高原缺氧對(duì)人體損傷機(jī)制及防治

伊洪博 王俊嶺

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摘要

高原地形以其獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境和物種分布在世界范圍內(nèi)均具有很高的物種研究?jī)r(jià)值，其海拔高度為原始的生態(tài)及物種遷徙提供了天然保護(hù)屏障，是物種起源進(jìn)化研究的重要地理場(chǎng)所。高原地形在我國(guó)地形分布中約占30%國(guó)土面積，其中蒙古高原與青藏高原為主要高原區(qū)域。其中蘊(yùn)含的稀有礦物及珍惜野生動(dòng)植物為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)藥業(yè)文化發(fā)展形成了天然條件。高原地形在我國(guó)地形分布中約占30%國(guó)土面積，其中蒙古高原與青藏高原為主要高原區(qū)域。目前針對(duì)平原地區(qū)人群進(jìn)入高原發(fā)生缺氧反應(yīng)的現(xiàn)象非常普遍且該反應(yīng)尚無(wú)根治手段。本文將針對(duì)現(xiàn)有高原缺氧處理技術(shù)及引發(fā)高原反應(yīng)的人體機(jī)理進(jìn)行總結(jié)探究，為解決高原缺氧問(wèn)題提供參考思路。

關(guān)鍵詞：高原反應(yīng)、基因序列、血紅蛋白含氧率、缺氧防治

引言

青藏高原是世界上海拔最高、面積最廣的高原地帶，其平均海拔4000米以上、占地面積250萬(wàn)平方公里。青藏高原與阿富汗、印度、巴基斯坦等國(guó)交界相鄰，具有重要的國(guó)境地位。然而，高原反應(yīng)卻使人群進(jìn)入高原環(huán)境進(jìn)行經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)受到了嚴(yán)重的制約。據(jù)研究表明，平原地區(qū)人群進(jìn)入海拔3000-5500米海拔高度范圍時(shí)急性高原反應(yīng)發(fā)病率約為30-90%[1]，缺氧嚴(yán)重威脅到當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活人群及駐邊官兵們的生活健康，是高原建設(shè)的最大阻礙。

一、人體高原缺氧反應(yīng)的成因

在海拔3000米處，平原地區(qū)的人就會(huì)發(fā)生不適。高原缺氧最主要會(huì)在頭部發(fā)生疼痛癥狀，偶發(fā)性伴隨著嘔吐、食欲不振等消化道問(wèn)題。缺氧造成的線粒體功能損傷會(huì)導(dǎo)致線粒體釋放大量活性氧，其成分由氧自由基和過(guò)氧化物自由基組成。這些活性氧對(duì)細(xì)胞將導(dǎo)致人體組織損傷，其中對(duì)腦組織影響最大。大腦是人體的重要器官占人體總體重的2%，占用心血管營(yíng)養(yǎng)輸出的15%，消費(fèi)耗身體1/5總氧量和全身25%葡萄糖[2]。因此，大腦如果長(zhǎng)期處于高原缺氧的狀態(tài)下極可能導(dǎo)致致死性腦水腫。

當(dāng)人進(jìn)入高原后受供氧不足影響將導(dǎo)致代償性的血管發(fā)生。又由于心腦血管上皮細(xì)胞的連接結(jié)構(gòu)松散，血液中的免疫因子等更易滲入血腦屏障導(dǎo)致腦組織發(fā)生的炎癥、水腫等癥狀。平原人群如果長(zhǎng)時(shí)間在高原生活，身體會(huì)通過(guò)代償手段使自身血氧適應(yīng)高原環(huán)境，出現(xiàn)高原習(xí)服的效果。高原習(xí)服具有血紅細(xì)胞濃度代償機(jī)制，其特性是提高身體運(yùn)輸氧的能力從而抗拒高原環(huán)境造成的缺氧反應(yīng)。增加血管發(fā)生和肌肉組織的肌紅蛋白含量同樣有助于身體產(chǎn)生高原習(xí)服效果。然而增高血紅細(xì)胞濃度的高原習(xí)服辦法卻將提升患者患血栓腦梗等疾病的發(fā)生概率。破損的血紅細(xì)胞釋放出大量游離血紅蛋白將導(dǎo)致人體各處造成發(fā)炎浮腫，最終形成高原缺氧環(huán)境的一系列特應(yīng)癥。

二、高原缺氧與生物機(jī)體的基因差異

2.1高原反應(yīng)的人體癥狀

氧是人體一切代謝功能的基本元素，缺氧后由其導(dǎo)致的代謝機(jī)能也隨著降低，當(dāng)缺氧達(dá)到一定程度而機(jī)體又不能及時(shí)代償時(shí)即可引起各器官組織供氧不足，從而產(chǎn)生一系列的缺氧癥狀和體征。血氧飽和度是指血紅蛋白與氧結(jié)合達(dá)到飽和狀態(tài)的百分比值，它取決于血氧分壓，超過(guò)海拔3000米的高原地區(qū)，大氣中的氧分隨大氣壓強(qiáng)降低。

