适应缺氧 在珠峰来去自如-有人打算研究夏尔巴人

栏目:新疆专题 来源:未知 编辑:admin 时间:2019-06-22 04:41

医学研究团队XtremeEverest在地球上海拔最高、最缺氧的地方建设了一个实验室,以研究极限康健的神秘,他们的发现可以拯救天下上成千上万人的生命!2007年5月23日,麦克·格罗科特教授(MikeGrocott)和他的爬山队(由8名医学研究职员、2名拍摄纪录片的摄影师

医学研究团队Xtreme Everest在地球上海拔最高、最缺氧的地方建设了一个实验室,以研究极限康健的神秘,他们的发现可以拯救天下上成千上万人的生命!2007年5月23日,麦克·格罗科特教授(Mike Grocott)和他的爬山队(由8名医学研究职员、2名拍摄纪录片的摄影师以及资助携带装备和充当向导的15名夏尔巴人组成)在距离珠峰峰顶300米的地方,遇到了一个大问题。
就在他们前面,一名来自其他爬山团队的男子陷入了逆境,他走路摇摇晃晃,险些喘不外气来。他的身体已经缺氧,并促使大脑最先膨胀。
925a1422befd9634a2a9a603b69a0b00.jpg
这名男子的同伴正使用双向无线电装备与山下营地里的医生联系,医生向他们保证这名男子会没事的。然而身为高空病专家的格罗科特却有差别的看法,他清晰地意识到谁人人快要死了。格罗科特说:“这种情形经常发生。若是你是山上的医生,总会被要求去资助别人。”随着光线最先削弱,温度下降,这小我私家的病情越发恶化。格罗科特团队的医科学生维贾伊·阿胡贾(Vijay Ahuja)坚持以为,他们应该提供资助。
这个男子的同事认可出了问题,可是现在天已经黑了,他们无法把他带到宁静的地方。熟悉到情形的严重性,格罗科特团队的医生丹·马丁(Dan Martin)最先提供治疗。马丁事情了一整夜,想法让病重的爬山者活到天亮,那时其所在的队伍才气够把他送到山下。早晨,格罗科特等人准备攀缘最后一站,却看到另一个生疏人(从山顶返回)在结冰的斜坡上倒下。格罗科特等人也资助救助了他。
格罗科特教授表现:“患有高空病的人通常以为自己只是感受不惬意,而不是缺氧造成了贫苦。他们总是会想:‘若是我能挺已往,一切都市好起来。’由于他们会失去洞察力,做出不合理的行为。而对我来说,问题在于,为什么有些人会受到这样的影响,而另一些人却没有?”
在山顶上,格罗科特和他的许多队员都有“醉醺醺”的感受,稀薄的空气让他们疲劳不堪,纵然将瓶装的氧气吹进他们的呼吸面具,他们也需要在迈出每一步的时间做15次深呼吸。然而,陪同他们爬山的夏尔巴人却没有这样的问题。格罗科特说:“在云云高海拔地域看到他们是令人惊讶的,他们不需要分外的氧气就能完成所有的事情,而像我们这样的‘低地人’却要在没有氧气的情形下挣扎着生活,纵然我们已经顺应情况。若是没有这些夏尔巴人的资助,我们不行能完成那次探险,也就不行能有厥后的那些研究发现。”
那天上午稍晚些时间,他们到达了珠峰山顶。温度约莫为零下25度,风速到达20节。研究职员想要在山顶收罗血液样本,但由于条件的限制而被迫退却。他们从峰顶向下走了400米,然后在那里采血。纵然云云,他们的样本仍然是从康健人身上网络到的含氧量最低的人类血液,可与心脏骤停患者或服用鸦片剂过量的人相比。事实上,凭据科学的说法,这些爬山者现实上应该已经死了。
693610e8ce410f273f949a4dc558615c.jpg

图2:Xtreme Everest团队卖力人麦克·格罗科特教授(Mike Grocott)
52岁的格罗科特穿着一件格子衬衫和卡其裤,身体瘦长,平和可亲。他曾是一名橄榄球运发动,也曾坐过办公室,但他在户外的时间最开心。他每周需要事情两天,划分担任南安普顿大学“重症监护病房”(ICU)的麻醉和危重病医学教授,以及在南安普顿大学医院担任危重病照顾护士医学照料。若是不是有喜马拉雅山舆图和夏尔巴人的照片装饰,他在医院的办公室没有任何特殊之处。
格罗科特也是Xtreme Everest组织的卖力人,该组织致力于研究高海拔情况对人体的影响。这个由医生和科学家组成的团队已经制作了天下上最高的暂时科学实验室,以测试他们在地球上最缺氧的地方的体现。对外行人来说,这似乎是一种谬妄的兴趣,但现实上,它与我们在重症监护室中治疗病人的方式有关。
