高原重体力劳动人群返回平原后心功能脱适应康复的动态观察

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1、高原重体力劳动人群返回平原后心功能脱适应康复的动态观察收稿日期：2013-10-8课题来源：国家科技支撑计划课题(2009BAI85B03)和军队保健专项课题(2013BJZ032)资助。作者简介：杨有利(1959-)，主任技师，主要从事高原脱适应研究，发表文章10余篇。通讯作者：周其全，教授，Email：Zhouqq9918杨有利1，周其全2，石自福3，赵晓琳1, 谢建华1，杨磊1(1解放军第十医院检验科，甘肃武威 733000；2第三军医大学高原军事医学系高原疾病学教研室，重庆 400038；3解放军68303部队医院，甘肃武威 733000)摘要 目的 探讨高原短期暴露人群返回平原后心脏

2、脱适应规律和影响因素。方法 选择快速进入高原地区并从事重体力劳动的96名青年作为观察对象，分别在高原下撤前和返回到原驻地(1500 m)后12 h、15 d和2 y后，分别测定心肌酶和心功能，评价其心功能康复情况。结果 高原暴露后Tei指数显著升高, LVEF和LVFS显著降低，返回平原后当天Tei指数即有降低，返回后15天基本恢复至对照组水平；LVEF和LVFS返回平原后当天即有升高,至返回后15天时接近对照组水平,至返回后两年LVEF才基本达到对照组水平；高原暴露后血清CK-MB水平显著升高，LDH1水平显著降低；返回平原后当天CK-MB和LDH1水平即有降低,返回后15天时呈持续下降趋势

3、，至返回平原后2年才恢复至对照组水平；高原暴露后血清MDA水平显著增高，SOD水平显著降低，返回平原后MDA水平即有降低,返回后15天时继续下降，至返回平原后2年恢复至平原对照组水平，SOD水平在返回平原后即有升高,返回后15天时继续增高,至返回后两年时继续增高，并超过对照组水平；高原暴露后血清8-isoPGF2a和NO显著降低，ET-1和HIF显著增高，返回平原后当天8-isoPGF2 水平降低, 返回后15天时进一步下降，至返回平原后2年时恢复至对照组水平; NO水平在返回平原后当天即有升高，返回后15天时继续增高,至返回后两年时呈下降趋势；ET-1和HIF水平在返回平原后当天既有降低，返

4、回后15天时继续下降，至返回平原后2年时恢复至平原对照组水平。结论 高原暴露人群返回平原后心功能可在短期内恢复至对照水平，但影响心功能的心肌酶、自由基和细胞因子并没有恢复正常，需要相当长时间才能恢复到对照水平。关键词：高原暴露人群；返回平原；心脏功能；脱适应时限；康复规律Dynamic observation of deadaptation recovery on cardiac functions for Plateau heavy manual labor people after they return plainYang Youli1，Zhou Qiquan2，Shi Zifu3，Zh

5、ao Xiaolin1, Xie Jianhua1，Yang Lei1 (1Department of clinical laboratory, The 10 Hospital of PLA, Wuwei 733000, Gansu Province, China; 2 Department of Military Medical Geography, College of High Altitude Military Medicine, The Third Military Medical University, Chongqing 400038, China; 3The 68303 Tro

6、op Hospital of Peoples Liberation Army, Wuwei, 733004, Gansu Province, China)Abstract Objective Investigate the heart deadaptation rules and influence factors about plateau short-term exposure population after they return plain. Methods Choose 96 youth who fast into the high altitude area and engage

7、d in heavy manual labor as research object. Measure their myocardial enzymes and cardiac function. And evaluate the cardiac function recovery after 12 hours, 15 days and 2 years respectively before leaving the plateau and after return to the original station(1500m).Results Tei index increased signif

8、icantly after Plateau exposure, LVEF and LVFS Significantly reduced, Tei index had a lower on the day when returned plain, and basically restored to the plain control level after 15 days; LVEF and LVSF rose on the day when returned plain, Cl rosed to the control level after 15 days, and basically re

