人體暴露途徑
人們在工作、生活、旅遊及特殊訓練時直接暴露於低氣壓環境中。如居住在高山、高原，乘坐飛行器或載人太空梭進入低氣壓空間，飛行員、航天員及運動員模擬高空低氣壓環境的訓練。
人體健康風險
低氣壓對人體的影響主要有兩個方面：一是壓力過低引起的壓力效應；二是大氣氧分壓減低引起的低氧效應。其中後者具有更重要的生理意義和臨床意義。
低壓缺氧對機體的影響
高原低壓缺氧可對機體的功能和代謝產生一系列廣泛和特異性的影響，在各個水平和層次上均有表現。其影響的程度和結果，除了與海拔高度有關外，還取決於進入高原的速度、停留時間以及機體的功能代謝狀態等因素。
（1）對神經系統的影響。
①中樞神經系統。在輕度缺氧和缺氧早期，大腦皮質功能紊亂主要表現為興奮性增高，出現愉快感、情緒激動、多言多語、失眠、幻聽、幻視；有的可出現痛覺、觸覺、味覺、暗適應等敏感性增強；通過呼吸中樞、循環中樞使呼吸加深加快、心率增快、心排血量增加。經過一段時間後若缺氧進一步加重，則大腦皮質的功能可由興奮轉向抑制，表現為抑鬱、表情淡漠、反應遲鈍、注意力不集中等。嚴重缺氧時，可出現嗜睡、昏迷。嚴重的急性缺氧可導致突然意識喪失、昏迷。
②自主神經系統。在輕度缺氧時出現交感神經興奮性占優勢的表現，如面部發紅以及全身躁熱、易怒、手指和眼瞼顫動等。缺氧嚴重時出現副交感神經占優勢的表現，如劇烈頭痛、噁心、嘔吐、脈搏減慢等。此外，高原缺氧引起的自主神經功能紊亂還可表現為口渴、皮膚乾燥、脫髮、遺精、陽痿和月經不調等。
③感覺異常。缺氧使嗅神經末梢感受器興奮性降低，嗅覺功能減退。隨著缺氧的加重，嗅覺可完全喪失。在高原，味覺也有不同程度的改變。高原地區人們的視力普遍有所下降，易出現弱視、暗適應能力減弱等。在海拔4000～5000m，聽力開始下降；6000～7000m時，聽力明顯下降；海拔7000m以上，聽力嚴重下降，有的甚至連發動機的噪聲也難以聽到。高原缺氧還可影響皮膚的感覺功能，出現四肢麻木、瘙癢和蟻行感等。
④神經行為的改變。高原缺氧影響人的神經行為，主要表現為記憶力、反應能力、思維判斷能力、計算能力和手眼協調能力減弱，心理活動遲鈍，注意力持續集中的能力減弱，自我評價能力降低，部分人警覺性降低。長期在特高海拔居住者回到平原後的一段時間內會有智力減退，這種改變的程度和持續的時間與到達的高度和停留時間有關，通常可持續數周，但可自行恢復，一般不造成永久性的損害。
（2）對呼吸系統的影響。在平原生活的人（以下簡稱“平原人”）進入高原後肺通氣量明顯增大，這種由低氧所引起的肺泡通氣量隨海拔高度上升而增加的現象稱為低氧性通氣反應，是機體對低氧的一種代償性反應。低氧引起的肺通氣量增加主要是由於潮氣量增加，潮氣量上升50%，肺泡通氣量增加70%。初入高原早期呼吸頻率可立即增快，隨著時間的推移，逐漸穩定。
（3）對循環系統的影響。
①心率變化。平原人進入高原後心率立即增快，在海拔4600m靜息時的心率比平原增加40%～50%。海拔越高，心率增快越多，但最大心率隨高原缺氧程度的加重而降低。隨著在高原停留時間的延長，機體其他對高原缺氧代償機制的逐漸建立，心率逐漸恢復，但仍然高於世居者。高原世居者和長期移居高原的平原人，其心率與平原人無明顯差別。
②血壓。高原低氧環境中血壓的變化不一致。進入高原早期，血壓大多升高，但隨著在高原停留時間的延長血壓逐漸恢復，接近平原水平。部分久居高原者，血壓可出現異常變化，稱為高原血壓異常。其中部分人表現為血壓升高（高原高血壓），部分人血壓反而降低（高原低血壓），部分人表現為脈壓減小（高原低脈壓）。血壓升高者以舒張壓升高為主，血壓降低者以收縮壓降低為顯著。高原血壓異常在返回平原一段時間後大多可恢復正常。
