人工富氧環(huán)境對(duì)急進(jìn)高原缺氧防護(hù)作用的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展和軍隊(duì)遠(yuǎn)距投送能力的增強(qiáng)，人們由平原進(jìn)入高原的速度明顯加快，尤其是飛行員、考察或旅游等乘飛機(jī)進(jìn)入高原的人群，不僅會(huì)在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)突然暴露于高原低壓缺氧環(huán)境，機(jī)體出現(xiàn)急性高原缺氧，而且需要馬上展開工作或次日又要投入飛行，如何保障他們的工作能力和戰(zhàn)斗力成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。權(quán)威且成熟的高原階梯習(xí)服和預(yù)缺氧訓(xùn)練等措施，由于耗時(shí)較長，不適用這種情況。高原供氧則可以通過提高吸入氣氧濃度，增加氧分壓，改善人體高原缺氧狀況，并且具有高效、速

2、效的特點(diǎn)，是急進(jìn)高原人員較理想的缺氧防護(hù)措施。目前采用的高原供氧方式以鼻飼供氧為主，該方法具有節(jié)氧、節(jié)能的特點(diǎn)，但吸入氣氧濃度波動(dòng)大，而且對(duì)鼻黏膜有強(qiáng)烈刺激，舒適性差，影響夜間睡眠。高原富氧室則是通過彌散供氧方式增加室內(nèi)空氣氧濃度來提供人工富氧環(huán)境，由于不需佩戴任何吸氧裝置，尤其適用于飛行員等，不僅要保證其供氧效果，更要保證其夜間休息和睡眠質(zhì)量，維持機(jī)體體能與功效，確保次日飛行駕駛安全的人群。
　　采用彌散供氧方式的供氧防護(hù)效果是

3、肯定的，但由于缺乏針對(duì)不同高度和人群的適宜供氧水平、供氧時(shí)間等相關(guān)研究，至今沒有權(quán)威的供氧標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，而且目前國內(nèi)科研多以高壓或液氧儲(chǔ)氣瓶作為富氧室的氧源，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足富氧室長時(shí)間使用的要求，急需研制出適合高原富氧室使用，可持續(xù)、大量彌散供給富氧氣體的供氧系統(tǒng)。為此，本文根據(jù)西藏自治區(qū)高原彌散供氧系統(tǒng)研究和空軍高原供氧建設(shè)項(xiàng)目的要求和委托，開展了不同供氧水平和供氧方式富氧環(huán)境對(duì)大鼠急性高原肺水腫防護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)研究。并研究提出了在海拔3

4、500m高原，急進(jìn)第一天飛行員供氧防護(hù)供氧濃度為25％±0.5％〔吸入氣氧分壓(75±2)mmHg，生理等效高度(2200±150)m〕的標(biāo)準(zhǔn)，并以分子篩變壓吸附制氧技術(shù)為基礎(chǔ)，研制了高原分體式彌散供氧系統(tǒng)，建立了高原富氧室，然后通過人體高原現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，對(duì)符合該標(biāo)準(zhǔn)富氧室的供氧防護(hù)效果進(jìn)行了評(píng)估。研究結(jié)果為高原富氧室的推廣提供了應(yīng)用研究基礎(chǔ)，為西藏自治區(qū)高原彌散供氧系統(tǒng)的技術(shù)鑒定和空軍高原供氧建設(shè)提供了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　方法：

5、r>　　1.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)50只雄性Wistar大鼠隨機(jī)分為地面對(duì)照組（C）、缺氧組（H）及富氧組1(OⅠ)、富氧組2(OⅡ)、富氧組3(OⅢ)，每組l0只。除C組外，各實(shí)驗(yàn)組均以10m/s的速度上升至氣壓高度6000m，上升同時(shí)H組輸入空氣，OⅠ組和OⅡ組分別輸入氧濃度35％和30％的富氧氣體，OⅢ組則每4h空氣與35％富氧氣體交替輸入，流量均為7L/min。24h后實(shí)驗(yàn)艙下降至地面，處死大鼠，取左肺測含水率，右肺前葉進(jìn)行病理切片觀察，右肺

