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研究:人类血液中CO2指标持续攀升,或预示50年内大气毒性

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直接看结论:一项基于美国国家健康与营养调查(NHANES)数据的研究发现,从1999年到2020年,人体血液中的碳酸氢盐(HCO3−)水平呈持续上升趋势,这与同期大气中二氧化碳浓度的上升轨迹平行。

这不仅仅是环境数字的变化。研究人员将血清碳酸氢盐、钙和磷的水平作为人体暴露于大气CO2的间接指标。结果相当直接——碳酸氢盐往上走,而钙和磷的水平在同一时期内稳步下降。这不是一种猜测性的关联,而是基于超过二十年人群血液检测数据得出的量化趋势。


更让人不安的是时间线。如果这些趋势延续下去,研究推演显示,在半个世纪内,人群血液碳酸氢盐的平均值就可能触及公认健康范围的上限。而钙和磷的水平,则将在本世纪末逼近健康范围的下限。换句话说,我们正在用当下排放的二氧化碳,给未来的人类血液生化指标设定一个有毒的基准线。

为什么会这样?机制本身并不神秘。在包括人类在内的需氧生物体内,细胞呼吸会产生二氧化碳废物,其中绝大部分会进入红细胞,被碳酸酐酶迅速水合为氢离子和碳酸氢盐。碳酸氢盐是二氧化碳在血液中的主要运输形式。当血液流经肺部,这个反应逆转,二氧化碳被呼出。这个循环里有一个定量的关系:血中二氧化碳增加,碳酸氢盐就随之增加。反之亦然。这正是研究团队选择以碳酸氢盐作为大气暴露替代指标的生理学基础。


问题的严重性在于,这种因外部环境CO2浓度升高导致的体内积累,等于迫使人体长期处于一种代偿状态。正常情况下,异常的二氧化碳滞留或排出障碍,可见于某些疾病或通气受损,身体会通过增加通气、肾脏排酸保碱等方式去缓冲酸中毒。但现在的挑战是,驱动这一变化的外部因素——大气中的二氧化碳浓度——不受个体生理调节的控制。一旦血液指标越过健康阈值,随之而来的可能是一系列不利的健康效应。

研究明确将结论落脚在公共健康上:这些发现凸显了大幅减少人为二氧化碳排放的紧迫性。这不再是遥远冰川融化和海平面上升的故事,而是与每个人血液里的化学计量直接挂钩的生存问题。

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