高原環境對心血管系統的影響及其防治措施

張建起，石 蕊，張 芯，楊 帥，李立敏 綜述 陳少伯 審校

目前，將海拔2500 m以上的地區定義為高原。我國幅員遼闊，其中西藏、青海、新疆、甘肅及四川的部分地區都屬于高原，隨著海拔高度不斷增加，環境溫度不斷降低，會出現低氣壓、低氧、紫外線照射強度大及空氣濕度低。這些變化會對心血管系統產生不同于平原地區的影響，甚至誘發或加重原有的心血管疾病。近年來，高原環境對入駐高原官兵心血管系統的影響成為研究的重點。本文結合國內外有關文獻，對急性、亞急性暴露期高原環境對心血管系統的影響及應對措施進行綜述。

1 對心血管系統的主要影響

1.1 病理生理變化 長期生活在低海拔地區的居民，在進入高原環境后，會產生主動適應性改變，涉及一系列生理生化的變化過程。初入高原3 d內稱為急性暴露期；3～14 d后稱為亞急性暴露期。心血管系統的變化是機體全身變化的重要組成部分，并與其他系統改變相互影響，嚴重時會限制機體的運動耐力，甚至危及生命。肺通氣量增加，是最早出現的變化之一，這主要是由于外周化學感受器受體密度上調及交感神經活性增加的影響。低氧也會造成肺血管收縮，引起肺動脈壓升高，但升高的程度因人種而異。肺動脈壓升高后，增加了右心室后負荷，并最終導致左心室回心血量減少。體循環的最初變化包括心動過速和心輸出量增加，而每搏輸出量則維持不變。處在高原環境下3～5 d后，心率水平仍高于正常。由于每搏輸出量下降，心輸出量恢復正常。每搏輸出量下降的原因可能與高原環境下，低氣壓、低氧導致抗利尿激素分泌減少，尿量增加從而血容量降低導致左室舒張末期容量減低有關。有研究對已經適應高原環境的對象研究發現，不論是在低海拔環境或高海拔環境，工作強度相同的情況下，心輸出量維持不變，但是最大輸出量會減低，說明高原環境可使心臟儲備能力受損。 關于高原環境下，心室收縮功能的變化目前研究結果并不一致。有學者認為，心室收縮功能短暫增加，而后維持正常或者輕度減低；另有研究認為，即使高原環境下心肌供氧會發生一些改變，但左心室的收縮功能不會發生明顯變化。還有研究認為，高原環境下心房收縮功能也會產生變化，尤以右心房為甚，主要是右心室后負荷增加導致的結果。

1.2 急性或亞急性暴露期內心血管系統的變化 高原環境下急性或亞急性暴露期內，血壓會有所增加。如果患者血壓超出正常范圍且回到平原地區能恢復正常，則稱為高原性高血壓。高原環境下血壓增加會在24 h內均有所體現，但是當進入極高海拔環境下(海拔5400 m以上)，血壓升高主要發生在夜間，血壓杓型曲線減弱甚至成為反杓型曲線。這種現象是多種因素相互作用的結果，包括交感神經活性增強，內皮素釋放增加，大動脈僵硬度增加，血管內皮受損，血容量增加。除此以外，在高原環境停留16 h以上，體內促紅細胞生成素濃度增加也是造成血壓升高的原因之一。另外一個需要注意的是腎素-血管緊張素-醛固酮系統(renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS)的變化。這是高血壓發生發展非常重要的因素。已有研究表明，血管緊張素的水平與海拔高度正相關。有趣的是，高原低氧環境下，運動過程中血管緊張素轉換酶(angiotensin converting enzyme, ACE)活性降低，腎素與醛固酮的緊密關系會打破。在運動初期，血漿腎素活性增加，血漿醛固酮濃度和ACE活性維持正常；隨著運動帶來需氧量增加，低氧相對更加明顯，腎素進一步增加，但醛固酮和ACE卻出現降低。這種現象可能與血管緊張素Ⅱ降解酶活性降低和(或)腎上腺皮質血管緊張素Ⅱ受體濃度降低有關，結局是避免了醛固酮的過分增加，卻導致腎素相關的血壓升高。對這一現象的深入研究，對于指導高原駐守官兵的體能訓練具有重要意義。

