初次快速進(jìn)入高原者肺功能的變化及意義

牛雅倩 康睿男 李宜珊 施熠煒

初次快速進(jìn)入高原者肺功能的變化及意義

牛雅倩 康睿男 李宜珊 施熠煒

目的研究初次快速進(jìn)入高原者在高原低壓、低氧環(huán)境下肺功能的變化情況，為急性高原病的發(fā)病機(jī)制提供理論依據(jù)。方法17名乘機(jī)初次去高原的青年人分別于入高原前一天、抵達(dá)西寧當(dāng)天、抵達(dá)玉樹當(dāng)天及第二天分別進(jìn)行肺功能檢測，檢測項目包括VT、RR、MV、MVV、FVC、FEV1、FEV1/FVC%、PEF、FEF25%、FEF50%、FEF75%、MMEF。結(jié)果FVC隨海拔升高而下降；FEV1/FVC%、PEF、FEF25%、FEF50%、MMEF隨海拔升高而升高；VT及FEV1不隨海拔升高而變化；RR、MV、MVV、FEF75%均只有北京與玉樹第二天數(shù)據(jù)升高具有統(tǒng)計學(xué)意義，北京與西寧、北京與玉樹當(dāng)天、西寧與玉樹當(dāng)天、西寧與玉樹第二天數(shù)據(jù)升高均不具有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論平原地區(qū)人們快速進(jìn)入高原后機(jī)體會發(fā)生一系列代償性改變，其中以呼吸系統(tǒng)變化最明顯最快速，客觀表現(xiàn)為肺功能的變化。

平原；高原；肺功能；快速

高原具有低壓、低氧、低溫、強(qiáng)輻射等特點(diǎn)[1]，其中低氧是高原對人類最大的挑戰(zhàn)[2]，進(jìn)入高原后機(jī)體會調(diào)動生理性調(diào)節(jié)機(jī)制以維持體內(nèi)氧的穩(wěn)態(tài)來滿足其功能需求[3]，因此高原低氧習(xí)服及急慢性高原病的防治成為高原醫(yī)學(xué)研究的前沿及重點(diǎn)。在這些研究中，關(guān)于不同海拔地區(qū)人群肺功能的對比研究，目前已有相關(guān)報道[4-6]，但受試者進(jìn)入高原后與其平原時肺功能的動態(tài)變化趨勢卻鮮有報道。因此，本研究對初次乘機(jī)去高原的17名青年人在不同海拔地區(qū)動態(tài)檢測他們的肺功能，從而探討平原地區(qū)人們初次快速進(jìn)入高原后肺功能的變化情況，為急性高原反應(yīng)的預(yù)防提供理論依據(jù)。

資料與方法

一、研究對象

納入標(biāo)準(zhǔn)：漢族、初次進(jìn)入高原、無心肺等系統(tǒng)疾病、無長期吸煙史[7]。排除標(biāo)準(zhǔn)：1月內(nèi)服用任何影響心肺功能藥物者、無法配合肺功能檢查者[7]。在北京隨機(jī)挑選17名符合以上標(biāo)準(zhǔn)的志愿者，其中男6例，女11例；年齡(28.06±7.82)歲，身高(168.65±5.58)cm，體重(62.24±8.53)kg；每位受試者均在完全知情的情況下自愿參加本次檢測。所有受試對象均由同一天從北京出發(fā)乘飛機(jī)抵達(dá)西寧，在西寧停留3天后，再次乘飛機(jī)抵達(dá)玉樹。

二、實(shí)驗(yàn)方法

17名志愿者分別于進(jìn)入高原前一天、抵達(dá)西寧當(dāng)天、抵達(dá)玉樹當(dāng)天及第二天進(jìn)行肺功能檢測。每次檢測于實(shí)驗(yàn)當(dāng)天早上9點(diǎn)開始，所有受試者檢測時取坐位，上鼻夾，采用德國耶格Master Scope便攜式肺功能儀進(jìn)行檢測，每次檢測時每位受試者均測試3次，結(jié)果取最佳曲線，每次測試間隔3min。檢測項目包括：VT(潮氣量)、RR(呼吸頻率)、MV(每分鐘靜息通氣量)、FVC(用力肺活量)、FEV1(第1秒用力呼氣容積)、FEV1/FVC%(1秒率)、PEF(呼氣流量峰值)、FEF25%(75%用力肺活量呼氣流速)、FEF50%(50%用力肺活量呼氣流速)、FEF75%(25%用力肺活量呼氣流速)、MMEF(最大呼氣中段流量)、MVV(每分鐘最大通氣量)，所有指標(biāo)均以實(shí)測值/預(yù)計值的百分比表示。為了減少不同操作者帶來的誤差，所有檢測均由同一專業(yè)人員完成，在每次檢測之前都會根據(jù)當(dāng)時的溫度、濕度、氣壓對肺功能儀進(jìn)行校正。(注：北京：海拔44.4m 大氣壓1008hpa 氣溫23.5℃；西寧：海拔2295m 大氣壓770hpa 氣溫20.0℃；玉樹：海拔3681m 大氣壓651hpa 當(dāng)天氣溫20.0℃ 第二天氣溫20.5℃)。

