综述证据已凸显肠道微生物群作为高海拔健康的核心调节者，低氧、寒冷和辐射与菌群失调、肠道屏障功能受损、系统性炎症和适应能力下降有关。
高海拔环境可能会以影响胃肠道以外健康的方式重塑肠道微生物群，这是根据对人类和动物研究证据的综述得出的结论。该综述研究了低压低氧、寒冷暴露和强烈辐射如何改变肠道微生物生态系统，并增加生活在或前往海拔2500米以上地区人群的生理压力、炎症和疾病风险。
作者报告称，高海拔暴露与肠道菌群失调、肠道屏障功能受损和肠道通透性增加有关。这些变化可能导致细菌产物从肠道进入血液，在那里它们可以促进系统性炎症并导致适应不良。该综述将肠道定位为环境压力与宿主适应之间的关键生物界面，而不仅仅是一个受饮食或胃肠道症状影响的被动场所。
肠道微生物群由细菌、真菌、病毒和古菌组成的复杂群落构成。16S核糖体RNA测序和鸟枪法宏基因组学等技术显示，高海拔暴露可降低微生物多样性并改变微生物物种的平衡。报告的变化包括产生短链脂肪酸的有益微生物（如Faecalibacterium和Roseburia）减少，同时机会性和促炎性物种增多。
低氧被描述为这种微生物紊乱的主要驱动因素之一。在正常条件下，结肠细胞通过耗氧的β-氧化利用丁酸盐，这有助于维持肠道腔内的低氧环境并有利于专性厌氧菌。在高海拔地区，低氧压力会扰乱这一过程，增加腔内氧气可用性，从而有利于耐氧细菌。高海拔的寒冷压力和饮食变化可能会进一步重塑微生物群落，并降低其将膳食纤维发酵为保护性代谢物的能力。
这种菌群失调的一个主要后果是肠道屏障受损，肠道屏障依赖于化学、物理和免疫防御。综述报告称，低氧压力会损害杯状细胞和潘氏细胞产生的黏蛋白和抗菌肽。同时，菌群失调可能会削弱上皮细胞之间的紧密连接，增加肠道通透性。这种"肠漏"状态允许脂多糖和其他细菌产物进入循环系统，激活炎症通路，包括Toll样受体和核因子κB信号传导。
作者特别强调了微生物代谢物的重要性。短链脂肪酸，包括丁酸盐，有助于为结肠细胞提供能量、维持屏障完整性并支持调节性T细胞分化，从而促进免疫耐受。肠道细菌修饰的胆汁酸激活法尼醇X受体和Takeda G蛋白偶联受体5等受体，对炎症、葡萄糖稳态和脂质代谢产生下游影响。在高海拔地区，这些微生物-代谢物通路的紊乱可能会移除一层重要的生理保护。
该综述将这些机制与高海拔相关疾病联系起来。在急性高山病及其严重形式（包括高原肺水肿和高原脑水肿）中，研究报告了菌群失调与症状严重程度之间的关联。Klebsiella和Escherichia等细菌的富集与更高水平的促炎代谢物相关，这可能导致血管渗漏和水肿。在慢性高山病中，长期居住且红细胞增多症过度的居民显示出独特的微生物特征，这表明肠道微生物群可能影响血液学适应。
这些潜在后果可能超出经典高山病的范围。该综述还将高海拔微生物群变化与代谢紊乱、胃肠道疾病和骨骼健康联系起来。提出的机制包括炎症驱动的胰岛素抵抗、影响脂质吸收的胆汁酸代谢改变、微生物对骨转换的影响以及肠道-肝脏轴内的菌群失调。作者指出，胆汁酸成分改变和胆固醇饱和度也可能增加胆结石的易感性。
个体差异似乎很重要。综述报告称，具有更有弹性的基础微生物群落的人（通常以更高的多样性和更强的短链脂肪酸产生为标志）可能更有效地适应高海拔。长期高海拔居民似乎也具有与低海拔人群不同的微生物特征。例如，一些土著人群显示Prevotella富集以及与从富含纤维的饮食中高效获取能量相关的微生物基因集，这可能提供代谢优势。相比之下，短期游客和移民可能会经历更明显且可能有害的微生物变化。
饮食被描述为调节"肠道-海拔轴"的主要因素。高碳水化合物饮食可能有助于支持有益的发酵细菌，而高脂肪饮食可能会加剧菌群失调。作者还讨论了肠型（如Bacteroides主导和Prevotella主导的微生物状态），作为理解为何个体对相同高海拔暴露可能有不同反应的一种方式。
以微生物群为目标的干预措施被提出作为高海拔健康的一种有希望但仍在发展的方法。益生菌和益生元在动物模型中显示出恢复微生物平衡、增强肠道屏障功能和减少炎症的潜力。粪便微生物群移植在临床前工作中也显示出效果，将适应性供体的弹性微生物特征转移到易感受体中，改善了生理表现并减少了病理。
未来的策略可能包括个性化的微生物群落或后生元（定义为有益的微生物产物或代谢物）。例如，补充丁酸盐以支持上皮屏障功能，或使用胆汁酸调节剂改善代谢调节。然而，综述警告称，仍存在重大挑战，包括如何标准化干预措施、确定合适的接受者以及了解在极端环境中刻意改变微生物组的长期后果。
作者总结称，高海拔暴露可能会启动肠道微生物群的广泛重编程，其中菌群失调、屏障功能障碍和代谢物失衡都与高海拔相关疾病和相关慢性疾病风险有关。他们建议，对"肠道-海拔轴"的进一步研究可以支持新型诊断和干预措施，帮助人们在高海拔地区更安全地生活、工作或旅行。
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