基金項目:國家社會科學基金項目(青藏高原旅游開發研究,編號:07BJY130)研究成果之一
[摘 要] 青藏鐵路的全線通車,引發了國內外游客進藏旅游熱潮,然而青藏高原的特殊環境和高原缺氧對進藏旅游者的健康構成威脅,本文詳細闡述了青藏高原氣候特點及對人體健康的影響,并在高原醫學工作者對急性高原疾病的研究基礎上分析總結了急性高原疾病對急進高原旅游者的健康影響,以期能為高原旅游者進藏旅游提供指導。
[關鍵詞] 高原環境 急性高原疾病 人體健康影響
一、緒言
青藏高原素有地球“第三極”和“世界屋脊”之稱,平均海拔4500米以上,是世界上海拔最高、面積最大、地形最復雜的高原。青藏高原自然風光奇特,同時又是以藏民族為主體的多民族區域;千百年來,藏族及其各兄弟民族創造的高原文化,在世人面前呈現出無窮的神秘感和極大的誘惑力,成為全球旅游者心馳神往的旅游地。特別是青藏鐵路全線貫通,青藏高原成為21世紀我國乃至世界最具誘惑力的旅游目的地。
然而,青藏高原畢竟是世界屋脊,巨大的高原自然環境有著自己的特殊環境,青藏鐵路只是解決了跨越西藏的屏障,高原旅游中的高原缺氧和高原疾病依然是威脅廣大游客的“天敵” ,脫離供氧列車后游客依然面臨的是高原缺氧環境。據新華網拉薩9月14日專電,青藏鐵路開通兩月一名游客死于高原病,死因為高原反應引發心臟病導致死亡。高原特殊自然環境及高原疾病對人體健康影響究竟多大?尤其是對短期入藏旅游者的身體健康影響如何?針對這一問題,本文闡述了高原氣候對人體健康影響,并綜合國內外高原醫學研究者對急性高原疾病的研究成果,全面分析高原自然環境及高原疾病對急進高原旅游者的生理健康影響。
二、青藏高原氣候特點及對人體健康影響
青藏高原總的氣候特點是寒冷、干燥、低氣壓、紫外線強及強輻射,這些氣候因子對人體有許多不利的影響,其中對人體影響最大的取決于所在高原的高度。青藏高原氣候對人體生理活動的影響是最主要表現在以下幾個方面:
1.低氣壓
氣壓一般隨高度的增加而有規律地下降。氣壓越低,空氣越稀薄,空氣中氧分壓越低(見圖1),肺內的氧分壓也隨著降低,這樣血紅蛋白就不能飽和,出現血氧過少的現象。只有當動脈中的氧分壓高于7.98 kPa才能滿足機體的基本需要,低于這個水平.,機體將明顯缺氧從而導致人們易發生急性高原反應,各系統功能將有較大變化,當人們進入青藏高原環境以后一般會由于缺氧而出現乏力、頭痛、頭暈、心慌、胸悶、呼吸急促、食欲下降、腹脹、疲乏、失眠、體溫和血壓改變、惡心嘔吐等癥狀,如長時間缺氧則會使大腦皮層受到嚴重損害,引起頭痛、頭暈、以至昏睡、意識喪失,直至危及生命。
2.寒冷
在相同緯度高原地區要明顯比平原寒冷。平均而言,海拔每升高100 m,氣溫下降約0.6℃,高原地區空氣稀薄、潔凈,所以大氣對地面的保溫作用差,使得該地區晝夜溫差較大,可達10℃~15℃。青藏高原年平均氣溫都在10℃以下,極端最高氣溫不超過33℃,年溫差僅在25.6℃以下,積溫低于2000℃,冬季漫長甚至長冬無夏。初進高原者與久居高原者相比,其對寒冷的適應明顯較后者差。初進高原者處于低溫環境時會發生全身骨骼肌的細微顫動即寒顫,這是機體在調適,以產生較多熱量來抵御寒冷。但這種適應過程會促使人體氧耗量增加,易進一步引起缺氧。在嚴寒季節,初到高原者對缺氧的適應過程會更困難。因處于寒冷環境下,人體的對流散熱使體熱散失較快,對保持體溫不利。另外,寒冷促使耗氧和氧需求增加,機體負荷加重,促進組織缺氧的發生和發展,可成為促發急性高原反應和疾病的重要因素。
3.干燥
高原地區(干燥)相對濕度較平原要低,大氣中水分隨海拔增高而減少,在3000米時大氣中水分只相當于平原的34%,海拔6000米時僅為平原的5%。由于空氣中水分隨海拔上升而遞減,故高原氣候隨海拔升高而更干燥。此外高原多大風天氣更使人體表及呼吸道散失水分明顯高于平原,尤以勞動和劇烈運動時更甚,同時由于缺氧及寒冷等利尿因素的影響,使機體水分含量減少,致使呼吸道粘膜和全身皮膚異常干燥,易發生咽炎干咳、鼻出血、唇炎和手足皮膚干裂等癥狀。
4.強輻射和強紫外線