③心泵功能。進入高原初期，心泵功能增強，到高原5天后達到高峰，以後逐漸恢復，大約2周后接近平原水平。由於心率顯著增強，其心排血量是增加的，一般2～3周后逐漸恢復。久居高原以後，心搏量減少引起繼發性心排血量下降，是由於缺氧對心肌的直接抑制所致。輕度缺氧時右心功能代償性增強，而左心功能變化不大；缺氧加重到一定程度，可見左心功能降低而右心功能仍然保持正常，缺氧進一步加重則出現全心功能降低，且以左心功能降低為甚。
④肺循環。缺氧可引起肺血管收縮，肺動脈壓升高，長期作用還可以引起肺血管結構重建，肺小動脈肌化，導致缺氧性肺動脈高壓。缺氧引起肺小動脈收縮和肺動脈壓升高有一定的代償意義，但肺動脈壓升高又是高原肺水腫和高原心臟病的中心環節。肺動脈壓升高，肺毛細血管的壓力也升高，當肺毛細血管的壓力超過7mmHg（933Pa）時，即有體液外滲；當肺毛細血管的壓力超過30mmHg（4000Pa）時，淋巴回流不及可造成肺組織積水，造成高原肺水腫。持續的肺動脈壓力增高可導致右心室負荷過重，從而發生右心室肥大。在此基礎上如有勞累、感染或其他原因使機體缺氧加重時，則肺動脈壓進一步增高，有可能發生心功能的代償失調，引起心力衰竭。長期慢性缺氧使肺小動脈長期處於收縮狀態，可引起肺血管壁平滑肌細胞和成纖維細胞的肥大和增生，導致肺血管結構重建，形成穩定的肺動脈高壓。持久的肺動脈高壓，可因右心室後負荷增加而導致右心室肥大以致衰竭。缺氧性肺動脈高壓是高原心臟病和肺源性心臟病的主要發病環節。
⑤冠狀動脈循環。心肌細胞的能量供應主要依靠有氧代謝。急性高原缺氧可使冠狀血管擴張，血流增加，心肌供氧增多。
⑥腦循環。腦循環對缺氧的反應敏感，當PaO低於50～60mmHg（6665～7998Pa）或腦靜脈血氧分壓低於28～35mmHg（3732～4666Pa）時，腦血管擴張，血流量增多，這對增加供氧，改善大腦的功能狀態具有重要的意義。但腦血流量增加必然增大腦組織的體積，使顱內壓升高，腦組織受壓迫，引起頭痛、噁心等不適症狀。因此一般認為急性高原病的發生與腦血流量增加、顱內壓增高有關。
⑦血容量增加和血流的重新分配。平原人初入高原血容量和有效循環血量減少，經過一段時間習服後血容量則增加，甚至超過平原人和世居者的水平。血總容量增加的基礎是紅細胞容量的增加，而不是血漿容量增加。另外，急進高原時人體內的血液重新分配，以保證心、腦等重要生命器官的血液和氧的供應。
（4）對血液系統的影響。
①紅細胞增多。進入高原初期，交感神經興奮，脾臟等儲血器官收縮，將儲存的血液釋放入體循環，加上進入高原後水分丟失，血容量減少，血液濃縮，循環血中的紅細胞數目增多。缺氧長期作用時的紅細胞增多主要是由骨髓造血增強所致。當低氧血流經腎臟時，能刺激腎小管旁間質細胞，使之生成並釋放紅細胞生成素，促進紅細胞以及血紅蛋白的合成。紅細胞和血紅蛋白增多可增加血液的氧容量和氧含量，增加組織的供氧量，使缺氧在一定程度內得到改善。但如果紅細胞過度增多，則可使血液黏滯度和血流阻力明顯增加，加重心臟負擔，而對機體不利。
②血紅蛋白氧離曲線。正常人在短時間內上升並在數千米海拔的高山停留6～24h，紅細胞中的2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）便可迅速增加，可降低血紅蛋白與氧的親和力，使氧離曲線右移，促使氧和血紅蛋白解離，有利於紅細胞釋放出更多的氧，供組織、細胞利用；但同時又可減少肺毛細血管中血紅蛋白與氧的結合。因此，缺氧時，氧離曲線右移究竟對機體有利或有弊，取決於吸入氣、肺泡氣及動脈血氧分壓的變化程度。平原人進入高原後氧離曲線的改變與停留時間、海拔高度等密切相關。在高原長期居住後，可能因紅細胞增多已成為主要方式，故2,3-DPG的升高不像登高初期那樣明顯。
