高原環境對人體健康的影響

王歡 馬瓊 馬保安

摘要：我國高原地區有其獨特的地勢地貌和氣候特點，其中低壓、低氧環境對人類的健康有一定影響，其不僅可以直接影響機體功能狀態，且在機體受負荷刺激后，不同的地理環境因其氣壓等差異將產生不同的效應，如呼吸加快、心率增快、紅細胞增多（血液粘滯性增加）等以應對高原地區的低壓低氧環境，同時也會出現消化系統、泌尿系統以及認知記憶功能的減退，甚至發生高原相關疾病，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、呼吸系統、營養消化、視覺聽覺、夜間睡眠、腎功能以及記憶認知的影響作一綜述，以期為高原地區的人體健康研究提供參考。

關鍵詞：高原環境;人體健康;呼吸系統

中圖分類號：R188? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：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

高原地區以其獨特的地勢地貌和顯著的氣候環境引起國內外越來越多學者的關注，環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境，造就了特殊的氣候特點，這種氣候對人體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、呼吸系統、營養消化、視覺聽覺、夜間睡眠、腎功能以及記憶認知的影響作一綜述，以期為高原地區的人體健康研究提供參考。

1高原環境對人體感覺的影響

胡松濤等[2]通過模擬高原低壓環境發現，男性熱中性溫度（又稱適中溫度，是機體能夠維持體溫正常所需的代謝率和耗氧量最低時的環境溫度）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]根據高原列車車廂增氧低壓的環境特點，對人體熱舒適評價指標進行修正，結果發現列車所在海拔高度和座位在車廂內的位置是影響車廂內乘客熱舒適的主要因素。閆海燕等[4]研究發現，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境的熱適應主要體現在對低壓缺氧環境的生理適應、較強的太陽輻射帶來的心理期望和對高寒氣候的行為適應，肖衛等[5]研究發現，隨著壓力的降低，人體感覺越涼，在壓力回升的過程中，人體感覺越暖，結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明顯，性別上女性比男性更為顯著，說明高原低壓環境人體愈發需要注重保暖，以防止高寒性疾病發生。

2高原環境對血液循環的影響

研究表明[6]，高原習服后紅細胞、血紅蛋白、紅細胞壓積、平均紅細胞容積均明顯升高，而平均血紅蛋白濃度和平均血紅蛋白含量出現下降，但在進入高原90 d后白細胞計數無明顯變化，而淋巴細胞計數和單核細胞計數均升高，中性粒細胞計數下降。同時，長期居住高原人群血小板活性物質均有顯著升高，久居高原者存在血小板激活，具有血栓形成風險[7]。馮曉妍等[8]研究發現，初入高原后，人員心率、血壓明顯增加，SaO2下降，隨時間推移均有正常化趨勢。總之，進入高原初期，人體為適應高原低氧環境，存在短期適應性代償性改變，如心率、血壓及肺通氣變化，而長期的適應性變化則表現為紅細胞、血紅蛋白、紅細胞壓積等上升，以提高機體的攜氧能力，但血小板活性物質的升高和激活則是血栓形成的風險因素，因此應重視血液指標變化。

3高原環境對呼吸系統的影響

高原環境最大的特點是低壓低氧，且紫外線照射強烈，以上都對人體的呼吸系統產生較大影響，楊彩玲等研究發現[9]，不同海拔組的肺通氣功能差異較大，其中海拔越高，肺通氣功能各指標數值越大，表明肺通氣功能越好。以上研究結果反應世居人群的適應表現，但是非世居人群一般在到達高原72 h左右可能會出現高原肺水腫，若不及時搶救，隨時有生命危險[10]。這是由于當機體進入高原后，由于缺氧導致肺小動脈血管收縮，增加肺循環阻力，提高肺動脈壓，導致肺部毛細血管通透性升高，從而誘發肺水腫[11]。高原久居人群隨海拔上升，肺通氣各指標升高，以適應高原低氧環境，可視為人對自然環境的適應性改變，而初入高原人群因缺氧易導致高原肺水腫，從而威脅生命健康。

4高原環境對營養消化的影響

以往研究發現，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病較內地明顯增高，加之幽門螺桿菌感染后相關性胃炎的發病，使三者之間形成惡性循環。卓瑪措[12]研究發現，高原環境下若同時存在幽門螺桿菌的感染，慢性萎縮性胃炎的發病率極高。因高原環境下人體消化系統受低氧等環境影響顯得尤為脆弱，更易受到幽門螺桿菌的入侵，從而導致慢性胃炎胃潰瘍等疾病，因此加強腸內營養、營養物質的合理搭配對于增強腸道免疫，保護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體的呼吸量同時，心率加快增加循環血流量以保證機體的正常需氧量。由于呼吸循環系統等的代償作用使機體的代謝率增高、能量消耗增加，因此一般主張高原地區三大有機物的配合比例應遵循高碳水化合物低脂肪適量蛋白質的原則，同時補充維生素，適當補充水分并減少無機鹽攝入，有助于預防急性高山反應[13-16]。總之，合理、及時、有效、正確地搭配營養物質是機體正常新陳代謝和腸道健康的重要保證。

