高原环境对动脉血压影响的研究进展

刘 阳(综述),黄 岚(审校)

(第三军医大学新桥医院心血管内科 全军心血管病研究所,重庆 400037)

人体循环系统中，心脏与其相连的血管构成一个有机整体，尤其是动脉系统，它与心脏间相互作用维持着全身血液供应[1]。动脉血压为反映循环系统功能的重要标志之一，是临床收集患者资料最常用的指标，其高低直接影响着患者全身组织器官的血液供应。动脉血压即血管内液体对单位面积血管壁的侧压力(压强)，检测方法简便易行。医学上将海拔超过3000 m的地区称为高原，环境以低氧、低气压、空气稀薄、高寒、高辐射等为主要特点，在该环境下生存对人类生命安全威胁最大的是低压性缺氧[2]。高原这种特殊的地理环境对进入高原的平原人血压影响较大，是近年来国内外研究的热点。

1 高原环境对急进高原人群动脉血压影响

健康人员由平原急速进入高原环境后，由于空气中氧含量较低的影响，机体处于明显缺氧状态，往往造成循环系统功能性代偿，此时机体对体外环境的变化作出反应性调整和适应[3]。近来大量研究已显示，平原人在暴露于高原初期，收缩压、舒张压均显著升高，且随高原驻留时间延长而呈逐步升高趋势，尤其以舒张压升高为主，这可能是心血管系统为适应高原而发生代偿性功能增强的表现[4-6]。舒张压显著增高是高原血压升高的重要特点，具有重大意义，其机制可能为低氧性红细胞增多，使其在血液相对密度增高，血液黏滞性增大，外周阻力增加，导致舒张压上升较为明显而持久[7]。有研究表明，急进高原人员血压升高可能是缺氧应激导致交感神经兴奋，使血中肾上腺素及去甲肾上腺素水平升高使心输出量增多，周围小动脉收缩,外周阻力增加所致[8-9]。也有研究通过观察高原缺氧对小鼠血压影响表明，高原缺氧小鼠会引起血压升高，可能与其血浆内皮素增加和一氧化氮产生降低有关[6,10]。目前对高原血压变化的发病机制仍无确切定论。也有其他研究报道认为，进入高海拔地区人员初期血压升高和降低是机体习服过程的反应，是一种应激性代偿变化，称为“低氧性增压反应”，这种增压反应具有普遍性，尤其在初入高原1周内血压升高更为明显，但随时间推移血压将恢复到正常水平[7]。有研究认为,短暂暴露于高原缺氧后动脉血压无变化或轻度升高[11-12]。总之，高原环境下动脉血压变化的结果现仍不一，有待于未来大样本研究所证实。

2 高原习服人群动脉血压改变

人体对高原环境具有强大的习服适应能力，习服程度受居住地海拔高度和居住时间等因素的影响。高原停留一定时间是获得习服所必须的基本条件[13]。有文献报道，青年士兵进入高原7 d后即可建立初步习服[14]。高钰琪[15]将个体进入高原6个月以后称为完全习服，完全习服后人体生理指标趋于相对稳定，体力劳动能力达到良好水平。李红等[16]研究发现，初入高原个体在急性适应期收缩压和舒张压均显著升高，其中以第3日和第7日表现最为明显，到15 d后血压开始逐渐下降，第30日时血压即基本回复至接近平原水平，而在血压变化中又以舒张压变化最为明显。说明平原人进入高原低压缺氧环境后，机体为适应此环境，使动脉血管直接收缩，加之代偿性体内贮存血液释放、有效循环血量增加及暂时性高肾素和血管紧张素转换活性仍较高等因素，导致血压显著升高。Sun等[17]指出，从高原急性缺氧到缺氧适应这个过渡转变期，肾素-血管紧张素-醛固酮系统起着重要作用。赵书平等[18]也认为，进入高原初期，随着海拔的升高，血浆肾素活性和血管紧张素Ⅱ水平增高，提示肾素-血管紧张素-醛固酮系统的变化是急进高原人员出现增压反应及与此有关的急性高原病(acute mountain sickness,AMS)机制之一。大量研究已表明，高原低氧初期使血浆肾素活性水平增加，促使血管紧张素原转化为血管紧张素Ⅰ，血管紧张素Ⅰ在肺中转化为血管紧张素Ⅱ，循环中的血管紧张素Ⅱ广泛影响全身小动脉紧张度；同时，血管紧张素转换酶活性也增加，导致外周阻力升高，以内脏、皮肤血管收缩最为明显，迫使部分血液流向心、肺等重要脏器[19]。随高原习服时间延长及机体对低氧代偿和适应,尤其是血管紧张素转换酶活性下降，有效阻止了高水平肾素引起的血管紧张素Ⅱ形成和醛固酮的分泌，从而防止血管进一步收缩及大量水钠潴留，促使血压逐渐回降至平原时水平。机体在急性习服期为适应高原环境动脉血压出现适应性升高，可能与交感神经系统激活有关[11,20]。