③凝血和纖溶系統。急性高原低氧機體存在明顯的凝血功能紊亂，表現為凝血與纖溶系統被激活的同時伴有纖溶系統受抑制，導致凝血與纖溶間的生理平衡遭破壞而產生高凝狀態。加上血小板和內皮受損，從而使微血管內易形成微血栓而致組織器官的微循環障礙。長期高原低氧，除直接損害血管內皮使組織的膠原暴露，激活血小板，啟動內源性凝血系統，致凝血因子消耗外，還由於高原人群氧耗量增加，紅細胞代償增多，血液黏稠，組織型纖溶酶原激活物（tPA）降低，纖溶酶原激活抑制物（PAI）和α2-纖溶酶抑制物（α2-PI）活性上升，產生纖溶相對受抑，海拔愈高愈明顯，使血液呈現一種高凝和低纖溶狀態。
（5）對消化系統的影響。進入高原初期，唾液、胃液、胃酸、胃蛋白酶和腸液分泌減少，胃腸蠕動，胃排空時間延長。腸活動受到抑制，張力減弱，蠕動速度和幅度減小。一般進入海拔4300m的高原20天時間裡，食物攝取量減少8.2%～10.0%，體重下降。部分人進入高原初期出現噁心、嘔吐、腹痛、腹脹、腹瀉等胃腸道反應。肝臟對缺氧敏感，缺氧可引起血清谷丙轉氨酶、穀草轉氨酶、乳酸脫氫酶增高，嚴重時出現肝臟充血、間質性水腫、肝細胞變性、壞死。
（6）對腎功能的影響。高原低氧環境引起尿量變化，輕度低氧可引起多尿，嚴重低氧則引起少尿。平原人進入高原可出現尿蛋白，其尿內蛋白含量與海拔高度呈正相關，而且活動後加重，返回平原後可自行消失。
（7）對免疫功能的影響。進入高原初期，人體免疫功能增強，免疫球蛋白含量增加。隨著對高原低氧環境的習服，免疫功能逐漸恢復，但慢性高原病患者的免疫功能降低。高原缺氧、低氣壓等有可能直接或間接地抑制細胞免疫功能，這也是在高原環境下，適應能力和抗感染能力下降的原因之一。初入高原，T淋巴細胞數量降低，細胞免疫系統受抑制。在以後幾天，T細胞數量及其免疫活性逐步恢復。與此同時，進入高原初期，IgM、IgG濃度降低。隨著時間的延長，IgM逐漸恢復到平原值。
（8）對神經—體液反應的影響。人類為適應高原低氧、寒冷環境，機體各系統必然在神經—體液—自身調節作用下做出相應的調整。
①交感-腎上腺髓質系統。進入海拔3000m以上高原，交感-腎上腺髓質系統活性增強，血漿和尿內的兒茶酚胺含量增高。隨著對高原環境的習服，該系統活性逐漸恢復。交感-腎上腺髓質系統增強，可引起心率增快，心肌收縮力增強，血液重新分布，呼吸加強，通氣量加大以及血糖升高等適應性變化，具有重要的代償意義。但如果反應過強，兒茶酚胺類激素分泌過多，將引起大量血液由高阻力體循環系統向低阻力肺循環轉移，使肺血容量增加和肺微血管內壓力升高，從而促使肺血管內液體外滲，導致肺水腫的發生。此外，如果活性過強還可引起明顯的能量消耗和組織分解，甚至導致血管痙攣、某些部位組織缺血、致死性心律失常等，不利於高原習服。
②下丘腦-垂體-腎上腺皮質激素系統。高原低氧可迅速激活下丘腦-垂體-腎上腺皮質激素系統，促使腎上腺皮質激素和糖皮質激素分泌增多。糖皮質激素分泌增多可促進蛋白質和脂肪分解，促進糖異生以提高血糖濃度，為機體提供更多的能源，有利於適應高原低氧環境中活動的需要。同時，糖皮質激素可穩定細胞膜和血管的通透性，有助於減輕高原低氧的損傷，防止高原病的發生。腎上腺皮質功能低下者進入高原後，容易發生急性高原病。
③甲狀腺功能。急進高原時，T/T、rT、游離T指數隨海拔升高而上升，T和促甲狀腺素（TSH）在高海拔時的測量值明顯高于海平面。長期居住在高海拔地區的居民，雖然TSH在正常範圍內波動，但其血清中具有生物活性的T、T含量較平原及中度高元減少，而T轉變成無生物活性的rT的能力增高，顯示其甲狀腺功能低下。高海拔地區老年人甲狀腺功能減退更為顯著。甲狀腺功能減低使機體維持最低的代謝率，使心肌的糖元儲存增加，可增強心肌氧耐力，有利於機體免受過度代謝消耗的影響，可能是高原居民對低氧環境的一種慢性適應機制。
