高原生活的人類通過什麼機制適應低壓缺氧的環境？

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習慣於平原環境的人們到高原生活時，一般會發生嚴重的高原反應，時常會致命。但高原民族卻能很好的適應低壓缺氧嚴寒的環境，他們是通過什麼機制適應高原環境呢？

不適應的民族都是相似的，適應的民族卻各有各的適應。藏族，安第斯人，衣索比亞人，這是世界上三大主要的高原民族，他們適應高原環境的能力都是獨立進化而來的，機制都各不相同。

共同的不適應：高原疾病與高原習服：

高原最大的問題就是缺氧。在海拔3000米處，就有可能發生不適，最主要的癥狀是頭痛，有時會伴隨著食欲不振、嘔吐、疲憊等。如果繼續登高的話，可能會導致致死性的肺水腫和腦水腫。目前關於高原疾病的原理還不是很清楚，主要的假設就是當人進入高原後，由於供氧不足，導致代償性的血管發生。新生的血管比較弱，血管上皮細胞的連接也比較鬆散，血液中的免疫細胞、免疫因子等就可以比較容易的滲入血腦屏障，最終導致腦組織的炎症與水腫。此外，缺氧也會損傷線粒體的功能，導致線粒體釋放出大量的活性氧(氧自由基、過氧化物自由基等)，這些活性氧會對細胞造成很大的危害，導致組織損傷。由於腦是最耗氧耗能的器官，所以高原對腦組織影響最大。畢竟，雖然大腦只佔體重的2%，卻佔用15%的心輸出量，消費20%身體總氧和25%全身葡萄糖。

但另一方面，如果平原人群長期生活在高原的話，身體會通過一些代償性的手段來適應高原環境（高原習服）。身體最重要的代償性改變就是增加血液中血紅細胞的濃度，讓身體運輸氧的能力提高。此外，增加血管發生和肌肉組織的肌紅蛋白含量也有助於對高原的習服。然而，高原習服是有代價的，血紅細胞濃度的增高會增加血栓腦梗等心腦血管疾病發生的概率，而且破損的血紅細胞會釋放出大量的遊離血紅蛋白和血卟啉，這些都是比較強的炎症因子，會在人體各處搗亂。

無論缺氧反應、高原疾病還是高原習服，它們中心的調節蛋白都是HIF蛋白家族（Hypoxia-inducible factors ; 缺氧誘導因子）。HIF蛋白家族包括三個成員，HIF1，HIF2，HIF3。每個成員都有兩個亞基，只有這兩個亞基結合才有效果。HIF蛋白都是核轉錄因子，下游大多是一些重要的缺氧相關的基因，包括血管發生因子（VEGFA等,促進新血管的形成）、紅細胞生成因子（EPO, 促進紅細胞生成）、一氧化氮合酶（合成一氧化氮，促進血管功能）、以及一系列與無氧呼吸和葡萄糖轉運相關的酶等。在HIF家族中，最關鍵，功能最強的是HIF1蛋白。

藏族的適應：

藏族人主要生活在青藏高原，其中53%的藏族人生活在海拔3500m以上，而且經過了數萬年對高海拔的適應。通過比較藏族和漢族，研究人員發現在高海拔環境，藏族人的紅細胞濃度與血紅蛋白濃度明顯比習服高原環境的漢族人低，基本上與在平原上的漢族人相當。換而言之，藏族並不靠提高紅細胞濃度與血紅蛋白濃度來適應高原環境。同時，研究發現藏族人血液流通速度比較快，同時藏族人呼出的一氧化氮濃度非常高，一氧化氮的主要功能就是就是血管舒張與血液流通。這說明了藏族人適應高原的主要機制是改變一氧化氮的調節。

基因學研究發現，與最近親緣關係的漢族人相比，藏族人主要在三個基因上發生突變：EPAS1, EGLN1 和 PPARA 。其中EPAS1就是編碼HIF2第一個亞基的基因; EGLN1則負責感受細胞內氧濃度，如果細胞內氧氣濃度發生變化，EGLN1就會調控HIF蛋白降解速度進而調控細胞內HIF蛋白含量; PPARA主要參與脂代謝及儲存呼吸作用酶相關。當然，最重要的還是EPAS1，直接調控缺氧反應嘛。

關於EPAS1突變的來源也是非常有意思。通過EPAS1單倍體型的比較，科學家認為藏族人EPAS1基因中的突變來自丹尼索瓦人。話說在現代智人走出非洲之前，歐亞大陸生活著快樂的的尼安德特人和丹尼索瓦人，其中尼安德特人生活在歐洲與西亞，而丹尼索瓦人則生活在東亞、南亞與中亞。我國發現的馬壩人、許家窯人等都屬於丹尼索瓦人。走出非洲的現代智人首先遇到了尼安德特人，經過一段時期的共存，尼安德特人滅絕了，但現代智人融合了一些尼安德特人的基因。一部分現代智人在歐洲和西亞定居了下來，形成了歐洲人的祖先; 另一部分現代智人繼續向東走，遇到了丹尼索瓦人，經過一段時間的共存，丹尼索瓦人也滅絕了，但一些基因同樣融入了現代智人的基因庫中，其中就包括了EPAS1基因。對於生活在平原上的現代智人（他們最終演變成現代的漢族）來說，丹尼索瓦人的EPAS1基因型並無多大用處，所以丹尼索瓦的EPAS1基因型一直以極低的頻率出現在漢族之中。對於進入了高原的現代智人來說（他們最終演變成現代的藏族人），丹尼索瓦的EPAS1基因型有利於高原適應，就會逐漸淘汰其他的EPAS1基因型，最終佔據優勢。

