高原低氧对机体整体的影响及适应性分析

张秋梅

青海省玉树藏族自治州玉树州人民医院，青海玉树 815000

根据高原医学的研究，世代居住在高原地区的民族较之平原人民有更强大而完善的低氧适应能力，他们对低氧环境有解剖学、生理以及遗传方面的特征，与其世代在高原生活劳动所形成的适应性进化改变有关。如今，高原地区逐渐走入大量参与国防建设、科学探险以及经济建设等活动的平原人群，这些久居在平原地区的人民在最初到达海拔3 000～4 500 m或者更高的地区时通常会发生各种低氧反应[1]。人们在对高原有向往的同时顾虑着能否适应低氧等问题，机体受到低氧的损伤是关键。在低氧环境下，机体可能会出现一些列生理病理及生化改变，同时威胁其心理健康。

1 高原人类的历史活动与适应进程分析

1.1 低氧环境适应性的研究

平原人群在进入高原地区后体力活动能力会明显降低，虽然人体有强大的适应高原环境能力，但部分人还是会发生急、慢性高原病。对高原环境影响机体的因素及作用机制的研究主要集中在低温度、低湿度、低气压以及太阳强辐射等高原环境因素，其对人体的影响是非特异性而广泛的，对人体多个系统如呼吸系统、神经系统、循环系统、消化系统、血液系统、泌尿生殖系统、免疫系统及内分泌系统等均有影响，从机体整体水平到基因水平均有表现，对人体的形态结构、功能及代谢均有影响。目前已发现30多个低氧相关基因包括促红细胞生成素、低氧诱导因子以及血管内皮细胞生长因子等[2]。已证实这些基因在低氧环境下的表达产物能够产生多种生物学效应，使机体携氧运氧能力及效率有所提高，与低氧环境下的应激反应及糖代谢调节有密切关系。机体对低氧的应激反应能力决定其建立低氧适应机制，故适当诱导调控低氧适应基因对高原医学的研究有重要意义。

1.2 人类在高原低氧环境的生存现状

青藏高原主要存在于我国西南部，有着4 000多米的平均海拔，为世界之最。藏族人民世代生活在青藏高原，历史文化悠久，考古研究发现人类在7 000～20 000年前就在青藏高原繁衍生息。各种考古证据足以证明早在几万年前就有人类适应青藏高原的低氧环境进行活动[3]。藏族人民经过千百万年自然环境下的进化获得了各种适应性遗传特性，他们在低氧环境下不会发生低氧性肺动脉高压和红细胞过度增长。

后期移居到高原地区的人群在一定程度上可以“习服”高原但不能完全适应，集体出现肺动脉高压和红细胞增多等反应，而这些变化又在一定程度上解释了高原地区高血压、再生障碍性贫血、肥胖症、冠心病以及支气管哮喘等疾病发病率较低的原因，模仿这种原理进行的低压氧舱治疗法对很多疾病有良好效果。在一些较发达的国家地区，人们已经通过对高原低氧环境的利用锻炼身体，增强心肺功能，进行康复健身活动。

2 高原低氧环境下机体的适应表现

平原人群在进入高原地区后体力活动能力会明显降低，虽然人体有强大的适应高原环境能力，但部分人还是会发生急、慢性高原病[4]。人体主要通过世居高原人群的遗传性适应反应及移居高原人权的获得性习服反应改变生理功能活动，提高呼吸系统、心血管循环系统、物质代谢系统、抗氧化系统以及运动能量系统等的功能，改善细胞的基因组织水平以适应高原低氧环境。见表1。

3 高原低氧与运动能力

3.1 低氧生理学理论

我国从1964年开始研究低氧适应性，主要研究高原地区的急性和慢性高原病[5]。研究表明人体的很多器官都受到高原低氧环境正反两面的影响，周兆年教授指出在呼吸系统、心脑血管系统及内分泌系统等方面，间歇性低压、低氧等治疗措施可以对多种人体缺血缺氧疾病进行有效治疗。

3.2 仿高原训练及高原体育

自20世纪50年代就出现了仿高原训练，主要来源自运动员的低氧训练。综合研究表明，人体健康可得益于低氧运动，集体运输氧的能力、利用氧能力、供氧能力、氧综合能力、免疫力以及神经肌肉机能均能通过低氧和低氧运动的刺激作用得到提高，从而提高运动员的运动成绩，许多国家包括美国、挪威、德国、瑞典和芬兰等已经广泛应用高原训练运动员[6]。在过去的60多年间对于人体效应受到低氧影响方面国内外已经进行了大量广泛研究，不少国际运动比赛的国家得益于高原体育训练。海拔2 000～2 500 m是运动员进行高原训练的最佳高度，在国际上亦得到基本认同，在90年代我国也在青海和云南分别建立了多巴国家级体育训练基地和海埂国家级体育训练基地[7]。适应人群以及运动员可在高原地区进行轻度较大的体育运动已经是不争事实。

