出品：科普中國
製作：蘇澄宇
監製：中國科學院計算機網絡信息中心
1月10日14時，山東棲霞五彩龍金礦發生爆炸事故，事故造成22名工人被困井下。1月17日，救援團隊打通了一個鑽孔，與被困人員取得聯繫，並將食物、藥品通過鑽孔傳送給被困人員。
1月20日，在傳統的臘八節，救援工作在持續進行中，除了日常的給養之外，救援團隊還給被困工人投放了定做的臘八粥、熱水等。
有了食物，這些被困者又多了希望，這是不幸中的萬幸。但是在一些極端情況下，甚至會出現被困更久的情況。
長時間不進食，我們的身體會發生什麼？人體耐飢餓極限是多久？
捱餓的時候，身體會發生什麼？
人的身體由許許多多的細胞組成，每個細胞都在辛勤地工作，但工作不是無償的，得給它們提供能量、營養，不然它們就沒力氣幹活。
這些細胞需要的養分都來自於我們吃下的每一口食物，通過消化吸收進入身體內，經過血液循環進入細胞內。
一旦沒了食物，細胞就沒了工作的動力，你的身體就會發出信號，讓你感到疲憊，產生想吃東西的慾望，這就是飢餓。
一般情況下，一個人如果8到12小時沒有進食，身體的葡萄糖儲備就會耗盡，之後身體會開始將肝臟和肌肉中的糖原轉化為葡萄糖。當葡萄糖和糖原都耗盡後，身體將開始使用體內的蛋白質和脂肪來提供能量。
人類的飢餓極限到底有多長？
通過歷史上的一些事件，我們可以粗略地瞭解飢餓極限。
2006年，日本徒步旅行者內越光孝(Mitsutaka Uchikoshi)在一次登山旅行中失蹤，在沒有食物和水的情況下存活了24天。
2011年，瑞典男子彼得·斯凱爾伯格（Peter Skyllberg）在一輛被埋在雪下的汽車裡被發現，他靠吃雪存活了2個月。
2003年，美國魔術師大衛·布萊恩（David Blaine）在倫敦泰晤士河邊的一個玻璃盒子裡度過了44天，期間除了喝水再沒有吃任何食物。這樣的禁食飢餓例子還有很多，有的甚至被餓死。
大衛布萊恩禁食魔術｜圖源：flick
需要注意的是，我們不能簡單地將這些個例當成是人類耐飢餓極限。
因為這只是一個個例，每個個例的情況都很特殊，比如那個禁食事件中的人也許很胖，也許他周圍環境很好很安逸，沒有冷風吹，沒有雨水打，所以活了很久。
而其他人被迫禁食的人所處的環境很糟糕，比如被埋在地震的廢墟下或雪地裡，也許體質不太好，所以活的時間很短……個體體質不同，生存的環境不同，數據量不夠等因素的存在，導致不能把個例當作標準。
歷史上，聖雄甘地曾多次禁食｜圖源：History.com
要想得出科學的答案，需要進行嚴格的科學統計，甚至科學實驗。
直接在人體上做飢餓實驗非常不人道。雖然非常罕見，但歷史上確實有人做過飢餓實驗。
1944年二戰期間，美國明尼蘇達大學的凱斯博士進行了一次人類史上第一次，也是影響最大的一次飢餓試驗。
戰爭時期，飢餓是常有的事，為了瞭解飢餓對人的生理和心智的影響，並且瞭解飢餓之後的虛弱體質該如何恢復，凱斯博士招募了36名志願者，進行了飢餓實驗。
飢餓實驗的志願｜ 圖源：Wallace Kirkland
實驗分為三個階段：12周基線控制階段；24周飢餓階段，通過控制飲食使每個參與者平均減去飢餓前體重的25%；恢復階段，試驗各種康復性飲食。
飢餓階段中，每個人吃的食物一樣，包括全麥麵包、土豆、胡蘿蔔、通心粉等，這些都是高碳水，低蛋白的食物，熱量控制在1570大卡，是正常成年人所需熱量值的一半。
不僅如此，他們還得進行一定強度的運動，每週至少步行35公裡。
這種情況下，每個人消耗的熱量比吃下去的熱量還要多，入不敷出，自然進入了消瘦、疲憊的飢餓狀態。
實驗中對志願者進行生理機能的記錄｜圖源：Wallace Kirkland
實驗過程中，4個志願者由於沒有嚴格按照實驗規則進行節食及運動，所以他們的數據沒有被用於結果分析。
其他志願者中，部分精神狀態出現了問題，患上了抑鬱症、歇斯底裡症和疑病症，有的志願者甚至說自己夢到了吃人的場景。
圖源：Wallace Kirkland