1.3 急性高原病的特點 急性或亞急性暴露在高原環境下，高原病的發生屢見不鮮，是影響由平原進入高原環境新訓官兵生活訓練的主要問題。究其原因是機體對于高原環境的適應不良。需要引起注意的是，急性高原病幾乎可以發生在所有人群。所以，在進入高原環境前進行相關知識的宣傳普及，避免緊張情緒是必要的。在海拔2500 m環境下，急性高原病的首發癥狀在暴露于高原環境下6～12 h出現。主要癥狀包括運動或者休息時呼吸困難，咳嗽，惡心，乏力，頭痛，失眠，甚至精神狀態異常。急性高原病包括：急性高山病(acute mountain sickness, AMS)、高原腦水腫(high altitude cerebral edema, HACE)及高原肺水腫(high altitude pulmonary edema, HAPE)。造成急性高原病的首要原因是低氧。低氧可直接引起低氧血癥，導致毛細血管壓升高(大腦血流量增加的結果)，大腦血流量增加及血腦屏障通透性增加。由此造成腦水腫及腦脊液的緩沖作用減弱，導致AMS，甚至發展為HACE。最新研究發現，某些基因與高原病發生關聯密切。單核苷酸多態性決定了是否為AMS易患體質。而且，EPAS1 和 VEGFA基因變異具有這種關聯。這為將來預測高原病的發生發展奠定了基礎。肺泡低氧會對體力活動造成不同程度的影響。內皮功能失調，嚴寒，體力活動均可引起毛細血管壓升高而導致血管內皮緊張度增加，最終引起肺動脈高壓。血管內皮緊張度增加，炎癥，肺泡對鈉和水的清除作用下降引起毛細血管通透性增加，可能是AMS，HACE及HAPE的直接原因。

處理急性高原病最有效的方法是盡快轉移至低海拔地區并吸氧。預防急性高原病最簡單的方法是緩慢進入高海拔地區，讓機體有充裕的適應時間，有專家建議，每天前進300～500 m，隔3～4 d休息1 d。服用乙酰唑胺和地塞米松對預防AMS和HACE也有效。如果患者不耐受乙酰唑胺或地塞米松，可用布洛芬替代。理論上講，使用布地奈德對預防輕度AMS有效，但不能用于重度AMS。有關布地奈德的使用，觀點并不一致。有學者認為，硝苯地平、他達拉非、西地那非對預防HAPE可能有效。

2 對心血管疾病的防治措施

2.1 高血壓 我國高血壓人口眾多，知曉率、治療率、達標率低仍是目前我國高血壓患者的主要臨床特點，近年來年輕化趨勢明顯。不僅是高血壓患者，即使血壓正常的人群，在進入高原環境數小時后，收縮壓、舒張壓都會有不同程度升高。Zhu等發現，對于已經確診高血壓的患者這種升高會更加明顯。正因如此，這類人群進入高原環境后，出現心腦血管并發癥的幾率會大大增加。有意思的是，Duke 等發現，血壓升高和罹患AMS之間并沒有顯著關聯，反而有減低AMS風險的趨勢。

低海拔環境下，一些治療高血壓的措施在高原環境中可能并不適用，比如非選擇性β受體阻滯劑和血管緊張素II受體拮抗劑(angiotensin Ⅱ receptor antagonist, ARB)。非選擇性β受體阻滯劑會造成血氧飽和度降低，進而影響運動耐量。選擇性β受體阻滯劑則不會出現這種情況。長效ARB類藥物，比如替米沙坦，在海拔3400 m時仍具有降壓效果，而在海拔5400 m其降壓作用卻消失了。ARB類藥物降壓作用消失的現象，與高原地區血液循環中的腎素血管緊張素活性受抑制的情況一致。造成這種現象的確切機制并不清楚，可能與高海拔環境下腎動脈壓力感受器受抑制和腎素釋放受抑制有關。如果聯合使用鈣離子拮抗劑(calcium antagonist, CCB)和ARB類藥物，對于高海拔環境下輕度高血壓仍然有效。不僅如此，這種聯合用藥方式還具有增加肌肉供氧的效果。副作用包括體重下降，血容量減少及腎功能輕度下降。這種聯合用藥方式安全、有效。對于高血壓患者而言，最重要的是規律監測血壓，必要時對降壓治療方案進行調整。考慮到不同個體受高原環境影響的差異，應該重視使用動態血壓監測及家庭自測血壓。

2.2 肺動脈高壓 肺動脈高壓的患者進入高原地區風險高于健康人。高原低氣壓、低氧環境會引起肺血管收縮，使肺動脈壓進一步升高，加重右心負擔。此類患者能否進入高原及是否可以乘坐飛行工具，取決于患者心功能。對于NYHAI-II級的患者，可以進入高原地區并不需要額外供氧；而對于NYHAIII-IV的患者，則需準備必要的供氧設備，確保患者氧分壓>60 mmHg。對于肺動脈高壓患者而言，其進入高原地區的風險甚至比高血壓、冠心病、支氣管哮喘的患者還要高。

2.3 心力衰竭 心力衰竭是所有心血管疾病患者的最終結局，人口數量龐大。目前大多數研究認為高原環境并不增加這類患者額外風險，只有少數研究結論存在差異。但要引起注意的是，隨著海拔高度的增加所帶來的機體舒適度的下降，心力衰竭患者要甚于健康人群。海拔高度每升高1000 m，舒適度(基于活動量評估)下降最大可達10%，而健康人群在海拔700～6300 m，每升高1000 m，舒適度下降8%。另外,一個必須十分關注的問題是此類患者同時罹患的其他疾病，如肺動脈高壓、慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)、缺血性疾病，都會降低心力衰竭患者的適應能力。有研究表明，在海拔2590 m時，心衰合并中至重度COPD的患者，活動量下降54%。心力衰竭患者能否乘坐飛行工具，取決于患者心功能情況。對于NYHAⅠ-Ⅱ級的患者，基本不需額外供氧；而對于NYHAⅢ-Ⅳ級的患者，要結合患者具體情況，必要時進行氧療。氧流量一般<2 ml/min。高原環境下，對于心力衰竭患者藥物選擇要慎重。β受體阻滯劑、ACEI、ARB類藥物在平原地區對心力衰竭有效，但在高原環境下，情況則有所不同，尤其要關注這些藥物的副作用，可能會影響機體對于環境變化的適應。ACEI和ARB類藥物減少腎臟促紅素分泌，影響紅細胞生成。ACEI和非選擇性β受體阻滯劑通過對腎上腺素受體(主要是β受體)作用，減低肺泡氣體彌散和換氣功能。因此，建議使用選擇性β受體阻滯藥。高原環境下，可以使用碳酸酐酶抑制藥，如乙酰唑胺，但不建議和其他利尿藥合用，以減低脫水和電解質失衡的風險。