9、stored to the plain control level after 2 years; level of bloo-dserum CK-MB significantly increased after Plateau exposure, and LDH1 level significantly reduced; the CK-MB level and LDH1 level reduced on the day when returned plain, the continue to decline in 15 days, ultimately restored to the plai

10、n control level after 2 years; level of blood MDA significantly increased after Plateau exposure, the SOD level significantly reduced, MDA level reduced after returned the plain, and continued to fall in the following 15 days, then restored to the plain control level after 2 years; SOD level increas

11、ed after returned the plain, then continued to increase in the following 15 days ,also Continued to increase after 2 years and exceeded the control level; the level of serum 8-isoPGF2 and NO significantly reduced , the level of ET-1 and HIF significantly increased after plateau exposure; the level o

12、f serum 8-isoPGF2a reduced on the day when returned plain, and had a further fall in 15 days, then restored to the plain control level after 2 years; the NO level increased on the day when returned plain, then continued to increase in the following 15 days, and tasked back in 2 years; the level of E

13、T-1 and HIF reduced on the day when returned plain, and continued to fall in the following 15 days, restored to the plain control level after 2 years. Conclusion The cardiac function of plateau exposure population could recover in a short time to control level after returning the plain, but myocardi

14、al enzymes and free radicals and cell factors that affect the heart function did not return to normal, instead, they need quite a long time to recover to the control level.Keywords: Plateau exposure population; Returns the plain; Cardiac function; Time limof deadaptation; Rehabilitation law人体进入高海拔后，

15、机体为了提高在低氧环境下氧的有效利用率，以适应低氧环境的需要，常出现红细胞生成增多、肺通气增强、心输出量增加等一系列代偿性适应性变化来携带更多的氧气供组织利用。但严重的缺氧或机体代偿不全时可出现组织代谢障碍和各系统功能紊乱等一系列病理生理改变，甚至导致多系统功能障碍。有关高海拔低氧环境对人体心功能的影响已有报道1，但未见高海拔低氧环境下重体力劳动对心功能影响及返回低海拔后脱适应康复的随访研究报道。我们对2010年4月14日青海玉树大地震后，从低海拔地区快速进入高海拔地区并从事重体力劳动的人群在下撤前及返回低海拔地区后不同时间做了心肌酶和心功能测定，旨在观察高海拔重体力劳动人群在返回低海拔后心功

16、能的恢复情况。1.对象与方法1.1.对象应用随机数字表法选择青海玉树大地震后由低海拔(1500m)地区快速进入高海拔(3700m)地区并从事重体力劳动的96名青年作为观察对象，均为男性，年龄18-35岁，平均21.83.6岁。所有对象到达高海拔后立即从事救援、装卸物资、清理废墟等重体力劳动，每日工作8-10 h。在此高度逗留并从事重体力50 d后，分别在下撤前和返回到原驻地(1500m)后12 h、15 d和2 y后，分别测定心肌酶和心功能，评价其心功能康复情况。另选同一部队未进入高海拔地区的98名男性军人作为对照组，年龄19-29岁，平均22.73.2岁。1.2.方法1.2.1. 急性高原反

17、应的判断进入高海拔后当日至在该高度逗留50d期间，由一名医师每日专门负责对所观察对象进行急性高原反应症状调查、登记，按照我国AHAR症状学记分方法评分和分度2。总计分1-4分基本正常，5-10分为轻度，11-15分为中度，16分以上为重度。根据症状分为重度AHAR组、中度AHAR组、轻度AHAR组和无AHAR组。1.2.2. 心功能测定采用彩色多普勒超声诊断仪(GE LOGIQ-3型)检测心肌运动指数(又称Tei指数)3、左心室射血分数(left ventriculae ejection fractional,LVEF)和左心室短轴缩短率 (left ventriculae ejection

18、fractional shortening,LVFS)。检测时受测者休息1h后在静息状态下左侧卧位，取心尖四腔和五腔切面。将脉冲多普勒取样容积分别置于二尖瓣及主动脉瓣口，心率平衡状态下，记录二尖瓣及主动脉瓣血流频谱，测量二尖瓣口血流A峰结束至下一心动周期E峰开始的时间期(a线)，以及主动脉射血时间(b线)。根据Tei指数=(a-b)b的公式计算出Tei指数。应用Simpson计算受栓者的LVEF、LVFS4.1.2.3. 心肌酶测定取清晨空腹静脉血3ml，4离心10 min(3500 r/min，离心半径15cm)，分离血清，置于-20冻存备测。采用速率法测定血清肌酸激酶同功酶-MB(crea