6、中后葉分別檢測肺組織勻漿中的內(nèi)皮素-1濃度和一氧化氮合酶活力。
　　2.高原現(xiàn)場人體實(shí)驗(yàn)研制高原分體式彌散供氧系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)在海拔3500m高原建立氧濃度25.49％±0.26％富氧室（生理等效高度約2100m）。將18名世居平原人員分為平原組（P）、缺氧組（H）和富氧組（O）各6人。P組不進(jìn)入高原，O組和H組人員乘飛機(jī)到達(dá)高原后，首先在未供氧情況下記錄2組受試人員的心率和SaO2。晚22時(shí)至次日9時(shí)2組人員分別進(jìn)入富氧室和普

7、通房間休息，通過睡眠監(jiān)護(hù)儀對(duì)受試人員休息期間的SaO2、脈搏波和手動(dòng)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測。高原實(shí)驗(yàn)同時(shí)對(duì)P組各項(xiàng)數(shù)據(jù)在平原進(jìn)行監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)束后填寫睡眠質(zhì)量調(diào)查問卷。
　　結(jié)果：
　　1.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)大鼠肺含水率C組最低（0.80％±0.006％,P＜0.01），H組最高（0.83％±0.010％,P＜0.01），3個(gè)供氧組居中，其中OⅢ組以0.81％±0.007％顯著低于OⅠ組和OⅡ組（P＜0.05）。一氧化氮合酶活力C組最高〔（1.4

8、9±0.24）U/mgpro,P＜0.01〕，H組最低〔（0.78±0.28）U/mgpro,P＜0.01〕，與H組比較，OⅠ組和OⅢ組NOS活力較強(qiáng)〔（1.06±0.17）mgpro，（1.09±0.20）mgpro,P＜0.01〕，OⅡ組差異無顯著性。內(nèi)皮素-1濃度各組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。病理結(jié)果表明各實(shí)驗(yàn)組出現(xiàn)了不同程度肺水腫表現(xiàn)，由重至輕依次為H組、OⅡ組、OⅠ組、OⅢ組。
　　2.高原現(xiàn)場人體實(shí)驗(yàn)O組供氧后SaO2為92

9、.3％±1.0％，顯著高于供氧前的82.9％±4.2％和H組的79.3％±5.9％（P＜0.01），但低于P組的97.3％±0.8％（P＜0.05）。睡眠期間呼吸紊亂低通氣指數(shù)由低至高依次為P組、O組和H組（P＜0.05）。心率在O組供氧前后及H組間無顯著差異，但均高于P組（P＜0.01）。心率變異性分析結(jié)果O組和H組的LFn和LF/HF分別為（89.3±2.9）ms2、9.4±2.8和（90.2±1.8）ms2、9.9±1.9，組間無

10、明顯差異，但均顯著高于P組的（85.8±2.9）ms2和6.4±1.4（P＜0.05），同時(shí)HFn明顯降低。睡眠調(diào)查結(jié)果顯示睡眠質(zhì)量主觀感覺P組最好，O組次之，H組最差。
　　結(jié)論：
　　在6000m停留24h后大鼠出現(xiàn)了高原肺水腫。氧濃度接近35％富氧環(huán)境（生理等效高度約2500m）能夠有效預(yù)防該肺水腫，而氧濃度30％左右的富氧環(huán)境（生理等效高度約3500m）防護(hù)效果一般。另外，4h間斷供給含氧35％氣體同樣可以有效預(yù)防大

11、鼠在6000m出現(xiàn)的高原肺水腫。如果經(jīng)過進(jìn)一步研究能夠證實(shí)該結(jié)論，可以據(jù)此制定急進(jìn)高原人員每天進(jìn)入富氧室的必要時(shí)間，既預(yù)防高原病又不影響戶外活動(dòng)。
　　利用我們研制的高原分體式彌散供氧系統(tǒng)在海拔3500m地區(qū)成功建立了生理等效高度約2100m的富氧室。該富氧環(huán)境能夠有效緩解急進(jìn)高原人員第一天的缺氧反應(yīng)，提高睡眠質(zhì)量。同時(shí)我們也觀察到供氧后O組心率和交感神經(jīng)興奮性還處于較高水平，說明人體仍然在進(jìn)行活躍的代償反應(yīng)，仍然在高原習(xí)服的進(jìn)程