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人在遇到情绪极度状况时，身体会释放肾上腺素。肾上腺素会让人的血管舒张，加快血液流动和氧气输送。当流向脸部的血液增加，毛细血管扩张，脸就会变红并且发烫。
人类是目前唯一确定会表现出尴尬的动物，尴尬最明显的表现是脸红，而达尔文将“脸红”描述为“最奇特和最人性化的表情。”
大部分人在遇到一些尴尬的事情和情绪在极度状况（如惊吓）下，都会脸红。害羞时脸红是由交感神经系统所控制，并不受我们的意识所控制，因此人们在遇到害羞的事情的时候才会想要躲避或者捂脸等。对于遇到尴尬时面不红耳不赤的人，人们往往称其为厚脸皮。
关于人害羞时为什么会脸红，在生物学、心理学和哲学方面的专家学者都有过研究。从生物学角度来看，人们之所以会在害羞或者紧张的时候脸红，主要受身体的肾上腺素影响。
科学研究表明，人在害羞或者紧张以及遇到情绪极度状况，身体就会释放肾上腺素。而肾上腺素是一种天然你的兴奋剂，使得人的呼吸和心跳加快，让人做好逃离危险的准备。这时人的瞳孔会放大，这样就会看到更多的东西，以此来提高人的警觉性。肾上腺素还会减慢您的消化过程，使能量重新传入肌肉。在尴尬时感觉到的颤抖就是所有这些反应共同作用的结果。
而出现脸红的原因，就是因为肾上腺素会让人的血管膨胀（称为血管舒张），加快血液流动和氧气输送，血管会响应化学递质腺苷酸环化酶发出的信号，使肾上腺素大行其道，脸上的静脉会扩张，导致更多的血液流过血管，人的毛细血管会扩张，从而导致脸红。说白了就是当我们感到难为情的时候，正是大脑皮质刺激着肾上腺，分泌出少量肾上腺素的时候，于是脸孔就发热发红。
不光是害羞会脸红，高兴和愤怒的时候，也会脸红。在极气愤的时候，脸部就不单是红，它红一阵、青一阵，有时转为苍白，这是肾上腺一阵阵地在大量分泌，使血管收缩，交替充血贫血或使血管较长时间地处于贫血状态的缘故。
不过有趣的是，脸红是静脉的一种反常反应，其他类型的血管都会对肾上腺素作出反应，但通常来说静脉不会这样。在人体其他部位，肾上腺素释放时，静脉没什么反应，激素对它们的影响很少，甚至没有。所以人在害羞或者尴尬时一般只会脸红，身体的其他地方不会红，但有时候会看到脸红脖子粗的现象，就是强烈的肾上腺素刺激的个别现象。
由于害羞脸红是由交感神经系统控制，并不有人的意识掌控，所以心理素质不好或者内向的人，往往更容易脸红。在医学上可以通过手术方式来控制人的脸红反应，这种手术叫胸交感神经阻断术，切除脊柱中控制脸红的细微神经，以此来抑制人的脸红反应。
