高温潮湿天气，对大脑健康有什么伤害

摘要

高温可能会对我们的生理和心理健康产生负面影响。高温和高湿等天气条件还会通过影响大脑神经化学来损害精神表现。本篇为您深度解读高温对大脑的影响机制。高温潮湿天气，注意防暑。

炎热潮湿的天气里，您在是否无法专注地思考或执行于一项任务？并不是您一个人这样。当环境温度上升到令人不舒服的水平时，许多人会经历这种脑雾。越来越多的证据表明，高温天(>30°C)可能会对我们的生理和心理健康产生负面影响。环境气温高会给心血管系统带来很大的压力来维持体温。由于热应力，气温升高（从 22.8°C 到 30.6°C）会使机体性能下降 5%。高温和高湿等天气条件还会通过影响大脑神经化学来损害精神表现。

热应激会导致认知障碍

研究表明，炎热的天气与标准化测试的表现较差、判断错误的风险较高以及职业伤害的风险较高有关。炎热的天气还与因药物滥用、情绪和焦虑症、精神分裂症和痴呆症而急诊就诊的风险较高有关。短期暴露于极端高温下，与全部精神障碍以及药物滥用、情绪和焦虑障碍、精神分裂症和痴呆症的急诊就诊率的增加之间存在正相关。超过 30% 的焦虑症入院归因于高温。长时间暴露在炎热的夏季阳光下会给身体带来更多压力，对认知功能产生更大负面影响，在严重的情况下可能会出现永久性的认知障碍。

一项研究调查了热应激对在沙漠条件下至少待一年的士兵认知功能的影响(Saini R et al., 2017)。对记忆和认知功能的评估表明，与正常天气相比，炎热气候下的认知能力有所下降。注意力、注意力、语言记忆和精神运动表现的下降最为明显。

热应激引起的认知和运动功能障碍会增加发生事故的风险。热应激对性能的影响与任务的复杂性和人体保持恒定内部温度的能力有关。简单任务的表现相对不受影响，而需要持续关注的复杂任务受到的影响更大。当内部体温达到38.5°C 时，认知和运动能力的损害就会变得明显。在中暑的情况下，当体内温度达到40oC时，可能会出现持续的神经损伤。难以散热的个体在暴露于高温后更有可能出现体内温度升高，称为体温过高。由于认知影响在很大程度上与内部体温的变化有关，这些人更容易受到与热相关的认知功能障碍的影响。

哪些人群风险更大

炎热的天气使每个人都处于危险之中，但某些群体和社区面临更大的风险，比如户外工作者，老年人、孕妇、患有某些既往疾病的人以及无法进入空调空间的人。在一些社区，树木和公园的缺乏使这些社区比周边地区更炎热。居住在城市热岛的人们也被认为面临更高的风险。

炎热的天气也与许多其他通常被认为与“高温无关”的疾病的风险更高有关，例如肾脏问题、皮肤感染和孕妇早产。对于患有神经系统疾病的人来说，高温更是一个问题，因为他们可能无法像其他人一样轻松调节体温和耐受热量。温度调节能力降低的人也会因温度变化的加剧而增加与热量相关的认知障碍的风险，即使环境热量没有达到极端水平。一项涉及居住在新英格兰的 Medicare登记个人的研究(Wei Y et al., 2019)发现，夏季气温每升高 1.5°C ，痴呆相关住院风险就会增加 12%。

为什么热会影响我们思考和执行任务的能力？

暴露在高温下会导致身体反应，这可能会导致压力荷尔蒙水平和大脑温度升高。极热的天气可能会使多巴胺和血清素水平失调（这些神经介质对幸福感很重要）。

人脑功能高度依赖于稳定的血糖和氧气供应，但大脑也极易受到维持脑热平衡能力改变的影响。这种脆弱性源于大脑代谢产热增加，由于其封闭在颅骨内而高度绝缘，并且主要依靠通过脑灌注去除热量来散热，从而导致平均大脑温度高度依赖于动脉血温度。在静息条件下，通过~700 ml/min脑血流去除~1 kJ/min（脑代谢热产生）来维持脑热稳态，通过四个供血动脉进入大脑的血液，离开大脑时的温度提高了0.3 °C。因此，由于流向大脑的血流减少而流入的血液温度同时升高，体温过高的人的大脑，热量散发会受到影响。头部和颈部的长期暴露于阳光下，广谱光可能会穿透皮肤几毫米，并加热下面的组织，会引起核心温度升高 1 °C，并显著损害认知主导和运动任务的表现。

https://www.nature.com/articles/s41598-020-64768-w

中暑导致的大脑伤害

核心体温升高到 40°C 以上即表现为中暑，这会导致器官损伤。中暑会通过大脑和身体引起一系列反应，从而产生可能导致长期认知障碍的神经影响。为了应对过热，血脑屏障可能会中断。这允许免疫细胞浸润到大脑中，导致神经炎症。为了分流热量，流向大脑的血流量也会减少，这会使大脑无法正常运作所需的氧气和营养。这些变化可导致急性神经系统影响，包括意识模糊、意识丧失和癫痫发作。如果大脑/身体没有足够快地冷却下来，注意力、记忆力和个性就会发生永久性的变化。

