2024年8月的一个下午，在加利福尼亚州白山高处，加利福尼亚大学圣地亚哥分校的副教授、专攻高海拔适应的生理学家塔图姆·西蒙森(Tatum Simonson)和她的志愿者们来到了Barcroft站。这个与世隔绝的研究站位于内华达山脉东缘，海拔12,470英尺，周围是嶙峋的山峰和陡峭的碎石坡。到达后几小时内，一些参与者就感受到了高海拔实验室带来的身体影响。剧烈头痛、恶心感逐渐袭来、睡眠不安——这些都是高原反应的明显迹象（当人们快速上升而没有给予身体足够时间适应因海拔升高而导致的大气中氧气含量减少时，就会发生这种情况）。
几十年来，登山者主要依靠缓慢上升，有时会使用一种名为乙酰唑胺(acetazolamide)的处方药，也就是大家更熟悉的Diamox。但西蒙森想知道，他们是否忽视了另一个因素：肠道。
细菌、真菌和其他微生物构成了我们体内约一半的细胞，一些估计表明它们的基因数量比我们自身的基因多约100倍。当高海拔地区氧气稀薄时，肠道微生物群也会感受到压力，这可能会影响身体感知和应对低氧环境的方式。
"肠道细菌不断地向彼此和身体细胞发送信号。其中一些信号可以传递到肠道以外的区域，甚至到达大脑，"西蒙森告诉《户外》杂志。
当西蒙森亲身体验高原反应的压力时，她开始思考：这些信号能否解释为什么有些人会在高海拔地区感到如此不适？
高原反应有哪些阶段？
- 高原反应有三个阶段：
- 急性高山病：最常见且最轻微的形式
- 高原肺水肿(HAPE)：当液体开始充满肺部时发生；需要及时医疗救助
- 高原脑水肿(HACE)：非常严重的高原反应形式，导致脑部肿胀，需要立即医疗救治
- 如果不治疗，高原肺水肿可能在12小时内致命，高原脑水肿可能在24小时内导致死亡
- 为确保安全适应，记住要缓慢上升（每天不超过1,000英尺）、保持水分充足、如果你是经常喝咖啡的人，不要突然停止喝咖啡；否则，你可能会经历咖啡因戒断并感觉更糟。而且，很难区分咖啡因相关的头痛和高海拔引起的头痛。
15年前，西蒙森对高海拔生理学的好奇心将她带到了青藏高原。当时她在青海省玛多县进行野外工作，海拔14,241英尺，她扫描了藏族、汉族和日本人群的基因组，以了解藏族人如何适应极端高海拔生活。正是在那里，她亲身经历了高海拔如何影响人体。"我在一个小村庄医院试图搬动重型设备，高海拔让我喘不过气来，"她回忆道。有人建议她服用Diamox，但这种药物的一个常见副作用——手部暂时性刺痛感——让她感到不适。
西蒙森开始研究藏族人群的遗传学，这些人已经在极端高海拔地区生活了数千年。随着时间推移，她将研究扩展到安第斯山脉，并将微生物组（存在于人体内外的所有细菌、真菌和其他微生物）纳入她的研究中，从高海拔社区收集粪便样本。
肠道微生物组影响消化和免疫功能，甚至可能与心理健康有关联。有了这些知识，西蒙森的问题转向了：她能否通过影响一个人的微生物组来帮助他们应对高海拔环境？
高海拔低氧环境如何影响肠道
即使是身体最强壮的登山者也会感受到高原反应的影响。近80%的急性高山病患者会经历至少一种胃肠道症状，因为高海拔地区气压和氧气水平降低会改变肠道细菌。这些胃肠道问题被称为高海拔排气现象。在攀登珠穆朗玛峰的登山者中，腹泻是常见报告的症状，而恶心和呕吐则经常出现在向高海拔进发的徒步旅行者身上，即使有干净的水源也是如此。
对于登山向导埃米莉·德林克沃特(Emilie Drinkwater)来说，这些症状再熟悉不过。德林克沃特自2001年开始从事专业向导工作，是第九位获得IFMGA认证的美国女性，这是专业登山向导可以获得的最高资质。她在冬季指导犹他州的直升机滑雪，在夏季指导怀俄明州的高山攀登，并在阿拉斯加、喀喇昆仑山脉和兴都库什山脉完成了首次攀登。"我的身体在高海拔地区感觉不好，"她说。"最突出的症状是恶心，以及几乎无法在15,000英尺以上进食。我一直将此归因于肠组织缺氧（身体组织中氧气不足）。其他症状包括极度疲劳、头痛和睡眠质量差。"她通过补充水分和服用Diamox来管理头痛和睡眠问题，但似乎没有任何方法能缓解恶心或食欲不振，她还报告说在较长的探险过程中会出现体重下降。