无论详细的医疗条件怎样,将氧气运送给身体细胞,促进食物转化为能量,是绝大多数病人面临的基础问题。而在重症监护病房中,很少有氧气到达病人的主要器官,这是导致他们殒命的主要缘故原由。因此,身体有用使用这种机制的人往往会存活下来,而效率低下的人(约莫有25%的病人)则否则。同样的问题也会影响到来自低海拔地域的爬山者:有些人受稀薄空气的影响相对较小,而另一些人则会履历大脑或肺部肿胀问题,它们有时间可能会致命。
极限康健与人类的氧气效率没有太大关系:Xtreme Everest已经把70岁的平民带到了峰顶,没有泛起任何问题。可是,年轻的军事职员却不得不中途返回。这个问题受遗传因素影响,在已往10年里,Xtreme Everest始终在起劲识别相关的特定基因,这反过来可能使科学家开发出能够模拟氧气高效心理机制的药物。在英国,每年约有32.5万人在重症监护病房中接受治疗,而他们有1/5的时机再也出不来。每年约莫有8万英国人死于与氧有关的疾病。
格罗科特自1975年起就最先坚持爬山,其时年仅9岁的他在曼彻斯专长大,他在儿童电视节目《Blue Peter》中看到户外爬山喜好者克里斯·鲍宁顿(Chris Bonington)谈论攀缘珠峰西南侧的履历。作为一名医生,格罗科特的大部门职业生涯都是在重症监护室中渡过的。他说,这里的情况与爬山运动有许多相似之处:两者都需要“仔细思量风险,运用判断能力,仔细地制订和完成行动企图”。它们之以是吸引他,是由于他不喜欢冒险,以至于他喜欢把风险降到最低。
在20多岁的时间,格罗科特爬上了阿根廷的阿空加瓜山(Aconcagua),他看到一名实习麻醉师朋侪为一名爬山者诊断,后者泛起高海拔脑水肿症状,他们把他带到了宁静地方。自此之后,格罗科特最先使用爬山作为医疗探索的手段。他说:“在那一刻,我真的明确了,身体在高海拔地域事情的心理性能和他们在重症监护室中的体现很是相似,极端的情况会让你相识到极端的心理性能。”
在山上,格罗科特曾看到过缺氧(低氧水平)作用于其他康健的身体上,以是它的作用可以被清晰地视察到。格罗科特想知道:有没有措施用爬山履历来相识低氧对低地人的影响?1999年,格罗科特和他的同事凯文·冯(Kevin Fong)在伦敦大学学院医院建设了高度、空间和极端情况医学中央(CASE)。凯文在学医前曾研究天体物理学,他对人体在太空中的事情方式很感兴趣。
b3789e9485cd85bb57594e746d1850a6.jpg

图3:Xtreme Everest的研究发现,夏尔巴人比低地人更能有用地使用氧气
CASE成员信仰的一个要害信心是,人们在山上的差别反映讲明,患者生活的决议性因素不是可用的氧气数目,而是取决于个体机体的反映方式。这是个激进的结论。多年来,人们普遍以为低氧病人可以通过泵送氧气来资助他们,但许多医生已经看到有些病人对过量氧气发生更大反映。
很显着,人们处置惩罚氧气的方式差别。CASE科学家们想要对更多低氧人群举行测试,以比力他们的反映。问题是怎样举行测试?在病房里,有原发性疾病的庞大因素影响。无论怎样,病人往往不喜欢在濒死的情形下被研究。这让人们可以选择把康健的人送入高压氧舱内,但这是一种很是昂贵的方式。
在21世纪初,CASE成员的非正式谈话引发了科学家们对前往珠穆朗玛峰举行科学考察的推测。一最先这个主意听起来很疯狂,但他们聊得越多,就以为越有意义。珠峰尼泊尔一侧的大本营海拔高度凌驾5000米,氧气含量大幅下降。但从南部出发,步行可以到达那里。由于许多人都想攀缘珠峰,以是很容易就能招募到大群自愿者(好比200人),他们会愿意为自己的旅行买单,并提供供免费研究所需的时间。而珠峰的名字也会吸引赞助商的关注,他们可以资助运送极重、昂贵的实验室装备上山。
2004年,CASE最先了认真计划。该团队还组织了其他山脉探险,并系统地测试了所需装备。几个月后,他们雇了一辆屠夫的冷藏车,在低温下测试装备。旋转硬盘在薄而冷的情况中不起作用,以是他们使用松下的Toughbooks,取而代之的是由高端SD卡驱动的、运行经由简化Windows系统的SD卡。赞助商包罗Phones 4U团结首创人约翰·考德威尔(John Caudwell),他们提供了250万美元资助,厥后该项目以他的名字被命名。
格罗科特等人招募了60名科学家、医务职员和研究职员,另有198名民众成员。他们将徒步跋涉到大本营,在这个历程中使自己处于缺氧状态,并接受测试。对大多数成员来说,将会有60多次测试。在15次攀缘到8850米高的岑岭上后,他们将在那里建设一个实验室,并在历史上海拔最高的地方收罗氧含量最低的血液样本。此举的目的是:找出那些身体能够应对氧含量下降的人和无法应对的人之间的要害区别。
