缺氧也可以让人更健康

岑夫子

在新冠肺炎治疗中大量使用的呼吸机

德国登山者杜耶莫维茨和汉森对缺氧并不陌生，他们曾共同攀登过世界上最高的8座山峰。但是，当他们在2018年5月进入德国航空航天中心的缺氧室时，他们实际上是在攀登职业生涯的最高峰。在为期16天的试验中，他们呼吸的空气，其氧气浓度量比海拔5200米的珠峰大本营处还低，其中4天甚至低至相当于海拔7112米处的含氧量，要知道这个高度离8000米以上的“死亡地带”（在这个高度以上，缺氧会损害登山者的判断力，增加他们患心脏病和中风的风险）只有百步之遥了。

观察他们的实验人员一次又一次担心他们能否坚持住，但他们最终还是坚持了下来。杜耶莫维茨和汉森通过这个试验证明，健康人可以忍受长时间的缺氧。这为一个更加雄心勃勃的实验铺平了道路：测试缺氧是否可作为一种疗法，安全地用于治疗某些疾病。

这听起来可能很奇怪。毕竟，我们的器官和组织需要氧气。在医院里，许多重症病人床头都有吸氧装置。在心脏病发作或中风后，病人往往需要经常吸氧，以确保组织不致坏死。在这次席卷全世界的新冠肺炎疫情中大量使用的呼吸机，其作用就是给新冠肺炎重症患者吸入更多的氧气。

然而，令人惊讶的是，我们的身体是如此富有“弹性”：吸入更多的氧能治疗某些疾病，吸入更少的氧似乎也能治疗另一些疾病。

2019年，诺贝尔生理学及医学奖颁给了三位科学家，他们在肝细胞中发现了一种叫“缺氧诱导因子”的蛋白。这种蛋白在血液中氧气不足的时候，会成倍增加，激活数百个基因和生化反应，以帮助身体应对缺氧问题。这是我们的身体为适应空气中含氧量的变化而长期进化来的生理反应。

在这一系列的反应中，至少有一些似乎是有益的。很早就有人发现，暴露在高海拔地区，有助于治疗从哮喘到高血压的各种疾病。此外，长期生活在高海拔地区的人平均来说比平原地区的人更健康。他们的糖尿病、心血管疾病和某些类型的癌症（如乳腺癌和淋巴癌）的发病率都更低。

但这些发现与传统上我们对缺氧的看法相悖。众所周知，居住在低海拔地区的人到高原地区旅行，往往会引发所谓的高原反应：心跳加快，血压升高，会感到恶心、头痛，难以集中注意力，严重的甚至会造成大脑肿胀，肺部积水，致人死亡。

如何解释这一悖论呢？科学家从动物研究中获得了启发。

2017年，美国德州西南医学中心的赫萨姆·萨迪克和他的同事报告了一个奇特的发现。他们将小鼠关在一个氧气浓度缓慢降低的密封箱子里，并注意到，如果小鼠在连续两周的时间里呼吸氧气浓度仅7%的空气（在海平面处，氧气浓度是21%，7%的浓度大约相当于在珠穆朗玛峰顶峰处的浓度），它们的心肌细胞就会开始生长和分裂。这是令人惊讶的，因为一般来说，成年哺乳动物的心脏通常不能再生——这也是为什么心脏病不容易治好的原因。

萨迪克知道，哺乳动物的心脏在子宫内是可以再生的，但在出生后不久就失去了再生能力。他猜测，心脏再生能力的丧失可能与胎儿从缺氧到不缺氧的环境变化有关。因为在子宫里的时候，虽然胎儿通过胎盘从母亲那里获得氧气，但他们的心脏在很大程度上是在缺氧条件下生长的;而待到他们呱呱落地，自己开始学会呼吸，心脏就处于正常供氧的环境中了。