三、統(tǒng)計學(xué)處理

結(jié) 果

既往研究大多只是檢測肺功能的幾個指標(biāo)[8-9]，本研究檢測了較多指標(biāo)并全面探討快速進(jìn)入高原后人們肺功能的變化情況。① 北京、西寧和玉樹當(dāng)天數(shù)據(jù)進(jìn)行組間方差分析：FVC隨海拔升高而下降，差別有統(tǒng)計學(xué)意義；FEV1/FVC%、PEF、FEF25%、FEF50%、MMEF隨海拔升高而升高，差別有統(tǒng)計學(xué)意義；VT及FEV1不隨海拔升高而變化；RR、MV、MVV、FEF75%隨海拔升高而升高，但差別無統(tǒng)計學(xué)意義。② 北京、西寧和玉樹第二天數(shù)據(jù)進(jìn)行組間方差分析：FVC隨海拔升高而下降，差別有統(tǒng)計學(xué)意義；FEV1/FVC%、PEF、FEF25%、FEF50%、MMEF隨海拔升高而升高，差別有統(tǒng)計學(xué)意義；VT及FEV1不隨海拔升高而變化；RR、MV、MVV、FEF75%隨海拔升高而升高，差別有統(tǒng)計學(xué)意義。③ 進(jìn)一步對RR、MV、MVV、FEF75%使用LDS法進(jìn)行兩兩比較，發(fā)現(xiàn) RR、MV、MVV、FEF75%均只有北京與玉樹第二天數(shù)據(jù)升高具有統(tǒng)計學(xué)意義，北京與西寧、北京與玉樹當(dāng)天、西寧與玉樹當(dāng)天、西寧與玉樹第二天數(shù)據(jù)升高均不具有統(tǒng)計學(xué)意義。(見表1)。

表1 北京、西寧和玉樹當(dāng)天肺功能數(shù)據(jù)對比

注：※代表北京與西寧數(shù)據(jù)比較P<0.05；▲代表玉樹當(dāng)天與北京數(shù)據(jù)比較P<0.05；△代表西寧與玉樹當(dāng)天數(shù)據(jù)比較P<0.05。

表2 北京、西寧和玉樹第二天肺功能數(shù)據(jù)對比

注：※代表北京與西寧數(shù)據(jù)比較P<0.05；▲代表玉樹第二天與北京數(shù)據(jù)比較P<0.05；△代表西寧與玉樹第二天數(shù)據(jù)比較P<0.05。

討 論

平原人暴露于高原地區(qū)后，機(jī)體常發(fā)生一系列代償性生理變化以習(xí)服低氧環(huán)境[10]。本研究通過動態(tài)檢測受試者們進(jìn)入高原前后肺功能的變化情況，從而揭示機(jī)體是如何通過肺功能的改變來提高對高原低壓、低氧環(huán)境的耐受能力。分析結(jié)果如下：

1 高原因大氣壓降低，單位容積空氣內(nèi)含氧量明顯低于平原，供給相同量的氧氣時，肺必須吸入更大體積的空氣，因此隨海拔升高通氣量指標(biāo)MV和MVV應(yīng)增加以彌補(bǔ)低氧環(huán)境造成的機(jī)體缺氧[11]。并有文獻(xiàn)報道[12]，在高原環(huán)境中外周化學(xué)感受器對低氧的敏感性會持續(xù)增加，使呼吸頻率和通氣量逐漸增加，這一變化可以持續(xù)到高原低氧暴露后10-14天。本研究顯示MV、MVV及RR在進(jìn)入高原后逐漸增加，且在進(jìn)入高原第5天(在高原停留最后1天)時升高最明顯，與之前報道相符，提示肺通氣功能的改變與在高原停留時間長短密切關(guān)系。此外，現(xiàn)已證明通氣量增加是由呼吸頻率和潮氣量共同增加所引起的[11]，但本研究顯示進(jìn)入高原后機(jī)體主要通過增加呼吸頻率為主的方式來增加通氣量，而不是以增大潮氣量為主。可能原因?yàn)椋涸诟咴貐^(qū)由于低壓、低氧，單次吸氣量明顯減少，為了維持正常的生理需氧量，只能通過增快呼吸頻率來彌補(bǔ)[11]。此外，隨低氧程度加重，低氧會刺激機(jī)體呼吸周圍感受器，使其敏感性提高，反射性引起呼吸頻率增快，使通氣量增加，攝入更多氧氣[13]。

