当人们极度饥饿时会发生什么？
出品：科普中国
制作：苏澄宇
监制：中国科学院计算机网络信息中心
1月10日14时，山东省栖霞市五彩龙金矿发生爆炸，造成22名工人被困井下。1月17日，救援队开了一个钻孔，与被困人员取得联系，并通过钻孔向被困人员运送食物和药品。
1月20日，在传统的腊八节，救援工作在持续进行中，除了日常的给养之外，救援团队还给被困工人投放了定做的腊八粥、热水等。
有了食物，这些被困的人有了更多的希望，这是不幸中的幸事。然而，在一些极端情况下，人们甚至可能被困更长时间。
如果我们长时间不吃东西，我们的身体会怎么样？人类对饥饿的耐受极限有多长？
饿了身体会怎么样？
人体由许多细胞组成，每个细胞都在努力工作，但工作不是免费的，所以必须给它们提供能量和营养，否则它们就没有工作的力量。
这些细胞所需的营养物质来自我们吃的每一口食物，通过消化吸收到体内，通过血液循环进入细胞。
一旦没了食物，细胞就没了工作的动力，你的身体就会发出信号，让你感到疲惫，产生想吃东西的欲望，这就是饥饿。
正常情况下，一个人如果8到12小时不进食，身体的葡萄糖储备就会耗尽，然后身体开始将肝脏和肌肉中的糖原转化为葡萄糖。当葡萄糖和糖原耗尽时，身体会开始利用体内的蛋白质和脂肪提供能量。
人类饥饿的极限有多长？
通过一些历史事件，可以大致了解饥饿极限。
2006年，日本徒步旅行者三田中正(Mitsutaka Uchikoshi)在一次登山旅行中失踪，在没有食物和水的情况下存活了24天。
2011年，瑞典人彼得斯凯勒伯格(Peter Skyllberg)在一辆埋在雪下的汽车中被发现，他靠吃雪活了两个月。
2003年，美国魔术师大卫布莱恩在伦敦泰晤士河边的一个玻璃盒子里呆了44天，期间除了水，他什么食物也没吃。禁食挨饿的例子很多，有的甚至饿死。
大卫布莱恩禁食魔术|来源：电影
需要注意的是，我们不能简单地将这些个例当成是人类耐饥饿极限。
因为这只是一个案例，每个案例的情况都很特殊。比如禁食事件中的人可能很胖，周围环境可能很舒适，没有寒风冷雨，所以活了很久。
其他被迫禁食的人，环境不好，比如被埋在地震废墟下，或者被埋在雪地里。可能他们体质不是很好，所以活的时间比较短.个体体质不同，生存的环境不同，数据量不够等因素的存在，导致不能把个例当作标准。
历史上，圣雄甘地曾多次禁食|来源：History.com
为了得到科学的答案，需要进行严格的科学统计，甚至科学实验。
直接在人体上做饥饿实验非常不人道。虽然非常罕见，但历史上确实有人做过
饥饿实验。1944年二战期间，美国明尼苏达大学的凯斯博士进行了一次人类史上第一次，也是影响最大的一次饥饿试验。
战争时期，饥饿是常有的事，为了了解饥饿对人的生理和心智的影响，并且了解饥饿之后的虚弱体质该如何恢复，凯斯博士招募了36名志愿者，进行了饥饿实验。
饥饿实验的志愿｜ 图源：Wallace Kirkland
实验分为三个阶段：12周基线控制阶段；24周饥饿阶段，通过控制饮食使每个参与者平均减去饥饿前体重的25%；恢复阶段，试验各种康复性饮食。
饥饿阶段中，每个人吃的食物一样，包括全麦面包、土豆、胡萝卜、通心粉等，这些都是高碳水，低蛋白的食物，热量控制在1570大卡，是正常成年人所需热量值的一半。
不仅如此，他们还得进行一定强度的运动，每周至少步行35公里。
这种情况下，每个人消耗的热量比吃下去的热量还要多，入不敷出，自然进入了消瘦、疲惫的饥饿状态。
实验中对志愿者进行生理机能的记录｜图源：Wallace Kirkland
实验过程中，4个志愿者由于没有严格按照实验规则进行节食及运动，所以他们的数据没有被用于结果分析。
其他志愿者中，部分精神状态出现了问题，患上了抑郁症、歇斯底里症和疑病症，有的志愿者甚至说自己梦到了吃人的场景。
图源：Wallace Kirkland
虽然这个实验没有饿死人，志愿者体重只是减少了原体重的25%，但后果却非常严重。
经过恢复期，这些志愿者虽然恢复了原有的体重，但他们的体脂含量超过了节食前的水平，达到了原来的140%。