3 高原久居人群血压改变

当在高原留居一定时间后，随人体对低氧环境的适应，心输出量逐渐减少，血压常出现不同程度的变化，有些人血压恢复至平原水平，有些人血压进一步降低，导致高原低血压，亦有表现为收缩压无明显改变，而舒张压相对较高，甚至收缩压和舒张压之差<20 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)的高原低脉压情况发生；此外亦有持续性血压升高者(高原高血压)。Ruiz等[21]指出，较高海拔居民有较低静息血压特别是收缩压。有文献报道，久居高原人群血压比平原居民低,收缩压和舒张压呈逐渐降低趋势，且在某些情况下两者下降至平原以下，但收缩压比舒张压可能更易于受到影响，这可能与长期居住于高原者交感神经降低而副交感神经激活而导致血压降低有关[22]。李珣等[23]对汉族男性青年久居高原不同时段血压进行观察：高海拔低氧环境对移居者血压影响呈持续负性影响，在移居高原0.5～18年内，收缩压、舒张压、脉压平均值均较平原正常值显著下降，其机制可能为：慢性低氧直接抑制心肌收缩性，导致心输出量下降，主要影响收缩压；也可使外周阻力血管扩张，舒张压下降；综合调控结果导致脉压同步下降。

4 高原世居人群动脉血压改变

Tripathy等[24]对不同海拔高度藏族居民的血压进行调查分析，发现高原世居人群动脉血压较低，且高海拔比低海拔血压偏低，可能与血管平滑肌舒张(一氧化氮产生)、侧支循环和血管形成增加及红细胞和血红蛋白水平较高有关[25-26]，这与Shrestha等[27]研究结果一致。

5 高原动脉血压与高原病的关系

5.1高原动脉血压与AMS的关系 AMS是个体由平原地区进入海拔>2400 m的高原地区，或久居高原地区者进入更高海拔所发生的一种以头痛、胃肠道症状、疲劳、虚弱、呼吸困难和失眠的复杂综合征[28]。其一般在抵达高原6～12 h后发生，多数在1～3 d内症状可缓解[29-30]。普遍认为，AMS的发生与循环系统运输功能关系密切，且动脉血压是反映循环系统功能的一项重要指标。有关高原动脉血压变化与AMS发病的关系至今仍无确切定论。Napoli等[28]认为，高原动脉血压变化有可能是促进AMS发病因素之一。也有文献报道，高原动脉血压与AMS的相关机制可能与交感神经激活有关，交感神经化学反射可能是AMS发生的一个重要因素，即进入高原者动脉血压越高，AMS易患性越大[31]。也有文献表明，动脉血压与AMS发病无关，但与AMS评分相关[4-5]。至今，高原动脉血压与AMS发病关系仍无确切定论，需研究进一步证实。

5.2高原动脉血压异常

5.2.1高原高血压症 高原高血压症是慢性高原病的一个临床类型，为高原移居人群多发病和常见病。其定义为在低海拔地区血压正常、进入海拔>3000 m高原后，因高原低氧，通过血管收缩反射或交感神经活性亢进，心输出量增加，致血压持续上升，收缩压≥160 mm Hg或舒张压≥95 mm Hg，并伴有高血压症状，即为高原高血压症。国内研究显示，高原高血压症主要以舒张压升高，或收缩压与舒张压同时升高，单独收缩压升高者较少[2]。导致血压升高的因素可能有：①在高原环境下，长期低氧使大脑皮质功能紊乱，皮质下中枢调节作用减弱，交感神经兴奋增高，肾上腺髓质活性增强，血液内儿茶酚胺水平增多，导致血管外周阻力增加，血压上升；②机体缺氧时，动脉血氧饱和度下降，刺激颈动脉窦和主动脉化学感受器，致使周围血管阻力增加和心率加速，血压上升；③高原低氧也可引起体内血液重新分布，肾血流量下降，激发肾素-血管紧张素-醛固酮系统，使血压升高；④高原世居者(慢性缺氧)出现代偿性红细胞增多，血细胞比容升高，引起血液黏滞性增加，外周血管阻力增高，从而引起血压升高[2]。

