高原环境对人体健康的影响

王欢 马琼 马保安

摘要：我国高原地区有其独特的地势地貌和气候特点，其中低压、低氧环境对人类的健康有一定影响，其不仅可以直接影响机体功能状态，且在机体受负荷刺激后，不同的地理环境因其气压等差异将产生不同的效应，如呼吸加快、心率增快、红细胞增多（血液粘滞性增加）等以应对高原地区的低压低氧环境，同时也会出现消化系统、泌尿系统以及认知记忆功能的减退，甚至发生高原相关疾病，对人体健康造成不利影响。本文就高原缓解对人体感觉、血液循环、呼吸系统、营养消化、视觉听觉、夜间睡眠、肾功能以及记忆认知的影响作一综述，以期为高原地区的人体健康研究提供参考。

关键词：高原环境;人体健康;呼吸系统

中图分类号：R188                                 文献标识码：A                                   DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2020.22.018

文章编号：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

高原地區以其独特的地势地貌和显著的气候环境引起国内外越来越多学者的关注，环境与人类一直以来都是相互影响，相互作用的共同体，高原因其特殊的地理自然环境，造就了特殊的气候特点，这种气候对人体健康有着直接且持久性影响[1]。本文就高原缓解对人体感觉、血液循环、呼吸系统、营养消化、视觉听觉、夜间睡眠、肾功能以及记忆认知的影响作一综述，以期为高原地区的人体健康研究提供参考。

1高原环境对人体感觉的影响

胡松涛等[2]通过模拟高原低压环境发现，男性热中性温度（又称适中温度，是机体能够维持体温正常所需的代谢率和耗氧量最低时的环境温度）和女性热中性温度随压力的降低而升高，即压力越低，受试者热中性温度值越高。陈宁等[3]根据高原列车车厢增氧低压的环境特点，对人体热舒适评价指标进行修正，结果发现列车所在海拔高度和座位在车厢内的位置是影响车厢内乘客热舒适的主要因素。闫海燕等[4]研究发现，虽然女性冬季的服装热阻要高于男性，但冬季女性比男性感觉更冷;低压环境中男性热中性温度要低于女性，温度越低，男女中性温度的差值越大。拉萨居民对高原低压气候环境的热适应主要体现在对低压缺氧环境的生理适应、较强的太阳辐射带来的心理期望和对高寒气候的行为适应，肖卫等[5]研究发现，随着压力的降低，人体感觉越凉，在压力回升的过程中，人体感觉越暖，结合升降过程再回升至常压时，人体热感觉存在滞后。总之，低压环境下，人体的热中性感觉升高，会感觉到寒冷，随压力的降低感觉越发明显，性别上女性比男性更为显著，说明高原低压环境人体愈发需要注重保暖，以防止高寒性疾病发生。

2高原环境对血液循环的影响

研究表明[6]，高原习服后红细胞、血红蛋白、红细胞压积、平均红细胞容积均明显升高，而平均血红蛋白浓度和平均血红蛋白含量出现下降，但在进入高原90 d后白细胞计数无明显变化，而淋巴细胞计数和单核细胞计数均升高，中性粒细胞计数下降。同时，长期居住高原人群血小板活性物质均有显著升高，久居高原者存在血小板激活，具有血栓形成风险[7]。冯晓妍等[8]研究发现，初入高原后，人员心率、血压明显增加，SaO2下降，随时间推移均有正常化趋势。总之，进入高原初期，人体为适应高原低氧环境，存在短期适应性代偿性改变，如心率、血压及肺通气变化，而长期的适应性变化则表现为红细胞、血红蛋白、红细胞压积等上升，以提高机体的携氧能力，但血小板活性物质的升高和激活则是血栓形成的风险因素，因此应重视血液指标变化。

3高原环境对呼吸系统的影响

高原环境最大的特点是低压低氧，且紫外线照射强烈，以上都对人体的呼吸系统产生较大影响，杨彩玲等研究发现[9]，不同海拔组的肺通气功能差异较大，其中海拔越高，肺通气功能各指标数值越大，表明肺通气功能越好。以上研究结果反应世居人群的适应表现，但是非世居人群一般在到达高原72 h左右可能会出现高原肺水肿，若不及时抢救，随时有生命危险[10]。这是由于当机体进入高原后，由于缺氧导致肺小动脉血管收缩，增加肺循环阻力，提高肺动脉压，导致肺部毛细血管通透性升高，从而诱发肺水肿[11]。高原久居人群随海拔上升，肺通气各指标升高，以适应高原低氧环境，可视为人对自然环境的适应性改变，而初入高原人群因缺氧易导致高原肺水肿，从而威胁生命健康。