并不是每小我私家都信赖这个项目。2008年加入CASE的特护实习医生奈德·吉尔伯特-卡瓦伊(Ned Gilbert-Kawai)表现:“作为出于医学研究目登珠峰的首支探险队,许多品评人士以为这是在为攀缘珠峰找捏词。另一些人则以为这不是一种有用的要领,由于他们是在测试身体康健而不是身体不适的人。”
格罗科特说:“这些谈论大多是在集会上揭晓的。你会被问到这样的问题,或者人们会说:‘你为什么不直接用高压氧舱?’”他对这些品评并不担忧,并诠释说:“我想其时我们是个年轻的团队,而且也没什么着名度,以是我们有理由问一下,这是不是一种不够经济的研究要领。这是一个可以明白的看法,但它也是错误的,谜底是在高压氧舱的成本要贵得多。”
2007年头,物流团队从英国向加德满都空运了15万件货物,重量总计为27吨。有些装备被用于加德满都的实验室和夏尔巴人群集区Namche Bazaar,这样旅行者们就可以在较低海拔的地方举行测试。其余的装备被直升机、夏尔巴搬运工和牦牛运送到海拔5300米高的大本营。营地自己是个岩石散布的崎岖高原,海拔比Namche Bazaar高600米。它被积雪笼罩的喜马拉雅山峰围绕着,内里有成千上万爬山者所搭成的各色帐篷,每年有无数爬山者来到这里。
在这个希奇的群集地,Xtreme Everest团队着手制作的不仅仅是一个实验室,而是一个由38台本田柴油发电机供电、97个帐篷组成的迷你小镇。其中大部门是基本住宿设施,但也有战地医院、餐饮设施、厨房、通讯中央和事情间。该实验室由7个绿色、双层的美国军用帐篷组成,每个帐篷约莫2.5米高,内饰完全内衬并铺上地毯,由裸露的电灯泡照明。
外面,白昼有太阳的强光照射,皑皑白雪也增强了视线,它们之间的彩旗给这个庞大的地方增添了一种喜庆的气氛。然而,在内里,它们是拥挤的,而且目的明确。桌上摆满了条记本电脑和医疗箱,桌子周围摆放着椅子,人们坐在椅子上忙碌着。在四周,运动自行车被用来资助自愿者的身体到达极限,悬挂在天花板上的是一些希奇的电线和管子,等候着与被试者毗连到自行车上。在测试中,医生和实验工具四处游荡,偶然会打雪仗或踢足球,稀薄的空气中夹杂着发电机的烟雾和牛粪的火焰。
在3月份和6月份之间,208名自愿者在营地里接受了20项左右测试。在这个海拔高度,氧气的含量是海平面的53%,当自愿者们看到含有他们血液样本的注射器时,他们注重到自己身体发生的分外红细胞竟然出现深紫色。另有60余种测试,有些只在少数人身上举行,由于它们有很强的侵入性(例如,测压测试,包罗将直径约1厘米的塑料管插入鼻子、喉咙和胃中)。Xtreme Everest团队总共网络了17000个样本,并体例出有史以来最详细的、人体在高海拔地域的研究结果。
5b75b53a5d68e8b0dcf5c0252df008b5.jpg
图4:Xtreme Everest项目的大本营位:于尼泊尔珠峰南侧海拔5380米的地方。
在这次考察之前,研究职员的假设是,由于微循环(从主要静脉和动脉的高速公路运送血液的B路通道)和被称为线粒体的身体细胞存在差别,有些人能够更好地应对低氧水平。当我们吃工具的时间,我们的消化系统会把食物剖析成糖、氨基酸、脂肪酸和甘油分子。大多数分子进入单个细胞,在那里它们被称为线粒体的细小细胞器氧化,线粒体可从血液中吸收氧气。
氧化释放三磷酸腺苷(ATP),这种分子储存和携带能量到需要它的身体位元,我们可以把线粒体看作人体动力电池,ATP则是能量流。线粒体不能在没有氧气的情形下发生ATP,这就是为什么当缺氧时,你会在两分钟内身体青紫,再过两分钟后就会殒命。
测试效果证实了这个假设。随着样本的处置惩罚,Xtreme Everest成员最先揭晓论文,并在种种集会上讲话,品评者们缄默沉静了。现在没人能指责格罗科特的团队只是想爬山。然而,只管研究效果让人有了进一步的明白,但它们并没有展现出为什么人们的线粒体和微循环系统存在这种差异的缘故原由。特护医生奈德·吉尔伯特-卡瓦伊说:“他们发现了许多不太主要的工具,但他们没有确定什么是主要的,什么能让有些人更好地应对高海拔情况。但它确实让我们缩小了视察规模。”
珠峰项目于2008年竣事。可是,几个月已往了,研究小组讨论了更多关于数据的问题,格罗科特和其他人都以为,只管他们已经提高了对人体氧气效率的明白,但仍有许多未解之谜。若是这与线粒体有关,那么是什么导致了差别的线粒体?他们以为,若是他们能对线粒体的某些作用加以研究,再加上已经知道的工具,那就太好了。可是谁的线粒体可以用于研究呢?
