互动科普

又到出汗的季节了，特别是为了节电调高空调的设定温度时，肯定会有人比平时出更多的汗。汗总是给人带来不好的印象，但是实际上汗除了调节体温之外，还默默无闻地承担着一部分皮肤防御机能，并起到防滑作用。

感觉热的时候、运动的时候、吃辛辣食物的时候、紧张的时候……我们会在各种各样的场合下出汗。汗味、粘粘糊糊的触感、衣服被浸透时的尴尬等等由汗液带来的麻烦，让很多人都非常讨厌出汗。

的确，在日常生活中，我们基本上无法体会到汗的重要性。我们尽量避免出汗，那么，如果不出汗的话，是不是也没有任何问题呢？

我们能够在夏日里运动都是托了汗的福

对于人类来说，汗的最大功用就是防止体温上升。通常情况下，我们的体温（内部体温）与周边气温无关，保持在37℃左右。一旦体温上升到42℃以上，体内的酶将被破坏。而酶被破坏后，细胞将无法进行正常活动。特别是脑内的神经细胞十分怕热，当人中暑时，脑部温度升高、无法正常工作，这时人就会出现意识障碍。

肌肉及脏器活动不可避免地会使我们体内不断产生热量。虽然不断地产生热量，但却还能保持恒定体温，原因在于人体可向体外散热。

人体有两种散热方式，一种不涉及蒸发水分，而另一种则伴随着水分的蒸发。

散热过程中没有水分蒸发参与的散热方式，利用了热量会从温度高的地方向着温度低的地方传导的特性。如果手里紧握着一个非常凉的易拉罐，经过一段时间，罐子会变得温暖起来，而手则会变凉。当外界气温较低的时候，在这一作用的影响下，大部分体表热量会向空气中逸散。但是当气温与体温接近时，人体散热量就会变少；如果气温高于体温，热量就会逆流进体内，使体温上升。

而伴随有水分蒸发的散热方式，则是利用“汽化热”。水在蒸发时，会从周围吸收热量。当采取这种方式进行散热的时候，就算气温高于体温，也可以使热量向体外逸散。汗液的作用就在于它可以利用汽化热原理，把热量从体内释放。

那么，如果人不出汗，又会出现怎样的后果呢？

有一种被称为“无汗症”的疾病，其临床症状就是不能出汗。无汗症患者极其怕热，在夏天无法进行长时间运动。因此，奥运会之所以能够在夏天举办，汗液可谓功不可没。

数量超过200万的“小汗腺”

在夏天进行运动，有时1小时能出1升多的汗。这样大量的汗液，是怎样制造出来的呢？

调节体温的汗液，是由叫做“小汗腺”的器官制造的。小汗腺是一种一头封闭的管状器官。开口的一头是汗液的出口，分布在皮肤表面。导管延伸到表皮之下几毫米处，像缠绕在一起的线头一样盘曲成球形，这一部分的直径约0.5毫米。

小汗腺基本上在身体各处均有分布，每人有约200万到500万个不等。小汗腺在手掌和足底部分布密集，1平方厘米的范围内超过300个。每个汗腺的排汗量十分微小，1小时仅有1/1000毫升左右，但因汗腺数量巨大，所以人体能够大量出汗。

汗腺如何制造汗液呢？你知道“往鼻涕虫身上撒盐，它就会抽缩成一团”这件事吧。往它身上撒盐后，鼻涕虫（学名“蛞蝓”）表皮外侧的盐分浓度会高出其体内盐分浓度，这时它体内的水分就会流到体外，后果就是鼻涕虫缩小了。实际上小汗腺就是利用这种原理（渗透压）制造汗液。管内盐分浓度通过细胞活动得以升高，汗腺外部组织液中的水分经由细胞间质渗入管中。组织液是指从血管渗出、充填在细胞外的液体。

因为汗液是这样制造出来的，所以刚刚分泌出的汗液含盐量与组织液大致相同（约0.9%）。但是实际流出体外的汗液盐分浓度大约是0.2%～0.4%，那么差额的那部分盐分跑到哪里去了？其实，汗腺具有从汗液里回收盐分的机能。对于在陆地上生活的生物来说，盐分是不可或缺的珍贵物质，所以通过盐分回收功能可以将盐分损耗控制在最低水平。

因为一定时间内可回收的盐分的量与出汗量的多少无关，所以在大量出汗的时候，过多的盐分来不及回收，就会造成汗液中盐分浓度上升。也就是说在进行汗流浃背的运动时，盐分损耗量会变大。这就是为什么提倡在运动时补充盐分。

 汗腺内汗液的形成方式

在分泌部位（左）的细胞里存在着仅允许摄取特定离子、并使其通过的管状蛋白质，在这种蛋白质的作用下，汗腺内积蓄了Cl^-（氯离子）。这样一来，汗腺内为电负性，Na⁺（钠离子）在电作用下通过细胞间隙来到汗腺内。这样一来，汗腺内的盐分（NaCl）浓度就会升高。之后，由于汗腺内外的盐分浓度差（渗透压），水通过可透水的蛋白质、细胞间隙等从汗腺外流入汗腺内。在回收盐分的导管部位（右），首先Na⁺会被排出汗腺，之后Cl^-会在电作用下，随Na⁺一起排出。实际上，同时移动的还有钙离子等物质，本图从略。

因热而出汗与因辣而出汗有着令人意想不到的共通点

出汗量变化很大，热的时候会大量流汗，而冷的时候则基本不出汗。

汗腺的活动受制于包围着它的神经（交感神经）。这种神经连接着位于下丘脑的“发汗中枢”。同时发汗中枢还连接着附着有“温度感受器”的神经。来自全身各处的温度信息汇总于发汗中枢，然后它再发出指令，使人出汗。

你在食用辛辣食物时会出汗吧？这是由于温度感受器误将“辣”认成了“热”。辣椒里含有一种叫做“辣椒素”的成分，进入口腔的辣椒素会透过舌头等器官的表皮，附着在皮肤下面的温度感受器上。这样一来，它就诱使神经释放出与受热时所释放的一样的信号。

不过在这种情形下，信号传递方式与通常的排汗情况不同，信号没有经过脑部而直接传递到汗腺。这与人碰到烫手的东西时马上就会缩回手这种“反射”应为同样的反应。

为什么“手”里会捏着一把汗？

除了气温高或吃了辣的东西会出汗之外，人在其他有些场合也会出汗。如观看体育比赛，在比赛最紧张的时刻，人会出现“手心里捏着汗”的情况。

这时，就算没有周边气温或辣椒素等外部刺激，汗也会流出。这种形式的发汗，被称为“精神性发汗”，即发汗指令来自发汗中枢以外的脑活动。

实际上精神性发汗多出现在手掌及脚心处，研究者认为它起到了“防滑”的作用。你肯定有这样的经验吧，当手指干燥的时候，很难搓开塑料袋口。如果这时用汗沾湿手指的话，就能很容易地把袋子搓开了。这就是汗液防滑的实例。

不过，为什么人在紧张的时候需要防滑呢？研究者认为，这是因为在进化过程中，袭击猎物或逃离捕食者的猎杀时脚下需要防滑。实际上，狗、狐狸等动物身上也存在类似的现象，它们的脚底是可以分泌汗液的。

（本文发表于《科学世界》2013年第7期）