高原低氧環境對人類的挑戰

發布日期:2018-01-10 瀏覽次數:928

聳立在地球上的高山和高原,構成特殊的地理單元,形成獨特的自然景觀和生態系統,人類在與大自然的斗爭中,既感受到了這一極度環境的影響,又深感它存在的重要。對醫學生物學來說,高原(山)是一個低氧環境,然而人類需要在此開發和生存。據WHO的統計,全世界居住在海拔2500米以上的人數為1.4億,加之全世界每年有4000萬人去到高山和高原地區,即總計有1.8億人蒙受高原低氧的影響。探討最佳的高原生物學適應模式及闡明其生理機制,有重要意義。


高原環境對人類的影響涉及大氣物理、地球化學和生態等多種因素,其中大氣壓低、低氧、低溫、低濕、太陽幅射強等因素往往綜合作用于人體,其中低氧是關鍵性的因素。低氧(hypoxia)這一術語,表達了這樣一個概念,即高原環境隨海拔增高,形成大氣壓下降和其中的氧分壓降低,即空氣中的氧含量低下,導致吸入氣氧分壓下降而引起人體的低氧血癥(hypxo-emia),即我們習慣所說的“缺氧”。一般來說,海拔2000米以上,人體開始出現缺氧反應;海拔3000米以上,人體的氧離曲線開始陡峭,缺氧明顯化;海拔5400米以上,大氣壓近于海平面的1/2,此時人體出現明顯的低氧血癥,并引起顯著生理反應和一系列臨床問題。到達特高海拔,即5500米以上,人類無法長期生存。而在珠峰頂,即海拔8844.43米,大氣壓僅為海平面的1/3(251or),肺泡氣氧分壓低至35otr,人體的血氧水平相當于心肺病人頻死狀態的水平。低氧,就是高原對人類的挑戰。 


青藏高原在人類低氧適應研究中的特殊地位和優勢號稱“世界屋脊”。我國青藏高原是世界上面積最大(250萬平方公里)、海拔最高(平均4000米以上)和相對人口最多(120萬以上)的高原。與世界其他高原地區不同,在人群結構中,移居約占60%,世居約占40%。而且大部分移居者為持久居住高原,但他們是平原人群,面臨“習服”考驗,我國高原大量的移居人群為研究高原習服提供了機會。隨著西部大開發和高原建設的發展,又不斷有大量平原人群進人高原,如修建在昆侖山和唐古拉山的青藏鐵路格爾木至拉薩段,全長1142公里,有38%在海拔4000米以上,最高點5072米,從2001~2005年,近41萬員工上山筑路,這是一場在特殊低氧環境的生產勞動,低氧防護成為突出的醫學問題。由于青藏高原具有不同的高山地理、地貌和完整的高原生態系統,為我們提供了最理想的高原天然實驗室。特別是生活著不同高原適應歷史的藏、漢、回、土、撒拉、蒙古和哈薩克等民族,在研究人類對高原低氧環境習服一適應中,不同高原人群(世居和移居)的低氧適應問題意義重大,它涉及高原環境與人類進化、遺傳、生長發育、生理功能和疾病狀態等一系列問題。從這個意義上講,青藏高原作為人類和醫學地理學的研究對象已引起世界性的關注。


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