重要的是缺氧同樣有害
過(guò)量氧會(huì)產(chǎn)生較多的氧自由基,是有害的,那么缺氧是否會(huì)有益呢?有人提出胎兒就是在缺氧的環(huán)境中發(fā)育的,因此也有人做了短時(shí)間的缺氧試驗(yàn),當(dāng)然并未得到預(yù)期的效果??闪硪环矫妫藗冇职l(fā)現(xiàn),生活在高山地區(qū)低氧環(huán)境中的人平均壽命確實(shí)要長(zhǎng)一些,經(jīng)分析認(rèn)為原因是適度的缺氧能使心跳加快、心臟排血量增加,同時(shí),呼吸運(yùn)動(dòng)也會(huì)有所加強(qiáng),表現(xiàn)為心率加快,冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張,血液排出量增加,肺活量增加。于是,缺氧負(fù)荷就產(chǎn)生了對(duì)心肺功能的鍛煉效果,也使得造血機(jī)能旺盛,高原居民的紅血球與血紅蛋白水平都比平原居民高。因此,在高原訓(xùn)練基地培訓(xùn)運(yùn)動(dòng)員就得到了普遍推廣,因?yàn)檫m度缺氧對(duì)人的心肺功能有利。低氧還能使人體內(nèi)蓄積必要的二氧化碳,這對(duì)健康是十分有益的,因?yàn)槿说纳羌纫垦鯕庖惨慷趸紒?lái)維持的。人體血液中不僅要有2%的氧,也必須有6.5%的二氧化碳,如果人體二氧化碳含量過(guò)低,就會(huì)造成血液pH值偏高,這就會(huì)破壞正常的新陳代謝,損害人的神經(jīng)系統(tǒng)和免疫機(jī)能,最終導(dǎo)致喪失對(duì)疾病的自我防御能力。
雖然發(fā)現(xiàn)了低氧環(huán)境對(duì)人體有著一定的好處,可是更多的大量事實(shí)卻表明,人是不應(yīng)該缺氧的。在安靜狀態(tài)下,成人每分鐘耗氧量約250毫升;活動(dòng)時(shí),耗氧量就會(huì)大大增加。一旦缺氧,最易受損害的就是人的神經(jīng)細(xì)胞,一般大腦只要停止供氧兩三分鐘就會(huì)受到傷害。成年人腦重約1.3千克,相當(dāng)于體重的l/50,可腦消耗的氧氣卻占全身耗氧量的20%,所用能量為一般組織的10倍。人腦工作一日需要10千克ATP提供能量,腦內(nèi)含有的ATP才不過(guò)l克,因此只有分解l萬(wàn)次然后不斷再合成出來(lái)才足夠使用。要維持大腦工作就需要ATP不間斷供給能量,這就要求呼吸不能間斷。呼吸如停止3分鐘,意識(shí)就會(huì)喪失,成為植物人。完全停止5分鐘以上便會(huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的死亡。
在醫(yī)學(xué)上,一天之間就有一個(gè)被稱為“魔鬼時(shí)間”的時(shí)段,那就是6∶00~10∶00。清晨起床后人體的耗氧量是睡眠時(shí)的l~2倍,對(duì)于老年人來(lái)說(shuō),他們特別容易因此時(shí)缺氧突發(fā)腦卒中和心肌梗死。相對(duì)而言,心臟比大腦有利的是心肌還能儲(chǔ)存氧,每克心肌有2毫升的儲(chǔ)存氧,但它最多也只能缺氧5分鐘左右。
人體血液含氧量低的最初表現(xiàn)為頭疼、疲勞、呼吸急促,這就是人們來(lái)到空氣污濁、相對(duì)較密封的場(chǎng)所時(shí)就會(huì)感覺(jué)胸悶、頭疼、心煩的緣故,而這僅是輕度缺氧的表現(xiàn)。如果供氧情況進(jìn)一步惡化,人就會(huì)出現(xiàn)暈眩、意識(shí)不清或惡心,就連皮膚也會(huì)顯現(xiàn)出藍(lán)色,最終昏迷甚至死亡。
人在輕度缺氧時(shí),人體會(huì)自然增加血紅細(xì)胞的數(shù)量。但如長(zhǎng)時(shí)間缺氧,隨著血液逐漸變得黏稠,心臟就需要更用力跳動(dòng)才能把血液運(yùn)送至全身,這有可能導(dǎo)致心臟病的發(fā)生。
德國(guó)著名醫(yī)學(xué)家、1931年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者奧托·海因里希·瓦爾堡(Otto Heinrich Warburg)教授發(fā)現(xiàn),癌細(xì)胞的耗氧量比正常細(xì)胞低,當(dāng)人體組織細(xì)胞中的氧含量低于正常值的65%時(shí),缺氧的組織細(xì)胞就容易癌變。
