华大发布珠峰攀登者免疫代谢研究,为高海拔健康管理提供新依据
华大发布珠峰攀登者免疫代谢研究,为高海拔健康管理提供新依据
1月1日,华大生命科学研究院主导的一项研究在国际知名学术期刊《细胞报告》(Cell Reports)发表,揭示了高海拔攀登过程中人体免疫系统和代谢的动态变化。这一发现不仅加深了我们对高海拔环境挑战下人体生理机能的理解,也为高海拔医学研究及登山者健康管理提供了重要科学依据。
高海拔环境下的多重挑战
珠穆朗玛峰,作为地球之巅,其极端恶劣的环境对人类构成了巨大挑战。登山者在攀登过程中需要面对低压性缺氧、寒冷、低湿度以及强紫外线辐射等极端条件。为适应氧气供应的减少,人体启动多种生理反应,如增强通气、增加心输出量,以及改善组织的氧气摄取能力。然而,长时间在高海拔环境中进行体力活动,可能导致人体面临更大的生理和代谢压力,从而带来高原病、体重下降、免疫功能障碍和感染风险增加等一系列健康问题。
华大珠峰计划:揭秘人体适应机制
为深入探讨高海拔登山过程中人体免疫和代谢的变化,华大研究团队对11名登山者在攀登过程中的五个关键点进行了系统性的样本分析。研究采用了先进的单细胞组学和质谱检测技术,分析了375722个免疫细胞的单细胞转录组,以及血浆中309种代谢物和717种复杂脂质的变化。
研究发现,登山者的免疫细胞组成在不同阶段发生了显著变化。在高海拔适应期,髓系细胞亚群中的炎症反应下调,而CD8+ T细胞、γδ T细胞等免疫效应增强;在极端高海拔攀登期间,炎症反应被激活,同时T细胞的效应功能受到抑制,而免疫细胞对缺氧和氧化应激的反应则显著增强。
值得关注的是,在极端高海拔攀登期间,一些免疫亚群中的糖酵解和抗氧化基因的表达显著上调,其中包括关键转录因子HIF1A和NFE2L2。这说明人体免疫细胞在极端高海拔环境中会经历代谢重编程,增强抗氧化能力,这对于维持免疫细胞的基本功能至关重要。
此外,研究人员还观察到谷氨酰胺和脂肪酸等血浆代谢物的增加,这些代谢变化可能是帮助登山者在高海拔环境中改善能量状态的重要机制。
科学发现助力健康管理
本研究通过多组学分析,系统揭示了高海拔登山不同阶段的人体免疫和代谢特征。这些发现不仅加深了我们对高海拔环境挑战下人体生理机能的理解,也将为高海拔医学研究及登山者健康管理提供重要的科学依据。
例如,研究揭示的免疫细胞和代谢物变化,可以作为评估登山者健康状况的生物标志物。未来,通过监测这些指标,医生可以更准确地判断登山者是否适合继续攀登,或者需要休息和调整。此外,研究发现的代谢重编程机制,也可能为开发针对高原反应的药物提供新思路。
华大集团汪建研究员表示,此次研究是“珠峰行动计划”的一次重要预演,未来,团队还将继续深入研究登山者在珠峰攀登中的多组学变化,为保障登山者健康和安全提供更有力的科技支撑。
展望未来
随着全球气候变化和人类活动范围的不断扩大,高海拔环境对人体的影响研究具有重要的现实意义。华大珠峰计划的这一研究成果,不仅为登山运动提供了科学指导,也为高原地区居民的健康保障和疾病预防提供了新的思路。未来,随着研究的深入,我们有望更好地理解人体在极端环境下的适应机制,为人类探索未知世界提供更有力的科技支撑。