4高原环境对营养消化的影响

以往研究发现，长期居住在高原，由于低氧对胃粘膜分泌功能的影响，使胃粘膜屏障受损，消化道血管因缺氧而发生痉挛性缺血，胃粘膜长期缺血缺氧，致胃固有腺体萎缩，甚至消失，使慢性萎缩性胃炎的发病较内地明显增高，加之幽门螺杆菌感染后相关性胃炎的发病，使三者之间形成恶性循环。卓玛措[12]研究发现，高原环境下若同时存在幽门螺杆菌的感染，慢性萎缩性胃炎的发病率极高。因高原环境下人体消化系统受低氧等环境影响显得尤为脆弱，更易受到幽门螺杆菌的入侵，从而导致慢性胃炎胃溃疡等疾病，因此加强肠内营养、营养物质的合理搭配对于增强肠道免疫，保护肠道健康具有重要作用。

此外，人体为了从低氧空气中摄取更多的氧而提高机体的呼吸量同时，心率加快增加循环血流量以保证机体的正常需氧量。由于呼吸循环系统等的代偿作用使机体的代谢率增高、能量消耗增加，因此一般主张高原地区三大有机物的配合比例應遵循高碳水化合物低脂肪适量蛋白质的原则，同时补充维生素，适当补充水分并减少无机盐摄入，有助于预防急性高山反应[13-16]。总之，合理、及时、有效、正确地搭配营养物质是机体正常新陈代谢和肠道健康的重要保证。

5高原环境对视觉听觉的影响

高原环境的独特低氧条件是调节视网膜的主控因素[17]，低氧环境会造成视网膜血管充血、变形，严重者则会出血，从而影响视网膜辨色能力。研究表明[18]，移居海拔5380 m 7 d的色觉与移居6个月的色觉相比，初入高原急性缺氧期色觉障碍较为突出，视网膜血管改变的高峰期为初人海拔5380 m 1～4 d，5～7d时视网膜血管的改变逐渐减轻，但长期处于低氧环境视网膜辨色能力仍低于平原水平，说明视网膜对低氧环境会产生适应性变化，但仍存在功能障碍。我国高原地区的眼疾病的发病率远远超过了平原地区，由于缺氧等原因引起的视网膜出血使毛细血管损坏和改变所造成的高原眼病的机会最大。杨真龙[19]研究发现，西藏地区干眼症患病率明显高于其他地区，海拔越高，干眼症的发病率越高。高寒、缺氧和紫外线过强是导致西藏干眼症发病率上升的因素。西藏地区干眼症症状出现频率低于海拔较低的长春地区，而其所导致的后果往往更严重[20]。由于缺氧的原因，会使视网膜的敏感度大大降低，影响人的视力。Zhang D等[21]研究发现，高海拔受试者对视觉搜索任务的反应时明显长于海平面受试者，需要更大的皮层激活。郭宝凤等[22]研究发现，移居高原的人群长期生活在低氧、低压及干冷的自然环境中，会出现鼓膜充血、内陷，但没有听觉功能障碍，可视为人耳的适应性变化。高原环境对视觉的影响主要体现在因视网膜血管性改变造成的辨色能力下降，而听觉未受到明显影响.

6高原环境对夜间睡眠的影响

Voutselas S等[23]通过记录8名登山者在海拔5700 m的舍帕尼山脉高营地珠穆朗玛峰停留7 d期间的睡眠质量和生理反应，结果发现心率和血氧饱和度参数存在差异。高原低氧环境造成心率和血氧饱和度的改变，从而影响夜间睡眠，而提高夜间氧合的措施会明显提高高原环境下夜间睡眠质量，研究发现[24]，增压舱在高海拔环境下能明显提高人体夜间氧合，改善睡眠质量。高原低压缺氧环境造成的夜间睡眠质量下降，目前可通过鼻导管或面罩吸氧满足夜间睡眠时的氧气供给，但氧气来源、运输、储存、使用方面均面临诸多问题，如何做到氧气保质保量下的可持续供给仍是高原医学亟待解决的问题，增压增氧舱是一个值得关注热点。