恶心和食欲不振的一个可能解释是肠道屏障被破坏，肠道屏障是防止细菌及其副产物扩散的内膜。在高海拔地区，这一屏障可能会减弱。
"当身体处于缺氧状态时，肠道屏障开始'崩溃'，细菌的微小碎片可能渗入血液并与免疫系统相互作用，可能引发炎症，"阿肯色大学运动科学助理教授扎克·麦肯纳(Zach McKenna)说。麦肯纳研究高海拔和其他环境压力源对肠道屏障的影响，但并未参与西蒙森的研究。
与此同时，大脑作为控制中心，通过让身体在更高海拔处呼吸更快更深来应对氧气下降。但肠道也可能通过肠脑轴（神经、激素和免疫信号的双向网络）向大脑发送信号。使用益生菌保持肠道健康可能有助于支持这些信号。
然而，专家表示，肠道仍然是个谜。"我们并不完全了解高海拔暴露期间导致胃肠道问题的原因，"麦肯纳补充道。"可能的罪魁祸首包括氧化应激（细胞损伤）、微血管（血管）损伤和肠道屏障功能障碍。所有这些都与低氧水平有关，以及在高海拔暴露和活动或运动期间血液如何从肠道重新分配。"
如果是这样的话，益生菌能有所帮助吗？
登山者在高海拔实验室测试益生菌
为了测试这一想法，西蒙森和她的团队将17名志愿者带到Barcroft站，这是一个理想的高海拔实验室，以检查益生菌如何在现实条件下影响氧水平、睡眠和肠脑信号传导。研究参与者接受了含有多种细菌菌株的益生菌或安慰剂，这些药物在上升前和攀登期间每天最多服用三次。
"Barcroft站的研究实验室。"（照片：塔图姆·西蒙森）
"在几小时后和接下来的几天里，我们测量了他们的血氧饱和度，"她说。"服用益生菌的人血氧饱和度更高，总体感觉更好。睡眠在高海拔地区经常被打断，但他们在睡眠时仍能保持较高的血氧水平。"据西蒙森称，这些发现很重要，因为"结果表明可能有信号从肠道传递到大脑，帮助触发这些反应。"
这些发现发表在《iScience》杂志上，尽管还处于早期阶段，但令人鼓舞。西蒙森将这项研究描述为探索性的，并表示未来的研究将测试不同的益生菌菌株和在徒步过程中的服用时间，以评估肠道在高海拔地区的反应。"人们对益生菌的反应可能不同，需要进行大规模人群的长期研究，"她补充道。
"这项研究展示了一些有希望的结果，"麦肯纳说。他同意西蒙森的研究需要在更大群体中进行复制，并采用更直接的测量方法。"虽然肠道屏障功能与急性高山病之间的联系尚未完全证实，但益生菌可能在多方面提供益处，"他说。
例如，《营养学前沿》杂志2025年发表的研究表明，益生菌可能有助于保护细胞免受氧化应激。其他最新研究表明，益生菌可以帮助减少帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病患者的认知能力下降。
未来肠道微生物组研究对登山者意味着什么？
如果肠道确实在应对高海拔方面发挥作用，那么这可能对山区安全产生真正的意义。保持良好的判断力可能决定一次安全的探险与一次危险的探险之间的差别。"我需要有能力、称职且足够强壮，以便继续为自己和团队做出良好决策和管理风险，"德林克沃特说。"为了度过难关，我优先考虑适当的适应、补充水分和休息。"她还经常与团队成员沟通，了解他们的感受。
了解益生菌和肠道如何影响高原反应是一个令人兴奋的前沿领域，科学家们表示，这可能会重新定义我们对体内数万亿微生物的认知，以及这种关系在高海拔地区如何变化。
当被问及自己是否会服用益生菌时，西蒙森笑着说："我绝对会。"由于高海拔对她的丈夫影响更大，她会确保他也会服用，以防万一。
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