19、tine kinase isoenzyme-MB，CK-MB)、乳酸脱氢酶同工酶-1(lactic dehydrogenase isoenzyme-1,LDH-1)浓度。试剂盒购自兰州倍肯生物有限公司，严格按试剂盒说明书操作。用全自动生化分析仪(BS-400型)测定。1.3.统计学处理采用SPSS17.0软件进行统计学分析。计量资料以xs表示。观察组与对照组比较采用独立样本t检验，组内不同海拔高度、不同时间比较采用配对样本t检验。相关性分析采用Pearson直线相关分析法。检验水准a=0.05，P0.05为差异有统计学意义。2.结果2.1.高原重体力劳动人群返回低海拔后不同时间心功能改变与对照

20、组比较,高原重体力劳动人群高原暴露50天后Tei指数显著升高, LVEF和LVFS显著降低；返回平原后当天Tei指数即有降低，返回平原后15天基本恢复至平原对照组，返回平原后2年复查基本保持稳定，没有反弹; 返回平原后当天LVEF和LVFS即有升高，至返回平原后15天时LVEF和LVFS基本接近对照组水平，但LVEF没有达到对照组水平，至返回平原后两年复查时LVEF才基本达到对照组水平; LVFS水平由返回平原后15天的增高到返回平原后2年时恢复至平原对照组水平，见表1。2.2.高原重体力劳动人群返回低海拔后不同时间心肌酶活性改变与对照组比较，高原重体力劳动人群高原暴露50天后血清CK-MB水

21、平显著升高，LDH1水平显著降低；返回平原后当天CK-MB水平即有降低,返回平原后15天时CK-MB水平呈持续下降趋势，至返回平原后2年复查才恢复至平原对照组水平; LDH1水平在返回平原后当天即有降低,返回平原后15天时LDH1水平继续降低,至返回平原后两年时复查LDH1水平才基本达到对照组水平，见表1。表1.高原重体力劳动人群返回低海拔后不同时间心功能和心肌酶活性比较()组 别nTei指数LVEF(%)LVFS(%)CK-MB(U/L)LDH1(U/L)3700m暴露 50d960.490.09#48.947.52#27.283.93#47.2910.68#140.1524.86#返回15

22、00m 后12h960.390.0855.876.0832.713.1525.336.4485.0910.65返回1500m 后15d960.300.06#62.603.47#36.232.19#12.792.10#55.676.56#返回1500m 后2y730.310.02#63.276.69#32.965.3817.228.07#182.1843.12#平原对照组980.300.02#65.126.31#32.584.9118.309.76#198.0743.12#P0.05 VS 3700m暴露50d组比较；#P0.05 VS返回1500m12h组比较；P0.05 VS返回1500m

23、15d组比较；P0.05 VS返回1500 m 2y组比较； P0.05 VS平原对照组比较. 2.3. 高原重体力劳动人群返回低海拔后不同时间血清氧自由基含量改变与对照组比较, 高原重体力劳动人群高原暴露50天后血清氧自由基MDA水平显著增高，SOD水平显著降低，返回返回平原后当天MDA水平即有降低,返回平原后15天时MDA水平继续下降，但没有恢复到对照水平，至返回平原后2年复查才恢复至平原对照组水平; SOD水平在返回平原后当天即有升高,返回平原后15天时SOD水平继续增高，至返回平原后两年时复查SOD水平继续增高，并超过对照组水平，见表2。2.4. 高原重体力劳动人群返回低海拔后不同时间

