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                    缺氧也可以讓人更健康嗎?

                    2022-06-15  大科技雜志社   |  轉藏
                       

                    一般來說,我們的身體在沒有足夠氧氣的情況下,器官和組織會壞死,但有時候缺氧卻有助于治療某些疾病。

                      德國登山者杜耶莫維茨和漢森對缺氧并不陌生,他們曾共同攀登過世界上最高的8座山峰。但是,當他們在2018年5月進入德國航空航天中心的缺氧室時,他們實際上是在攀登職業生涯的最高峰。在為期16天的試驗中,他們呼吸的空氣,其氧氣濃度量比海拔5200米的珠峰大本營處還低,其中4天甚至低至相當于海拔7112米處的含氧量,要知道這個高度離8000米以上的“死亡地帶”(在這個高度以上,缺氧會損害登山者的判斷力,增加他們患心臟病和中風的風險)只有百步之遙了。

                      觀察他們的實驗人員一次又一次擔心他們能否堅持住,但他們最終還是堅持了下來。杜耶莫維茨和漢森通過這個試驗證明,健康人可以忍受長時間的缺氧。這為一個更加雄心勃勃的實驗鋪平了道路:測試缺氧是否可作為一種療法,安全地用于治療某些疾病。

                      氧該多一點還是少一點?

                      這聽起來可能很奇怪。畢竟,我們的器官和組織需要氧氣。在醫院里,許多重癥病人床頭都有吸氧裝置。在心臟病發作或中風后,病人往往需要經常吸氧,以確保組織不致壞死。在這次席卷全世界的新冠肺炎疫情中大量使用的呼吸機,其作用就是給新冠肺炎重癥患者吸入更多的氧氣。

                      然而,令人驚訝的是,我們的身體是如此富有“彈性”:吸入更多的氧能治療某些疾病,吸入更少的氧似乎也能治療另一些疾病。

                      2019年,諾貝爾生理學及醫學獎頒給了三位科學家,他們在肝細胞中發現了一種叫“缺氧誘導因子”的蛋白。這種蛋白在血液中氧氣不足的時候,會成倍增加,激活數百個基因和生化反應,以幫助身體應對缺氧問題。這是我們的身體為適應空氣中含氧量的變化而長期進化來的生理反應。

                      在這一系列的反應中,至少有一些似乎是有益的。很早就有人發現,暴露在高海拔地區,有助于治療從哮喘到高血壓的各種疾病。此外,長期生活在高海拔地區的人平均來說比平原地區的人更健康。他們的糖尿病、心血管疾病和某些類型的癌癥(如乳腺癌和淋巴癌)的發病率都更低。

                      但這些發現與傳統上我們對缺氧的看法相悖。眾所周知,居住在低海拔地區的人到高原地區旅行,往往會引發所謂的高原反應:心跳加快,血壓升高,會感到惡心、頭痛,難以集中注意力,嚴重的甚至會造成大腦腫脹,肺部積水,致人死亡。

                      缺氧能促進心臟、血管和神經再生

                      如何解釋這一悖論呢?科學家從動物研究中獲得了啟發。

                      2017年,美國德州西南醫學中心的赫薩姆·薩迪克和他的同事報告了一個奇特的發現。他們將小鼠關在一個氧氣濃度緩慢降低的密封箱子里,并注意到,如果小鼠在連續兩周的時間里呼吸氧氣濃度僅7%的空氣(在海平面處,氧氣濃度是21%,7%的濃度大約相當于在珠穆朗瑪峰頂峰處的濃度),它們的心肌細胞就會開始生長和分裂。這是令人驚訝的,因為一般來說,成年哺乳動物的心臟通常不能再生——這也是為什么心臟病不容易治好的原因。

                      薩迪克知道,哺乳動物的心臟在子宮內是可以再生的,但在出生后不久就失去了再生能力。他猜測,心臟再生能力的喪失可能與胎兒從缺氧到不缺氧的環境變化有關。因為在子宮里的時候,雖然胎兒通過胎盤從母親那里獲得氧氣,但他們的心臟在很大程度上是在缺氧條件下生長的;而待到他們呱呱落地,自己開始學會呼吸,心臟就處于正常供氧的環境中了。