高原缺氧對(duì)人體的影響是全身性的，肺泡彌散癥狀造成的氧氣減少將導(dǎo)致人體血氧飽和度急劇降低。輕度高原缺氧反應(yīng)會(huì)使人體出現(xiàn)嚴(yán)重的口唇、甲床紫紺，意識(shí)模糊甚至昏迷的癥狀，更有甚者將造成呼吸心跳終止的危險(xiǎn)后果。缺氧的時(shí)間越久，器官功能損害越嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅生命安全。

2.2高原民族缺氧環(huán)境下的基因特異性

藏族人是青藏高原主要的生活民族，其中53%的藏族人在海拔3500m以上的區(qū)域進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)。經(jīng)過(guò)了數(shù)萬(wàn)年對(duì)高海拔的適應(yīng)，基因?qū)W研究發(fā)現(xiàn)藏族人與其最近親緣關(guān)系的漢族人相比在基因上發(fā)生三個(gè)突變：EPAS1， EGLN1 和 PPARA 。其中EPAS1就是編碼HIF2第一個(gè)亞基的基因; EGLN1則負(fù)責(zé)感受細(xì)胞內(nèi)氧濃度，如果細(xì)胞內(nèi)氧氣濃度發(fā)生變化，EGLN1就會(huì)調(diào)控HIF蛋白降解速度進(jìn)而調(diào)控細(xì)胞內(nèi)HIF蛋白含量; PPARA主要參與脂代謝及儲(chǔ)存呼吸作用酶相關(guān)，其中EPAS1，直接調(diào)控缺氧反應(yīng)[3]。

2.3高原人群血氧飽和度與缺氧適應(yīng)機(jī)制

據(jù)西藏當(dāng)?shù)蒯t(yī)院提供血氧檢測(cè)數(shù)據(jù)，海拔3000米以上高原定居的人群血氧飽和度集中在85%至95%的人數(shù)占比在約為87.47%，其血氧飽和度的正常值高達(dá)120-165g/L。據(jù)研究表明，在同樣高海拔的環(huán)境下，藏族的血紅蛋白濃度比漢族更低，且血紅蛋白濃度并不隨著海拔的升高而增長(zhǎng)，其血紅蛋白濃度受海拔影響更小且更穩(wěn)定。藏族這一適應(yīng)機(jī)制避免過(guò)多的血紅蛋白“堵住”血管的效果，更能提高氧氣的輸送效率。如圖1所示：

三、高原缺氧的防治措施

在高原反應(yīng)的克服中，高原習(xí)服是常見(jiàn)的非人為干預(yù)的防治措施。其指代平原地區(qū)進(jìn)入高海拔地區(qū)后由環(huán)境誘發(fā)的缺氧代償機(jī)制。高原習(xí)服屬于可逆轉(zhuǎn)人體適應(yīng)機(jī)制，其特性不可遺傳，屬于后天高原缺氧防治機(jī)制，其遺傳效果甚微。通常的高原反應(yīng)初步適應(yīng)過(guò)程也可利用增壓液氧倉(cāng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高原壓強(qiáng)平衡與血氧飽和度控制。但受限于增壓倉(cāng)的建設(shè)數(shù)量及設(shè)施成本，除醫(yī)院、部隊(duì)組織外難以在人煙稀少的藏區(qū)人群分布地進(jìn)行大規(guī)模建設(shè)。因此，長(zhǎng)期以來(lái)人們通過(guò)中草藥對(duì)高原缺氧的問(wèn)題展開(kāi)推廣防治，其中高山紅景天的防治功效更為顯著。

在中醫(yī)藥典中，紅景天性甘、味苦、質(zhì)平，具有益氣活血的功效[5]。經(jīng)現(xiàn)代研究證實(shí)，高山紅景天苷有助于降低心臟負(fù)荷，改善高原低壓缺氧癥引起的血流紊亂，提高人體血氧飽和度，改善心肌缺血等癥狀。在實(shí)際應(yīng)用中，紅景天泡水飲用對(duì)高原缺氧癥狀的防治具有明顯效用，對(duì)于紅景天膠囊及紅景天口服液的應(yīng)用也更為廣泛，在設(shè)備物資防治的狀況下其防治操作更加廣泛便捷。

總結(jié)

在高原環(huán)境建設(shè)以及國(guó)界邊境保衛(wèi)工作中，如何克服高原缺氧環(huán)境的狀況是每一位高原人均需面對(duì)的嚴(yán)酷考驗(yàn)。不論是從平原地區(qū)進(jìn)入高原地帶還是從較低高原繼續(xù)進(jìn)入更高海拔地區(qū)，對(duì)高原缺氧反應(yīng)的預(yù)防均能降低人類(lèi)機(jī)體傷害?？茖W(xué)完善高原地區(qū)原著民基因特異性研究并完善高原基因序列，這一系列工作雖無(wú)法在基因優(yōu)勢(shì)上為人們進(jìn)駐高原提供優(yōu)勢(shì)，卻是人類(lèi)基因進(jìn)化完善的重要工程。完善并健全高原缺氧癥狀的預(yù)防制度，提供合理有效的健康防護(hù)，為人類(lèi)征服高原提供科學(xué)與健康保障。

參考文獻(xiàn)

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