2 Pollard[14]、Cogo[15]、Mason[16]、Fisher[17]等人相繼報道進(jìn)入高海拔地區(qū)后FVC下降的現(xiàn)象，之后何秀英[5]發(fā)現(xiàn)隨海拔升高FVC顯著下降，本研究也顯示了同樣的結(jié)果，可能的機(jī)理為：進(jìn)入高原后由于機(jī)體缺氧，導(dǎo)致呼吸肌疲勞，呼吸驅(qū)動力不足使FVC降低[18]；在低氧環(huán)境下呼吸肌缺氧，其酸性代謝產(chǎn)物增加而導(dǎo)致呼吸肌收縮力減弱及胸廓擴(kuò)張度減小，從而導(dǎo)致FVC下降[19]；平原地區(qū)人們進(jìn)入高原后，肺泡表面活性物質(zhì)因缺氧而代謝減弱，致使肺的順應(yīng)性降低，使肺組織回縮力增強(qiáng),從而導(dǎo)致FVC下降[11]，其他機(jī)理還有待更多研究進(jìn)一步考證。

3 本研究顯示反映小氣道的敏感指標(biāo)MMEF、FEF50%、FEF75%和反映大氣道的指標(biāo)PEF、FEV1/FVC%、FEF25%均隨海拔升高而增加，周曉梅[20]也報道了相同的結(jié)果。可能與下列機(jī)理相關(guān)：隨海拔高度增加，大氣壓降低，氣道及肺泡受到的壓力減小，加之空氣密度降低，空氣粘滯阻力小，緩解了空氣與氣道之間的摩擦，使空氣流經(jīng)氣道時阻力減小，更多的形成層流，呼吸時氣體的流速加快[21]；缺氧使人應(yīng)激，機(jī)體釋放兒茶酚胺增加，使得小支氣管及細(xì)支氣管擴(kuò)張，從而小氣道阻力降低，使得通氣流速增快[20]。

4 在周曉梅[20]的文獻(xiàn)中報道FEV1隨海拔升高而降低，李尚師[8]的文獻(xiàn)報道了FEV1隨海拔升高而增加，而宋攀[7]的相關(guān)研究卻發(fā)現(xiàn)FEV1不隨海拔升高而變化，本研究同樣也發(fā)現(xiàn)FEV1不隨海拔升高而變化。姜海艷[22]的研究得出，F(xiàn)EV1與海拔高度、年降水量、年平均相對濕度及年日照數(shù)等多重地理因素相關(guān)，不能用單一的地理因素來解釋中青年FEV1的變化規(guī)律，需從多方面考慮地理因素對此指標(biāo)的影響，因此相關(guān)報道結(jié)果的不一致可能與當(dāng)時地理因素的不同有關(guān)。

高原特殊的氣候環(huán)境可使大多數(shù)人出現(xiàn)不同程度的高原反應(yīng)，因此，在進(jìn)入高原前對人們進(jìn)行肺功能檢測是非常必要的，并且提早診治，及時干預(yù)，可避免不良事件的發(fā)生。故本研究對高原醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的研究及發(fā)展有重要意義。

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Changesandsignificanceofpulmonaryfunctioninpeopleforthefirsttimerapidlyenteringintoplateau

NIUYa-qian,KANGRui-nan,LIYi-shan,SHIYi-wei

theFirstHospitalofShanxiMedicalUniversity,Taiyuan,Shanxi030001,China

ObjectiveTo investigate the changes of pulmonary function in people arriving at plateau rapidly for the first time, and to provide theoretical basis for the pathogenesis of acute high altitude diseases.Methods17 young people who went to the plateau for the first time by plane were tested for pulmonary functions in Beijing, on the first day arriving at Xining, on the first day arriving at Yushu and the next day arriving at Yushu. The test items included VT, RR, MV, MVV, FVC, FEV1, FEV1/ FVC%, PEF, FEF25%, FEF50%, FEF75%, and MMEF.ResultsFVC decreased significantly with increasing altitude. FEV1/ FVC%, FEF25%, FEF50%, PEF and MMEF increased significantly with increasing altitude. VT and FEV1remained unchanged with increasing altitude. The values of RR, MV, MVV and FEF75% increased significantly only at the next day in Yushu when compared with Beijing, but no obvious changes when compared with Xining and on the first day in Yushu. When the values of the first day in Yushu compared to Xining and Beijing, RR, MV, MVV and FEF75% showed a non-significant increase.ConclusionThere are a series of compensatory changes in human body when the young people living at low altitude rapidly enter into plateau, among which the most obvious and rapid change occurs in respiratory system and is manifested in pulmonary function.

high altitude; low altitude; pulmonary function; rapidly

2017-03-22]

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.11.002

030001 山西 太原，山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科

施熠煒，E-mail：chinasyw225@163.com