                      而由上面的小鼠實驗,薩迪克推測,這一過程可能是可逆的:通過小心翼翼地降低氧氣濃度,可以促使成熟的心肌細胞退回到胚胎時的形態,開始生長和分裂,從而讓心臟的再生能力得到一定程度的恢復。

                      有證據表明,缺氧不單單能讓心臟再生,還可以刺激心臟周圍血管的生長。這有助于解釋為什么生活在高海拔地區的人患心血管疾病的風險較小。

                      缺氧似乎還能刺激大腦和脊髓之間的神經通道的再生和修復。科學家給一組因脊髓損傷失去行走能力、不得不依靠呼吸機維持生命的患者,交換著吸入普通空氣和含氧濃度只有10%的空氣(前一分鐘吸普通空氣,后一分鐘吸含氧低的空氣),一段時間之后,他們的行走能力得到一定程度的恢復。

                      這種間歇性的缺氧療法,似乎對于治療神經退行性疾病也有一定的療效。原理還是同上,缺氧能夠刺激神經細胞的再生。

                      缺氧還能減肥

                      缺氧療法的好處可能還不止這些。一個讓人感興趣的領域是減肥。人們早就發現,生活在山區的人不太可能肥胖,經常登山的人往往會體重減輕。

                      當然,山里人或登山者往往運動量更大,這是其中一個原因。但研究人員說,這不是故事的全部。

                      1985年,美國軍隊在一個缺氧室中模擬了一次為期40天的登山探險。6名志愿者呆在缺氧室中。室內的氧氣含量逐漸降低,直到珠穆朗瑪峰峰頂的水平。在此期間,保證志愿者身體溫暖,并且膳食和零食可以隨便吃。如果他們高興,還可以運動。待到實驗結束,志愿者體重平均減輕了7.5千克。

                      當研究人員招募一群肥胖的男性,讓他們在海拔2650米的地方生活一周之后,也觀察到了類似的情況。盡管他們沒做任何運動,而且想吃多少就吃多少,但一周下來,平均每人瘦了大約1.3千克。

                      遺憾的是,這些試驗中的減肥都是暫時的。待到他們回到含氧量正常的環境中生活,體重又恢復了。

                      研究人員認為,缺氧會以兩種方式誘導減肥。首先,缺氧刺激身體產生更多的瘦素。瘦素是一種可以讓我們產生飽腹感的激素。更多的瘦素使人感覺不那么饑餓,在這種情況下,攝入的熱量就會減少。其次,缺氧還能提高我們的代謝率,因此燃燒更多的熱量。

                      歸根結底,缺氧是一把雙刃劍:在某些情況下是有益的,但不可否認,在另一些情況下是有害的。例如,對于患有睡眠呼吸暫停的人來說,缺氧肯定是有害的。睡眠呼吸暫停會導致夜間呼吸反復停止長達數分鐘,而且許多人隨后會發展成糖尿病。這可能是因為缺氧引發了葡萄糖代謝的紊亂所致。

                      顯然,缺氧能否作為一種安全的療法,還需要進行更多的實驗。杜耶莫維茨和漢森的人體試驗,讓我們知道健康人可以忍受缺氧而沒有真正的風險,接下去需要證明對于心臟病患者也是沒有風險的。日前,德國航空航天中心已經招募了患心臟病的志愿者,參與下一次的缺氧實驗。

                      拓展閱讀:危險的快樂缺氧

                      自從新冠肺炎疫情爆發以來,醫生們一直對一些重癥患者表現出的一個癥狀感到困惑:他們血液中氧氣的含量低得驚人,幾乎到了無法維持生命的程度,然而他們似乎沒有任何呼吸上的困難,能夠正常說話。他們的肺最初還在繼續排出二氧化碳,這甚至使他們感覺身體良好。這種癥狀被稱為“快樂缺氧”。

                      我們迄今不知道為何會出現這種癥狀。有人猜測,這可能是新冠病毒損害神經的一種表現。2020年10月的一項初步研究表明,新冠病毒可以侵入大腦,導致大腦老化。

                      快樂缺氧在新冠肺炎的發作中是危險的。吸入氧氣的減少與新冠肺炎死亡率的增加直接相關。因此,監測血液中的氧氣含量,是監控病情發展的一項重要措施。

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