在南极持续剧烈活动后，外周红外热像与冷却能量消耗的变化（男女受试者）

为什么极寒环境下的生命与我们每个人都有关

想象一下，在低于冰点许多度的温度中，滑雪横穿南极近1000公里，耗时六周多——然后回家让科学家观察你的身体如何应对寒冷。本研究跟踪了INSPIRE-22南极远征中的九名男女，提出了一个看似简单但意义广泛的问题：当我们受凉时，身体是否总是通过消耗更多能量来保温，还是有些人天生更倾向于节省能量？

我们身体通常如何对抗寒冷

人体能将核心温度维持在接近恒定的水平，这依赖于行为（穿上外套）和自动反应（改变血流和产热）的组合。在温和的寒冷下，我们可以在不颤抖的情况下提高产热，部分机制是激活棕色脂肪——一种通过燃烧热量来产生热量的专门组织。在更强烈或更持久的寒冷中，我们会开始颤抖，利用肌肉活动作为紧急炉火。传统观点认为寒冷应推动能量消耗上升。然而，早期对短期、每日寒冷暴露的实验发现了一点令人费解的现象：部分人的总体能量消耗实际上下降了。

一次极地跋涉在返乡后的检验

INSPIRE-22远征提供了一个罕见的机会，可在现实世界的长期寒冷暴露后研究其后效应。九名健康成人（六名男性、三名女性）在南极拉雪橇滑雪47天后，被置于一个特殊的全身量热计中进行测试——这是一个密闭房间，可以精确测量一个人消耗了多少卡路里。每位志愿者在出发前和返程后约两周内都接受了测试。在第二天进入量热计时，房间空气温度在两小时内从约22°C逐渐降低到16°C，参与者穿轻便衣物静坐、不发生颤抖。在这段降温期结束时，以及经过一小时回暖后，研究人员拍摄了每只手的前后红外热像，以观察皮肤保持温暖的状况。

观察手指、手部与能量消耗

通过量热计数据，研究团队使用最佳拟合直线来估计每人在100分钟降温期间能量消耗的变化。远征前，五人表现为随降温能量消耗增加，二人无明显变化，二人则实际减少。南极行程后，模式出人意料地相似：五人增加、一人无变化、三人减少。统计检验未发现总体上在极地环境数周后朝向更多或更少产热的显著转变。与此同时，红外图像被细致分析以将手指区域与手部其余部分区分开。正如预期，手指通常比更宽的手部区域冷得更明显，且惯用（右）手与左手在温度响应上有细微差异。但这些差异既不依赖于测量是在远征前还是远征后进行，也并未在男女之间显示出可靠差异，尽管女性样本数量较少。

检验“关闭四肢以节能”这一想法

研究人员提出，能量消耗在寒冷中下降的人可能通过降低向手臂和手的血流来节省燃料，从而使外周组织的新陈代谢下降。如果该假设成立，那么表现出能量消耗下降的参与者，其手指和手相对于环境的温度应特别更低。为此，团队将每位参与者在冷与暖条件下的手部皮肤温度与室温的差值进行比较，并按能量消耗上升、下降或保持不变为每个人上色。结果未出现一致模式。节能者的手并不比其他人更冷，能量消耗上升者的手也并非明显更暖。简而言之，没有证据表明减少四肢血流能解释为何部分人在受凉时燃烧更少卡路里。

这对寒冷环境生活意味着什么

对于INSPIRE-22团队而言，在南极几周的艰苦劳动并未在他们返回居住并穿着舒适时，根本改变他们在受控寒冷挑战下的身体反应。有些个体在轻度降温时确实表现出能量消耗下降，但这一特性更像是个体差异而非极地适应的结果，且并未与可见的更冷的手部相关。对非科学家而言，结论是：人类对寒冷的反应比“寒冷总是让你燃烧更多卡路里”这一简单观点更为多样和微妙。理解这些差异有朝一日可用于为必须在恶劣环境中工作的人员（从士兵和探险者到在冷藏库工作的人）量身定制服装、工作-休息安排或医疗护理。

引用: Hattersley, J., Imray, C. & Wilson, A.J. Changes in peripheral IR thermography and energy expenditure on cooling in men and women following sustained strenuous activity in Antarctica. Sci Rep 16, 4931 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35294-y

关键词: 寒冷暴露, 能量消耗, 红外热像, 南极考察, 人体热调节