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冷休克

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冷休克反應生物突然遇冷的生理反應,特別是冷水。

人類的冷休克反應可能發生於浸入非常冷的水中時[1],例如掉到薄冰下的水裏。寒冷的直接衝擊造成非自主性吸入,如果在水中就會導致溺水。由於血管劇烈收縮,可以引起心臟病的發作[2],此時心臟必須更努力地將血液泵入身體各處。對於心臟病患者而言,額外的心臟負擔可能會導致心臟病的發作。非自主性吸入水(並因此而溺水)可能是過度換氣的結果,不過仍有一些人能通過身體和心理的調節在非常寒冷的水中游泳[1]

暴露在冷水中並造成體溫下降並不像人們想像的那麼突然。人落入冷水中後,如果不溺水而死,至少能夠存活30分鐘。而進行必要的行動的能力(比如自救)在十分鐘後大幅下降,因為身體會保護性的切斷「非必須」的肌肉供血。[1]

生理反應

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會出現呼吸速度加快和心跳加速血壓上升的生理反應,導致暫時呼吸困難

預防

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通過生理調節可以減少冷休克反應,其中部分人天生更適合在寒冷水中游泳。適應方式有:

  1. 身體脂肪絕緣層覆蓋四肢和軀幹而不超重[1]
  2. 能夠忍受浸在冷水中而沒有非自主性休克或精神恐慌[1]
  3. 抵禦顫慄的能力[1]
  4. 提高新陳代謝的能力,並且在某些情況下,血液溫度略高於正常水平。
  5. 相對晚的中心和周邊體溫的下降(包括進入無意識)。

通過這些方式,冬季游泳運動員可以避免一開始就發生冷休克的情況,並且在長時間的冷水暴露下存活。然而,人體並不適合長時間處在冷水中。維持血液溫度(通過游泳或調節代謝反應)的鬥爭會在30分鐘以內變得疲勞[3]

微生物的冷休克

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微生物細胞遇到環境溫度急劇下降時,可被誘導許多基因表達,同時觸發冷休克反應(cold shock response)。生成的冷休克蛋白包括促旋酶核酸酶核糖體結合蛋白,它們能直接或間接與DNARNA核糖體相互作用,從而減少大分子合成。由冷激誘導的蛋白質在細胞內能增加可混溶的溶質產生,從而有助於細胞質中分散冰的形成。當環境溫度接近冰點時,這一催化的冰晶格對細胞成分(如膜)的損傷比非晶型冰要小。[4]

參考

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Exercise in the Cold: Part II - A physiological trip through cold water exposure. The science of sport. www.sportsscientists.com. 29 January 2008 [2010-04-23]. (原始內容存檔於2020-10-25). 
  2. ^ Staff. 4 Phases of Cold Water Immersion. Beyond Cold Water Bootcamp. Canadian Safe Boating Council. [8 November 2013]. (原始內容存檔於2013-12-03). 
  3. ^ Janský, L.; Janáková, H.; Ulicný, B.; Srámek, P.; Hosek, V.; Heller, J.; Parízková, J. Changes in thermal homeostasis in humans due to repeated cold water immersions. Pflügers Archiv : European Journal of Physiology. 1996, 432 (3): 368–372. PMID 8765994. doi:10.1007/s004240050146. 
  4. ^ Weber, M. H.; Marahiel, M. A. Bacterial cold shock responses.. Science Progress. 2003, 86: 9–75. PMID 12838604. 

參考來源

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  • 《BLOCK微生物生物學(原書第11版)》