高原地區因日照時間長、太陽輻射強、中波長、紫外線量大。全年日照時數在2000~3000小時左右,明顯高于平原。人在高原所受日光輻射強度隨海拔上升而增加。因海拔上升空氣越稀薄,且干燥少云,使太陽輻射增強。地表接受太陽輻射量也隨海拔增高而增加。如青海省總輻射量為586~754千焦/平方厘米,比華北平原、黃土高原高出84~167千焦/平方厘米;比四川、湖北、湖南、江浙諸省高出209~251千焦/平方厘米。日光輻射除高海拔因素外,還受其他因素的影響,如高原生活、工業等污染較小,空氣較潔凈。因此,日光透過大氣層就較多,而日光中的紫外線被吸收的較少,還由于冬季高原多積雪,在5000米以上高山常年積雪,白雪對日光的反射可使日光的輻射作用加大增強。
紫外線是太陽輻射線的一個組成部分。在高山和高原地帶由于空氣稀薄,水汽及塵埃較少,紫外線被空氣吸收減少,輻射強度增加,特別是中波紫外線增加較為明顯。在海拔4000米高原,300納米紫外線量較平原增加2.5倍。在雪線以上和冰雪覆蓋的高山和高原,高原的日光和紫外線經過雪地反射后會更加強烈,雪地對入射紫外線反射量高達90% ,由于入射和反射的紫外線加在一起,人體所接受的紫外線輻射量和強度明顯增加。海拔越高,強度越大,海拔每升高100米,紫外線強度增加1.3%(見圖2)因紫外線具有極強殺菌作用,同時對正常人體細胞的損傷也嚴重。所以增強的紫外線可對人皮膚和眼睛造成損害。常見有濕疹、光感皮膚病、角化病、化膿性皮膚病以及眼部的角膜灼傷等疾病的發生。
5.各種因素的綜合作用對人體的影響
研究表明,單一氣象的要素的狀態與變化在誘發某些疾病方面起作用。但是,在同一時間范圍內的氣候現象往往是多個氣象要素共同作用的結果,因而,在更多情況下是兩個或多個氣象要素的共同作用而對人體健康產生影響。低壓性缺氧與寒冷常常互為因果,彼此增強。高原的氣溫隨著海拔高度的增加而減低,而高原地區多風且風速可達每秒30米這就增加人體的對流散熱,從而增加寒冷的程度而導致凍傷發生。氣流愈大,愈增加人體的體力負荷和氧的消耗造成疲勞和衰竭,易誘發和加劇高原性疾病。
綜上所述,高原地區的自然環境主要體現在低氣壓、低氣溫、低濕度和強日照輻射,并且由于這些特點而對人體健康帶來一定的影響。
三、急性高原疾病
高原病是發生在高原低氧低壓環境的一種特發病,是由于對高原低壓性缺氧不適應導致機體病理生理上一系列改變而引起的各種臨床表現的總稱。人類最早的有關高山病(Mountain sickness)的記載見《漢書·西域傳》,記載公元前30年漢成帝時,使臣西行(今克什米爾一帶),要經過皮山山脈(今喀拉喀什山口和喀喇昆侖山口)的大頭痛山和小頭痛山。
總體來說,高原病可分為急性高原病和慢性高原病兩大類。急性高原病,一般而言,指抵達高原2 周內發病的高原病。急性高原病又分為急性高原反應、急性高原肺水腫、急性高原腦水腫和急性高原混合型(指同時有肺水腫和腦水腫,或以肺水腫、腦水腫為主同時伴有兩個以上器官功能損壞或衰竭的臨床型);急性高原病因個體差異、具體環境等諸多客觀因素的影響,病情有輕有重,差異很大。慢性高原病又分為慢性高原反應、高原紅細胞增多癥、高原心臟病、高原高血壓病、高原低血壓病和慢性高原病混合型(高原紅細胞增多癥伴心肺等兩個以上器官功能損害的臨床型)。 本文主要探討急性高原病對人體生理健康的影響,慢性高原病在此不另贅敘。
1.急性高原反應(Acute high altitude response)
急性高原反應是人體進入高原(尤為海拔3000米以上高原),因低壓低氧而出現的一系列臨床癥候群。多發生于進入高原數小時或1~3天內,一般經3~10天的高原適應后癥狀逐漸消失。
(1)發生率
