高原生存：拼的不仅是耐力（山系列之二）

【英国《新科学家》周刊11月2日一期文章】题：生活在高海拔地区的人
在缺氧的情况下，人怎么还能存活？我们的适应能力取决于我们的祖先。那些迁移到高原居住的土生低地人发生了一系列解剖学和新陈代谢方面的变化，从而适应了当地的生活。祖祖辈辈在高海拔地区生活的人们则已经进化并适应了缺氧的环境。他们的基因使得他们在高原生活方面占据了优势。有趣的是，妇女似乎比男子更适应高海拔的生活。
藏北高原是个寒冷而贫瘠的地区，看起来根本无法居住。然而，20世纪80年代在这里发现的石器表明，这是目前已知的最古老的人类居住地。至少在5万年前，人类就曾在此地居住过。
藏北是科罗拉多大学卫生科学研究中心的洛娜·穆尔前往开展研究的两处地点之一。她在这两个地方研究海拔、进化与健康之间的关系。另一处地点是安第斯山脉。这里有人定居的时间不超过6000年，因为在学会如何种植土豆、谷物以及驯养羊驼之前，人类是不可能在那里生活的。
穆尔把祖先迁移到高原的时间相对不算久远的人与土生土长的喜马拉雅和安第斯居民相比较，勾画了人类进化的生动画面。穆尔、人类学者斯泰西·萨穆迪奥和儿科医生苏珊·尼尔迈尔致力于研究妊娠和分娩的问题。萨穆迪奥指出，从进化的角度看，这些都是关键时期。她说：“最大的死亡风险就是在胚胎时期。自然选择在妊娠初期就开始了。”在发展中国家，死于妊娠的妇女比其他任何阶段都要多。因此，在涉及适应高海拔的问题上，这是两个最关键的阶段。
胎儿期
如果空气中的氧气较少，就意味着血液中的含氧量较少，胎儿尤其容易受到影响。孕妇的身体加以弥补的方式之一就是：提高血色素水平和增加血色素携带的氧气量，从而暂时提高血液中的氧气含量。这似乎是最容易实行的短期方法：土生低地人是如此，在美国落基山脉定居的人也不例外（这个地区有人定居的历史不过短短150年）。这样一来，孕妇血液中的含氧量就会与低海拔地区的孕妇相当。不过，她们腹中的胎儿显然仍然没有获取足够的氧气和其他基本营养素，因为海拔每增加1000米，婴儿的平均出生体重就会减轻100克。
然而，对土生高原人来说，调整适应肯定更为成功，因为与其他高海拔地区相比，藏族妇女的孩子的出生体重会大得多。穆尔和萨穆迪奥惊讶地发现，与其他生活在高海拔地区的妇女相比，藏族孕妇的血色素和动脉血液含氧量比较低。这显得很奇怪，但研究人员怀疑，藏族孕妇的血液含氧量确实很高。由于她们的身体制造出的血液总量比较大，所以从表面上看，她们的血液含氧量很低。穆尔认为，这样一来，就会有更多的血液流向骨盆和子宫动脉。
她发现，玻利维亚妇女的祖先已经在安第斯山区生活了6000多年。妊娠期间，她们出现了相似但不那么显著的生理变化。她认为，变化大小与她们的祖先在高海拔地区生活的时间长短之间存在着“梯度”。这种梯度体现了一个渐进和持续的适应过程。
婴儿期
孕妇缓和了外部世界对子宫中的胎儿造成的刺激。但是，一旦呱呱坠地，高原的婴儿就必须凭借自身的力量解决空气稀薄的问题。第一道障碍就是开始呼吸。尼尔迈尔和其他人发现，祖先世代生活在高原的孩子再次显示出了优势。如果把土生藏族人和生活在同一海拔的汉族新来者相比，出生之后，外来者的孩子需要较长的时间才能有效地呼吸。此外，他们的氧饱和度始终比土生藏族人低。在四个月大的时候，汉族人的氧饱和度稳定在75%左右，而藏族人则为86%。出生在低海拔地区的婴儿的氧饱和度则大约为98%。
穆尔说，氧饱和度也许会对生活在高海拔地区的人们的健康造成长远影响。但是，人们尚不清楚，高海拔地区人口的体育锻炼水平为何比较低。现已了解的情况是，从平均水平看，海拔高度每增加1000米，最大耗氧量就会降低11%。我们还知道，适应了环境的新来者受到的伤害最大，而土生高原人受到的伤害最小———所有曾经和夏尔巴人一起登过山的人都知道这一点。的确，在高山地区生活时间最久的人（如土生藏族人和玻利维亚人）的最大耗氧量与低海拔地区的居民差不多。
总的来说，在影响高海拔地区人口健康的因素当中，基因大约占25%，发育影响所占比例与此相仿，还有就是生活方式。最显而易见的生理调整就是胸腔增大和肺活量增加。无论你的祖先是谁，在高海拔地区成长都会造成这样的后果。其他调整包括呼吸频率加快和肺的效率提高，从而增加血液中的含氧量。这里同样存在一个梯度，祖先在高海拔地区生活时间最长的人口，其血液中的含氧量也最高。
秘密武器
不过，穆尔和其他人怀疑，藏族人的秘密武器就是他们的血管。他们的肺动脉的血压与低海拔地区的人差不多。穆尔解释说，胎儿的肺动脉有着厚实的肌肉壁，但在婴儿出生并开始呼吸后，这个肌肉壁通常会变薄。土生低地人开始在高海拔地区生活后，他们的肺动脉就会恢复胎儿时期的结构，从而提高肺动脉中的血压。藏族人却不是这样：他们的肺动脉的肌肉壁仍然比较薄，所以他们的肺动脉压很低。在锻炼过程中，由于动脉的阻力减小，心脏就能把更多的血液输送到肺中。
这样的生理调整还能防范慢性高原病。这种病的症状可能会持续存在数十年，包括面部水肿、头痛、眩晕、疲劳、健忘、胃口不佳和失眠。慢性高原病就是无法适应高海拔环境的一种极端表现。
美国陆军环境医学研究所的查尔斯·富尔科发现，妇女适应高海拔环境的能力比男子强。他在对低海拔人口进行研究后发现，妇女的肌肉耐力是男子的两倍。相应地，妇女能够坚持的锻炼时间也是男子的两倍。在高海拔地区，妇女的活动能力基本保持不变，而男子则平均会下降25%。
还有更多的迹象表明，妇女的新陈代谢与男子不同。我们通常以为，在高海拔地区，如果我们希望身体达到最佳状态，就必须把碳水化合物作为主要食物。但是，研究人员发现，这种理论只适用于男子。妇女似乎不会吸收更多的碳水化合物——她们也许甚至会吸收更多的脂肪。换言之，妇女吸收的营养素的热量更高。在适应高海拔生活的问题上，这种与生俱来的生理优势使得妇女从一开始就占了先。