我国高原移居人群身体健康状况研究的系统综述

2018-01-27 00:50:11宋海峰
体育世界(学术版) 2018年11期
关键词:红景天低氧有氧

宋海峰

我国高原面积辽阔,约占全国面积的1/6,3000m以上海拔常住居民超过6000万。随着我国经济的蓬勃发展,国家对欠发达地区援助政策的进一步落实,越来越多的人会选择到高原地区工作或生活。这部分人将直接面临着对高原环境的被动适应和对身体极限的严峻挑战。特殊的高原气候以及复杂的人体适应等因素严重影响着移居人群的身心健康。移居人群的身体健康状况以及健康改善措施等因素又直接影响高原地区的长期稳定和可持续发展。

1. 资料与方法

1.1 检索方法

由两名工作人员对相关文献进行检索,检索过程中采用独立双盲的方式。检索的数据库包括万方数字资源数据库、中国知网(CNKI)等。外文检索词为“high altitude migrants”、“Plateau adaptation”、“altitude sickness”等,中文检索词为“高原移居”、“高原病”、“低氧适应”等。

1.2 纳入和排除标准

1.2.1 纳入标准

①研究对象为移居海拔高度3000m以上人群(医学上把可以发生明显生物学效应的海拔在3000米以上的地区才称之为高原);②研究对象为移居高原一年以上相关人群;③身体健康状况及高原适应等相关研究;④论据充分,结论明确。

1.2.2 排除标准

①不符合纳入标准相关文献;②无数据、无论证文献;③表述性文献;④重复发表类文献。

1.3 数据和结论提取

由两名研究人员实施,首先将所有文献记录并统一导入到Note Express 2.0进行排重,再对所有纳入的文献进行分类编码,采用标准化的程序和表格进行信息采集,意见若出现分歧,则由第三人递交课题小组进行讨论和最终确定。

1.4 质量评估

文献的质量评估由两名专业的研究人员按照统一标准单独进行,如有分歧则交由课题组集体讨论解决。

2. 研究结果

2.1 纳入文献的基本情况

依据纳入与排除标准,课题组进一步筛选,最终纳入标准文献共计252篇,其中医学类文献228篇,体育类文献17篇,其它类文献7篇。

2.2 高原移居居民与世居居民低氧适应相关基因研究。纳入标准文献26篇。

高原世居居民在长期进化中形成了比较高效的高原适应能力,他们的高原适应具有明显的遗传学基础。国内外大量文献表明青藏高原世居居民比安第斯山世居居民具有更好的高原适应机制,内皮PAS蛋白1(endothelial Per-Arnt-Sim domain protein 1,EPAS1) 在藏族高原适应中起主要作用。

蒋丽博士等研究表明,藏族耐力运动员具有小强度有氧运动能力,EPSA1基因rs6756667位点A等位基因的频率分布高达86.3%,普通学生频率分布为73.8%,普通藏族人群频率分布为72.6%,而汉族人群频率分布仅为12.4%。研究进一步表明,高原移居人群可以通过有氧运动增强缺氧诱导因子等基因的进一步表达,从而改善对高原的习服,更有利于在低氧环境中生存和工作。

2.3 高原移居人群脑部及记忆功能相关研究。纳入标准文献13篇。

大脑属高耗氧器官,在机体所有器官中对缺氧最为敏感。脑组织所需氧量几乎是同等质量肌肉的20倍。临床症状缺氧严重时可引起脑肿胀、脑水肿等。高原移居人群由于红细胞增多等原因导致血液粘稠、血流动力学提前老化、脑动脉的顺应性和弹性降低等现象,相对平原而言易发生脑血管疾病。大脑海马区主要负责人们的记忆和学习,高原移居人群由于长时间低氧暴露,使得大脑海马NR2B(NR2B基因是大脑内“NMDA神经末梢”的一部分,也被称为“智商基因”、“聪明基因”)的表达降低,使海马区神经元细胞凋亡率增加,从而导致移居人群记忆力下降。长期移居高原人群视觉反应时间延长,辨别能力下降,运动稳定性降低,并且睡眠质量显著降低。这些现象造成移居人群的内分泌系统调节性紊乱,进一步加深中枢神经功能性紊乱,使移居人群对高原环境的适应调节能力降低。

2.4 高原对移居人群身体五脏(心、肺、肝、肾、脾)影响相关研究

2.4.1 心脏相关研究,纳入标准文献20篇。

中医认为,心主血脉、主藏神。荆岩林研究表明,20年以下与20年以上高原移居人群SV(每搏输出量)、CO(每分输出量)、SVI(搏指数)、CI(心脏指数)、HI(心收缩力指数)测试值均有显著性差异,并且20年以上测试值已出现一定的异常,从而得出结论在高原移居20年可作为慢性低氧对心血管功能影响从生理变化到病理过程年限的分界线。高原移居居民由于肺动脉高压、红细胞增多以及其它非血流动力学因素引起心脏缺氧性右心室肥大,若合并红细胞持续增多和高血压等继而易出现左心室肥大。久居高原移居者若持续间断有更高海拔暴露左心室质量LVM(left ventricular mass)降低明显,显示左心功能受损。机体如果长期处于缺氧环境,右心室将有可能由生理性肥大转变为病理性肥大,进而导致右心衰竭,严重影响人们健康水平。