24、血清细胞因子含量改变与对照组比较, 高原重体力劳动人群高原暴露50天后血清细胞因子8-isoPGF2和NO显著降低，ET-1和HIF显著增高，均有显著性差异(P0.01)；在返回平原后当天8-isoPGF2 水平继续降低,返回平原后15天时8-isoPGF2水平进一步下降，至返回平原后2年时才恢复至平原对照组水平; NO水平在返回平原后当天即有升高，返回平原后15天时继续增高,至返回平原后两年时复查NO水平呈下降趋势，并没有恢复至对照组水平；ET-1水平在返回平原后当天既有降低,返回平原后15天时继续下降，至返回平原后2年时恢复至平原对照组水平; HIF水平在返回平原后当天即有下降，返回平原后

25、15天时继续降低，至返回平原后两年时复查HIF水平恢复至对照组水平，见表2。表2. 高原重体力劳动人群返回低海拔后不同时间血清细胞因子含量比较()组 别nMDASOD8-isoPGF2NOET-1单位HIF-13700m暴露50d967.490.9762.177.77#8.321.01#64.227.80#56.638.45#91.1620.58#返回1500m后12h966.450.7472.905.456.541.0274.496.5044.268.5070.8915.25返回1500m后15d965.490.4279.833.145.170.4881.523.63#33.583.60#5

26、2.244.99#返回1500m后2y732.611.06#91.849.24#21.7217.16#70.9824.9229.199.25#19.2912.21#平原对照组982.911.42#83.359.93#25.1419.04#93.7732.20#32.589.47#18.9512.64#注：P0.05 VS 3700m暴露50d组比较；#P0.05 VS返回1500m12h组比较；P0.05 VS返回1500m15d组比较；P0.05 VS返回1500m 2y组比较；P0.05 VS平原对照组比较；3.讨论高原重体力劳动人群返回低海拔后的心功能脱适应改变已有报道5-6，但高原短期

27、暴露人群返回低海拔后心功能脱适应改变的动态变化规律及影响因素未见报道。王福领等对驻守海拔5200米1年的青年士兵进行超声心动图追踪观察发现，进驻海拔5200米1年以后，心脏各腔室内径较平原明显增宽，返回平原5个月后各项指标有所恢复，返回平原1年后各腔室内径恢复到平原水平7-8。此外，他们还对肺动脉瓣和三尖瓣的返流情况进行观察，发现返回平原5个月时已经恢复到进驻高原前水平。同时他们还发现60%的被测人群中有与心脏同步的剑突下搏动，表明右心室显著肥厚扩张。因此他们认为，在高原低氧环境下，人体血流动力学和心脏的解剖结构发生了以右心负荷过重的一系列改变，主要表现为右心室肥厚，并随移居高原时间的延长和海

28、拔高度的升高右心室肥厚的发生率显著增加，异常心电图的发生率显著增加。但是他们同时发现，这部分移居人群尽管体检数据达到诊断标准，但却没有明显的症状表现，因此他们认为，移居高原1年以下的人群，只要合理安排工作和生活，心脏的改变仍是代偿性改变，其返回平原后心功能可以逐渐恢复到上高原前的水平。本研究结果表明，高原短期(2个月)暴露人群返回低海拔后心功能的脱适应康复至少需要1-3个月时间，返回平原后15天各项心功能指标虽然接近对照值，但心肌酶谱仍存在矫枉过正现象，至返回平原后2年心肌酶谱各项指标才恢复至对照水平。而影响心脏舒缩功能的氧自由基和细胞因子在返回平原后15天时并没有到对照水平，至返回平原后2年

29、血清氧自由基和细胞因子各项指标才恢复至接近对照组水平，说明高原短期暴露人群返回低海拔后心功能脱适应康复需要一个漫长的时间，因此在这段时间内任何有损于心脏的因素都可能延长其康复时间。同样，适度休整和合理地安排训练工作也是促进其早日康复的重要因素。研究表明影响心功能的因素很多，其中氧自由基MDA是一个重要因素，本项研究表明，在返回平原后2年MDA才恢复至对照水平，可见在脱适应期氧自由基MDA是一个值得重点关注的指标。由于MDA水平增高，SOD水平降低，说明高原暴露人群返回平原后存在氧化和抗氧化机制失衡，表明氧自由基通过脂质过氧化反应参与了高原脱适应过程。MDA 含量和SOD 活性作为评定氧自由基生