雖然這個實驗沒有餓死人，志願者體重只是減少了原體重的25%，但後果卻非常嚴重。
經過恢復期，這些志願者雖然恢復了原有的體重，但他們的體脂含量超過了節食前的水平，達到了原來的140%。
最終，研究者得到了一個對營養學影響至深的結論：如果一個人極端節食，並不能達到健康減肥的效果，後期反而會暴飲暴食，結果導致體脂含量增高。
雖然這個實驗並沒有達到人類的極限，但它已經嚴重影響身體健康。這個實驗只能被稱為半飢餓實驗，並不是極限的飢餓實驗。
所謂的極限就是離死只有一步之遙，那我們是不是就沒法知道人類的飢餓極限了呢？
答案是否定的，我們依舊可以通過統計以往歷史事件中的有效數據，得到一個推測的數值。
能餓多長時間？得看這個指標
Jeya Henry是牛津布魯克斯大學的營養學教授，同時也是世界衛生組織、聯合國兒童基金會及聯合國糧食及農業組織的顧問。
2001年，他發表了一個關於人類飢餓極限的研究，當然不是做人體實驗的研究，而是通過體重指數（BMI）的數據進行分析。
什麼是BMI？
1870年，比利時天文學家奎特萊（Lambert Adolphe Jacques Quetelet）指出，體重(以千克為單位)除以身高(以米為單位)的平方，即BMI= (W/H^2 )，是最不受身高影響的測量整體體重的方法。
大部分的研究人員使用BMI來定義肥胖，或者用來看BMI和社會健康的關係。
奎特萊和BMI｜圖源：famous scientist
1981年，Garrow 在BMI的基礎上，提出了一個簡單的分類方法：BMI=20——24.9為0級；BMI=25——29.9為1級；BMI=30——40為2級；BMI＞40為3級。
BMI在0級，意味著身體處於健康狀態，如果大於30，則意味著身體可能出現了問題。
當然，這種分類方法過於簡單，在現實情況中，一個BMI超重的人，實際上可能並不是肥胖。比如健身猛男，由於肌肉比例比較高，他的BMI可能會超過30，你能說這種猛男不健康嗎？
雖然BMI值的上限不能說明健康問題，但它的下限確實可以說明健康問題。一般情況下，BMI值過低，身體都比較瘦弱。攝入營養不足是導致瘦弱的一大原因。
早在1843年，科學家Chossat就提出，當一個動物個體體重減輕40——50%的時候，這就離死不遠了。
而如果把BMI的下限值計算出來，我們也許就能知道人類的飢餓極限值到底是多少。
怎麼計算BMI的下限值呢？
首先得確定BMI的模型，而確定模型需要數據，數據從哪來？
歷史上，人類經歷過許多次饑荒事件，宗教或社會運動的禁食行為，科學家對飢餓個體的新陳代謝和生理適應性有一定的研究記錄，而這就是數據的來源。
Jeya Henry統計歷史上記錄的完全禁食，只喝水的情況，並不包括前面介紹的明尼蘇達飢餓實驗，因為那隻是半飢餓，並沒有全面剝奪食物的攝取。
Jeya Henry統計了歷史上有科學記錄完全禁食的人的身高以及體重變化數據，其中一些人甚至被活活餓死。
他發現，平均來看，男性的BMI低於13，可能會丟失生命，而女性BMI的下限則是11。
女性的BMI下限值更低，為什麼呢？
有研究表明，在飢餓的時候，女性的新陳代謝過程中會失去更少的蛋白質，這意味著，相比於男性，女性可以忍耐更長時間的飢餓。
除了男女蛋白質代謝不一樣外，還有一個原因則是男女的脂肪儲備不一樣。脂肪是一種高能量的營養物質，是飢餓時主要的代謝燃料，而女性比男性有更多的脂肪儲備。
寫完這篇文章的時候，山東金礦礦難的救援依舊在進行。
幸運的是，我們已經能夠將食物傳送給被困的工人，而他們不用再經歷類似的飢餓極限。
希望我們的救援隊能儘快將他們解救出來。
參考文獻：
[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.
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