Hackett(1976)調查表明,攀登海拔5500米時53%的人發生急性高原反應,其中男性占53%,女性占51%。吳天一等(1983)報告,海拔2260~2880米發生率為6.2%,海拔3050~3797米為39.9%,海拔4068~5188米為92.9%。崔樹珍等(1988)對454名健康男性青年調查表明,急進海拔3450~4300米高原的發生率為48.45%。袁延年等(1999)報道,3700m以上地區的急性高原反應發生率81.4%。而據西藏軍區總醫院對新兵空運進藏的調查表明,進入 3 000m、3655m 高原時的AMS的發病率分別為57.3%和 63.8%,進入 3900m 以上和4500m 地區時的 AMS 的發病率高達89.2%和 100%,一般來說,平原人快速進入海拔3000米以上高原,50%的人將出現急性高原反應癥狀。但也有少數人在2000多米就出現輕度癥狀。柴自杰(2000)研究結論為年齡越大,進入高原后發生急性高原反應的機率越大。此外,平時訓練強度高低和身體素質的好壞與急性高原反應的發生率成反比。
(2)臨床表現
急性高原反應的臨床表現主要有頭痛、失眠、食欲缺乏、惡心、眩暈、呼吸困難、尿少、嘔吐、倦怠、運動失調等。其癥狀發生率見圖5。頭痛常為前額頭痛,經常伴有眩暈,嚴重時可能有視覺障礙,但眼底檢查正常。
研究表明,急性高原反應發生率與海拔高度呈顯著正相關。說明海拔越高,低壓、低氧越明顯,對人體的正常生理功能影響越大。急性高原反應還存在著個體差異。大量資料證實,健康狀況一致的人進入高原后可表現出不同的適應狀態。乘汽車或飛機快速進入高原者易發生急性高山病,而進入海拔3000米以上的高原時采取緩慢升高的辦法較安全。
2.急性高原肺水腫(High altitude pulmonary edema)
急性高原肺水腫(HAPE)是高原低氧引起的特發性肺型急性高原病,其發病機理是低氧致肺小動脈收縮并形成不均勻的局部灌注,造成大量血液涌達的那些毛細血管流體靜力壓增高,而使液體滲入肺泡。上呼吸道感染,過度勞累和寒冷是發病的三大誘因。1960 年Houston首次報告了一例海拔3600米高原發生的高原肺水腫。
HAPE較常見,且發病急促,經過兇險,死亡率高,是值得十分重視的一種急性高原病。HAPE發病不受年齡限制,一般在4000米高度以上發病,但對缺氧敏感者也可發生在2500~3000米左右。發病者通常有3種情況:(1)初入型高原肺水腫:居住平原的人在急速進入高原后一時未適應而發病。(2)再入型高原肺水腫:久居世界高原的人到平原短期居住,重返高原時發病。(3)高原居民在進入更高地區或在原地區接受某些動因(激烈活動,手術等)也可發病。
(1)發生率
世界各地報告的急進高原或高山的高原肺水腫發生率差異較大。國外成人最高發生率達15.5%,最低為0.03%。國內成人最高發生率為9.9%,最低為0.15%。
(2)臨床表現
高原肺水腫發病很急,一般不發熱,先有頭痛、心悸、失眠、厭食和惡心等先兆癥狀,然后出現頻繁干咳,并漸漸加重,伴有紫紺,呼吸困難,接著咳嗽更加嚴重,并且咳痰,典型的痰呈粉紅色泡沫狀,有時亦可呈薄稀橙黃色,色如啤酒或橘子水,也可呈白色清水樣。痰量極多,1小時可咳200~300mI,甚至從口鼻涌出。
因本病病情急,發展快,發病后急需積極搶救。只要診斷及時,正確,癥狀可于數小時內好轉,一般7-l0日痊愈,但如被誤診為感冒,支氣管炎或一般高原反應等病癥,延誤治療也可導致死亡。
3.高原腦水腫(High Altitude Cerebral Edema )
急性高原腦水腫(HACE)或稱高原昏迷、腦型高原病,是高原人體的一種特發性高原病,也是急性高原病中最為嚴重的一種臨床類型。多發生在海拔4000m以上高海拔地區,其發生常與進駐高原的速度、海拔高度、自然條件以及進駐高原途中的各項保障工作的優劣有密切關系。
(1)發生率
HACE發病率因地區不同而略有差異,國內張西洲報告在1%~3%之間,而國外Hackett報告為1.8%~4.8%。周其全等調查結果為0.9%~1.9%,接近于國內張氏報告的數字。Singh等(1969)在1925例急進高原的平原人中調查,發現有4例出現視力模糊,視神經乳頭邊緣不清或明顯的視神經乳頭水腫;24例惡性急性高山病病人在劇烈頭痛后出現嚴重的神經系統表現。楊景義等(1985)在海拔4800米和5200米對39例高原腦水腫的研究表明,輕型11例(占28.2%),中型13例(占33.3%),重型3例(占7.7%),極重型12例(占30.8%)。
(2)臨床表現