參見：http://science.sciencemag.org/content/329/5987/72 http://www.nature.com/nature/journal/v512/n7513/full/nature13408.html

安第斯民族的適應：

安第斯山民主要生活在安第斯山區。安第斯山民對高原的適應歷史肯定少於一萬年（印第安人在一萬年前才進入美洲）。研究發現，安第斯山民主要通過增加紅細胞與血紅蛋白濃度來適應高原環境。安第斯山民擁有極高的紅細胞與血紅蛋白濃度，遠比普通平原人群及藏族人高。在分子機制方面，安第斯山民的EGLN1基因發生了顯著的改變。藏族人的EGLN1基因同樣發生了改變，但改變的方式並不相同。此外，對於Quechua這一特定地方的安第斯人的測序顯示，NOS3 (一氧化氮合成酶3)發生了顯著的變異，但和安第斯山民的生理性狀並不能對應的上，也可能是不同地方的安第斯山民進化出了不同的適應機制。

參見：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23348729 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20367485

衣索比亞人的適應：

衣索比亞人大多生活在海拔3000~3500米。衣索比亞人擁有較高的血紅蛋白濃度，但遠沒有達到安第斯山民的程度。此外，衣索比亞人沒有展現出任何與高原適應相關的生理特徵。衣索比亞人的 ARNT2 基因等發生比較顯著的變化。ARNT2是HIF2蛋白的第二個亞基（而藏族人的EPAS1則是HIF2的第一個亞基）。

參見：http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3334582/

基本上高原反應都是長期生活在低海拔地區的人到高海拔才會有的，但是其實也並不是所有內地人到高原都會有高原反應，有些人是沒有的，應該是體質問題吧。與此同時，長時間在高原地區生活的人到了低海拔地區會有醉氧現象，其最大的特點就是嗜睡，精神無法高度集中。比如我就是生活在青藏高原的，現在在合肥上學，大一剛來合肥的一周里，永遠都睡不醒，只想睡覺，精神很差，我室友現在和我回憶那段時光，還是和我說:你那一段時間精神很差啊。沒錯，我曾經一天睡過16個小時→_→

ps:我是在青海省省會的，海拔2200左右。但是其實當海拔高度達到這個程度的時候，也許你們會認為我們已經適應了高原氣候，其實不然。我媽去格爾木(青海西部城市)的時候，海拔只高了500m左右，她的高原反應就已經相當厲害了。

其實挺好玩的，以前我在青海跑800累的要吐，但是在合肥跑完了都不帶喘的，除此之外，我做過肺活量測試，我在青海最多2200左右，但是在合肥吹到4000+╮(╯_╰)╭啊，我強大的心肺功能，有時候想想，大自然和生物之間還是很神奇的。

藏羚羊的紅血球數量是人類的兩倍等於同一時間呼吸的氧氣是人類的兩倍著令他們有一個很大的有時即使是在缺氧的高原也能極速蹦跑；氂牛生長在海拔4000米的高原上，還能步態輕盈的負重奔走也是因為器官進化的結果；而藏民其實在西藏阿里地區這類高海拔地區還是有很多人有先天性心臟病的（與缺氧有關），大部分能適應，一個是基因計劃的結果，一個和飲食有關，常年服用牛奶、酥油茶、氂牛肉等對於藏民的心腦血管確實也是作用很大的。而平原的人去高原，又不是有特意功能，也沒有藏民的先天優勢，所以一下子氧含量減少一半以上的情況下身體肯定是有傷害的，只是程度問題，這就是為什麼很多人提前準備紅景天和奧默牌藍養片來預防高反的原因，他們一個可以提高細胞攜氧能力，一個可以減少自由基損傷提高細胞缺氧耐受力，西藏景色雖美，但是還是要謹慎前往，做好預防工作，愛惜身體。

藏族新生兒先天性心臟病全國第一，在世界上也能排的上號。這足以說明問題。高海拔地區只是比低海拔好一點，還沒有到差距那麼大的地步。藏人海拔6000往上也就不行了。

前天到西藏，有高原反應，據說不可以劇烈運動，為了克服，我次日下午打了整整三個小時籃球，終於適應了。

大家不要模仿

性生活也可以慢慢來啊，像雷12，我覺得憋口氣都可以。

主要還是體質

「這說明了藏族人適應高原的主要機制是改變一氧化氮的調節」，個人認為這句話不妥。藏族人的很多生理指標和低海拔人群不同的。不能說改變一氧化氮的調節是藏族人的主要機制。

在西藏工作的時候每年都會高反一次，每次在醫院都見到了從平原回藏的西藏人也因為高反在輸液。

一個忐忑地生活在青藏高原的南方人，坐等課題研究結果

不得不說這是一個很好的研究性課題。

不可一概而論性生活時，分泌的多巴胺讓人戰鬥力爆表

高原反應難道不是因為生活在低海拔的人突然到了海拔較高的地方身體不適應才產生的嗎？一出生就生活在高海拔地方的人從小都在這種環境長大，怎麼會有高原反應。。說的如果不對請對此有專業研究人糾正，謝謝。

難道你們都不知道生長在高原上的人並不會出現高原反應啊，就和你們身處平原時一樣。