王歡 馬瓊 馬保安

摘要：我國高原地區(qū)有其獨(dú)特的地勢地貌和氣候特點(diǎn)，其中低壓、低氧環(huán)境對人類的健康有一定影響，其不僅可以直接影響機(jī)體功能狀態(tài)，且在機(jī)體受負(fù)荷刺激后，不同的地理環(huán)境因其氣壓等差異將產(chǎn)生不同的效應(yīng)，如呼吸加快、心率增快、紅細(xì)胞增多（血液粘滯性增加）等以應(yīng)對高原地區(qū)的低壓低氧環(huán)境，同時也會出現(xiàn)消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)以及認(rèn)知記憶功能的減退，甚至發(fā)生高原相關(guān)疾病，對人體健康造成不利影響。本文就高原緩解對人體感覺、血液循環(huán)、呼吸系統(tǒng)、營養(yǎng)消化、視覺聽覺、夜間睡眠、腎功能以及記憶認(rèn)知的影響作一綜述，以期為高原地區(qū)的人體健康研究提供參考。

關(guān)鍵詞：高原環(huán)境;人體健康;呼吸系統(tǒng)

中圖分類號：R188? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.22.018

文章編號：1006-1959（2020）22-0058-04

Effects of Plateau Environment on Human Health

WANG Huan，MA Qiong，MA Bao-an

（Department of Orthopedics，the Second Affiliated Hospital of Air Force Military Medical University，Xi'an 710000，Shaanxi，China）

Abstract：The plateau area of China has its unique topography and climatic characteristics. Among them， low pressure and low oxygen environment have a certain impact on human health. It can not only directly affect the function state of the body， but also after the body is stimulated by the load， different geographical environments are due to their Differences in air pressure will produce different effects， such as faster breathing， faster heart rate， red blood cells （increased blood viscosity）， etc. to cope with the low-pressure and low-oxygen environment in the plateau area， and the digestive system， urinary system， and cognitive memory will also appear the decline of function and even the occurrence of plateau-related diseases have adverse effects on human health. This article reviews the effects of altitude relief on human sensation， blood circulation， respiratory system， nutritional digestion， vision and hearing， night sleep， kidney function and memory cognition， in order to provide references for human health research in plateau areas.

Key words：Plateau environment;Human health;Respiratory system

高原地區(qū)以其獨(dú)特的地勢地貌和顯著的氣候環(huán)境引起國內(nèi)外越來越多學(xué)者的關(guān)注，環(huán)境與人類一直以來都是相互影響，相互作用的共同體，高原因其特殊的地理自然環(huán)境，造就了特殊的氣候特點(diǎn)，這種氣候?qū)θ梭w健康有著直接且持久性影響[1]。本文就高原緩解對人體感覺、血液循環(huán)、呼吸系統(tǒng)、營養(yǎng)消化、視覺聽覺、夜間睡眠、腎功能以及記憶認(rèn)知的影響作一綜述，以期為高原地區(qū)的人體健康研究提供參考。

1高原環(huán)境對人體感覺的影響

胡松濤等[2]通過模擬高原低壓環(huán)境發(fā)現(xiàn)，男性熱中性溫度（又稱適中溫度，是機(jī)體能夠維持體溫正常所需的代謝率和耗氧量最低時的環(huán)境溫度）和女性熱中性溫度隨壓力的降低而升高，即壓力越低，受試者熱中性溫度值越高。陳寧等[3]根據(jù)高原列車車廂增氧低壓的環(huán)境特點(diǎn)，對人體熱舒適評價指標(biāo)進(jìn)行修正，結(jié)果發(fā)現(xiàn)列車所在海拔高度和座位在車廂內(nèi)的位置是影響車廂內(nèi)乘客熱舒適的主要因素。閆海燕等[4]研究發(fā)現(xiàn)，雖然女性冬季的服裝熱阻要高于男性，但冬季女性比男性感覺更冷;低壓環(huán)境中男性熱中性溫度要低于女性，溫度越低，男女中性溫度的差值越大。拉薩居民對高原低壓氣候環(huán)境的熱適應(yīng)主要體現(xiàn)在對低壓缺氧環(huán)境的生理適應(yīng)、較強(qiáng)的太陽輻射帶來的心理期望和對高寒氣候的行為適應(yīng)，肖衛(wèi)等[5]研究發(fā)現(xiàn)，隨著壓力的降低，人體感覺越?jīng)?，在壓力回升的過程中，人體感覺越暖，結(jié)合升降過程再回升至常壓時，人體熱感覺存在滯后。總之，低壓環(huán)境下，人體的熱中性感覺升高，會感覺到寒冷，隨壓力的降低感覺越發(fā)明顯，性別上女性比男性更為顯著，說明高原低壓環(huán)境人體愈發(fā)需要注重保暖，以防止高寒性疾病發(fā)生。