為了獲得充足的氧,人體的呼吸部位甚至包括了整個(gè)體表,連足跟和頭部也包括在內(nèi)。人體的胸、腹、背的呼吸能力甚至還超過(guò)了肺部,只不過(guò)肺部有7億多肺泡,表面積至少有100平方米,而人的體表面積才不到2平方米。又如,青蛙雖然像我們?nèi)艘粯右灿梅魏粑?,但它的肺并不發(fā)達(dá),僅僅是一對(duì)薄壁的囊,氣體的交換量也很少,依靠它得到的氧氣,不能滿足生命的需要,還得由皮膚呼吸來(lái)補(bǔ)足。青蛙的皮膚經(jīng)常分泌黏液,保持濕潤(rùn)狀態(tài),使外界空氣中的氧和皮膚微血管血液中的二氧化碳進(jìn)行交換,以補(bǔ)充肺呼吸量的不足。青蛙透過(guò)皮膚呼吸所得的氧,大約占吸氧總量的40%。兩棲魚類(空氣呼吸)50%的氣體交換是在皮膚進(jìn)行的,文昌魚埋在沙里時(shí),基本上是皮膚呼吸。對(duì)于年幼的哺乳動(dòng)物或在無(wú)毛或無(wú)羽期的鳥(niǎo)類,皮膚呼吸要比成年期重要得多。人類的皮膚雖然不能作為主要的呼吸器官,但是皮膚的組織也要消耗O2,并產(chǎn)生CO2。這些消耗或產(chǎn)生的全部氣體,以及來(lái)自流經(jīng)皮膚血管的CO2也都是在皮膚與空氣間直接進(jìn)行交換的。皮膚呼吸是脊椎動(dòng)物普遍具有的能力,而不是特殊的功能,這種能力對(duì)于動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境具有重要的意義。
生活在高原地區(qū)的人缺氧的時(shí)間持續(xù)較長(zhǎng),如果又過(guò)度缺氧,就會(huì)造成對(duì)機(jī)體的傷害,甚至血紅蛋白就會(huì)變成藍(lán)色或紫色,智利在海拔6600米處就發(fā)現(xiàn)了藍(lán)色人。另外,短時(shí)間的缺氧也會(huì)造成大腦神經(jīng)的損傷。在海拔較高的地方,會(huì)有一些人發(fā)生視覺(jué)和感覺(jué)上的幻覺(jué),有時(shí)候甚至?xí)星楦猩系耐蛔?。有?bào)告說(shuō),在攀登到海拔2400米以上后,有些登山者會(huì)突然看不見(jiàn)身邊的同伴,一些人還會(huì)看見(jiàn)光從自己或者其他人身上發(fā)射出來(lái),有些人甚至看到了自己的第二個(gè)身體或者突然有種恐懼感,這就是缺氧造成的高原病。由于缺氧,大腦內(nèi)部控制視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)甚至情感活動(dòng)的區(qū)域受到了干擾,從而使人產(chǎn)生各種各樣的幻覺(jué)。
缺氧也會(huì)造成人體消化系統(tǒng)功能下降。在我國(guó)古代名著《西游記》中曾描寫過(guò)“子母河”,提到西涼女兒國(guó)沒(méi)有男子,女子成年后就可以去取子母河水吃,吃過(guò)即可懷孕。其實(shí)在我國(guó)西部的大高原上,常有“子母河”的傳說(shuō),大凡有人在高原上多喝了河水同時(shí)又多吃了食物后,真的就會(huì)發(fā)現(xiàn)自己“大肚子”了,這是什么原因呢?有經(jīng)驗(yàn)的高原汽車司機(jī)告訴大家,原來(lái)這是高原上缺氧導(dǎo)致了胃消化功能的減退而造成的,他們的經(jīng)驗(yàn)是在高原上,再好的食物也不能多吃,再餓也只能吃七分飽,否則就只能像大肚子孕婦了。
人類還在努力地研究和探索人體與氧之間關(guān)系的機(jī)制,對(duì)此我們應(yīng)該抱有信心。同時(shí),我們從生命體與氧的關(guān)系中也看到,氧的缺少與過(guò)量都是有害的,從生命元素在生物體內(nèi)需要保持平衡的角度來(lái)看,任何生命元素在生命體內(nèi)的不平衡必將導(dǎo)致循環(huán)的破壞和機(jī)體的損耗。研究還證明,人的耗氧能力的減退是與年齡有關(guān)的。正常人,特別是健康的年輕人動(dòng)脈的氧分壓大約是100毫米汞柱,隨著人年齡的增加,動(dòng)脈氧分壓會(huì)下降到70毫米汞柱乃至更低,據(jù)認(rèn)為這也是衰老的一個(gè)原因。另外,生物體在衰老時(shí),體內(nèi)會(huì)有著水分的顯著下降,人體從30歲到80歲會(huì)喪失體內(nèi)18%的水分,而這一過(guò)程偏偏又和氧有著密切的關(guān)系,那就是人體的氧的消耗能力大致是跟人體的水分的量成正比。這一切都明擺著,氧在人體中作用的變化與人體的衰老有著極其密切的關(guān)系,一旦氧在生命體內(nèi)的循環(huán)和平衡遭受到嚴(yán)重的破壞,生命就必將停止它的腳步。
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