综述:人群与实验室研究中冷适应的最新进展,包括与非热因素的交叉适应

【字体: 时间:2025年02月20日 来源:Journal of Physiological Anthropology 3.3

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  这篇综述系统梳理了人类冷适应的生理机制与分类,重点探讨了棕色脂肪组织(BAT)在非颤抖产热(NST)中的核心作用、冷诱导血管舒张(CIVD)的争议性发现,以及冷休克反应(CSR)的适应机制。作者整合了人群研究与实验室数据,揭示了运动训练与低氧环境对冷适应的交叉影响,为代谢疾病防治和极端环境作业提供了理论依据。

  

生理性冷反应机制

寒冷环境下,人体通过自主体温调节维持核心温度(Tco)。关键效应器包括棕色脂肪组织(BAT)介导的非颤抖产热(NST)和骨骼肌(SM)主导的颤抖产热(ST)。BAT活性存在显著个体差异,亚洲人群BAT体积普遍低于欧洲人群,而BAT高活性者NST可提升至静息代谢率(RMR)的30%。冷暴露时,BAT与SM存在代谢补偿:BAT低活性者更依赖ST,表现为更早出现肌电(EMG)颤抖信号。

血管反应与局部适应

冷诱导血管收缩(CIV)通过α2C肾上腺素受体易位和一氧化氮(NO)通路抑制实现。远端肢体浸入冷水时,动静脉吻合支(AVAs)的神经源性调控引发周期性CIVD,但实验室短期冷习服未能复现人群研究中增强的CIVD反应,提示遗传因素(如COL4A2基因型)可能起主导作用。

冷适应分类与影响因素

冷习服分为代谢型(BAT活化、NST增加)、隔热型(皮肤温度Tsk降低)和习惯化(颤抖阈值升高)。运动训练通过提升最大摄氧量(VO2max)增强冷耐受,但可能抑制BAT活性;而冷水训练通过骨骼肌缺氧状态促进微血管重塑,提高无氧功率。高原人群则表现出基础代谢率(BMR)升高和远端皮肤温度调节优势,反映低氧与冷的交叉适应。

应用与争议

尽管BAT激活有望改善肥胖和糖尿病,但老年人需警惕冷暴露的心血管风险。CIVD的习服缺失提示防冻伤不能依赖重复暴露。冷休克反应的习惯化可通过短期冷水浸泡实现,为溺水预防提供新思路。研究强调,适应类型取决于重复暴露期间特定的体温调节反应模式,而非单一环境因素。

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