2cd6e6de3388663bb57c19c86e896edc.jpg

图5:Xtreme Everest团队在珠峰大本营收罗的夏尔巴人血液样本
格罗科特以为,研究夏尔巴人的决议是一种顿悟,夏尔巴人的氧气使用效率使他们能够轻松攀缘珠峰。Xtreme Everest团队在2007年之前就已经讨论过这种可能性,但仍有保注意见。格罗科特说:“我们有侵入性的法式,也需要获得受试者的赞成。他们会明确我们在做什么吗?我们会从物质上获益吗?”
在2007年的探险中,当夏尔巴人携带数吨重的实验室装备时,格罗科特被他们与其他攀缘者因缺氧而泛起的症状举行对比。他回忆说:“在云云高海拔的地方看到他们真是太棒了。他们不需要分外的氧气就能完成整个使命,而像我们这样的低地人却无法生活。若是没有他们,我们不行能完成这次探险。”
然而,在2007年旅行之后,Xtreme Everest研究职员与夏尔巴人已经建设起深挚的友谊。更主要的是,格罗科特相识到,尼泊尔的医院正在逐步地开发更多的重症监护设施,这意味着他可能会让夏尔巴人接受的心理学实验,未来会让他们或他们的孩子受益。2010年,格罗科特联系了他们曾经互助过的夏尔巴人,并诠释了他们想要做的事情。他说:“他们完全赞成了。”三年后,也就是2013年3月,他们被带上飞机,又到外面的天下做了同样的测试。
现在约莫有15万夏尔巴人。他们用自己的语言把他们与尼泊尔东部联系起来,从基因上说,他们与其他尼泊尔族群完全差别,甚至差别于相近的藏族和汉族人。夏尔巴人奇特的基因组成部门是一种优越的线粒体功效,这不仅能让他们在没有氧气的情形下攀缘喜马拉雅山,还能在山坡上放牧牛、羊、山羊和牦牛。
他们的文化因西方人对爬山的热情而发生了深刻改变,尤其是自90年月以来,随着攀缘珠峰的商业指导机构的激增,为夏尔巴人缔造了更多(高度危险且往往收入不足)的事情,并增添了他们的着名度。2011年,陪同格罗克特到场2007年珠峰探险的明马·夏尔巴(Mingma Sherpa)成为第一个登上天下14座最岑岭的南亚人,也是第一次攀缘所有14座山峰的第一人。
18b6ea420db192909e23eee792ae8fd0.jpg

图6:凯·米切尔(Kay Mitchell)是Xtreme Everest团队成员,也是研究缺氧症状的专家
在2010年揭晓在《科学》(Science)杂志上的一项研究中,中国和美国的研究职员发现,夏尔巴人的基因可以让他们高效地处置惩罚氧气。2017年,来自加州大学伯克利分校的生齿遗传学家拉斯姆斯·尼尔森(Rasmus Nielsen)揭晓了一项研究,剖析了夏尔巴人可能遗传了他们基因组成的族群。
在2013年的研究中,Xtreme Everest又带上了150名英国徒步旅行者,但这次大本营是唯一的目的地。再一次,物流团队制作了一个庞大的设施和实验室。三架直升机、100名搬运工和250多头牦牛被用来把它们拖到加德满都、Namche Bazaar和靠近白色山峰的营地之间。这一次最大的差别是,夏尔巴人不仅携带了装备,而且他们也到场了测试。
格罗科特说:“夏尔巴搬运工的朋侪和家人最终成为我们的新兵。我们向夏尔巴团队的一名成员诠释,他则向其他族人诠释,他们成为了旅程的一部门。他们问了许多很是智慧的问题,向我们证实他们已经充实明白。肌肉活组织检查是我们做的最具侵入性的事情。我们对他们这样做感应重要,但他们对此并不介意。”
