人体于低温环境中，即在暴寒条件下，初期或突然降温时，可引起应激功能改变，如长时持续在低温条件下作业和生活，则可产生气候适应的复杂生理变化。一般环境温度持续在10℃以下相当时间即为低温环境。这在我国气候分区的第一区(东北及华北一小部分)，第七区(新疆)和第二区个别部分(西北一部分)对居民影响较为显著。

低温环境中的热能需要 在低温条件下，人体热能需要量明显增高，其增高的具体数字可因身体实际受寒程度(受居住条件、衣服、野外作业久暂以及体力劳动强弱等影响)而不同。国外有人报告寒带(-4℃至-40℃)士兵一日热能总消耗量可达20920kJ(5000kcal)，而当他们在热带或温带体力活动完全相同时，所消耗的热能每日分别为12552～14644kJ (3000～3500kcal)和14644～17573kJ (3500～4200kcal)。又据报告劳动强度相同的人，在33℃时每日需要12970kJ(3100kcal)，而在-35℃时则增至20502kJ(4900kcal)。低温下热能增高的原因，除裸露体表直接散热显著增多外，基础代谢可增高10～15%。低温下出现寒战和其他不随意动作，也是热能需要量增高的一个因素。如经20min寒战，体温可升高0.6～0.8℃，肌肉温度可接近中心体温。笨重的防寒服装，可使人体增加5～10kg的负担。防寒服装不仅增加负重，而且由于活动受限制，行动笨重不协调，也使能量消耗增加。在寒冷刺激下，机体产热增加，主要是由于甲状腺功能增强，组织内三羧酸循环和与呼吸链有关酶类如琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶活动均明显增高。此外因去甲肾上腺素和肾上腺素分泌增加，氧摄取量大为提高。

低温环境中生热营养素需要量 动物实验中可观察到，脂肪较多的饲料可使动物更好保持体温。饲料脂肪含量较高可使动物对突然暴露于低温的耐受力增强。但持续长时间接触低温时，膳食中脂肪含量对耐寒能力的提高不如突然短时接触低温时明显。低温条件下大量增加膳食中脂肪含量时，必须注意碳水化物的含量，因尚未适应寒冷气候的人，如膳食中脂肪大量增多，其热能代谢将发生显著改变，能量代谢由碳水化物型转变为脂肪型，体内有关酶系统也全面发生改变。因此尚应注意膳食中碳水化物的供给量。对未经适应特别是从事体力劳动者格外重要。

寒冷地区膳食中脂肪供给量可略高于一般地区，一般应占总热量的35～40%。美国武装部队规定体重70kg的轻体力劳动者，在寒冷地区的膳食含热量为10251～13389kJ(2450～3200kcal)，其中脂肪占36.6%，碳水化物占48.8%，蛋白质占14.6%。苏联规定轻体力劳动者(体重70kg)的膳食中，含热量14226kJ(3400kcal)，其中脂肪占35%，碳水化物占50%，蛋白质占15%。

寒冷地区蛋白质的供给量应充裕。有人发现不论膳食中蛋白质含量高低，大鼠突然接触低温时，肾上腺皮质激素分泌增加，使蛋白质分解加速，极易出现负氮平衡。故寒冷地区蛋白质供给量应适当提高，应占总热量的13～15%，最高不超过20%; 更重要的是应保持合理的必需氨基酸比例，蛋白质总量中动物蛋白应占50～65%左右。近年认为在寒冷环境中蛋氨酸特别重要，蛋氨酸通过甲基转移作用提供一系列寒冷适应过程所必需的甲基。所需巯基也由蛋氨酸提供。

低温环境中的维生素需要量 寒冷气候条件下，几种维生素的需要量显著提高。包括维生素A、C、B1、B2、尼克酸和维生素D。苏联对寒冷地区居民维生素供给量提出的建议见表。

寒冷地区居民每日维生素供给量

* 1IU相当于0.3μg视黄醇当量

一般在北极地区维生素的需要量约比温带地区各增加30～50%。由于膳食中增加脂肪含量比例，可使硫胺素、核黄素、尼克酸和维生素B₆在体内贮留量减少，表明机体对上述维生素的需要量增加。动物受寒冷刺激后，肾上腺肥大，其中的抗坏血酸含量也降低。而大量摄入维生素C可缓解此种变化。此外，用豚鼠进行的试验发现，维生素C营养水平高的动物暴露于低温下时，直肠温度下降较少，表明对急性低温暴露的耐受性较高，对低温的适应过程较快。但寒冷地区新鲜蔬菜水果常较缺，仅依靠天然食物来源不易充分满足需要，可于一些食品中加入抗坏血酸或直接食用抗坏血酸片剂。有人建议北极地区吡哆醇的需要量为3～4mg。维生素A也影响机体耐寒能力，缺少维生素A时，大鼠在5℃的存活时间缩短。在而在25℃时，则只要5μg。氧化磷酸化过程也需充足的维生素A。其他维生素的需要量，有人建议寒冷地区居民每日应摄入泛酸10～15mg，维生素B₁₂2～3mg，叶酸1～2mg，生物素200～300μg，胆碱0.5～1.0g，生育醇15～20mg，维生素K200～300μg，维生素P50～70mg和必需不饱和脂肪酸5～6g等。

低温环境中无机盐需要量 寒冷地区容易缺乏的无机盐主要是钙和钠。观察寒冷地区的骨折患者，骨痂形成的速度显著较温带地区缓慢;由南方移居北方的居民，血液和骨组织中钙含量降低; 外来居民骨组织中无机盐组成较世居当地居民为差。因此无机盐代谢方面也有一个对寒冷气候的适应过程。但寒冷地区蔬菜和水果较少，如无充分的奶类供应，则很容易缺钙。寒冷地区亦可适当增加食盐摄取量。