④腎素-血管緊張素-醛固酮系統。初入高原，腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAAS）活性增加，運動時機體的腎素和醛固酮含量升高，血管緊張素轉換酶下降。腎素和醛固酮升高的時間過程，與急性高原病發病時間一致。因此，血漿RAAS的變化在急性高原病發病中具有重要意義。然而，長期居住高原則RAAS活性降低，這與適應高原時發生的血容量增加有關。血容量增加導致右心房牽張感受器受刺激，從而抑制醛固酮分泌。長期居住高原者RAAS活性降低，可以防止各種因素釋放高水平腎素引起的醛固酮和血漿抗凝血酶Ⅱ（ATⅡ）明顯升高，從而阻止血管收縮和大量鈉瀦留，保證高原居民免受高原病的侵襲。這可能也是高原居民對低氧環境的一種慢性適應機制。
⑤垂體-性腺功能。低氧影響下丘腦、垂體的分泌功能。嚴重急性低氧刺激下影響丘腦促黃體生成激素釋放素（LHRH）釋放。延長低氧暴露時間，下丘腦LHRH水平下降。高原低氧引起婦女月經初潮年齡推遲，經期縮短、經量減少。
高原習服
在高原低氧環境下，人體的細胞、組織和器官發生功能性適應性變化，並逐漸產生穩定性的適應稱為高原習服，需1～3個月。人對缺氧的適應有很大的個體差異，在海拔3000m以內一般人能較快適應，3000～5330m開始出現症狀，部分人需要較長時間適應，5330m為人適應的臨界高度，是人類能長期生活的最高海拔高度。
高原病
世居平原的人登上高原，對缺氧不能適應時所發生的急、慢性反應性臨床症狀稱高原病。高原病分為急、慢性兩大類。急性高原病（AMS）包括：急性高原反應、高原腦水腫、高原肺水腫；慢性高原病（CMS）包括：高原紅細胞增多症、高原心臟病、慢性高原反應、高原高血壓症、高原低血壓症。低氣壓缺氧是其病因。
（1）急性高原反應。主要症狀為頭痛、失眠、呼吸困難、食慾缺乏和疲勞，其中頭痛是很突出的。這些症狀多在抵達高海拔24h內發生，最初3天症狀最重。神經系統症狀包括記憶減退、眩暈、耳鳴和視聽覺障礙。突然暴露於中等海拔高度（3000m），約30%的人患急性高原反應，更高海拔（4500m）則達75%。急性高原反應在多數病例中成自我限制的特點，其症狀3～7天后消失。
（2）急性高原肺水腫。又稱高海拔肺水腫（HAPE），迅速攀登超過海拔2500～4000m，可發生HAPE，過度用力和缺乏習服乃此病的誘因。症狀包括乾咳、發紺、多量血性泡沫狀痰、呼吸極度困難、胸痛、煩躁不安。兩肺廣泛性濕囉音。X線檢查見兩肺中、下部密度較淡，雲絮狀邊緣不清陰影，尤其右下側嚴重。低氧性肺血管收縮、肺動脈高壓和肺毛細血管負載失效共同導致HAPE。
（3）急性高原腦水腫。又稱高原昏迷，是急性高原病的危重類型。多發生在海拔4000m以上，發病急，常見於初次進入高原或未經習服的登山者。發病率低，但病死率高。由於缺氧引起大腦血流和腦脊液壓力升高，血管通透性增強，而產生腦水腫；缺氧又直接損害大腦皮層，如腦細胞變性、灶性壞死等。患者可出現一系列神經、精神症狀，如劇烈頭痛、興奮、失眠、噁心、嘔吐，顱側神經麻痹、癱瘓、幻覺、癲癇樣發作、木僵、昏迷。
（4）慢性高原病。指失去了對高海拔的適應而產生慢性肺原性心臟病並伴有神經系統症狀的疾病。此類疾病由於肺泡過低通氣所致，表現為發紺、紅細胞過度生成、非常低的動脈氧飽和度、肺動脈高壓及右心擴大，且可致肺動脈肌化。慢性缺氧所致的中樞性肺通氣抑制，呼吸速率提高（潮氣量減低）加重了肺泡過低通氣。動脈血氧明顯不足常見於睡眠中，這強烈地刺激紅細胞生成。返回平原地區後可使許多異常情況減退或消失。
