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高原对睡眠和呼吸系统的影响、适应和应对

姜涛 笔记 2019.6.19

高原对睡眠和呼吸系统的影响

高原地区空气稀薄,大气里氧气含量减少,造成的人体正常呼吸时供氧量下降,血液氧气成分降低。为弥补氧气不足,呼吸系统的搏击过程是这样:

1. 身体觉察每次呼吸氧气含量下降,于是通过加快呼吸频率和呼吸深度以提升吸入的氧气量。

2. 但是,加快、加深呼吸在带入更多氧气同时,也加快了身体排除二氧化碳的速度,使血液里的二氧化碳浓度减少,血液酸度降低,ph值增加。这种情况称为呼吸性碱中毒。这种 pH 值失衡会影响各种身体功能。

危害

1. 脑血管收缩: 二氧化碳过少症最显著的弊端之一是它会导致大脑中的血管收缩。这会减少流向大脑的血流量,从而导致:

头晕和头重脚轻

意识模糊和认知功能受损

昏厥(晕厥)

头痛

尽管动脉氧水平较高,但输送到脑组织的氧气减少(脑缺氧),这可能是危险的。

2. 电解质失衡: 呼吸性碱中毒会影响电解质平衡,特别是通过减少血液中游离钙离子(低钙血症)的含量。这可能导致:

麻木刺痛感(感觉异常),尤其是在手脚(针刺感)

肌肉痉挛和抽搐(手足搐搦)

心律异常

3. 支气管收缩: 矛盾的是,低二氧化碳水平也可能导致气道狭窄(支气管收缩),这会使呼吸更加困难,特别是对于患有哮喘等已有呼吸系统疾病的个体。

4. 细胞代谢和能量需求增加: 二氧化碳过少症会增加细胞内的代谢率,导致对氧气和能量需求增加。虽然健康的组织可能能够代偿,但危重病或受损的细胞可能难以满足这种增加的需求,从而可能加剧其病情。

5. 呼吸驱动抑制: 身体的主要呼吸驱动机制是基于二氧化碳水平,而不是氧气水平。如果身体二氧化碳减少,身体会自动遏制呼吸动作,即使此时身体的氧气水平仍然危险地低。

在睡觉时,如果身体觉察到身体内二氧化碳含量过低,便会降低呼吸频率甚至停止呼吸以减少二氧化碳流失速度,造成睡眠者频繁的觉醒,影响睡眠质量。这种情况称为高原间歇呼吸症。

临床表现为两个交替情形:

a. 间歇性的快速深呼吸;

b. 间歇性的呼吸减慢甚至呼吸暂停。

即使健康人到了海拔2000米的高度也会表现出症状:睡眠中频繁的被觉醒打扰,窒息感、白天睡醒后仍然感到精神不爽。患者的总的睡眠时间减少,在床上时不睡着的时间的比例增大,深度睡眠(叫慢波睡眠)时间比例减少,快速眼动睡眠睡眠时间比例减少。在血液缺氧情况下,压抑心境、易怒和疲倦的情形增加。精力、注意力、视觉和事务记忆力、抑制力、功能执行力、大脑加工处理信息的速度都下降。

一些应对高原间歇呼吸症的方法

1. 药物。醋唑磺胺;乙酰唑胺;迪阿莫克斯;醋氮酰胺。这类药减少尿里的一种叫碳酸氢盐的酸性物质含量,使得身体保持较高的酸性,由于二氧化碳是酸性,这类药 “欺骗” 身体,让身体觉得自己需要继续排放二氧化碳,从而使得呼吸不中断。

2. 回避红肉。

3. 睡前喝古柯叶茶(有待研究验证)。

4. 增加喝水和减少喝酒。

总而言之,虽然在高海拔地区增加呼吸频率是获取更多氧气的必要即时适应措施,但其代价是减少二氧化碳。由此产生的低二氧化碳水平会导致一系列生理变化,如果严重或持续时间长,可能会损害大脑功能,扰乱电解质平衡,甚至构成重大的健康风险。这就是为什么高海拔适应不仅包括增加呼吸,还包括其他长期适应,例如增加红细胞生成,以更好地运输氧气。

参考资料链接

1. Effects of High Altitude on Sleep and Respiratory System and Theirs Adaptations. Scientific World Journal , 2013.3

2. Sleep at High Altitude. 高原网, .

3. What you need to know about sleep apnea at high altitude. Denver Sleep Care, 2019.05

4. Sleeping Around: How To Sleep At High Altitude. Huffington Post, 2016.10