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高原病是如何被发现的?

来源:    发布日期:2018-02-07 17:02:40   阅读量:0

1848年夏天,旅居墨西哥的法国医生丹尼斯·乔达内特(Denis Jordanet)决定从尤卡坦半岛(Yucatan)搬到普埃布拉(Puebla),他的初衷只是想离开半岛那边湿润而多雨的气候,恐怕只有这样,他才能让生了肺结核的妻子感觉好一点。

普埃布拉位于墨西哥中部山区,属于典型的高原地带,这里的平均海拔要比半岛地区高出2000多米,气候特点完全不同。果然,在抵达此处半年之后,乔达内特医生观察到,他爱人的病情竟然真的“好转”了,对于一个患者家属来说,这当真令人开心!而进一步,对一个曾获得法国医疗机构表彰的医生来说,这里也许还有另一番可供深究的事情呢?

时间回到1643年,意大利物理学家埃万杰利斯塔·托里拆利证明“空气具有压力”(即气压),并借此机会发明了气压计。5年之后,法国人布莱士·帕斯卡利用托里拆利气压计证明,平地和山上的气压并不相同,而且越高的地方气压越低!

乔达内特对老乡帕斯卡的发现非常熟悉,出于一个医生的严谨和细致,他决定独立研究气压和他爱人疾病“好转”之间可能存在的关系。此刻,萦绕在乔达内特头脑中的是这样一个问题:空气压力的差异会对人体产生什么样的影响?

在细致测量了不同海拔地区的气压之后,结合自己爱人的病情,乔达内特在笔记本中写道:“……相对较低的气压……可能会改善人体(氧)代谢……或有利于肺病的康复……”在这一假设的驱动下,此后的10年,乔达内特独立一人进行了一系列开创性的观察性研究。

1859年,爱人病逝,乔达内特返国参加学术会议,会上他公布了自己多年的观察结果,他认为,虽然说较低气压有利于肺病的好转,但是如果海拔升得太高,反而会导致一些症状,比如头晕、耳鸣、心慌和气促之类,这些表现和另一种疾病——贫血十分相似,乔达内特提醒与会人士,有必要怀疑贫血和气压降低之间是不是存在同样的病理生理机制。

会中,很少有学术人士对这样一个乡下医生的话题感兴趣,除了一个人,他叫保罗·伯特(Paul Bert, 1833-1886)。

1859年之前,伯特一直在法国本土研究失氧和人体的关系,到当年学术会议时已小有名气。他立即意识到乔达内特累积的十余年观察数据极具价值,当乔达内特提到贫血时,伯特心中一念闪过的是:(这些症状)会不会和氧气有关?

伯特主动接触了乔达内特——“一个乡下医生”——提出双方合作研究气压、氧气和症状之间的关系。

两个同样意志坚定的人一定会产生好的“化学”反应。通过细致分析,两位医学家发现,在海拔高气压低的地方,人身体内的氧气含量的确会降低,但是和贫血不同的是,血红蛋白的绝对量并没有减少,而是它们结合氧气的能力出现了下降——因此两者在症状上差不太多,都是“缺氧”的表现。基于这一点,乔达内特和伯特提出,这不是简单的贫血,而是一种气压相关性贫血。

时间来到1875年,离乔达内特首次意识到高海拔对人体健康可能有影响已经过去了27年。由于气压相关性贫血常见于高海拔地区,不久之后,就有人提议用“高原病”来命名它。

现在我们知道了高原病的来龙去脉,也明白了缺氧是其中的关键,那么现在的问题是,这一切又是怎么串联起来的呢?

原来,在正常气压下,血红蛋白对氧气的结合能力是最强的,而一旦海拔升高气压降低后,比如在平均海拔超过4000米的高原地区,气压比平地低40%,相应的,血液结合氧气的能力也会大约降低40%,因此更容易缺氧。不过,人体可是相当精密的系统,绝不会对缺氧“坐视不管”,而会通过“代偿”机制来应对困局。

就缺氧而言,代偿是指人体通过生理变化来确保氧气的供给。这里有几种方法,上文我们说到,高原病发生有一个重要条件:血红蛋白结合氧气的能力不足。所以,对人体而言,既然已有的血红蛋白能力不足,那么增加血红蛋白的量如何?现代研究发现,生活在高原地区的人,血液中血红蛋白的量确实要比平原地区的人多,这一代偿机制的本质是用数量来应对质量的不足。

当然,除此以外,还有另外一个办法。大家都知道,氧气是通过呼吸先进入肺部,随后再进入血液中的。在此过程中,如果肺部与吸入的氧气接触越充分,那么就越容易被吸收完全。所以通过加深呼吸,进入血液的氧气就会越多,不用说,人体可以通过复杂的神经反射来“自动”做到这一点,这在生理学上被称为低氧环境下的呼吸神经调节。

只是,无论哪一种办法,都是有极限的。当缺氧严重到人体无法自行调整时,医学上的“失代偿”现象就出现了,这个时候人体就会出现文中提到过的头晕、耳鸣、心慌和气促等症状。

在快速升高海拔的情况下,一旦出现失代偿,即可引起“急性高原病”。此时,人体会通过调节生理机制来保障供氧,作为氧气进入人体的唯一渠道,肺必然首当其冲,持续应激下,肺功能到达极限之时,也就是肺水肿发生之际,这其实是高原病的最主要特征之一。

肺水肿时,肺内空间被大量液体占据,人体氧气的摄入将越来越少,越少则神经调节越过“激进”,肺的应激越严重,如此恶性循环形成,最终结果则是呼吸功能衰竭。当肺部这一后院失火,大脑缺氧的后果就会马上显现,随着肺水肿的加重,急性高原病将进入第二阶段,即“脑水肿”阶段,即便此时立即进行医学干预,也很难确保患者生命的安全。

急性高原病固然吓人,但是对于长期居住在高原地区的人来说,就不常见,对这些人来说,“慢性高原病”更需要关注。

慢性高原病是一种慢性缺氧性疾病,主要原因竟然是因缺氧代偿而出现的血红蛋白过度增加,医学上称之为红细胞增多症。血管中过量的红细胞会使血液流动缓慢乃至于堵塞,那么吸入的氧气就没有办法“及时”由血液带到需要的部位去,因而出现氧气够却不得用的现象,这也会导向缺氧加重,成为慢性高原病的诱发病因。

话说回来,如何应对高原病,最直接的当然是降低海拔,唯有此才能使体内血红蛋白的工作效率得以恢复,根本上解决缺氧,而降低海拔的同时,也可以通过吸氧之类的措施来暂时缓解缺氧,使病人感觉更“好”些。相对于急性高原病,反而是慢性高原病的应对要棘手一些,因为这类患者通常在早期不会有太多的不适,而一旦感到不适,可能已经病情较重了。事实上,对于长期居住在高原的人来说,避免其他有害心肺功能的疾病,如高血压、冠心病、慢性肺病等,才是预防和控制慢性高原病的关键。对人体而言,如果原本器官健康,那套精密的生理“代偿”机制是足以保证人体健康运作的。

■知乎ID:洪嘉君,医疗服务