想要没有高原反应，你的肾很重要
环球科学约 3 分钟图片来源：unsplash+
撰文 | 萨莎·沃伦（Sasha Warren）
翻译 | 王越
对大多数登山者来说，高海拔难免会带来一定程度的高原反应。然而，这对青藏高原上的原住民夏尔巴人来说却不算什么。他们长期居住在海拔较高的喜马拉雅山脉，与在低海拔地区出生和长大的人相比，在适应高海拔环境方面具有演化上的优势。为了探究夏尔巴人对高海拔环境的适应能力，研究人员分析并比较了低海拔地区居民和夏尔巴人在喜马拉雅山徒步旅行期间的血液样本。这项发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的研究发现，肾脏在适应高海拔环境方面起着关键作用。
高海拔地区空气稀薄，可能导致缺氧。这是一种危险的氧气不足状态，常出现在患有心力衰竭等疾病的患者中。这种情况也会引发急性高原反应，登山者可能会感到恶心、头晕并迷失方向，严重时肺部和大脑中会充满致命的积液。研究高海拔适应人群的生理反应，有助于揭示身体在缺氧状态下维持健康的机制。
缺氧会使人呼吸急促，以便将更多的氧气吸入肺部。但呼吸频率过快也会使肺部排出比平时更多的二氧化碳，导致血液中碳酸水平降低，影响到血液酸碱平衡。即便是酸碱度的微小变化，也可能损害维持细胞功能的蛋白质和酶。加拿大艾伯塔省皇家山大学的生理学家特雷弗·戴（Trevor Day，这项研究的共同作者）表示，这时，作为体内维持酸碱平衡最重要的器官，肾脏在恢复酸碱平衡方面显得至关重要。
为了调查人身处高海拔地区时的血液酸碱度，特雷弗·戴和他的同事在尼泊尔加德满都的大学里招募了14名夏尔巴人和15名低海拔地区居民。当这些受试者徒步至海拔约1300米处时，研究人员采集了他们的血液样本，做了初步血液检测。接下来，他们经历为期9天徒步，到达约4300米高的地方后，研究人员又采集了一次血液样本。结果显示，随着海拔升高，低海拔地区居民的血液变得更偏碱性，而夏尔巴人的血液酸碱度却没有任何变化——这是因为夏尔巴人的肾脏可以通过调节氢离子（反映酸性）和碳酸氢根离子（反映碱性）的排泄或重吸收来维持酸碱平衡。
所有受试者在出发前的几个月里都生活在低海拔地区。这段时间足以消除因在高海拔地区短暂停留而产生的临时性适应，因此研究人员认为，夏尔巴人血液酸碱度调节能力的提升很可能源于他们的肾脏，这种对高海拔环境独有的适应能力，不是平时居住在低海拔地区的人能长期拥有的。特雷弗·戴表示：“我们认为存在基因变化，导致了（不同人群）肾脏功能的差异，”他希望未来能够分离出这些基因。
这些结果补充了早先的发现。此前曾有研究发现，夏尔巴人比其他人群拥有更多的血浆。这种液体的含水量高达90%左右，可以降低血液黏稠度，从而使血液以较快的流速向前流动，迅速将氧气输送至全身。美国凯斯西储大学的生物人类学家辛西娅·比尔（Cynthia Beall，未参与这项研究）表示：“肾脏确实参与调节了血浆容量。”总的来说，这些发现表明，肾脏在人体缺氧状态下默默无闻地发挥着重要作用，因此是未来研究高海拔环境对健康影响的关键。
本文选自《环球科学》2025年4月刊“前沿”栏目。
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