2高原環(huán)境對血液循環(huán)的影響

研究表明[6]，高原習(xí)服后紅細(xì)胞、血紅蛋白、紅細(xì)胞壓積、平均紅細(xì)胞容積均明顯升高，而平均血紅蛋白濃度和平均血紅蛋白含量出現(xiàn)下降，但在進(jìn)入高原90 d后白細(xì)胞計(jì)數(shù)無明顯變化，而淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)和單核細(xì)胞計(jì)數(shù)均升高，中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)下降。同時，長期居住高原人群血小板活性物質(zhì)均有顯著升高，久居高原者存在血小板激活，具有血栓形成風(fēng)險[7]。馮曉妍等[8]研究發(fā)現(xiàn)，初入高原后，人員心率、血壓明顯增加，SaO2下降，隨時間推移均有正?；厔荨？傊?，進(jìn)入高原初期，人體為適應(yīng)高原低氧環(huán)境，存在短期適應(yīng)性代償性改變，如心率、血壓及肺通氣變化，而長期的適應(yīng)性變化則表現(xiàn)為紅細(xì)胞、血紅蛋白、紅細(xì)胞壓積等上升，以提高機(jī)體的攜氧能力，但血小板活性物質(zhì)的升高和激活則是血栓形成的風(fēng)險因素，因此應(yīng)重視血液指標(biāo)變化。

3高原環(huán)境對呼吸系統(tǒng)的影響

高原環(huán)境最大的特點(diǎn)是低壓低氧，且紫外線照射強(qiáng)烈，以上都對人體的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響，楊彩玲等研究發(fā)現(xiàn)[9]，不同海拔組的肺通氣功能差異較大，其中海拔越高，肺通氣功能各指標(biāo)數(shù)值越大，表明肺通氣功能越好。以上研究結(jié)果反應(yīng)世居人群的適應(yīng)表現(xiàn)，但是非世居人群一般在到達(dá)高原72 h左右可能會出現(xiàn)高原肺水腫，若不及時搶救，隨時有生命危險[10]。這是由于當(dāng)機(jī)體進(jìn)入高原后，由于缺氧導(dǎo)致肺小動脈血管收縮，增加肺循環(huán)阻力，提高肺動脈壓，導(dǎo)致肺部毛細(xì)血管通透性升高，從而誘發(fā)肺水腫[11]。高原久居人群隨海拔上升，肺通氣各指標(biāo)升高，以適應(yīng)高原低氧環(huán)境，可視為人對自然環(huán)境的適應(yīng)性改變，而初入高原人群因缺氧易導(dǎo)致高原肺水腫，從而威脅生命健康。

4高原環(huán)境對營養(yǎng)消化的影響

以往研究發(fā)現(xiàn)，長期居住在高原，由于低氧對胃粘膜分泌功能的影響，使胃粘膜屏障受損，消化道血管因缺氧而發(fā)生痙攣性缺血，胃粘膜長期缺血缺氧，致胃固有腺體萎縮，甚至消失，使慢性萎縮性胃炎的發(fā)病較內(nèi)地明顯增高，加之幽門螺桿菌感染后相關(guān)性胃炎的發(fā)病，使三者之間形成惡性循環(huán)。卓瑪措[12]研究發(fā)現(xiàn)，高原環(huán)境下若同時存在幽門螺桿菌的感染，慢性萎縮性胃炎的發(fā)病率極高。因高原環(huán)境下人體消化系統(tǒng)受低氧等環(huán)境影響顯得尤為脆弱，更易受到幽門螺桿菌的入侵，從而導(dǎo)致慢性胃炎胃潰瘍等疾病，因此加強(qiáng)腸內(nèi)營養(yǎng)、營養(yǎng)物質(zhì)的合理搭配對于增強(qiáng)腸道免疫，保護(hù)腸道健康具有重要作用。

