冷服习

冷服习是指机体对寒冷环境气温所建立起的一种适应性。在自然条件下，机体对季节的交替，即从较高温度的季节转入低温季节所产生的适应，称为自然冷服习；把动物从温度较高的人工环境，有计划地使其间断暴露于人工冷环境中而建立的冷服习，称为人工冷服习。
把大鼠每天暴露于-7℃（该种系能耐受的冷温阈）中16小时，到第7周末，使之与对照动物一起暴露于-15℃中5小时，结果，事先经冷暴露的动物不出现体温过低和冻伤，而未经冷暴露的对照动物，则发生体温过低和二、三度冻伤。若把这些大鼠继续暴露于-15℃中，观察其生存时间，还可发现事先经冷暴露的大鼠，有明显的抗冻死适应力。改用家兔作类似实验，也可得到相似的结果。人体遭受寒冷袭击时，可能发生以下的危害：
❶肢体暂时失去感觉和运动功能；
❷局部组织损伤（冻伤）;
❸全身体温过低，失去知觉甚至死亡（冻死）。冷服习的建立，可提高对上述危害的耐受力。但与动物相比较，需要经历一个较长的时间。研究证明，让被试者在-29℃冷室中每日停留8小时，开始时直肠温度平均下降0.71℃，历79天后下降仅0.2℃；长期生活于极寒地区的爱基斯摩-印第安人，赤手暴露于-25℃环境中20分钟，无一发生冻伤，但刚到该地不久的白人，则有36%发生冻伤。
寒战产热是机体对寒冷所引起的一种反应。实验证明，大鼠于急性受冷后，由于骨骼肌的活动加强或出现寒战，耗氧量明显增加，可高达静息时的2～5倍，借产热的增加以维持中心体温，避免中心体温明显下降。但冷服习动物，在同样的冷环境中，可不出现寒战，或延迟出现寒战。此时，代谢率增高和产热增多来自非寒战产热，可比正常动物增高约50%。只有当非寒战产热不足以维持正常体温时，才出现寒战。用小血管导管术测量各器官组织的血氧摄取量，证明箭毒化大鼠受冷时，骨骼肌的耗氧量的增加，约占非寒战产热的50%，表明骨骼肌是非寒战产热的一个重要器官。棕色脂肪组织也参与非寒战产热。恒温动物包括哺乳类冬眠动物、大鼠、新生的羔羊和牛、小狗以及慢性受冷的灵长类，都有棕色脂肪，分散于颈、肩胛间、腋部、动脉旁、纵隔和肾周围等处。棕色脂肪细胞富含线粒体，有高呼吸率高浓度的呼吸酶，每个细胞周围有神经末梢和毛细血管围绕。神经末梢含有去甲肾上腺素，表明受交感神经的直接支配和调节。丰富的血管网有利于受冷时较多的血流通过。动物实验证明，当受冷使直肠温度下降时，棕色脂肪的温度却有所增高。大鼠受冷后，棕色脂肪的重量、耗氧量和产热量均增加。冷服习鼠比正常对照鼠产热量高5～8倍。如果摘除棕色脂肪，则非寒战产热就减少，同时抗寒力也有所下降（但成年动物这一反应不及新生动物明显），因而有的学者提出“局部加温假说”，认为肩胛间和颈背部的棕色脂肪组织，在机体受冷后增加产热，提高局部温度，大部分经静脉血直接流入心脏而起局部加温作用。还有人认为，由棕色脂肪所产生的热量，加温于颈部脊髓的热敏部分，当达到一定温度时，能抑制寒战产热反应。此外，棕色脂肪还能随着加热的血液输送游离脂肪酸到靶器官进行氧化而产热。这些见解都还有待验证。近年来证明，肝、肠也是冷服习动物非寒战产热的场所。
关于非寒战产热增加的机制，目前认为是受丘脑下部所调节的。丘脑下部通过交感神经末梢释放去甲肾上腺素，作用于β-受体，再通过cAMP激发细胞的物质代谢，尤其是脂肪酸的氧化。实验证明，冷服习的大鼠不仅去甲肾上腺素的分泌增加，而且注射去甲肾上腺素后所引起的耗氧量的增加，也明显超过正常鼠。建立了冷服习的人体，对去甲肾上腺素的加强代谢效应的敏感性，也有所增高。这表明在建立冷服习后，体内的非寒战产热的增加，与去甲肾上腺素分泌增多以及机体对去甲肾上腺素的敏感性增高都有关系。
冷服习鼠的心输出量高于温服习对照鼠。给冷服习鼠注射去甲肾上腺素后，其心输出量增加及升血压反应，均高于对照鼠。心输出量增加可能是由于静脉回流血量增加、心肌肥大和冠状动脉血流量增多的结果。据研究，冷服习鼠的肝、肠、肾、脂肪等组织的血流量均有所增多；注射去甲肾上腺素后，上述器官组织的血流量的增多也比较明显。这种器官组织血流量的增多，既与心输出量的增加有关，也与血流在各器官组织中的重新分布有关。机体反复受冷后，对冷刺激所引起的适应性缩血管反应减弱，而血管舒张反应则出现得较快且较明显。
在冷服习的建立过程中，可能通过中枢神经系统的调节，以降低全身或局部对冷刺激的生理反应。这种适应性改变，称为习惯作用。例如，将一只手浸入4℃水中，在短时间内即可见到血压上升和脉搏加快，但多次重复后，此反应就减弱了；如以另一只手浸入时，仍能引起较强反应。动物实验证明，大鼠于尾部受冷后出现脉搏加快，反复受冷可使此反应进行性减弱。若在双侧大脑皮质额叶造成病灶，则能消除这种反应的减弱，提示习惯作用来自中枢神经系统的调节。此外，人体反复受冷可使寒冷所引起的疼痛和麻木等不适感减轻，这也是一种中枢神经系统的习惯作用。这种习惯作用有利于耐受寒冷，并提高在寒冷中的工作能力。
根据对冷服习机制的某些了解，试图用人工方法，给动物注射某些参与冷服习机制的激素，以模拟冷服习，是一项有意义的尝试。有的学者用大鼠做实验，在21℃室温下，每天予以皮下注射300μg/kg去甲肾上腺素，共45天，然后与对照组和冷服习组(6℃,45天)的大鼠比较在-20℃的冷暴露下的生存时间。实验结果表明，冷服习组的生存时间最长，去甲肾上腺素组次之，对照组最短。实验结果提示，以注射去甲肾上腺素的方法可在一定程度上成功地模拟冷服习。另外的实验还表明，用去甲肾上腺素加甲状腺素的方法复制类似模型，效果更好，耐寒力可接近在6℃下35天所建立起来的冷服习动物。