人体生理科学极限

据英国《新科学家杂志》报道,从生理角度上讲,人类身体是一个复杂而脆弱的系统,但在某些特殊情况下,人体生理系统却表现得“更强大”。比如:人们可持续264个小时不睡眠;人体可承受42.6g的水平重力加速度;人体最大可将263.5公斤的物体举过头顶;人类摒住呼吸的最高纪录是11分35秒以及人类最高可在9000米海拔地区生存。

人体最大举重物体——263.5公斤

人体最大举重物体——263.5公斤
强壮的举重运动员安迪-博尔顿(Andy Bolton)比平常男性强壮5-6倍,据美国俄亥俄州扬斯顿大学举重教练丹-沃森(Dan Wathen)称,博尔顿经常能够将245公斤的杠铃举过头顶。他的最高纪录是将263.5公斤的物体举过头顶。

人体究竟能够最大举起多重的物体呢?南加利福尼亚州大学的托德-施罗德(Todd Schroeder)认为这一重量已接近人体最大举重限度,他指出,如果要观测人类最大举重物体程度,则需要从其身体平静稳定状态进行观测。现今的举重运动员太多地使用类固醇,这将促进他们接近达到人体潜能极限。

人体未睡眠最久持续264个小时

人体未睡眠最久持续264个小时
1963年12月28日,美国加利福尼亚州圣地亚哥17岁男生兰迪-加德纳(Randy Gardner)一清早6点起床后就一直未合眼入睡,清醒状态一直持续到1964年1月8日,共计264小时。这是迄今为止所记录最长的未眠时间,加德纳打破了之前260小时未眠记录。

据称,加德纳264个小时未睡眠导致情绪波动、记忆力和注意力下降、身体协调能力下降、说话模糊不清,并经常产生幻觉。之后他第一次睡眠仅持续14个小时。经研究人员分析,加德纳在未睡眠期间未曾服用任何兴奋剂药物。

至今仍没有人解释为什么加德纳会持续11天不睡眠,但是处于缺乏睡眠状态时,人体健康将面临着很大的危机。科学家在实验中让老鼠持续未睡眠14天,它们就死亡,这一死亡时间要短于完全持续饥饿状态。

目前虽然未出现因缺乏睡眠而直接死亡的患者,但是一种叫做致命家族失眠症的遗传病显示患者的寿命都非常短。当患者长时间不睡眠,他们将在3个月之内死亡。

摒住呼吸最高纪录11分35秒

摒住呼吸最高纪录11分35秒
许多人能够摒住呼吸持续1分钟多,但静止呼吸的世界纪录是史蒂芬尼-米斯福德(Stephane Misfud),他能够摒住呼吸11分35秒。

米斯福德将面部浸入冰冷的水池中,当他的面部在冷水,面孔的血管收缩,导致血液流向心脏和大脑,此时心脏跳动逐渐缓慢,降低了全身氧气的抽吸比率。如果经过特殊潜水训练,他们可使心脏跳动比率比非训练者降低两倍。

在进行摒呼吸之前的过度换气是至关重要的环节,大脑将监控血液中二氧化碳含量,从而确定什么时间进行喘气。快速的深呼吸可以清除肺中的二氧化碳,使肺部拥有更大的容量接纳新的氧气。

米斯福德的11分35秒纪录是否达到了静止呼吸最高纪录?瑞典隆德大学生理学家约翰-安德森(Johan Andersson)称,近期我们致力于研究人体潜水静止呼吸状态,一些潜水精英表示他们有望在水中停止呼吸持续15分钟。

摒住呼吸是十分危险的事情,安德森发现在干燥陆地上进行的静止呼吸测试,37%的测试者出现血液S100B蛋白质指数升高,这是大脑缺氧受损的标记。

人体承受最大水平重力加速度值为42.6g

人体承受最大水平重力加速度值为42.6g
过山车的快速俯冲会让人们感到头晕恶心,这是因为重力加速度已达到5g(米/秒),人体承受重力加速度不仅依赖变化的幅度,加速度或者减速度,我们身体的适应性还具有重要作用。人体处于重力加速度时,脚部是最脆弱的部位,该状态下会导致足底血液逆流向大脑。在4-5g垂直重力加速度值下持续5-10秒,人体就会出现隧道视觉,然后失去知觉。

战斗机垂直飞行时可达到9g,如果加速度再大,飞行员就会失去知觉,许多飞行员都穿着“重力加速度服”,可避免血液向上涌至大脑。英国防务评估公司Qinetiq的生理学家阿雷克-史蒂文森(Alec Stevenson)说:“在6g重力加速度状态下,人们仍能保持清醒。”据悉,飞行员通过在离心机上锻炼,从而达到提高身体重力加速度的承受能力。

美国宇航局医生弗拉那根-格雷(Flanagan Gray)在一次特制的水箱中进行实验显示,人体承受垂直重力加速度为31.25g。

上世纪40年代,美国空军的约翰-斯塔普(John Stapp)保持了最高水平重力加速度纪录,他在一项火箭雪橇发射实验中,自己身体承受了46.2g的水平重力加速度。

人类可在海拔9000米地区生存

人类可在海拔9000米地区生存
海拔差异将对人体产生奇特的现象,多数情况下高海拔地区空气中氧气压力显著减小,而人体细胞需要氧气维系存活。在高海拔地区人体血红蛋白(一种将氧气从肺部传输至细胞的血液蛋白质)的指数会升高,导致不能全容量地吸收氧气,在全身形成缺氧状态。

人体大脑对氧气水平十分敏感,这就是为什么高原病第一反应就是头痛眩晕。如果长时间在海拔5000米地区生活,人体肌肉会出现萎缩,肺部出现致命的液体堆积和大脑体积变大;如果长时间在海拔7500米地区生活,人体内将出现明显缺氧,并易导致神智昏迷不清,最终死亡。

究竟人体最大限度可生存于海拔多高的地区呢?玻利维亚近一半人口生活在高原地区,该地区海拔达到4000米以上,但是他们并没有出现太多的身体病态现象。许多智利矿工在海拔5800米高度持续工作几个星期。英国南安普敦大学的米克-格洛科特(Mike Grocott)称,男性生活在较高海拔地区,会临时性地抑制男性生育能力。

但如果人们花费一些时间来适应,他们能够适合高海拔地区生存,一般来讲,人类还是适应于低海拔地区生活,如果你未适应高海拔环境,突然抵达8848米高度的珠穆朗玛峰,你可能会在短短2分钟内死亡。

仅有少数人能够适应高海拔缺氧环境,1999年,Babu Chiri Sherpa打破了一项世界纪录,他在珠穆朗玛峰缺氧环境中持续生存了21个小时。格洛科特称,很可能Babu Chiri Sherpa从生理遗传方面具有高海拔生存的能力。他强调指出,我猜测人体承受最高海拔生活环境是9000米。

作者: LMS

天行贱,君子自强自息。

标签

《人体生理科学极限》有一个想法

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注