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為什么俗話說(shuō)“冷尿熱屁”?生物力學(xué)視角下的生理小秘密

醫(yī)用生物力學(xué)
原創(chuàng)
宣傳醫(yī)用生物力學(xué)的科普知識(shí)、學(xué)科發(fā)展、研究開發(fā)和臨床問題。
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1. 引言

“冷尿熱屁窮撒謊”是坊間流傳的一個(gè)諺語(yǔ)詩(shī)句,也不知出自哪位有才的農(nóng)民兄弟。本老土今天按下“窮撒謊”不表,今天專門聊聊“冷尿熱屁”的科學(xué)問題。

冷尿熱屁,是民間中的一種俗稱,通常是指在寒冷因素的刺激下可能會(huì)出現(xiàn)排尿量的增多,如果較熱的情況也有可能出現(xiàn)放屁較多的情況(圖1)。

圖1 “冷尿熱屁”示意圖

字面理解,這個(gè)問題直接與溫度有關(guān)。那么,關(guān)于“冷尿”與“熱屁”,溫度是如何影響我們的生理反應(yīng)的?

其實(shí)呢, “冷尿”和“熱屁”這兩個(gè)“難以啟齒”的身體反應(yīng),看似不登大雅之堂的話題,背后卻隱藏著生物力學(xué)的奧秘。讓我們一起揭開它們神秘的面紗吧!

2. “冷尿”的科學(xué)解釋

在寒冷的冬日,或許你曾有過這樣的經(jīng)歷:明明剛上過洗手間,不一會(huì)兒尿意又襲來(lái)。難道是我們的身體在寒冷中變成了“水龍頭”?其實(shí)不然。這并不是身體在開玩笑,而是人體在寒冷環(huán)境中的自然反應(yīng)。讓我們深入探討一下“冷尿”現(xiàn)象的生物力學(xué)原理。

人屬于恒溫動(dòng)物,對(duì)環(huán)境溫度變化敏感,為了維持人體生命活動(dòng)所需核心溫度的穩(wěn)定,人體會(huì)隨著氣溫變化而及時(shí)做出調(diào)節(jié)。當(dāng)人體感受到外界溫度的下降時(shí),為了維持體溫,自主神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令,使得皮膚表面的血管收縮,減少熱量的流失。這一生理反應(yīng)導(dǎo)致體表血液減少,血壓有上升的趨勢(shì)。為了平衡這一變化,腎臟開始發(fā)揮其調(diào)節(jié)功能,增加尿液的生成量。這樣,多余的水分和鹽分便通過尿液排出體外,幫助維持血壓的穩(wěn)定。

科學(xué)研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。在一項(xiàng)研究中,科學(xué)家們讓一組志愿者處于低溫環(huán)境中,并監(jiān)測(cè)他們的尿液生成量。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與處于溫暖環(huán)境的對(duì)照組相比,處于寒冷環(huán)境的志愿者的尿液生成量明顯增加。在10℃的低溫環(huán)境下,參與者的腎臟排尿量比在24℃的溫暖環(huán)境中增加了約30%。這一數(shù)據(jù)直觀地展示了寒冷環(huán)境對(duì)腎臟功能和排尿量的影響。

除了生理反應(yīng)外,“冷尿”現(xiàn)象還與神經(jīng)調(diào)節(jié)有關(guān)。寒冷刺激通過皮膚感受器傳遞到中樞神經(jīng)系統(tǒng),引發(fā)一系列神經(jīng)反射。這些反射信號(hào)會(huì)影響膀胱的感覺神經(jīng)和運(yùn)動(dòng)神經(jīng),調(diào)節(jié)膀胱的肌肉來(lái)進(jìn)行收縮,膀胱逼尿肌過度活躍可能會(huì)誘發(fā)尿頻、尿急的情況,導(dǎo)致尿意感知增強(qiáng)。