约莫有50项测试是在徒步旅行者和夏尔巴人身上完成的,包罗一项亚硝酸盐膳食增补剂的试验,该增补剂能提高氧气的效率。不外,在大多数情形下,这项事情是在2007年基础上举行的。研究线粒体功效的剑桥大学心理学家安德鲁·穆雷(Andrew Murray)在2007年和2013年到场了考察,他说:“我们丈量了该领域的线粒体功效。”他们从自愿者的腿上取下肌肉组织切片,然后探查线粒体通道,看看他们使用了几多氧气。穆雷说:“这很是难题,天下上只有两个实验室能做到这一点。在高海拔实验室里,这就更难了。”
研究团队于2017年5月揭晓了他们的发现。与低地人相比,夏尔巴人不仅使用氧气制造ATP的效率更高,而且当低地人肌肉中的能量水平随着氧气淘汰而下降时,夏尔巴人的能量水平也在增添。穆雷称:“这是一个非同寻常的发现。他们像我们一样需要氧气,但在低氧情况下,他们发生的能量不仅比我们低地人更多,而且他们自身的能量比在海平面上还要多。换句话说,当他们爬到已经顺应了几千年的情况中时,他们变得更康健了。让我兴奋的是,我们在这里见证了人类的进化。它发生在几千年的时间里,但这在人类的历史长河中显然很短,这与人类能力提高有关。”
关于这些发现另有许多未解的问题。例如,我们不知道更高的能量水平是否纯粹源自于更高的氧气效率,亦或是卓越的能量守恒施展了作用,也可能是夏尔巴人的身体在需要的时间可以关闭某些功效。新陈代谢的生物学是高度庞大的,只管穆雷的剑桥团队正专注于研究一个基因的作用,他们知道这个基因与夏尔巴人的新陈代谢顺应有一定的关系。可是他们知道,这很可能会涉及到几个基因。下一步将是更多的测试,对低地人和夏尔巴人的心理举行比力。
制药公司现在正与穆雷直接互助,使用有关线粒体的新知识,筛选用于治疗缺氧的新药。新的明白意味着,他们可以更清晰、更有用地识别可能或不行能有用的工具。其次,Xtreme Everest团队已经做出了重大孝敬,发现氧气过量和缺氧都是有害的。要相识对小我私家来说宁静的氧气含量,以及在试图判断宁静水平时寻找生化信号的要领扔有待研究,但现在许多关于Xtreme Everest的研究都集中在该领域。
d1f25ed17f09c4ab4daec7e73ca6c92a.jpg

图7:剑桥大学的心理学家安德鲁·穆雷(Andrew Murray)曾在2007年和2013年到场Xtreme Everest的珠峰探险
在2017年早些时间,格罗科特和Xtreme Everest的小型爬山队飞赴尼泊尔,纪念他们第一次探险10周年。和该组织的其他成员一样,格罗科特现在有了孩子,他和妻子、探险队员丹尼带着孩子们来到大本营。抵达后,他们前往加德满都到场尼泊尔医生和科学家集会。可是他此行的目的并不是到场集会,甚至也不是珠穆朗玛峰。从加德满都出发,他们去了Namche Bazaar,在充当社区中央的寺庙里等人约见。
从2007年起,等候他们的大多数向导是来自2013年的研究互助同伴、村里的父老和数百名夏尔巴人。格罗科特和他的团队揭晓了一份关于他们2013年研究的陈诉,诠释了测试的目的和效果。首先,他们诠释了在夏尔巴人身上所做的测试,包罗怎样丈量他们的能量和氧气水平。然后展示了这些能量和氧气水平怎样与低地爬山者相比力,以及夏尔巴人和低地人身体的差别事情方式。最后,说明晰这些差异是怎样诠释身体能力差异的。
对格罗科特和他的团队来说,这是一种声誉。在雇佣了夏尔巴人的服务之后,似乎没有人会谢谢他们。然而,若是没有他们,他们就不行能完成任何事情。格罗科特称:“夏尔巴人喜欢这样的事实:他们的体现比我们好。他们早就知道了,但他们喜欢我们现在的丈量要领。”
相关文章
畅言一下
头条推荐
最新资讯