30、成膜结构破坏的指标。MDA 是过氧化脂质的分解产物，它可引起蛋白质变性和交联，使DNA 损伤、酶及激素失活，损害细胞及细胞膜，其含量变化可以反映组织氧化损伤程度; SOD 是存在于生物体内的一种抗氧化酶，它能特异性清除超氧阴离子，催化超氧化自由基分解成H2O2，进而在过氧化酶的作用下分解成H2O 和氧分子，其高低可反映机体清除自由基的能力。本研究结果表明，在高原脱适应康复期内，自由基对心肌细胞膜的损伤随时存在，因此在高原脱适应期如何降低自由基对心肌细胞的损伤作用，减少心肌细胞的自由基伤害是保护脱适应期心功能的一个重要环节。韩佳等研究证实，黄芪总苷(AST)能明显降低DM小鼠心脏指数;提高DM小

31、鼠血清SOD和GSH-Px活性,降低MDA含量;改善心肌纤维、心肌细胞异常;降低心肌组织中TGF-1的表达9。而参芪花粉片中的主要成分是黄芪，因此参芪花粉片对高原脱适应心功能有较好的保护作用。8-isoPGF2，HIF-1，ET-1 和NO都是影响肺血管舒缩的重要细胞因子，它们的变化可以直接影响心脏舒缩功能，尤其是右心室功能10-11。ET-1 是一种含21个氨基酸的生物活性多肽，具有强烈的收缩血管和促平滑肌细胞增殖作用。慢性低氧血症可刺激肺血管内皮细胞和支气管上皮细胞，使ET -1 表达和释放增加，引起肺血管收缩及血管平滑肌细胞增殖，使肺血管阻力增加，进而导致肺动脉高压12。NO 是强有力的

32、血管舒张因子，能松弛平滑肌细胞，产生明显的舒张肺血管作用，还可抑制ET 的合成及调节儿茶酚胺、前列腺素F2a 引起的肺血管收缩，从而降低肺循环阻力13。两者均以血管内皮为基本生成位点，内皮损伤可影响它们的生成，ET-1 和NO可反映内皮功能的变化。HIF-1 是一种随着细胞内氧浓度变化而调节基因表达的转录激活因子，广泛表达于哺乳动物的各种组织细胞，促进机体和细胞对于低氧的适应过程。任何氧浓度较低的情况均可能诱导HIF-1 快速、大量表达14，并通过其它因子的表达，而直接参与血管生成的全过程。8-iso PGF2是近年来新发现的具有生物学活性的拟前列腺素样物质,是细胞生物膜的花生四烯酸经自由基脂

33、质过氧化作用后产生的特异性产物,这一过程不依赖于酶的催化,且其在体液和组织中含量均非常稳定。它是一种敏感性高、特异性好、易于测定且反映氧化损伤程度的分子标志物,故被认为是目前判断活体内自由基氧化强度和评价抗氧化疗效的最理想的生化指标15 。本项研究结果表明， 8-iso PGF2和NO在高原暴露下显著降低，返回平原后8-iso PGF2进一步降低，直至返回平原后2年才恢复至对照水平，NO水平在返回平原初期有所升高，但至返回平原后2年时再度降低，但无显著性差异；而ET-1和HIF-1水平在高原暴露下显著增高，返回平原后逐渐降低，至返回平原后2年恢复至对照水平，表明高原短期暴露人群返回平原后在相当

34、长的一段时间内血清中影响肺血管舒缩的细胞因子存在平衡失调，由于它的失衡将导致肺血管舒缩失调，持续出现肺动脉高压，因此适当降低该肺动脉高压将有助于改善右心功能，促进高原返回人群心功能康复。娄晓敏等利用参芪花粉片的抗氧化作用和抗缺氧作用有效地改善了高原慢性间歇性缺氧暴露期间脱习服的心脏症状，促进了脱适应的康复，缩短了脱适应过程，降低了脱适应症的发病率，因此他们认为，参芪花粉片有较好的近期疗效与远期干预效果，是防治高原脱适应的一种有效药物16。参考文献1. 崔建华,张西洲,何富文,等. 进驻高原不同海拔高度不同时间健康青年血清心肌酶活性的变化J. 西藏医药杂志, 1999, 20(3)：3-5.2.

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