可見,“冷尿”現(xiàn)象是身體在寒冷環(huán)境中的自然反應(yīng),通過一系列生理和神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制來(lái)適應(yīng)外界溫度的變化。了解這些機(jī)制有助于我們更好地理解身體在不同環(huán)境下的生理反應(yīng),并在日常生活中更加關(guān)注和照顧自己的身體需求,避免不必要的身體損傷。

3. “熱屁”的科學(xué)解釋

如果說(shuō)“冷尿”是寒冷環(huán)境下的產(chǎn)物,那么“熱屁”則是高溫環(huán)境中的“風(fēng)味”。在炎炎夏日,你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的屁似乎比平時(shí)多了些。這又是怎么回事呢?讓我們深入探討一下“熱屁”現(xiàn)象的生物力學(xué)原理。

當(dāng)身體處于炎熱環(huán)境中時(shí),為了散熱和維持正常體溫,皮膚表面的血管會(huì)擴(kuò)張,使更多的血液流向體表。這一生理反應(yīng)導(dǎo)致流經(jīng)消化道的血液量減少,導(dǎo)致腸道蠕動(dòng)減慢,減緩了食物的消化過程。同時(shí),高溫環(huán)境還會(huì)影響胃腸道的蠕動(dòng),使食物在腸道中停留的時(shí)間變長(zhǎng),給腸道細(xì)菌提供了更多的“發(fā)酵”時(shí)間。這些細(xì)菌在分解食物的過程中,會(huì)產(chǎn)生大量的氣體,也就是我們俗稱的屁。

科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)實(shí)驗(yàn)參與者處于35℃的高溫環(huán)境中時(shí),他們的胃腸道蠕動(dòng)速度比在常溫環(huán)境下慢了約30%。這意味著食物在腸道中停留的時(shí)間更長(zhǎng),給腸道細(xì)菌提供了更多的發(fā)酵機(jī)會(huì)。

當(dāng)食物在腸道中停留時(shí)間延長(zhǎng)時(shí),腸道細(xì)菌會(huì)對(duì)其分解產(chǎn)生氣體,這些氣體主要包括氮?dú)?、二氧化碳和甲烷等。隨著氣體的產(chǎn)生和積累,腸道會(huì)通過蠕動(dòng)將氣體推向肛門,最終以放屁的形式排出體外。

此外,高溫環(huán)境還可能導(dǎo)致人體出汗增多,體內(nèi)的水分和電解質(zhì)平衡受到影響,這也會(huì)間接影響到消化系統(tǒng)的正常功能,進(jìn)一步加劇屁的產(chǎn)生。

可見,“熱屁”現(xiàn)象是身體在炎熱環(huán)境中的自然反應(yīng)。了解這些機(jī)制有助于我們?cè)谌粘I钪姓{(diào)理自己的生理需求,免得讓屁給憋出“內(nèi)傷”。

咳咳!你是不是有時(shí)候受涼了也會(huì)感覺肚子脹氣、屁放不出來(lái)、憋得難受?我給你開點(diǎn)非祖?zhèn)髅胤剑航o肚子加熱有助于緩解脹氣和促進(jìn)屁的排出。

其中的生物力學(xué)原理可以從以下幾個(gè)方面解釋:(1)促進(jìn)腸道蠕動(dòng):當(dāng)肚子受到溫暖刺激時(shí),腸道肌肉的蠕動(dòng)會(huì)增強(qiáng)。這有助于推動(dòng)腸道內(nèi)的氣體向肛門方向移動(dòng),從而更容易排出體外。(2)舒緩腸道痙攣:有時(shí)候腸道肌肉可能會(huì)發(fā)生痙攣,導(dǎo)致氣體無(wú)法順利排出。溫暖的環(huán)境可以舒緩腸道肌肉,減輕痙攣,使腸道恢復(fù)正常的蠕動(dòng)功能。(3)增加腸道氣體擴(kuò)散:溫暖的腸道環(huán)境可以促進(jìn)腸道內(nèi)的氣體更好地?cái)U(kuò)散到腸壁,使氣體更容易從腸道排出(氣體起到潤(rùn)滑劑的作用,形成了流體動(dòng)壓潤(rùn)滑效果——這里就不展開說(shuō)了)。(4)放松肛門括約?。簻嘏沫h(huán)境可以放松肛門括約肌,使其更容易打開,從而幫助氣體排出。友情提示:給肚子加熱的方法應(yīng)該適度,避免過熱導(dǎo)致“屁沒放,皮燙傷”的后果,得不償失。

