争分夺秒!井下被困工人7天后终于获得补给,人的饥饿极限是多久?
发布时间:2021-01-21
出品:科普中国
制作:苏澄宇
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  11014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。117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。120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?

  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812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242011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(Lambert Adolphe 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 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;BMI403级。BMI0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,其中一些人甚至活活饿死。

  他发现,平均来看,男性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。

  参考文献:

  Kalm L M, Semba R D. They starved so that others be better fed: remembering Ancel Keys and the Minnesota experiment[J]. The Journal of nutrition, 2005, 135(6): 1347-1352.

  Henry C J K. The biology of human starvation: some new insights[J]. Nutrition Bulletin, 2001, 26(3): 205-211.

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