7高原环境对肾功能的影响

马全福等[25]通过实验动物研究发现，从平原急进入高原地区可致肾小球和肾小管同时受损，表现为尿生化和尿微球蛋白检测阳性。当大气氧分压突然较大幅度降低时，不同大气压环境下生存的动物均可引起肾小球和肾小管应激性损害，其组织病理学改变基本相同。项贵明等[26]研究发现，高原低氧环境对健康人的肝肾功能有一定损伤，返回平原后部分个体不能自行恢复，其脱适应过程中需要一定的药物干预。综上所述，由平原到高原的急性缺氧是造成广泛的肾缺氧应激性损害，而且与功能性改变不同，主要是肾小球内皮细胞和肾小管上皮细胞的器质性损害，部分个体通过复氧不能恢复，说明低氧对于肾脏的损伤之大，为此应阶梯性逐渐适应高原环境，以尽量避免肾功能的损害。

8高原环境对记忆认知的影响

高原低压低氧环境对人及动物的记忆产生明显的影响，并且其作用与机体内部因素和外部环境因素均密切相关。Ma H等[27]研究发现，长期暴露在高海拔环境中会削弱语言和空间工作记忆。高原环境恶劣，其中低压低氧、紫外线辐射强、风速大等特点都对人的认知功能会产生明显影响，其作用与海拔高度、进入高原时间和任务复杂程度均有明显关系[28，29]。徐伦等[30]研究发现，中度低氧暴露影响人的认知灵活性和焦虑状态，低氧暴露前焦虑可促进个体的认知灵活性。高原环境对认知能力的影响是多方面的，其中包括感知觉、思维能力、记忆能力、注意能力及心理运动能力，相比平原地区，以上方面均有明显降低[31-35]。Heinrich EC等[36]研究发现，高海拔环境小鼠的不同神经解剖区域（嗅皮质、小脑和脑干）各种突触和星形胶质细胞蛋白表达有所改变，表现出与海马功能相关的学习和记忆缺陷。有关高原环境对大脑功能的影响是方方面面的，表现在认知、记忆、感觉、情感等方面，并且其与海拔高度、进入高原时间均明显相关。因此，如何有效保护高原环境下人类的认知记忆功能，提高人群在高原环境中的工作生活能力已成为临床研究的重点。

9总结

高原环境作为一个特殊的生态环境系统，其大气压低、氧分压低、太阳辐射强所导致的氧化应激反应是高原反府或高原病的主要原因之一，严重影响人体健康，因此对高原环境下人体正常结构功能的预防保护具有重要意义。目前，应注重多学科合作、多层次分析、多中心研究、多领域探索高原低压低氧条件下人体相关生理生化反应的变化，阐明已存在的高原相关疾病的发生、发展过程，并有针对性地研究相关病理变化过程，将有助于寻找新的预防干预措施及药物干预靶点，以期促进高原地区经济文化医疗发展。

参考文献：

[1]格央.高原气候环境与人类健康[J].西藏科技，2006（4）：50-51.

[2]胡松涛，辛岳芝，刘国丹等.高原低气压环境对人体热舒适性影响的研究初探[J].暖通空调，2009，39（7）：18-21，47.

[3]陈宁，廖胜明，饶政华.高原低气压增氧旅客列车车厢温度场及热舒适的CFD评价[J].中国铁道科学，2012，33（4）：126-132.

[4]闫海燕，李洪瑞，陈静，等.高原气候对人体热适应的影响研究[J].建筑科学，2017，33（8）：29-34.

[5]肖卫，刘国丹，李亮，等.变压力环境下人体热感觉的实验研究[J].青岛理工大学学报，2015，36（5）：68-72.

[6]肖军，李小薇，雷慧芬，等.高原环境对人外周血细胞的影响[J].中國输血杂志，2017，30（8）：870-872.

[7]肖青林，郜中平，陈广浩，等.高原低氧环境对人血小板功能的影响[J].武警医学，2005（10）：758-759.

[8]冯晓妍，李等松，吴敏，等.进驻高原演习人员血氧饱和度及血压心率变化[J].解放军预防医学杂志，2008，26（6）：456.

[9]杨彩玲，贺菊香.不同海拔和吸烟量对世居中年男性肺功能的影响[J].临床荟萃，2010，25（14）：1244-1246.

[10]陈浩，李献，次仁达瓦，等.高原肺水肿临床特点及治疗效果分析[J].中国现代医学杂志，2003 （18）：147-148.

[11]史国赟，尹晓桃，杨志勤.无创呼吸机在急性高原肺水肿的疗效分析[J].世界复合医学，2019，5（9）：93-95.

[12]卓玛措.高原、幽门螺杆菌与萎缩性胃炎的相关性研究[J].中华临床医学研究杂志，2007，13（18）：2623.

[13]赵金明.排球运动员高原训练机能监控和营养方案的制定[J].文体用品与科技，2020（7）：187-188.

