在山里待上两周,你的血液就会发生改变
一夜之后,人体将开始适应高海拔环境,这种适应性所带来的生物变化可以持续几个月——也就是说,即使人后来回到低海拔环境,这种变化也会持续一段时间。
最近,为了观察缺氧环境中的多种变化如何影响红细胞保持氧气的能力,科学家们有史以来第一次比较了登山者的血液——他们发现登山者的血液在几个小时内就会发生变化。
这项研究驳斥了一个持续了半个世纪的假设。该假说表明,与平均海拔地区的人相比,高海拔地区的人能够产生新的红细胞。因此,他们的供氧能力将得到提高,他们的肌肉和器官将获得更多的氧气。
根据上述假设,尼泊尔珠穆朗玛峰大本营的氧气含量仅为海平面的53%。科学家认为人体内的原始红细胞将被新的、功能更强的红细胞所取代,这些红细胞具有更好的氧运输能力。
"半个世纪以来,人们一直这样认为."罗伯特·罗奇是科罗拉多大学海拔研究中心的首席研究员和研究主任,他告诉《科学》记者洛维特。
但事实上,这个假设有很大的问题。虽然对于像*山区居民和安第斯山高地居民这样一生都生活在高海拔和低氧地区的人来说,这种说法可能有些道理,但对于登山和滑雪爱好者来说,情况可能并非如此。
怀疑这一假设的原因是,人体每秒钟能产生大约200万个红细胞,这需要几个星期才能完全被替换。因此,如果登山者需要几个星期来适应高海拔环境,他们应该如何在这样的地区生存?
正如洛维特所说,“即使是普通人也能在几天内适应高海拔环境。”
为了了解真实情况,罗奇、他的同事和志愿者参加了一个名为AltitudeOmics的项目。该项目由海拔研究中心运营。其目的是研究人类适应高海拔环境过程中发生的生物变化。
他们派遣了21名健康志愿者(12名男性和9名女性,年龄在19岁至23岁之间)到玻利维亚查卡塔亚山顶的大本营。这里的海拔高度是5260米。
在爬山之前,科学家们监测志愿者的血液。然后,在一周内,志愿者的血液将被检测几次,包括在3.2公里的攀登过程中以及在1525米的下降之后。
经过一周的休息,志愿者们将再次上山,完成3.2公里的徒步旅行。
有趣的是,志愿者认为第二次远足比第一次容易得多,而且他们在第二次远足中表现也更好。
这表明志愿者不仅在第一次爬山时适应了环境,而且在返回到低海拔环境后还保留了一些身体的变化。
当研究人员分析血液测试结果时,他们意识到红细胞并没有被替换,他们在志愿者第一天上山的几个小时内就开始快速变化。
研究小组还发现,由海拔变化引起的红细胞能力的提高所带来的提高肌肉和重要器官的氧气输送能力的过程比科学家先前认为的要复杂得多。
这是历史上首次在实验室外获得高海拔地区红细胞生物学变化的证据。正如洛夫特所说,由于红细胞的存活时间约为120天,这种变化将永远存在于它们的存活时间中。
研究小组总结道:“这是我们第一次发现支持红细胞具有代谢适应性的证据。这种适应性确保了当人们进入高海拔缺氧区时,红细胞会在几个小时内发生变化。”
这一发现令人兴奋,因为它意味着即使你不是生来就像世界上其他1.4亿人一样生活在东非、亚洲、北美、中美洲和南美洲(海拔2500米以上)这样的高海拔地区,并且拥有适合生活在上述高海拔地区的基因变化,你的身体也可以改变以适应低氧环境带来的挑战。
该研究数据还告诉我们如何处理未来导致严重失血的伤害。
"当人们遭遇车祸或枪伤时,他们会因失血而缺氧。"洛维特说。"找到在紧急情况下增加血氧水平的方法可能会拯救平民和士兵的生命。"
蝌蚪工作人员从科学警报,翻译晴空燕,转载必须得到授权。