文献显示,运动锻炼可上调大鼠心肌组织Apelin(小分子舒血管活性多肽)和APJ(G蛋白耦联受体)的表达,起到舒张血管作用;在高原低氧环境中循序渐进地进行有氧锻炼可使骨骼肌免于萎缩,恢复或增加肌组织酶活性,改善心肌线粒体 ATP 产生效率和氧的利用效率,改善心脏功能,有助于高原适应;经常参加中等强度有氧锻炼可增强迷走神经对心脏的支配能力,使得移居人群心率变异(heart ratevariability,HRV)明显增高,对心脏可以起到有效的保护作用。

2.4.2 肺部相关研究,纳入标准文献31篇。

中医认为,肺主外、主表。高原低氧环境对肺部的影响最大特点就是易形成肺动脉高压。机体在高原肺血管缺氧收缩反应(Hypoxic Pulmonary Vasoconstriction,HPV)和肺血管的重构是导致高原肺动脉高压的主要原因,血粘稠度增加(红细胞增多等因素导致)和左心受损,使得肺动脉高压进一步加重。杨特对海拔3700m高原移居人群肺动脉压进行了抽样调查,发现高原移居者均不同程度地存在肺动脉高压,约 1/3 的受试对象处于临界肺高压水平。持久的肺动脉高压是慢性高原病产生的重要基础。西藏自治区结核病防治网的创始人、现任同济大学附属肺科医院主任医师肖和平教授认为高原移居者在31~35岁以后,肺容量、肺通气功能呈进行性衰退,35岁以后年衰减率明显快于世居者和平原人。适当运动锻炼可以减低缩血管物质内皮素(ET-1)的生成和促进舒血管活性物质NO的生成,从而降低肺动脉压;运动锻炼可以明显改善高原移居人群肺血管重塑,同时降低肺动脉压。

2.4.3 肝部相关研究,纳入标准文献27篇。

中医认为,肝主筋、主疏泄、主藏血。肝脏是机体最重要的代谢器官,是机体能量的加工厂。由于肝脏血供的特殊性,造成其对缺氧极为敏感。持续的缺氧最终导致肝脏微循环障碍,组织细胞的细胞膜、线粒体、溶酶体等发生缺氧性损伤,进一步诱导肝脏细胞凋亡的增加。肝细胞凋亡的异常在急、慢性肝损伤的发病机制中起重要的作用。

文献表明,在高原有氧锻炼一方面可以改善和预防高脂给肝脏带来的脂代谢紊乱,减少内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS);另一方面可以通过降低肝细胞内Bax蛋白(人体最主要的凋亡基因,促细胞凋亡基因)的含量,降低细胞凋亡蛋白CHOP、JNK和Caspase-12的表达,提高AMPK蛋白(蛋白激酶)表达水平,以减少肝细胞凋亡的进一步增加,恢复肝组织结构和功能的正常。

2.4.4 肾脏相关研究,纳入标准文献37篇。

中医认为,肾为先天之本,寓元阴元阳,肾主骨生髓,通于脑;肾脏是维持机体内环境稳定的主要器官之一,同时又是对血氧含量最敏感的脏器之一。高原长期缺氧,引起红细胞的过度增生,进一步导致血液流变学明显改变,肾组织出现瘀血、水肿、甚至是血栓;肾小管分泌和排泄功能受损,重吸收功能减低,大分子物质易漏出出现蛋白尿;缺血缺氧导致黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase,XO)基因表达增强,肾小球灌注不足,滤过尿酸减少,进一步导致血尿酸水平升高,尿酸盐沉积增加。高尿酸血症(hyperuricemia,HUA)与肾脏疾病、心血管疾病、代谢综合征及痛风的发生发展密切相关。研究表明,高原移居人群高尿酸血症患病率以41-70岁为高发阶段,高原血尿酸水平可作为评价移居人群心衰严重程度的有价值的指标。

有氧运动可显著提高机体肾脏miR-21(microRNA-21,调控基因)的表达,激活组蛋白去乙酰化酶Sirtuin1(SIRT1)相关通路,抑制肾脏细胞凋亡和炎症反应,提高肾小球滤过率从而对肾脏起到有效的保护作用;有氧运动可明显提高机体氮储备和血清蛋白水平,增强血液循环,减轻肾脏瘀肿,减缓肾脏负担。

2.4.5 脾部相关研究,纳入标准文献17篇。

中医认为,脾为后天之本,气血生化之源。脾为肺之母,主运化,主四肢、肌肉。脾脏功能不仅涉及到消化和吸收,而且与机体免疫、内分泌等功能密切相关。高原低氧造成脾脏代偿性增大,脾脏水肿、门静脉增宽;长期慢性缺氧可导致脾脏内小血管增生,小动脉血管壁增厚,红髓增生,白髓减少,脾小体萎缩,脾脏的大量淋巴细胞减少,细胞免疫和体液免疫功能随之减弱。