最终，研究者得到了一个对营养学影响至深的结论：如果一个人极端节食，并不能达到健康减肥的效果，后期反而会暴饮暴食，结果导致体脂含量增高。
虽然这个实验并没有达到人类的极限，但它已经严重影响身体健康。这个实验只能被称为半饥饿实验，并不是极限的饥饿实验。
所谓的极限就是离死只有一步之遥，那我们是不是就没法知道人类的饥饿极限了呢？
答案是否定的，我们依旧可以通过统计以往历史事件中的有效数据，得到一个推测的数值。
能饿多长时间？得看这个指标
Jeya Henry是牛津布鲁克斯大学的营养学教授，同时也是世界卫生组织、联合国儿童基金会及联合国粮食及农业组织的顾问。
2001年，他发表了一个关于人类饥饿极限的研究，当然不是做人体实验的研究，而是通过体重指数（BMI）的数据进行分析。
什么是BMI？
1870年，比利时天文学家奎特莱（Lambert Adolphe Jacques Quetelet）指出，体重(以千克为单位)除以身高(以米为单位)的平方，即BMI= (W/H^2 )，是最不受身高影响的测量整体体重的方法。
大部分的研究人员使用BMI来定义肥胖，或者用来看BMI和社会健康的关系。
奎特莱和BMI｜图源：famous scientist
1981年，Garrow 在BMI的基础上，提出了一个简单的分类方法：BMI=20——24.9为0级；BMI=25——29.9为1级；BMI=30——40为2级；BMI＞40为3级。
BMI在0级，意味着身体处于健康状态，如果大于30，则意味着身体可能出现了问题。
当然，这种分类方法过于简单，在现实情况中，一个BMI超重的人，实际上可能并不是肥胖。比如健身猛男，由于肌肉比例比较高，他的BMI可能会超过30，你能说这种猛男不健康吗？
虽然BMI值的上限不能说明健康问题，但它的下限确实可以说明健康问题。一般情况下，BMI值过低，身体都比较瘦弱。摄入营养不足是导致瘦弱的一大原因。
早在1843年，科学家Chossat就提出，当一个动物个体体重减轻40——50%的时候，这就离死不远了。
而如果把BMI的下限值计算出来，我们也许就能知道人类的饥饿极限值到底是多少。
怎么计算BMI的下限值呢？
首先得确定BMI的模型，而确定模型需要数据，数据从哪来？
历史上，人类经历过许多次饥荒事件，宗教或社会运动的禁食行为，科学家对饥饿个体的新陈代谢和生理适应性有一定的研究记录，而这就是数据的来源。
Jeya Henry统计历史上记录的完全禁食，只喝水的情况，并不包括前面介绍的明尼苏达饥饿实验，因为那只是半饥饿，并没有全面剥夺食物的摄取。
Jeya Henry统计了历史上有科学记录完全禁食的人的身高以及体重变化数据，其中一些人甚至被活活饿死。
他发现，平均来看，男性的BMI低于13，可能会丢失生命，而女性BMI的下限则是11。
女性的BMI下限值更低，为什么呢？
有研究表明，在饥饿的时候，女性的新陈代谢过程中会失去更少的蛋白质，这意味着，相比于男性，女性可以忍耐更长时间的饥饿。
除了男女蛋白质代谢不一样外，还有一个原因则是男女的脂肪储备不一样。脂肪是一种高能量的营养物质，是饥饿时主要的代谢燃料，而女性比男性有更多的脂肪储备。
写完这篇文章的时候，山东金矿矿难的救援依旧在进行。
幸运的是，我们已经能够将食物传送给被困的工人，而他们不用再经历类似的饥饿极限。
希望我们的救援队能尽快将他们解救出来。
参考文献：
[1] Kalm L M, Semba R D. They starved so that others be better fed: remembering Ancel Keys and the Minnesota experiment[J]. The Journal of nutrition, 2005, 135(6): 1347-1352.
[2] Henry C J K. The biology of human starvation: some new insights[J]. Nutrition Bulletin, 2001, 26(3): 205-211.
