第三节　高原低氧环境对肠道微生态的影响

正常生理状况下，肠道菌群与机体和外部环境保持着一个平衡状态；但在高原低氧环境下，可出现肠道菌群失衡以及肠黏膜屏障功能损伤，后者包括机械屏障损伤、免疫屏障损伤和化学屏障损伤。

一、高原低氧环境对肠道菌群的影响

高原低氧环境容易诱发肠道菌群紊乱。前往高原训练的运动员发生腹泻可能与肠道菌群的改变有关。登山者有益菌双歧杆菌数量减少，条件致病菌变形菌门和大肠杆菌数量增加。对青藏高原6个地区（2 800～4 500m海拔范围）208名藏族志愿者的调查结果显示，藏族人肠道菌群的核心种属包括普氏菌属、粪杆菌属和布劳特菌属，随着海拔升高，肠道内厌氧菌的种类显著上升，证实了肠道菌群对不同地理环境和生活方式的独特适应性。与生活在成都的汉族人相比，移民至拉萨的汉族人肠杆菌目、肠杆菌科、γ-变形菌纲、志贺氏菌属和紫单胞菌科的相对丰度增加。军事科学院军事医学研究院的科研人员发现，随着海拔上升，青年军人厚壁菌门相对丰度显著下降，拟杆菌门成为优势菌群，乳杆菌层、双歧杆菌属等比例下降。

动物实验发现，野生家鼠厌氧菌与海拔呈正相关，而兼性厌氧菌、微需氧菌和耐氧菌与海拔呈负相关。西藏恒河猴厚壁菌门相对丰度增加，拟杆菌门相对丰度降低。将Wistar大鼠放在海拔3 848m的马衔山，会减少有益菌双歧杆菌数量，增加条件致病菌大肠杆菌数量。当海拔升至4 767m时，菌群失调愈发明显。使用低压氧舱模拟海拔6 000m对小鼠进行低氧暴露的结果显示，模型组小鼠肠道球菌和革兰氏阴性菌百分比、肠组织缺氧诱导因子-1α表达水平均高于对照组。

二、高原低氧环境对肠黏膜屏障的影响

肠黏膜屏障主要由机械屏障、免疫屏障和化学屏障组成，能够保护机体不受内源性微生物及其毒素的伤害，是机体屏障系统的重要组成部分。高原具有大气压低、氧分压低、紫外线强等复杂多变的自然条件，容易引起肠黏膜各屏障功能损伤。

（一）高原环境对肠黏膜机械屏障的影响

肠黏膜机械屏障包括肠蠕动、肠上皮细胞紧密连接和肠黏液等。在缺氧条件下，肠道的节律性收缩和对其固有神经跨壁刺激的应答性降低。缺氧15分钟后，只有29%肠道组织对刺激有应答，缺氧60分钟后，整个组织都无应答。小肠为缺氧敏感组织，血液中氧的水平及弥散入组织的氧浓度，对维持肠黏膜上皮细胞的各种正常代谢起着至关重要的作用。大鼠急性低压低氧暴露可见空肠黏膜上皮细胞超微结构排列紊乱，出现萎缩、脱落等黏膜屏障损伤症状。肠上皮的黏液主要由黏蛋白所组成。黏蛋白是一类糖蛋白，其碳氢结构是细菌黏附的类似物，有细菌黏附结合的生态位点，其位点可与肠上皮细胞上的结合位点竞争，阻止细菌与肠上皮细胞结合，使细菌留在黏液层，利于肠蠕动时被清除。

（二）高原环境对肠黏膜免疫屏障的影响

肠黏膜免疫屏障由胃肠相关淋巴样组织及分泌型抗体组成。表达于回肠淋巴结的黏膜定居因子引导淋巴细胞集结移位至肠道相关淋巴组织，而后B淋巴细胞在此分化成浆细胞，产生特异型的sIgA，形成肠道的免疫屏障。在低压低氧状态，机体存在应激反应，交感神经兴奋，肠血管收缩，肠黏膜处于低灌注状态下而受到损伤，肠道产生sIgA的功能受到抑制，主要表现为sIgA含量减少，合成sIgA的浆细胞数量减少及被sIgA包被的革兰氏阴性菌数量减少，体液免疫受到抑制。此外，当肠道发生炎症时，肠上皮细胞所分泌的细胞因子能趋化肠黏膜固有层炎性细胞，放大免疫反应。

（三）高原环境对肠黏膜化学屏障的影响

胃肠道分泌的胃酸、胆汁、消化酶和溶菌酶等形成肠黏膜的化学屏障。高原低氧环境使下丘脑-垂体应激反应增强，醛固酮分泌增加，导致皮质功能紊乱，副交感神经兴奋性降低，消化液分泌减少。安达斯山高原人群胃液酸度低于平原，减弱胃酸清除进入胃肠道细菌的能力，增强细菌在胃肠道上皮的黏附和定殖概率。高原缺氧还可引起胃肠蠕动紊乱，影响胆汁的分泌，排泄到肠内的胆汁酸盐能与肠腔内的内毒素结合，阻止肠道吸收内毒素。

（何　方　王　锋　周玮忻）