[14]徐彤，何云凌，刘磊，等.高原某特战部队营养调查[J].解放军预防医学杂志，2019，37（2）：1-3，7.

[15]王佳伟.膳食、营养素摄入对不同海拔居民血液氧化应激水平的影响[D].中山大学，2009.

[16]刘璐，徐刚，李鹏，等.高原边防部队膳食营养调查分析[J].军事医学，2017，41（6）：457-461.

[17]Boos CJ，Bye K，Sevier L，et al.High Altitude Affects Nocturnal Non-linear Heart Rate Variability：PATCH-HA Study[J].Front Physiol，2018（9）：390.

[18]马勇，张西洲，哈振德，等.高原低氧对人视觉功能的影响[J].高原医学杂志，1999（1）：3-5.

[19]杨真龙.西藏地区干眼症发病情况的初步调查与分析[D].吉林大学，2006.

[20]侯宝杰，德姬，吴海洋，等.拉萨市林周县40岁及以上人群中盲的患病率调查[J].中华眼科杂志，2002（10）：16-20.

[21]Zhang D，Ma H，Huang J，et al.Exploring the impact of chronic high-altitude exposure on visual spatial attention using the ERP approach[J].Brain Behav，2018，8（5）：e00944.

[22]郭宝凤，蒋月星，秦晓平，等.移居高原地区人耳鼓膜像的变化[J].中国民政医学杂志，2001（1）：10-11，28.

[23]Voutselas S，Stavrou V，Zouridis S，et al.The effect of sleep quality in Sherpani Col High Camp Everest[J].Respir Physiol Neurobiol，2019（269）：103261.

[24]丁梦江，樊毫军，张健鹏.增压舱对人体高原缺氧的疗效观察[J].武警后勤学院学报（医学版），2016，25（10）：837-839.

[25]马全福，袁延年，罗莉，等.高原低氧应激对肾脏的影响[J].中华实验外科杂志，2009（8）：1057-1058.

[26]项贵明，王公权，张仕运，等.高原脫适应人群肝肾功能监测及结果分析[J].国际检验医学杂志，2012，33（20）：2512-2513.

[27]Ma H，Zhang D，Li X，et al.Long-term exposure to high altitude attenuates verbal and spatial working memory：Evidence from an event-related potential study[J].Brain Behav，2019，9（4）：e01256.

[28]杨国愉，冯正直，秦爱粉，等.高原训练期间军人认知功能的追踪研究[J].第四军医大学学报，2005（3）：272-275.

[29]Rimoldi SF，Rexhaj E，Duplain H，et al.Acute and Chronic Altitude-Induced Cognitive Dysfunction in Children and Adolescents[J].J Pediatr，2016（169）：238-243.

[30]徐伦，吴燕，赵彤，等.模拟海拔3600m低氧环境对人的认知灵活性的影响[J].中国应用生理学杂志，2014，30（2）：106-109，118.

[31]Zhang J，Liu H，Yan X，et al.Minimal effects on human memory following long-term living at moderate altitude[J].High Alt Med Biol，2011，12（1）：37-43.

[32]Guo WY，Bian SZ，Zhang JH，et al.Physiological and psychological factors associated with onset of high-altitude headache in Chinese men upon acute high-altitude exposure at 3700 m[J].Cephalalgia，2017，37（4）：336-347.

[33]Pun M，Guadagni V，Drogos LL，et al.Cognitive Effects of Repeated Acute Exposure to Very High Altitude Among Altitude-Experienced Workers at 5050 m[J].High Alt Med Biol，2019，20（4）：361-374.

[34]Issa AN，Herman NM，Wentz RJ，et al.Association of Cognitive Performance with Time at Altitude，Sleep Quality，and Acute Mountain Sickness Symptoms[J].Wilderness Environ Med，2016，27（3）：371-378.

[35]吴兴裕，王小珍.模拟高原低氧对人的认知能力影响的研究[J].高原医学杂志，2002（3）：49.

[36]Heinrich EC，Djokic MA，Gilbertson D，et al.Cognitive function and mood at high altitude following acclimatization and use of supplemental oxygen and adaptive servoventilation sleep treatments[J].PLoS One，2019，14（6）：e0217089.

收稿日期：2020-07-24;修回日期：2020-08-05

编辑/王海静

作者简介：王欢（1991.11-），男，陕西咸阳人，硕士研究生，主要从事高原医学及运动关节疾病

通讯作者：马保安（1961.8-），男，吉林长春人，教授，主任医师，主要从事骨肿瘤外科、创伤骨科及人工关节