藏族高原的人们在世界屋脊上生存和繁荣,该地区平均海拔为14,763英尺(4,500米),或近三英里。在那个海拔高度,空气中并没有人类在较低海拔高度所享受的丰富的氧气。相反,正如许多想要登山的人遗憾地发现的那样,当他们攀登时,很难将足够多的维持生命的元素吸入肺部和血液,这通常会导致包括恶心和头晕在内的衰弱症状,甚至可能是致命的。根据新的研究,藏族人避免了高山病,因为他们有更宽的动脉和毛细血管,将氧气输送到他们的肌肉和器官。
“在[藏族人]在高海拔地区极度缺氧的同时,他们消耗的氧气量与我们在海平面时消耗的氧气量相同,”克利夫兰凯斯西储大学的人类学家辛西娅·比尔说。“他们做到这一点的方法之一是具有非常高的血流量——以我们两倍的速度将血液输送到组织。”
藏族人通过在血管内壁产生大量的一氧化氮来增加血流量。这种气体扩散到血液中,形成亚硝酸盐和硝酸盐,这会导致动脉和毛细血管扩张,并比正常情况下更快地将含氧血液输送到身体的其余部分。通过测量前臂的血流量,比尔和她的同事今天在《美国国家科学院院刊》上报告说,88名藏族男性和女性的血液流动量是50名克利夫兰人的两倍,后者居住在海拔仅为675英尺(205米)的地方。此外,藏族血液中循环的一氧化氮副产物高出10倍。
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事实上,藏族人的亚硝酸盐和硝酸盐水平高于患有细菌性血液感染——败血性休克的患者,血流量也与患有高血压的人的血流量相似。然而,他们在藏族人身上没有不良影响。“我们没有看到血管阻力增加,”比尔说。藏族人似乎体内也有更高水平的抗氧化剂,也许是为了帮助减少将如此多的一氧化氮(一种自由基)放入血液中的风险。
藏族人的呼吸也很多,平均每分钟的呼吸次数比低地人甚至比其他高地地区(如南美洲的安第斯山脉)的同龄人还要多,后者的肺比普通人更大。此外,给藏族人纯氧实际上会使他们的心率降低16%。但这些科学家表示,藏族人产生更高水平一氧化氮的能力是他们在世界最高峰中茁壮成长的关键。
这就提出了一个问题,这是否是人类进化功能适应的证据。“你必须找到基因,并找出不同的基因变异,”比尔指出。“但目前看来这确实是一个合理的假设。”
藏族人估计在以他们名字命名的高原上生活了20,000年,除了定期征服珠穆朗玛峰——以及其他属于地球最高峰的山脉——之外,他们还设法在充满挑战的条件下建立并维持了伟大的社会。成功的秘诀可能就编码在他们的基因中。“这是适应高海拔缺氧的一个例子,”比尔说。“藏族人知道他们很特别,因为他们在高海拔地区生活而不会生病。”