此外，人體為了從低氧空氣中攝取更多的氧而提高機(jī)體的呼吸量同時，心率加快增加循環(huán)血流量以保證機(jī)體的正常需氧量。由于呼吸循環(huán)系統(tǒng)等的代償作用使機(jī)體的代謝率增高、能量消耗增加，因此一般主張高原地區(qū)三大有機(jī)物的配合比例應(yīng)遵循高碳水化合物低脂肪適量蛋白質(zhì)的原則，同時補(bǔ)充維生素，適當(dāng)補(bǔ)充水分并減少無機(jī)鹽攝入，有助于預(yù)防急性高山反應(yīng)[13-16]?？傊?，合理、及時、有效、正確地搭配營養(yǎng)物質(zhì)是機(jī)體正常新陳代謝和腸道健康的重要保證。

5高原環(huán)境對視覺聽覺的影響

高原環(huán)境的獨(dú)特低氧條件是調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜的主控因素[17]，低氧環(huán)境會造成視網(wǎng)膜血管充血、變形，嚴(yán)重者則會出血，從而影響視網(wǎng)膜辨色能力。研究表明[18]，移居海拔5380 m 7 d的色覺與移居6個月的色覺相比，初入高原急性缺氧期色覺障礙較為突出，視網(wǎng)膜血管改變的高峰期為初人海拔5380 m 1～4 d，5～7d時視網(wǎng)膜血管的改變逐漸減輕，但長期處于低氧環(huán)境視網(wǎng)膜辨色能力仍低于平原水平，說明視網(wǎng)膜對低氧環(huán)境會產(chǎn)生適應(yīng)性變化，但仍存在功能障礙。我國高原地區(qū)的眼疾病的發(fā)病率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了平原地區(qū)，由于缺氧等原因引起的視網(wǎng)膜出血使毛細(xì)血管損壞和改變所造成的高原眼病的機(jī)會最大。楊真龍[19]研究發(fā)現(xiàn)，西藏地區(qū)干眼癥患病率明顯高于其他地區(qū)，海拔越高，干眼癥的發(fā)病率越高。高寒、缺氧和紫外線過強(qiáng)是導(dǎo)致西藏干眼癥發(fā)病率上升的因素。西藏地區(qū)干眼癥癥狀出現(xiàn)頻率低于海拔較低的長春地區(qū)，而其所導(dǎo)致的后果往往更嚴(yán)重[20]。由于缺氧的原因，會使視網(wǎng)膜的敏感度大大降低，影響人的視力。Zhang D等[21]研究發(fā)現(xiàn)，高海拔受試者對視覺搜索任務(wù)的反應(yīng)時明顯長于海平面受試者，需要更大的皮層激活。郭寶鳳等[22]研究發(fā)現(xiàn)，移居高原的人群長期生活在低氧、低壓及干冷的自然環(huán)境中，會出現(xiàn)鼓膜充血、內(nèi)陷，但沒有聽覺功能障礙，可視為人耳的適應(yīng)性變化。高原環(huán)境對視覺的影響主要體現(xiàn)在因視網(wǎng)膜血管性改變造成的辨色能力下降，而聽覺未受到明顯影響.

6高原環(huán)境對夜間睡眠的影響

Voutselas S等[23]通過記錄8名登山者在海拔5700 m的舍帕尼山脈高營地珠穆朗瑪峰停留7 d期間的睡眠質(zhì)量和生理反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)心率和血氧飽和度參數(shù)存在差異。高原低氧環(huán)境造成心率和血氧飽和度的改變，從而影響夜間睡眠，而提高夜間氧合的措施會明顯提高高原環(huán)境下夜間睡眠質(zhì)量，研究發(fā)現(xiàn)[24]，增壓艙在高海拔環(huán)境下能明顯提高人體夜間氧合，改善睡眠質(zhì)量。高原低壓缺氧環(huán)境造成的夜間睡眠質(zhì)量下降，目前可通過鼻導(dǎo)管或面罩吸氧滿足夜間睡眠時的氧氣供給，但氧氣來源、運(yùn)輸、儲存、使用方面均面臨諸多問題，如何做到氧氣保質(zhì)保量下的可持續(xù)供給仍是高原醫(yī)學(xué)亟待解決的問題，增壓增氧艙是一個值得關(guān)注熱點(diǎn)。

