高原衰退症的发病机制研究*
2021-04-23梁贞宋佳颖德吉曲宗巴桑卓玛
梁贞 宋佳颖 德吉曲宗 巴桑卓玛
西藏大学高原医学研究中心 西藏拉萨 850000
高原衰退症是指高原世居者或移居者长期暴露在高原低氧环境中,机体通过长期不断的自然选择和自身调节,仍然不能很好地适应高原环境,机体内环境稳态被打破,而出现的一系列功能失调或病理形态上的改变称为高原衰退症,也有人称之为“高原适应不全”或“慢性高原反应”、“持续性高原反应”、“高原世居者的脱适应”等,此术语到目前为止仍然概念模糊且容易混淆,目前还没有一个统一的称谓。虽然1995 年中华医学会第三次全国高原医学学术讨论会上,我国一些学者将其正式命名为“高原衰退症”,并制定了相关诊断和分型标准,但到目前为止很多学者对此术语仍有较多的异议,认为该名词包含的含义和内容都具有一定的局限性[1]。
1 文献检索
在中国知网(CNKI)和PubMed 中进行检索,中文主题为:高原衰退症、高原适应不全、高原、心功能、睡眠、神经系统、衰老;英文主题为:Maladaptation to high altitude、High altitude deterioration、high altitude、cardiac function、sleep、nervous system、senescence。中国知网(CNKI)中共检索到1077 篇文献,PubMed 中共检索到1941 篇文献,通过前期摘要的阅读和采用严格的纳入和排除标准,最后中文纳入分析的文献共有35 篇,英文23 篇。
纳入标准:(1)全文研究主题与高原衰退症和高原适应不全相关的文献;(2)有关高原衰退症与高原适应不全的生理机制研究的文献。
排除标准:(1)临床病例研究;(2)动物研究中与高原衰退症或高原适应不全无关的文献;(3)与高原衰退症或高原适应不全主题无关的文献。
2 高原衰退症的临床分型
根据1995 年中华医学会第三次全国高原医学学术讨论会,将高原衰退症分为体力衰退型与脑力衰退型两种类型,下面分别进行描述和总结。
2.1 体力衰退型高原衰退症
根据高原衰退症的诊断标准:高原衰退症体力衰退发生于久居海拔3000m 以上的移居者或长期逗留海拔5000m 以上的登山人员,发生食欲减退、体重减轻、劳动及工作能力下降、疲乏无力、性功能减退、月经失调等症状。该型有研究提出机体的主要改变表现在以下几个方面:
2.1.1 心功能障碍
高原移居人群为适应低氧环境广泛存在红细胞增多的现象[2],红细胞过度增多会导致血液的粘度增加,造成机体的微循环障碍[3],从而增加心脏负担。
长期缺氧会导致心肌线粒体发生结构和功能的障碍,引起心力储备能力降低[4],并且有研究报道高原体力衰退与低氧通气反应减弱和过度通气会引起呼吸肌的疲劳和耗氧量的增加等有很大的关系[5]。
有研究表明[6]急进高海拔后,会导致肺动脉压增高、右心室扩大,并且导致心功能降低,心肌受损,但是左心室形态学变化不明显。并且在短期之内返回低海拔30d 左右,右心形态学受损可以恢复到平原正常人水平[7]。但也有研究是相反的结论:在急性高原暴露后心脏的左心室收缩功能增强,并且提出左室舒张末容积、心率和每博指数可以作为预测急性高原病的参考指标[8]。但是对于长期居住高原的人群心室结构和功能的改变还没有明确的结论。
2.1.2 内分泌系统紊乱
长期处于低氧环境,机体氧的供给不足以满足机体的需求,体内的部分有氧代谢会被无氧代谢所取代[9],导致机体的代谢负荷增加,影响组织和器官的功能。
研究表明[10],长期低压缺氧使肾上腺皮质细胞结构及代谢功能发生改变,导致机体内分泌系统发生紊乱,当机体处于5200m 时,生长激素、瘦素和胰岛素样生长因子的表达增加,高海拔人群体重发生明显降低,机体内分泌代谢功能发生减退。
低氧还会引起促肾上腺皮质激素释放激素1 型受体(CRFR1 型受体)及基因在脑与多种组织中广泛表达[11]。在缺氧条件下,下丘脑-垂体联合机制调节机体内分泌系统会发生变化,催乳激素(PROL)、生长激素(GH)、促甲状腺激素(TSH)和皮质醇(Cort)都显著下降,其分泌量在总分泌系统中所占的比例也下降[12]。
人体的免疫系统是维持机体正常生命活动的重要部分,有研究表明[13]急进高海拔执行任务的青年,机体免疫系统中IL-6 水平显著升高,导致机体免疫功能受到抑制。而长期生活在慢性缺氧的环境中,对机体的细胞免疫有明显的抑制作用。