值得注意的是，热应激会通过增加肠道通透性和降低上皮抵抗力来损害肠道屏障的完整性。中枢神经系统 (CNS) 功能障碍，包括谵妄、癫痫和昏迷，都是中暑的症状。热应激会影响神经血管单元 (NVU) 组成细胞的功能，例如星形胶质细胞、神经元和微血管内皮细胞。在动物模型中，热应激会导致轻微的血脑屏障 (BBB) 渗漏。血脑屏障由大脑微血管内皮细胞组成，它通过调节物质从外周循环到大脑的转移，在大脑稳态和神经功能中发挥关键作用。血脑屏障功能障碍与许多神经系统疾病有关，例如多发性硬化症和创伤性脑损伤。

在足够高的温度下，血脑屏障开始分解，蛋白质和离子会在大脑中积聚，引起炎症并扰乱正常功能，并导致大脑中的细胞死亡。专家认为，下丘脑也可能与热量如何影响我们有关。它是大脑中调节内部体温的区域，向汗腺发送信号以产生汗水并冷却身体。“较高的温度会导致人因过度出汗而失水，这是一种维持体温的补偿机制。如果没有足够的水合作用，它会导致脱水状态，从而影响大脑功能。

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0222113

防暑防热建议

高温天气个人应尽可能远离阳光，多喝水，并在需要时找地方避暑。包括避免在中午高峰时段暴露在阳光下、穿着宽松的浅色衣服以及避免在高温下进行剧烈的体力活动。

水合状态也会影响认知，定期喝水，吃含水量高的食物是一种既简单又划算的对抗炎热的方法。水合作用对认知功能有其自身的积极影响，而饮用水有助于支持出汗，从而导致蒸发冷却。当条件达到热建议水平时，使用空调对于防止过热至关重要，因为在极热期间仅风扇不足以将温度冷却到安全水平。其他保持房间凉爽的简单方法，例如拉上窗帘以避免阳光直射，也有一定效果。

然而，由于全球变暖，更热的日子变得更加普遍，热浪更加强烈，这可能导致更多与热有关的疾病。由热应激引起的健康和性能损害是随着全球变暖而加剧的社会挑战。在未来对环境，在热应激影响和头部特定保护的科学评估中，包括头部和颈部的阳光辐射加热的影响的评估很重要，以最大限度地减少有害影响。虽然热应激的大部分影响是暂时的，但中暑导致的细胞死亡可能是永久性的。这就是为什么尽可能避免高温至关重要的原因——不仅是为了避免暂时的认知能力下降，而且是为了最大限度地减少极端高温的长期不利影响。如果疑似中暑，必须立即就医，以确保获得完全认知恢复的最佳机会。

参考链接：

Eun-hye Yoo, Youngseob Eum, John E. Roberts, Qi Gao, Kai Chen, Association between extreme temperatures and emergency room visits related to mental disorders: A multi-region time-series study in New York, USA, Science of The Total Environment, Volume 792, 2021,https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148246.

Saini, R., Srivastava, K., Agrawal, S., Das, R. C. (2017) Cognitive deficits due to thermal stress: An exploratory study on soldiers in deserts. Med Journal Armed Forces India. 73(4):370-374. doi: 10.1016/j.mjafi.2017.07.011.

Abbasi, A. M., Motamedzade, M., Aliabadi, M., Golmohammadi, R., & Tapak, L. (2019). The impact of indoor air temperature on the executive functions of human brain and the physiological responses of body. Health promotion perspectives, 9(1), 55–64. https://doi.org/10.15171/hpp.2019.07

Wei Y, Wang Y, Lin C-K et al. (2019) Associations between seasonal temperature and dementia-associated hospitalizations in New England. Environment International 126, 228-233.

Piil, J.F., Christiansen, L., Morris, N.B. et al. Direct exposure of the head to solar heat radiation impairs motor-cognitive performance. Sci Rep 10, 7812 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-64768-w

Yamaguchi T, Shimizu K, Kokubu Y, Nishijima M, Takeda S, Ogura H, et al. (2019) Effect of heat stress on blood-brain barrier integrity in iPS cell-derived microvascular endothelial cell models. PLoS ONE 14(9): e0222113. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0222113

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未名脑脑说

高温天气个人应尽可能远离阳光，多喝水，并在需要时找地方避暑。包括避免在中午高峰时段暴露在阳光下、穿着宽松的浅色衣服以及避免在高温下进行剧烈的体力活动。