7高原環(huán)境對腎功能的影響

馬全福等[25]通過實(shí)驗(yàn)動物研究發(fā)現(xiàn)，從平原急進(jìn)入高原地區(qū)可致腎小球和腎小管同時受損，表現(xiàn)為尿生化和尿微球蛋白檢測陽性。當(dāng)大氣氧分壓突然較大幅度降低時，不同大氣壓環(huán)境下生存的動物均可引起腎小球和腎小管應(yīng)激性損害，其組織病理學(xué)改變基本相同。項(xiàng)貴明等[26]研究發(fā)現(xiàn)，高原低氧環(huán)境對健康人的肝腎功能有一定損傷，返回平原后部分個體不能自行恢復(fù)，其脫適應(yīng)過程中需要一定的藥物干預(yù)。綜上所述，由平原到高原的急性缺氧是造成廣泛的腎缺氧應(yīng)激性損害，而且與功能性改變不同，主要是腎小球內(nèi)皮細(xì)胞和腎小管上皮細(xì)胞的器質(zhì)性損害，部分個體通過復(fù)氧不能恢復(fù)，說明低氧對于腎臟的損傷之大，為此應(yīng)階梯性逐漸適應(yīng)高原環(huán)境，以盡量避免腎功能的損害。

8高原環(huán)境對記憶認(rèn)知的影響

高原低壓低氧環(huán)境對人及動物的記憶產(chǎn)生明顯的影響，并且其作用與機(jī)體內(nèi)部因素和外部環(huán)境因素均密切相關(guān)。Ma H等[27]研究發(fā)現(xiàn)，長期暴露在高海拔環(huán)境中會削弱語言和空間工作記憶。高原環(huán)境惡劣，其中低壓低氧、紫外線輻射強(qiáng)、風(fēng)速大等特點(diǎn)都對人的認(rèn)知功能會產(chǎn)生明顯影響，其作用與海拔高度、進(jìn)入高原時間和任務(wù)復(fù)雜程度均有明顯關(guān)系[28，29]。徐倫等[30]研究發(fā)現(xiàn)，中度低氧暴露影響人的認(rèn)知靈活性和焦慮狀態(tài)，低氧暴露前焦慮可促進(jìn)個體的認(rèn)知靈活性。高原環(huán)境對認(rèn)知能力的影響是多方面的，其中包括感知覺、思維能力、記憶能力、注意能力及心理運(yùn)動能力，相比平原地區(qū)，以上方面均有明顯降低[31-35]。Heinrich EC等[36]研究發(fā)現(xiàn)，高海拔環(huán)境小鼠的不同神經(jīng)解剖區(qū)域（嗅皮質(zhì)、小腦和腦干）各種突觸和星形膠質(zhì)細(xì)胞蛋白表達(dá)有所改變，表現(xiàn)出與海馬功能相關(guān)的學(xué)習(xí)和記憶缺陷。有關(guān)高原環(huán)境對大腦功能的影響是方方面面的，表現(xiàn)在認(rèn)知、記憶、感覺、情感等方面，并且其與海拔高度、進(jìn)入高原時間均明顯相關(guān)。因此，如何有效保護(hù)高原環(huán)境下人類的認(rèn)知記憶功能，提高人群在高原環(huán)境中的工作生活能力已成為臨床研究的重點(diǎn)。

9總結(jié)

高原環(huán)境作為一個特殊的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，其大氣壓低、氧分壓低、太陽輻射強(qiáng)所導(dǎo)致的氧化應(yīng)激反應(yīng)是高原反府或高原病的主要原因之一，嚴(yán)重影響人體健康，因此對高原環(huán)境下人體正常結(jié)構(gòu)功能的預(yù)防保護(hù)具有重要意義。目前，應(yīng)注重多學(xué)科合作、多層次分析、多中心研究、多領(lǐng)域探索高原低壓低氧條件下人體相關(guān)生理生化反應(yīng)的變化，闡明已存在的高原相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展過程，并有針對性地研究相關(guān)病理變化過程，將有助于尋找新的預(yù)防干預(yù)措施及藥物干預(yù)靶點(diǎn)，以期促進(jìn)高原地區(qū)經(jīng)濟(jì)文化醫(yī)療發(fā)展。

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收稿日期：2020-07-24;修回日期：2020-08-05

編輯/王海靜

作者簡介：王歡（1991.11-），男，陜西咸陽人，碩士研究生，主要從事高原醫(yī)學(xué)及運(yùn)動關(guān)節(jié)疾病

通訊作者：馬保安（1961.8-），男，吉林長春人，教授，主任醫(yī)師，主要從事骨腫瘤外科、創(chuàng)傷骨科及人工關(guān)節(jié)