自然選擇與高原反應關系的探討

李紅軍

【摘要】高原反應也叫急性高原病（acute high altitude disease，AHAD），是人類到達一定海拔高度后，身體為適應因海拔高度而造成的氣壓差、含氧量少、空氣干燥等的變化，而產生的自然生理反應。由于在低氧的條件下，因為人體各個器官供氧不足，呼吸、消化、造血、循環、神經等系統都必須加倍工作，促使呼吸急促或停頓、瞌睡或睡不著、尿多或少尿、頭疼或頭昏、嘔吐等癥狀。為了減輕反應程度，首要原則：循序漸進的升高海拔。一般來說高原反應是指海拔高度在2000-8000米之間生理變化。通過對在高原居住環境、健康狀況的調查分析，研究人類在低氧環境下能自由自在的生存秘密，并探索防止高原反應的有效方法。

【關鍵詞】高原反應 海拔高度 自然選擇 個體因素

一、介紹

據生理學實驗研究，最適合人類生存的海拔高度是500～2000米。長期生活在平原地區的人只能適應氧分壓20%的減少，超過此值就會引起明顯的不適。一般海拔500米以下的地方因氣壓較高，空氣密度較大，對人體機能有較重的負擔。高于2000米，因大氣壓力較低，空氣中氧含量減少，使人呼吸困難而出現高原反應。在此海拔高度，人在暗處的視力開始減弱，記憶力開始受到影響。一般把海拔2000～2500米作為運動員高原訓練的最佳高度，但對于生活在平原地方的中老年人和孕婦一下子到達這一高度對身體不利。在3000米處，大氣壓已下降1/3，水的沸點降至90.c，人的動脈氧飽和度降至90%，唾液分泌量開始減少。多數人簡單的算術開始變難，判斷力下降。6000米處，多數人的身體已處于失能狀態。7000米處，智力與肌肉運動的協調嚴重障礙，意識喪失，甚至出現幻覺。8000米以上的地區大氣壓已是海平面的1/3，為死亡禁區。

然而從高海拔地區回到平原，約30%的人會發生“低山反應”，狀態比高山反應輕些，究其原因，也是人體各個系統需要從新調整恢復所致（如圖）。避免的方法是：循序漸下。最好在3000米處稍加停留，休息整頓。

二、高原居住人群是自然選擇的優勝者

青藏高原是世界上海拔最高的高原，而藏族是世界上人口最多的高原民族。生活在海拔2000-6000米的藏族人也會有高原反應嗎？在5900米處這個高度，水汽量為海平面的5%，水的沸點下降至81.c，人體的動脈氧飽和度降至海平面式的30%，易對身體各個器官供氧嚴重不足，即使是藏族人也會有輕微的高原反應。

那么，為什么藏族人有如此的抗高原能力呢？為什么能在低氧環境下正常的居住生活？

調查數據證明：藏族人體內的氧的運輸能力超群。它們體內有著豐富的毛細血管網，能把血液四通八達的運送到各個細胞。這種生理結構會大大加速有氧血液的運輸速度，不會造成缺氧現象，也就不會有高原缺氧反應。藏族人的臉頰部豐富、增生的毛細血管使得他們有真美麗的高原紅，這是藏族人健康的象征。

從自然選擇的角度來說，對高原低氧環境的適應最需要的就是時間。考古學證明：人類長期寄住在北美高原的歷史不到200年，南美印第安人約為10，000年，青藏高原上至少25，000年前已有藏族人的祖先在居住。高山生理學的研究證明了達爾文的進化論：居住在高原最久的藏族就是最能適應高原低氧環境的民族。他們與移居歷史僅僅50多年的漢族相比，高原病的發病率相比很低（如圖）。

通過對在青藏高原上生活的土生動物的研究，如藏羚羊、牦牛，發現它們也有與藏族人相似的生物學適應規律，他們既有強大的心肺功能和極高的氧供應功能與利用率，這也是自然選擇的結果。

三、高原反應因人而異

高原反應并不是一進入高原就會出現的，一般是2-3天之后才會出現高原病。國家駐青藏高原生理研究站的統計測試數據表明，低氧環境對人體呼吸、循環、造血、神經、消化、內分泌等系統都有影響，甚至影響性功能：性激素分泌下降，性與下降，生育能力下降。。據國際高原生理研究資料，16世紀中期西班牙人占領秘魯王城庫斯科（海拔3400米）后，居住了近50年也沒有生育，才改遷利馬。但高原民族并沒有受到影響，特別是藏族。在拉薩，日喀則，林芝等地的調查表明，藏族婦女的受孕率為93%，并不低于平原地區。

人類對高原缺氧的適應性，多半是依靠先天素質。影響高山反應的主要因數：海拔高度，進入方式，個體因數和時間季節等，其中個體因數比較復雜，如：民族，年齡，性別，居住地，健康狀況，精神狀況等。國家高原生理學的研究數據表明，急劇升高海拔比循序漸進的階梯升高患病率要高得多;冬季進入高海拔地區比夏季患病率要高，因為冬季氣溫低，大氣壓低，含氧量減少，寒冷會加大新陳代謝速度，增加對氧的消耗。在個體素質方面有：“期男不欺女”“欺胖不欺瘦”“欺高不欺矮”等現象。

著名的高原學家皮德哈.凱特（Hackett）曾說，男性、青年、好運動易得高原病。身體素質越好越容易得高原病。原因是男性分泌的雄性荷爾蒙會促使紅細胞增生，結果紅細胞過多，容易患慢性高原病;而女性分泌的雌性荷爾蒙具有抑制紅細胞過度增生的作用，加之每月的例假作用，也會內在的控制紅細胞的過度增生。個高、發胖的人體表面積大，需氧量和耗氧量都比平常人要多，在第樣的環境下，他們對氧的要求更不容易得到滿足，所以患高原病的比例更大。人的精神狀態也很重要。樂觀者反應輕有的人對高原環境不了解，又聽說一些聳人聽聞的宣傳，產生緊張或恐懼心理，結果反應加重。

四、高原反應與進入方式有關

做什么事情都有一個循序漸進的原則，特別是進入高原工作或生活的人，更應該遵守循序漸進“階梯升高”這個原則。循序漸進是達爾文進化論不可缺少的重要觀點，也是適者生存的基礎。1992年，謝爾姆和格列（Shilm and Gallie）曾調查275950名尼泊爾喜馬拉雅山區的游客，發現近萬分之一的游客不幸因各種高原病去世。常見的高原反應常識是：行前體檢，積極預防，遵守“三不”金科玉律（不登的太陜、不攀得過高，不過度運動），多喝水、多休息。