2.4 冠心病 高原環境不利于冠心病患者。高原低氧環境下，心臟需要主動增加輸出量來滿足組織器官的正常氧需。動脈粥樣硬化斑塊會限制動脈擴張，而導致心臟本身供氧不足，甚至誘發急性冠脈綜合征。高原環境對于冠心病患者影響復雜，可能的機制還包括氧利用率下降引起的原有癥狀惡化、及日常活動量下降、脫水、精神緊張，失眠等。所以，對于冠心病患者，尤其是老年患者，要高度重視，避免由于適應不良而造成病情急性發作和加重。

但冠心病并不是進入高原環境的絕對禁忌癥，個體化的病情評估和恰當的預防十分關鍵。在平原輕體力活動就有心絞痛發作的患者要避免進入高原，否則會加重心絞痛發作。新近發作過心臟事件的患者也不應該在高原環境下長時間停留。對于穩定性心絞痛或有無癥狀心肌梗死病史的患者，暴露于高原環境似乎并不增加額外風險。Schmid 等研究表明，如果心梗發生在6個月之前，并接受了血運重建，評估為低危的患者，進入高原后，雖然需氧量明顯增加，乳酸水平升高，但能夠承受亞極量的體力活動 。冠心病患者進入高原后，必要時可使用乙酰唑胺，可對心肌供氧量下降起到一定程度的緩解。

2.5 心律失常 高原環境可以誘發心肌缺血，并產生心律失常。其他與心律失常相關的因素包括交感神經活性增強，低氧，右心室負荷加重，堿中毒及鉀離子跨膜轉運異常。在進行高山運動死亡的患者中，猝死的發生率高達30%。有研究指出，在中等海拔高度(1350 m)室上性早搏和室性早搏的發生率是低海拔地區(200 m)的2倍。基于這種觀點，證明已經確診的心臟病患者，在進入高海拔地區后，各種心律失常的發生率都會增加。但也有作者持不同觀點。Woods等認為，高原地區心律失常發生普遍，隨著海拔高度增加，人們無論運動或者休息都會有不同程度心悸，但并不增加運動中發生嚴重心律失常的風險 。有關高原環境下QT間期變化的研究結果差異較大。一項對于5895例65歲老年患者的24 h動態心電圖的分析表明，QT間期并無變化，但室早二聯律發生增加。

對于已經確診心律失常的患者，進入高原地區，需要綜合考慮患者本身與環境諸多方面的因素。陣發房顫的患者，進入高原地區是安全的；對于病情穩定的NYHAI-Ⅱ級室上性心律失常患者也沒有限制。但對于治療效果欠佳和室性心律失常分級為4b的患者禁止進入高原地區，NYHAⅢ-Ⅳ、血流動力學不穩定的室性心律失常患者，也不宜乘坐飛行工具。

2.6 外周血管疾病 四肢低垂部分發生水腫是長途飛行(7 h以上)中的常見問題，發生率可高達86%。發生的主要原因是飛行過程中毛細血管濾過率增加，機艙內低壓，活動減少及體液失衡。飛行和登山是深靜脈血栓(deep venous thrombosis，DVT)的危險因素。高原環境、脫水、過緊的服裝都可以使血液處于高凝狀態。有癥狀的DVT發生率不超過0.28%；而無癥狀的DVT發生率可高達10.34%。長途飛行8 h以上，與下肢DVT形成或肺栓塞(pulmonary embolism, PE)發生風險增加有關。高原環境下DVT形成發展觀點不一，仍需更多研究加以證實。口服β-羥乙基纖維素能降低毛細血管濾過壓，對水腫有抑制作用，并與劑量呈相關性。另外，美國相關學會建議具有DVT高危因素患者長途(4 h以上)飛行過程中使用彈力襪、低分子肝素或者阿司匹林。

綜上所述，高原地區氣候、地理環境具有特殊性，人類對于高原環境的適應是長期進化自然選擇的結果。生活在平原地區的居民短期進入高原環境，身體功能及內環境都會受到不同程度影響，而發生適應性改變。一定程度上，這種改變會對機體造成損傷。所以研究高原環境下身體功能變化，并采取必要措施避免或減輕對于機體傷害，對提高高原駐守官兵的健康水平具有重要意義。