长期适度的运动和训练可以提高T淋巴细胞的增殖反应能力, 刺激B细胞的分化;有氧运动可调节脾内腺苷受体(adenosine receptor,AR)的表达,提升机体的免疫功能;有氧运动不仅可以恢复脾脏树突状细胞的形态结构,亦可以恢复其功能,从而增强机体细胞免疫功能;有氧运动可以增加脾脏循环血量,减少脾脏储血量,形成脾脏萎缩退变,降低高原低氧环境对脾脏的损伤。

2.5 高原保健相关研究

2.5.1 返平原适应相关研究,纳入标准文献38篇。

文献显示,高原低氧加速脑细胞凋亡,由于脑细胞的不可再生性导致高原移居人群记忆力等相关功能即使到了平原也不可能完全恢复,特别是短时记忆能力;高原移居者返回平原后血液学指标大多需要1年左右可以恢复到正常水平;高原暴露5年以上人群返回平原后其心功能和结构的恢复大部分需要2~3年时间;高原暴露10年以上人群返回平原后心功能和结构的恢复大部分需要5年甚至更长时间,尤其以右心室的舒张功能恢复最慢。

研究显示,高原移居者最长时间不应超过12个月就应定期返回较低海拔地区进行休整,以达到恢复体能和修复缺氧造成机体损伤的目的;第三军医大学高原军事医学系主任高钰琪教授认为个体进入高原6个月以后称为完全习服期,人体各项生理指标才能趋于稳定。研究进一步表明,频繁高低海拔过度,环境的急剧、频繁变化,对心血管系统的影响较大,可能会对身体造成更为严重的损害。

高原移居者在返回平原后机体会逐渐适应平原状态,随着时间的推移各项指标均会趋于正常。不少文献研究认为民间流传的“三年危险期”并不存在,移居者应减轻精神负担,消除恐惧心理,切勿静养不动,更忌剧烈运动。

2.5.2 高原保养相关研究,纳入标准文献43篇。

国内外高原医学研究表明,高原移居者晚上睡觉时不间断吸氧其记忆-心理运动能力可以明显提高和增强。急性重复缺氧对脑细胞的损伤程度低于持续性低氧的损害程度,人为制造间歇性缺氧,有利于保护人脑、心、肺等重要脏器的生理功能。目前针对高原长期移居居民公认的比较科学的吸氧方式有两种:一种是晚上睡觉时室内弥散式供氧;另一种是早晚各吸1小时。一般主张低流量吸氧,比如使用制氧机供氧,氧气流量控制在2~3 L/min为宜。

红景天素有“神仙草”、“高原之王”美称,历代藏医将其视为“吉祥三宝”。在高原论其功效,红景天甚至超过“冬虫夏草”和“人参”,而且它又便宜且实惠,自古以来得到诸多医学界人士的一致青睐。红景天能提升肌体对有害刺激的非特异性抵抗力,透过增强体内细胞的氧气扩散,提高氧气运用效益、增强抗氧化能力;红景天能调节微循环,增强免疫力,可以阻断氧自由基引起的破坏性过氧化反应;红景天有效成分能增加心脏的储备功能,保护心肌免受损伤,尤其对高原缺氧下右心室功能有改善作用;机体缺氧时红景天苷可以通过上调肝脏HIF-1α蛋白(缺氧诱导因子)的表达对肝细胞凋亡起到一定的抑制作用;红景天苷能有效抑制肺血管重塑、肺动脉平滑肌增殖,改善肺动脉高压。实验研究发现,红景天可明显延长小白鼠在减压低氧条件下的存活时间,明显延长小白鼠在密闭低氧条件下的游泳存活时间。

3. 结论与建议

3.1 结论

机体高原适应具有明显的遗传学基础,移居居民可以通过一些有效方式增强相关适应基因的进一步表达,从而改善对高原的习服和适应。高原低氧环境导致移居居民记忆力下降明显,特别是短时记忆能力;高原缺氧对移居居民“五脏”影响明显,主要表现为对其结构和功能的改变等。高原移居人群适应年限大概为20年,海拔高度超过4000m移居者更应注重身体保养。在高原适当的有氧锻炼可以增进移居者健康水平,提高机体适应能力。

3.2 建议

目前的研究和调查表明,高原移居居民特别是国家相关工作人员在高原退休年龄大概在50~60岁之间,基本不可能提前退休,而移居高原20~30年又是机体组织器官生理性向病理性改变的关键节点,因此,建议高原移居居民平时生活应特别注意加强有氧锻炼,增加氧疗,同时应把红景天作为“家中一宝”经常服用。移居者应减轻精神负担,消除恐惧心理,提升生活质量,以合理和科学的方式增进高原健康和适应。

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