50%的时候,这就离死不远了。而如果把BMI的下限值计算出来,我们也许就能知道人类的饥饿极限值到底是多少。

怎么计算BMI的下限值呢?

首先得确定BMI的模型,而确定模型需要数据,数据从哪来?

历史上,人类经历过许多次饥荒事件,宗教或社会运动的禁食行为,科学家对饥饿个体的新陈代谢和生理适应性有一定的研究记录,而这就是数据的来源。Jeya Henry统计历史上记录的完全禁食,只喝水的情况,并不包括前面介绍的明尼苏达饥饿实验,因为那只是半饥饿,并没有全面剥夺食物的摄取。

Jeya Henry统计了历史上有科学记录完全禁食的人的身高以及体重变化数据,其中一些人甚至被活活饿死。

他发现,平均来看,男性的BMI低于13,可能会丢失生命,而女性BMI的下限则是11。

女性的BMI下限值更低,为什么呢?

有研究表明,在饥饿的时候,女性的新陈代谢过程中会失去更少的蛋白质,这意味着,相比于男性,女性可以忍耐更长时间的饥饿。

除了男女蛋白质代谢不一样外,还有一个原因则是男女的脂肪储备不一样。脂肪是一种高能量的营养物质,是饥饿时主要的代谢燃料,而女性比男性有更多的脂肪储备。

写完这篇文章的时候,山东金矿矿难的救援依旧在进行,幸运的是,我们已经能够将食物传送给被困的工人,而他们不用再经历类似的饥饿极限,希望我们的救援队能尽快将他们解救出来。

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