高原适应与缺氧

在高海拔地区，气压下降，因此吸入空气中的氧分压降低，尽管其分数浓度未变。这种低压性缺氧会降低动脉血氧含量，并对所有依赖氧气输送的系统构成挑战。适应是指在持续暴露于高海拔期间，部分恢复氧气输送和运动耐受性的一系列时间依赖性生理调节。

Definition

高原适应是指机体对高海拔低压性缺氧的渐进性生理调整——包括通气增加、心血管功能改变以及红细胞生成和组织适应——在数小时至数周内部分补偿氧气供应减少的过程。

Scope

本条目涵盖了低压性缺氧的生理后果、适应的时间进程（通气、心血管和血液学方面）、海拔对有氧运动能力的限制，以及急性高原病的表现（作为适应失败的结果）。它将海拔视为运动生理学中的环境应激源，不提供临床管理指导。

Core questions

• 低压性缺氧如何降低氧气供应并限制有氧运动？
• 通气、心血管和血液学适应的时间进程是怎样的？
• 即使适应后，最大摄氧量为何仍随海拔升高而下降？
• 成功的适应与急性高原病有何区别？

Key concepts

• 低压性缺氧
• 缺氧通气反应
• 呼吸性碱中毒和肾脏代偿
• 红细胞生成和血红蛋白增加
• 最大摄氧量（V̇O2max）下降
• 急性高原病、高原脑水肿、高原肺水肿
• 高住低训

Mechanisms

吸入氧分压降低会使肺泡和动脉氧气减少，颈动脉体感知到这一变化并驱动缺氧通气反应；过度通气以呼吸性碱中毒为代价提高肺泡氧气，肾脏在数天内对此进行代偿（Bärtsch & Saltin, 2008）。心输出量和心率急性升高以维持氧气输送，并且在数天至数周内，缺氧诱导信号刺激促红细胞生成素和红细胞数量增加，从而提高动脉血氧含量。尽管有这些调整，最大摄氧量仍随海拔升高而逐渐下降，因为氧分压梯度的降低限制了氧气向肌肉的扩散和对流输送（Bärtsch & Saltin, 2008; West et al., 2013）。当适应未能跟上上升速度时，体液转移和压力升高会导致急性高原病综合征（Bärtsch & Swenson, 2013）。

Clinical relevance

高原生理学是认识急性高原病、高原脑水肿和高原肺水肿的基础，并为在高海拔地区解释运动测试和表现提供了依据。本条目解释了其机制以及证据的产生方式；高原病的识别和管理属于临床范畴，受当前指南的约束，不属于本条目范围。

Epidemiology

急性高原病在未适应的旅行者中很常见，尤其是在快速上升到约2500米以上时，其发病率随海拔高度和上升速度的增加而升高；严重的类型（脑水肿和肺水肿）较不常见，但可能致命（Bärtsch & Swenson, 2013）。

Evidence & guidelines

机制和临床理解总结在生理学和临床综述（Bärtsch & Saltin, 2008; Bärtsch & Swenson, 2013）以及参考文本（West et al., 2013）中。间歇性缺氧暴露在运动表现中的应用在“高住低训”范式中进行了测试（Levine & Stray-Gundersen, 1997）。具体的临床指导由当前的高原医学指南规定，此处不予赘述。

History

高原生理学的系统研究随着20世纪登山运动和高海拔探险以及模拟海拔舱室研究而加速发展，这些研究确立了适应的通气和血液学特征以及最大摄氧量的逐渐下降。后来的工作将受控缺氧暴露应用于运动训练，以“高住低训”方法为例（Levine & Stray-Gundersen, 1997）。

Debates

如何最好地利用海拔或缺氧来提高海平面表现

间歇性缺氧暴露是否以及如何改善随后的海平面表现，以及红细胞生成适应与非血液学适应的相对贡献，仍然存在争议；“高住低训”设计是分离适应刺激和训练刺激的一种有影响力的尝试。

Key figures

• John B. West
• Peter Bärtsch
• Bengt Saltin
• Benjamin D. Levine

Seminal works

• bartsch-saltin-2008
• bartsch-swenson-2013
• levine-straygundersen-1997

Frequently asked questions

如果空气中氧气含量仍为21%，为什么高海拔地区氧气会减少？

氧气的分数浓度未变，但气压随海拔升高而下降，因此氧分压——驱动氧气进入血液的因素——较低。这种低压性缺氧，而非氧气百分比的变化，是核心应激源。

适应能否完全恢复高海拔地区的运动能力？

不能。适应部分补偿了氧气供应的减少，但最大摄氧量仍随海拔升高而逐渐下降，因为驱动氧气输送到肌肉的氧分压梯度减小了。