二、对心血管系统的影响

小王:老师,您刚刚说过,运动的时候我们身体消耗氧气量更多,所以我们跑步的时候心跳加快也是为了提高供氧,那么在高原上也会这样么?

老师:说对了!心脏通过不断地跳动维持着我们的生命,是人体最重要的器官之一。我们日常中熟知的“心跳”,实际上是心肌的收缩和舒张,心脏通过不断的收缩和舒张,为血液循环产生动力,使氧和各种营养物质通过血液运送到组织、细胞,同时将组织、细胞产生的二氧化碳和代谢产物带走。正常人在安静状态下每分钟心跳的次数称为“心率”,每分钟心脏泵出的血液量称为心排血量(心输出量),两者都与心脏的收缩和舒张功能有关。血管是血液在身体内循环运输的管道,根据血管结构和功能的不同,可以分为动脉、静脉和毛细血管。进入高原后,缺氧会导致血流中的氧含量降低,单位体积的血液中氧含量减少,要保证人体组织器官的氧气够用,心脏只有加快工作。因此,我们的心率变快、心输出量变高,增加血液循环对氧的运输和对组织器官的血液供应。心率随着海拔的升高而增加,通常海拔每上升1 000米,心率增加10%。在高原上停留几个月后,适应缺氧的人们安静状态下心率可减慢至平原的水平。

小王:心跳原来是心脏的收缩和舒张,我还一直好奇心脏是怎么“跳”的呢!我以前学过,氧是通过和血液中的红细胞结合然后通过血管运输到全身的,我猜咱们的血管也会发生一些变化对吧?

老师:人体的血管可以在神经和血管活性物质作用下,发生收缩和舒张的变化,从而调节组织器官的供血量。进入高原后,皮肤、四肢肌肉、肾脏的血流会减少,而脑、心脏、呼吸肌(与呼吸有关的肌肉)等重要器官的血流相应增加,这些都是我们的身体对缺氧环境的代偿反应,对我们适应高原环境具有重要意义。长期在高原生活的人群的骨骼肌、心肌和大脑等组织中毛细血管密度会有所增加,有利于改善组织的供氧量。

小王:原来如此!心脏和血管都可以以自己的方式进行收缩和舒张来调节身体的供氧。那血压呢?血压会怎么变?

老师:平原人进入高原后,特别是到达海拔3 000米以上地区时,血压确实也会发生变化,主要与进入高原的海拔高度和在高原居留的时间有关。初到高原时,多出现血压上升,在高原居留一定时间后,血压可能出现不同形式的变化,多数人血压恢复正常,少部分人血压持续性降低,形成高原低血压,还有部分人血压持续性升高,形成高原高血压。这些血压异常的人回到平原居住10~30天后,血压可恢复到正常水平。

小王:这个血压是指我们平时测量的血压吧?您刚刚也提到,不同器官的血管舒缩程度是不同的,那是不是不同器官血管内压力的变化实际上不是完全一样的?

老师:是的,我们用肺和脑来举例。进入高原后,肺血管的收缩会使肺动脉压力升高,适当的肺动脉压力升高有利于肺部的气体交换,使血液在经过肺组织时能够摄取更多的氧;但过高的肺动脉高压也是高原肺水肿发生发展的重要病理基础。急进高原时出现的肺血管收缩和肺动脉压的升高,可以在返回平原后恢复正常。慢性持续缺氧还会使肺血管的结构发生改变,导致血管壁增厚,管腔狭窄,形成持续性肺动脉高压。轻度肺动脉高压可以改善肺换气,是对抗高原缺氧的机制之一,但中、重度肺动脉高压会出现呼吸困难、胸痛、胸闷、头晕等。长期肺动脉高压还会增加心脏的负荷,引起右心肥大,严重时可能导致心衰。

脑部血管扩张使脑血流量增加,以此来保证缺氧环境下大脑的供氧。但是,脑血流量增加也会引起脑组织体积的增大,而脑组织所在的颅腔容积是固定的,这就会引起颅内压的增高,这也是一部分人到了高原以后出现头痛的原因。在急进高原时脑血流量的增加可以通过吸氧或返回平原恢复正常。