而由上面的小鼠实验，萨迪克推测，这一过程可能是可逆的：通过小心翼翼地降低氧气浓度，可以促使成熟的心肌细胞退回到胚胎时的形态，开始生长和分裂，从而让心脏的再生能力得到一定程度的恢复。

有证据表明，缺氧不单单能让心脏再生，还可以刺激心脏周围血管的生长。这有助于解释为什么生活在高海拔地区的人患心血管疾病的风险较小。

缺氧似乎还能刺激大脑和脊髓之间的神经通道的再生和修复。科学家给一组因脊髓损伤失去行走能力、不得不依靠呼吸机维持生命的患者，交换着吸入普通空气和含氧浓度只有10%的空气（前一分钟吸普通空气，后一分钟吸含氧低的空气），一段时间之后，他们的行走能力得到一定程度的恢复。

这种间歇性的缺氧疗法，似乎对于治疗神经退行性疾病也有一定的疗效。原理还是同上，缺氧能够刺激神经细胞的再生。

德国登山女运动员南希·汉森在缺氧的密闭实验室里训练。

缺氧疗法的好处可能还不止这些。一个让人感兴趣的领域是减肥。人们早就发现，生活在山区的人不太可能肥胖，经常登山的人往往会体重减轻。

当然，山里人或登山者往往运动量更大，这是其中一个原因。但研究人员说，这不是故事的全部。

1985年，美国军队在一个缺氧室中模拟了一次为期40天的登山探险。6名志愿者呆在缺氧室中。室内的氧气含量逐渐降低，直到珠穆朗玛峰峰顶的水平。在此期间，保证志愿者身体温暖，并且膳食和零食可以随便吃。如果他们高兴，还可以运动。待到实验结束，志愿者体重平均减轻了7.5千克。

当研究人员招募一群肥胖的男性，让他们在海拔2650米的地方生活一周之后，也观察到了类似的情况。尽管他们没做任何运动，而且想吃多少就吃多少，但一周下来，平均每人瘦了大约1.3千克。

遗憾的是，这些试验中的减肥都是暂时的。待到他们回到含氧量正常的环境中生活，体重又恢复了。

研究人员认为，缺氧会以两种方式诱导减肥。首先，缺氧刺激身体产生更多的瘦素。瘦素是一种可以让我们产生饱腹感的激素。更多的瘦素使人感觉不那么饥饿，在这种情况下，摄入的热量就会减少。其次，缺氧还能提高我们的代谢率，因此燃烧更多的热量。

歸根结底，缺氧是一把双刃剑：在某些情况下是有益的，但不可否认，在另一些情况下是有害的。例如，对于患有睡眠呼吸暂停的人来说，缺氧肯定是有害的。睡眠呼吸暂停会导致夜间呼吸反复停止长达数分钟，而且许多人随后会发展成糖尿病。这可能是因为缺氧引发了葡萄糖代谢的紊乱所致。

显然，缺氧能否作为一种安全的疗法，还需要进行更多的实验。杜耶莫维茨和汉森的人体试验，让我们知道健康人可以忍受缺氧而没有真正的风险，接下去需要证明对于心脏病患者也是没有风险的。日前，德国航空航天中心已经招募了患心脏病的志愿者，参与下一次的缺氧实验。

自从新冠肺炎疫情爆发以来，医生们一直对一些重症患者表现出的一个症状感到困惑：他们血液中氧气的含量低得惊人，几乎到了无法维持生命的程度，然而他们似乎没有任何呼吸上的困难，能够正常说话。他们的肺最初还在继续排出二氧化碳，这甚至使他们感觉身体良好。这种症状被称为“快乐缺氧”。

我们迄今不知道为何会出现这种症状。有人猜测，这可能是新冠病毒损害神经的一种表现。2020年10月的一项初步研究表明，新冠病毒可以侵入大脑，导致大脑老化。

快乐缺氧在新冠肺炎的发作中是危险的。吸入氧气的减少与新冠肺炎死亡率的增加直接相关。因此，监测血液中的氧气含量，是监控病情发展的一项重要措施。