4. 關(guān)于“冷尿熱屁”的冷知識(shí)

關(guān)于“冷尿熱屁”的研究,科學(xué)家們還進(jìn)行了不少有趣的實(shí)驗(yàn)。例如,一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),尿液的溫度通常在36℃左右,而屁的溫度則高達(dá)37.5℃。這表明,尿確實(shí)比屁“冷”——“冷尿熱屁”是真實(shí)的。

(1)尿?yàn)楹卫??在血液流?jīng)腎臟形成尿液的過程中,尿液會(huì)逐漸冷卻,腎臟產(chǎn)生的尿液溫度通常低于體溫。當(dāng)尿液流經(jīng)尿道時(shí),尿液與尿道黏膜之間的熱交換,使得尿液進(jìn)一步冷卻。尿液的冷卻還與尿道的長(zhǎng)度有關(guān)。男性尿道較長(zhǎng),尿液在流經(jīng)過程中,會(huì)與尿道周圍的溫度較低的黏膜接觸,使得尿液冷卻較多。而女性尿道較短,尿液冷卻程度相對(duì)較低。這也是為什么男性的尿液比女性的更“冷”的原因。可見,尿液冷卻的過程,其實(shí)涉及到熱力學(xué)原理。

(2)屁為何熱?腸道內(nèi)的溫度通常高于外界環(huán)境。因此,屁在產(chǎn)生過程中,會(huì)受到腸道內(nèi)溫度的影響,使得屁的溫度較高。其次,屁的溫度還與壓力有關(guān)。當(dāng)腸道內(nèi)的氣體積聚到一定程度時(shí),人體會(huì)通過放屁的方式,通過肛門這個(gè)小出口將這些氣體排擠出體外。根據(jù)氣體的等容變化規(guī)律——查理定律,我們知道:一定質(zhì)量的氣體,在體積不變的情況下,壓力與溫度成正比。當(dāng)腸道內(nèi)的氣體積聚到一定程度時(shí),氣體壓力增大,溫度也會(huì)相應(yīng)升高。此外,在放屁時(shí),肛門括約肌的收縮會(huì)產(chǎn)生熱量,也會(huì)擠壓屁流,進(jìn)一步導(dǎo)致屁的溫度升高??梢姡ǖ臏囟壬?,其實(shí)涉及到氣體等容變化規(guī)律。

5. 結(jié)語(yǔ)

“冷尿熱屁”雖然是我們生活中“難為情”的小插曲,但它們背后卻蘊(yùn)含著豐富的生物力學(xué)原理。了解這些知識(shí),不僅可以幫助我們更好地應(yīng)對(duì)不同環(huán)境下的身體反應(yīng),還能讓我們?cè)趯擂蔚臅r(shí)刻多一些理解與寬容,在日常生活中多一份幽默與從容。

冷尿熱屁,來(lái)者不拒。

生理反應(yīng),無(wú)需吃驚。

屁滾尿流,身體無(wú)憂。

雖然難為情,卻在情理中。

看完本短文,瀟灑沖馬桶。

評(píng)論
科普中國(guó)●yling
庶吉士級(jí)
“冷尿”和“熱屁”這兩個(gè)“難以啟齒”的身體反應(yīng),看似不登大雅之堂的話題,背后卻隱藏著生物力學(xué)的奧秘。
2024-02-18
xmx祥
少師級(jí)
冷尿熱屁字面不雅但其中科學(xué)道理應(yīng)該學(xué)習(xí)了解。
2024-02-17
科普5c常壽忠
大學(xué)士級(jí)
2024-02-17