高原腦水腫可出現一系列神經精神癥狀。最早表現興奮增強,病人好動不安,勁頭十足,喋喋不休,想入非非,語無倫次,步態蹣跚,狀如酒醉。共濟失調是重要的早期癥狀。典型癥狀是劇烈頭痛、頻繁的惡心嘔吐。
(3)混合型急性高山病
重癥急性惡性高山病常同時存在高原肺水腫和高原腦水腫表現,此即混合型急性高山病。據Dickinson(1981)報告,50例急性惡性高山病中,11例(占22%)為腦水腫型,6例(占12%)為肺水腫型,33例(占66%)為混合型。混合型病情較單純肺水腫或腦水腫嚴重,病死率也高。
四、急性高原病易感人群
1.AMS 易感人群
多數人在環境有害因素作用下呈現出輕度的生理負荷增加和代償功能狀態,但仍有少數人處于病理性變化即疾病狀態甚至出現死亡。通常將在急性高原暴露時容易受到環境損傷,導致 AMS 發生的人群稱為 AMS 易感人群。這類人群對急性高原暴露這一有害因素作用反應比普通人群更為敏感和強烈,即在易感人群中 AMS 的發病率明顯高于普通人群。
2.判斷依據
目前對易感個體預測已有科學的測試方法有血氣測定法(呂永達,尹昭云等,1985,1986),心肺功能運動試驗(吳天一等,1992)等及鄭然的預測指標標準值判斷依據(見表1)。根據預測指標值判斷依據,可對進駐或居住高原的群體中,預測出對低氧易感的個體,這類人發生高原病的幾率極高,從而認為是不宜進駐高原者。
注:表中英文縮寫中文對照
SP—收縮壓DP—舒張壓
MAP—平均動脈壓pp—脈壓差
F—血漿皮質醇 pH—酸堿度
RVET—右室射血期RPEP/RVET—右室心肌緊張指數/射血指
RHI—右心指數 RSV—右肺區域性血流量數
CCO—腦區域性血流量Vo2max—最大攝氧量
3.AMS發生的地域差異性
不同地區人群AMS的發生也具有地區差異性。劉運勝(2002,2005)研究結果顯示,AMS的發生情況具有明顯的地理差異性,并具有一定的變化趨勢和規律。總體來說,低海拔地區的人群要比中高海拔的人群對高原環境的適應能力差。來自北方地區的人群對寒冷的環境和風沙等醫學地理因素更能夠適應,而南方地區人群對寒冷的不適應則加重了其AMS發生的程度。同時南方地區的人群與來自西北地區的人群的消化系統更難適應高原特殊的醫學地理環境。
五、急性高山病發生規律及結論
1.急性高山病中主要表現為急性高原反應癥狀(圖8),故對高原旅游者來說主要是預防急性高山反應的發生。
2.急性高山病發病率主要集中發生在海拔3000米以上且隨海拔的上升而遞增,海拔2500米以下基本上是無反應區,2500-3000米為急性高原反應低發區,其發生率一般不超過10%;海拔3000~4000m地區為急性高原反應的多發區,發生率已可超過30%;海拔4000~5000m地區是急性高原反應的高發區,如果預防措施不力或人員身體耐缺氧性差,發生率很可能超過50%,且易發生急性高原腦水腫與高原肺水腫。海拔超過5000m為危險區,有生命禁區之稱。
3.高原病發生的最主要危險因素是上升的速度、高度。一般認為上升的高度越高,速度越快,則發病率也越高,病情也越嚴重,因機體代償機制來不及充分發揮。
7.在寒冬進入青藏高原的平原人其AMS發病率遠高于夏季進入青藏高原者。因為冬季嚴寒使人體引起的寒顫產熱,使機體代謝增加,四肢骨骼、肌肉耗氧增多,而供氧減少,特別是與人體重要器官心、腦供氧減少有關。寒冷加上高原風速過大,可使皮膚的實際溫度下降,導致四肢寒冷、麻木、刺痛,甚至發生凍傷。
5.個體易感性也影響AMS發病率的高低。總體來說,低海拔地區的人群要比中高海拔的人群對高原環境的適應能力差。來自北方地區的人群對寒冷的環境和風沙等醫學地理因素更能夠適應,而南方地區人群對寒冷的不適應則加重了其AMS發生的程度。同時南方地區的人群與來自西北地區的人群的消化系統更難適應高原特殊的醫學地理環境。
6.建議急進高原旅游者以階梯式緩慢進入高原旅游,以海拔2500~3000米高度為適應高度區,在此高度停留2~3d作生理適應調整,待身體適應后,再上升3000~4000米,4000~5000米高度區,切勿圖旅途之快而冒生命危險。
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