3.3 高原适应的实证分析

通过对在高原地区求学的平原地区大学生运动能力的检测，研究其身体生理机能在从平原进入高原之后的变化，发生的适应性反应。随机选取100名从未到过高原地区的内地学生，该100名学生均为青海高原地区的新生。另外随机选取100名短居（在青海生活2年或以上）的来自内地的大学生和100名青海本地大学生。测试并比较其各项身体素质机能指标，可见新入住大学生的身体素质明显不如久居和短居大学生（P＜0.05），久居大学生的身体素和短居大学生差异无统计学意义（P＞0.05）。 见表 2。

表2 新入住、短居、久居高原大学生的身体素质测试结果（x±s）

人体的灵敏度可通过在限定时间内进行反复横跨运动测定，速度耐力可以通过20 m折返跑测定，有氧工作能力及心肺功能可以通过最大摄氧量进行评价。通过测定发现，新入住大学生的反复横跨结果与短居和久居大学生差异有统计学意义（P＜0.05），而短居和久居大学生之间差异无统计学意义（P＞0.05）；短居大学生的20 m折返跑成绩明显不如短居和久居大学生 （P＜0.05），而短居大学生成绩明显不如久居大学生 （P＜0.05）；新入住大学生最大摄氧量明显不及短居和久居大学生（P＜0.05），短居大学生的最大摄氧量明显不如久居大学生（P＜0.05）。 见表 3。

表1 人体对高原低氧环境的习服、适应表现

表3 新入住、短居、久居高原大学生灵敏性、肌肉耐力及最大摄氧量测试结果(x±s)

后续观察研究发现，从平原地区新入住高原的大学生在最初1～2周之内运动能力受到明显影响，2～3个月处于适应期运动能力明显降低，但对高原地区的生活、地理环境已基本适应，对接下来半个多月的军训等体育项目能够较好完成。据观察，短居高原的内地大学生在短跨、短跑以及跳跃等运动会项目上表现优异，可见随着居住在高原时间的增长，其机体的适应力增强，证明在高原低氧环境下平原地区人群的身体机能可发生适应性改变。

4 结语

①人体在应对特殊环境时有很强的适应、习服能力，在高原地区适度缺氧的环境下，健康人机体能够发生很多适应性反应，有利于身体健康，提高呼吸系统、心血管循环系统、物质代谢系统、抗氧化系统以及运动能量系统等的功能，增强身体体质水平。

②平原人在进入高原低氧环境后对其环境适应可以通过适度而科学的体育运动实现，其身体运动能力和机能可以经过数年高原生活得到提高。

③高原低氧环境对机体整体的影响比较复杂，人们以前只知道高原对人体的各种不利影响如恶劣环境气候加重或诱发某些疾病，甚至导致人类死亡等[8]。但如今很多研究证明平原地区人群进入高原地区后各项生化指标会发生变化，高原医学的研究以及心脑血管等疾病的治疗可以通过对低氧适应基因的充分诱导利用进行有效开发。

[1]毛燕，陶磊，庞君，等.低压低氧对氧化-抗氧化系统的影响[J].现代生物医学进展,2015,15(15):2981-2984.

[2]唐晓惠,强巴央宗.藏绵羊对高原低氧环境的适应性及抗病性相关基因研究进展[J].畜牧与兽医,2017,49(2):115-118.

[3]孙婧,赵娟,佟长青,等.高原低氧环境下军事训练对武警新兵微循环功能的影响[J].武警医学,2015,26(7):663-666.

[4]刘娟,李小薇,赵莲,等.高原低压低氧环境对红细胞携放氧的影响[J].中国输血杂志,2017,30(8):872-873.

[5]石路,李洋洋,张延猛,等.高压氧预处理对高原低氧人体劳动能量代谢的影响[J].中华航海医学与高气压医学杂志,2015,22(2):96-99.

[6]董旭,申广浩,谢康宁,等.高原低压低氧环境对心肺结构与功能的影响研究进展[J].环境与健康杂志,2017,34(6):547-551.

[7]扎西顿珠,边巴顿珠.等离子鼻内窥镜下治疗高原鼻出血的效果研究[J].中外医疗,2015,34(30):22-24.

[8]邹青,林元.无创正压通气治疗重症急性高原性肺水肿的临床探讨[J].中外医疗,2017,36(6):95-97.