5高原環境對視覺聽覺的影響

高原環境的獨特低氧條件是調節視網膜的主控因素[17]，低氧環境會造成視網膜血管充血、變形，嚴重者則會出血，從而影響視網膜辨色能力。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，視網膜血管改變的高峰期為初人海拔5380 m 1～4 d，5～7d時視網膜血管的改變逐漸減輕，但長期處于低氧環境視網膜辨色能力仍低于平原水平，說明視網膜對低氧環境會產生適應性變化，但仍存在功能障礙。我國高原地區的眼疾病的發病率遠遠超過了平原地區，由于缺氧等原因引起的視網膜出血使毛細血管損壞和改變所造成的高原眼病的機會最大。楊真龍[19]研究發現，西藏地區干眼癥患病率明顯高于其他地區，海拔越高，干眼癥的發病率越高。高寒、缺氧和紫外線過強是導致西藏干眼癥發病率上升的因素。西藏地區干眼癥癥狀出現頻率低于海拔較低的長春地區，而其所導致的后果往往更嚴重[20]。由于缺氧的原因，會使視網膜的敏感度大大降低，影響人的視力。Zhang D等[21]研究發現，高海拔受試者對視覺搜索任務的反應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]研究發現，移居高原的人群長期生活在低氧、低壓及干冷的自然環境中，會出現鼓膜充血、內陷，但沒有聽覺功能障礙，可視為人耳的適應性變化。高原環境對視覺的影響主要體現在因視網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期間的睡眠質量和生理反應，結果發現心率和血氧飽和度參數存在差異。高原低氧環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境下夜間睡眠質量，研究發現[24]，增壓艙在高海拔環境下能明顯提高人體夜間氧合，改善睡眠質量。高原低壓缺氧環境造成的夜間睡眠質量下降，目前可通過鼻導管或面罩吸氧滿足夜間睡眠時的氧氣供給，但氧氣來源、運輸、儲存、使用方面均面臨諸多問題，如何做到氧氣保質保量下的可持續供給仍是高原醫學亟待解決的問題，增壓增氧艙是一個值得關注熱點。

7高原環境對腎功能的影響

馬全福等[25]通過實驗動物研究發現，從平原急進入高原地區可致腎小球和腎小管同時受損，表現為尿生化和尿微球蛋白檢測陽性。當大氣氧分壓突然較大幅度降低時，不同大氣壓環境下生存的動物均可引起腎小球和腎小管應激性損害，其組織病理學改變基本相同。項貴明等[26]研究發現，高原低氧環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，其脫適應過程中需要一定的藥物干預。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激性損害，而且與功能性改變不同，主要是腎小球內皮細胞和腎小管上皮細胞的器質性損害，部分個體通過復氧不能恢復，說明低氧對于腎臟的損傷之大，為此應階梯性逐漸適應高原環境，以盡量避免腎功能的損害。

8高原環境對記憶認知的影響

高原低壓低氧環境對人及動物的記憶產生明顯的影響，并且其作用與機體內部因素和外部環境因素均密切相關。Ma H等[27]研究發現，長期暴露在高海拔環境中會削弱語言和空間工作記憶。高原環境惡劣，其中低壓低氧、紫外線輻射強、風速大等特點都對人的認知功能會產生明顯影響，其作用與海拔高度、進入高原時間和任務復雜程度均有明顯關系[28，29]。徐倫等[30]研究發現，中度低氧暴露影響人的認知靈活性和焦慮狀態，低氧暴露前焦慮可促進個體的認知靈活性。高原環境對認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、注意能力及心理運動能力，相比平原地區，以上方面均有明顯降低[31-35]。Heinrich EC等[36]研究發現，高海拔環境小鼠的不同神經解剖區域（嗅皮質、小腦和腦干）各種突觸和星形膠質細胞蛋白表達有所改變，表現出與海馬功能相關的學習和記憶缺陷。有關高原環境對大腦功能的影響是方方面面的，表現在認知、記憶、感覺、情感等方面，并且其與海拔高度、進入高原時間均明顯相關。因此，如何有效保護高原環境下人類的認知記憶功能，提高人群在高原環境中的工作生活能力已成為臨床研究的重點。

9總結

高原環境作為一個特殊的生態環境系統，其大氣壓低、氧分壓低、太陽輻射強所導致的氧化應激反應是高原反府或高原病的主要原因之一，嚴重影響人體健康，因此對高原環境下人體正常結構功能的預防保護具有重要意義。目前，應注重多學科合作、多層次分析、多中心研究、多領域探索高原低壓低氧條件下人體相關生理生化反應的變化，闡明已存在的高原相關疾病的發生、發展過程，并有針對性地研究相關病理變化過程，將有助于尋找新的預防干預措施及藥物干預靶點，以期促進高原地區經濟文化醫療發展。

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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，主要從事高原醫學及運動關節疾病

通訊作者：馬保安（1961.8-），男，吉林長春人，教授，主任醫師，主要從事骨腫瘤外科、創傷骨科及人工關節