2.1.3 加速机体衰老
长期处于高原缺氧的环境不仅会使机体各器官发生功能衰退,也可能会使机体衰老现象比平原人提前5~10 年[14]。机体长期处于缺氧环境,机体内的超氧化物歧化酶(SOD)活性明显降低,产生大量的氧自由基,损伤了机体的蛋白质和染色体末端的端粒,加速了机体衰老[15],随着年龄的增长高原人群比平原人群端粒长度缩短的更明显。
除了缺氧外,有研究还提出高原人衰老还与高原寒冷、干燥、长时间紫外线照射等复杂的环境因素有关。皮肤是人体最大的器官,由于受高原复杂的环境因素刺激,皮肤中的水分丧失加速,导致皮肤干燥、粗糙等,甚至出现皱纹等不良反应,加速了皮肤衰老[16]。
2.1.4 体力衰退型高原衰退症的中医解释
刘春等人针对体力衰退型高原衰退症做了中医方面的解释,高原汉族移居者高原衰退症体力衰退型的病因是清气不足,在高原生活时间延长后,高原体力型衰退症病位逐渐由肺脾转变到肾。高原体力衰退型患者红细胞数明显增多,全血粘度增加,导致微循环障碍,这就是中医说的“血瘀”。高原体力型衰退症病性是以肺脾肾三脏虚损为本,虚中夹瘀。
2.2 脑力衰退型高原衰退症
根据高原衰退症的诊断标准:高原衰退症脑力衰退是指发生于久居海拔3000m 以上的移居者或长期逗留海拔5000m 以上的登山人员,发生头痛,头晕,失眠,注意力不集中,情绪不稳,思维、判断能力降低,记忆力减退和精神淡漠等症状,该型有研究提出机体的主要改变表现在以下几个方面:
2.2.1 神经系统的影响
在机体的生命活动中,脑组织是机体各组织中对缺氧最敏感的部位。在高原缺氧环境中长期生活,脑组织供氧量减少,导致机体脑功能发生衰退[17],并且发现随着海拔升高、居住时间延长,低氧对机体中枢神经系统的影响越大,脑力衰退也会加重[15]。高原低氧环境会刺激基因多态性发生改变,导致细胞凋亡的调控基因表达发生异常从而加速脑老化进程。许多研究表明,机体内过氧化物歧化酶(SOD)活性下降可能是高原脑老化的重要原因之一。
目前有研究表明[17]海马与学习记忆方面有关,而高海拔缺氧的环境会使机体海马、小脑等的肾上腺素能受体含量明显下降,因此出现学习记忆能力下降。有研究模拟高原环境的条件,受试者心理明显出现焦虑状态[18],并且随着海拔高度的增加,出现的焦虑症状越明显[19]。长期缺氧不仅会引起机体认知障碍,还会引起头晕、头疼等现象,这可能与高原低氧环境引起机体的颅内压增高有关。颅内压增高,会使脑血液循环受到阻碍,进一步加重了脑能量的代谢障碍,从而影响大脑神经元的兴奋或抑制性传导,干扰神经活动。
2.2.2 睡眠障碍
人体大脑的生理活动中,睡眠是一个重要的组成部分。在高原缺氧环境中高原世居者的睡眠质量明显优于移居者,但是,世居者中经常性失眠的人群仍占很高的比例,可能是由于机体的中枢神经系统在低氧环境中,下丘脑等与睡眠有关的脑区神经元活性降低,功能下降。还有可能是低氧环境诱发的交感-儿茶酚胺系统兴奋性增加,引起脑血管扩张,从而导致机体中枢神经系统的能量代谢障碍,对睡眠产生影响[20]。
研究发现,睡眠障碍会影响机体的呼吸、认知、内分泌的功能[21],不仅会使人出现精神萎靡、眼胞浮肿、头昏胀痛等症状,还可能导致机体的各种其他疾病,如肥胖病、高血压和性功能障碍等。高原睡眠障碍还会导致消化系统发生障碍,会使胃肠功能发生紊乱,增加机体的心理压力,使睡眠障碍更严重,从而形成恶性循环[22]。
2.2.3 脑力衰退型高原衰退症的中医解释
刘春等人从中医的角度探讨了脑力衰退型高原衰退症的特征,研究结果表明,高原衰退症脑力衰退型的病因是清气不足,宗气匮乏。在高原生活时间延长后,高原脑力型衰退症病位逐渐由心、脾、肾转变到肾。高原脑力型衰退症的重要原因之一是血瘀。
3 高原衰退症的遗传易感性 见表
表 报道的高原衰退症的相关易感基因列表
4 展望
我国虽然早就提出高原衰退症是高原人群所具有的一种较为常见的表现,是一种由于长期缺氧及多种因素导致机体出现衰退的一种的复杂病症,有的学者也把它归纳为一种慢性高原病,并且从中医学角度对高原衰退症进行了中医辨证,对其病症的特点和发病机制有了一定的研究和认识。但对其总体的临床特点和发病机制的认识尚不明确,更缺乏有效的防治措施。我国是一个高原之国,拥有着全世界高原居住最多的人群,开展高原医学相关的研究责无旁贷,高原研究者应积极开展相关研究,为高原人群的健康提供更有效的保障。