5.2.2高原低血压症和高原低脉压 移居高原前人员血压正常，进入高原后收缩压<90 mm Hg,舒张压<60 mm Hg，以收缩压为主，并排除内分泌疾病及外周血管疾病所引起的症状性低血压即为高原低血压症。若收缩压与舒张压之差<20 mm Hg则为合并高原低脉压。有研究报道，高原低血压症发病机制目前虽不清楚，但可能与以下因素有关：①高原低氧使周围血管平滑肌松弛，毛细血管开放增多，致周围血管阻力下降；②缺氧对心肌有直接抑制作用，使长住高原人群每搏输出量减少引起心输出量下降，心脏收缩能力下降使其对血液推动力不足，同时血容量减低，导致体循环血压下降(主要表现在收缩压)；③长期高原缺氧使迷走神经兴奋占优势，导致高原低血压[2]。

6 展 望

在以低氧、低压为主要特征的高原环境下，平原人体循环血压有不同程度的改变，可表现为血压增高或降低，多数表现为血压增高。随着对高原低氧环境适应，血压可恢复至原来水平。严重低氧时血压可显著下降。虽然有较多文献对高原血压动态变化已报道，但目前关于高原动脉血压与急慢性高原病是否具有相关性、是否存在种族差异等诸多问题均需要更加深入的研究，为急性高原病及高原高血压症预防和治疗奠定理论基础。

[1] 刘爱玲,姜海艳,姚胜银,等.急性高原缺氧环境与颈动脉瞬时波强参数间相关性研究[J].中国循环杂志,2012,27(6):450-453.

[2] 崔建华.高原医学基础与临床[M].北京:人民军医出版社,2012:8-10，164-168.

[3] 朱燕,白智勇.初入高原100名新兵血压变化分析[J].西藏科技,2011(1):21.

[4] Rhodes HL,Chesterman K,Chan CW,etal.Systemic blood pressure,arterial stiffness and pulse waveform analysis at altitude[J].J R Army Med Corps,2011,157(1):110-113.

[5] Siqués P,Brito J,Banegas JR,etal.Blood pressure responses in young adults first exposed to high altitude for 12 months at 3550 m[J].High Alt Med Biol,2009,10(4):329-335.

[6] Sizlan A,Ogur R,Ozer M,etal.Blood pressure changes in young male subjects exposed to a median altitude[J].Clin Auton Res,2008,18(2):84-89.

[7] 陈建华,郑必海,严亦平,等.高海拔地区施工人员血压动态变化影响因素及其机制探讨[J].武警医学,2012,23(7):583-585.

[8] Mazzeo RS,Bender PR,Brooks GA,etal.Arterial catecholamine responses during exercise with acute and chronic high-altitude exposure[J].Am J Physiol,1991,261(4 Pt 1):E419-E424.

[9] Mazzeo RS,Wolfel EE,Butterfield GE,etal.Sympathetic response during 21 days at high altitude(4,300m) as determined by urinary and arterial catecholamines[J].Metabolism,1994,43(10):1226-1232.

[10] Ni Z,Bemanian S,Kivlighn SD,etal.Role of endothelin and nitric oxide imbalance in the pathogenesis of hypoxia-induced arterial hypertension[J].Kidney Int,1998,54(1):188-192.

[11] Naeije R.Physiological adaptation of the cardiovascular system to high altitude[J].Prog Cardiovasc Dis,2010,52(6):456-466.

[12] Faoro V,Boldingh S,Moreels M,etal.Bosentan decreases pulmonary vascula resistance and increases exercise capacity in acute hypoxia[J].Chest,2009,135(5):1215-1222.

[13] 金海英.急进高原集训新兵静态血氧饱和度及血压与心率的观察[J].西部医学,2013,25(3):404-406.

[14] 史渭,彭建新,高平,等.高原驻训练卫勤保障的困难与对策[J].华北国防医药,2009,21(5):69-70.

[15] 高钰琪.高原病理生理学[M].北京:人民卫生出版社,2006:14,25.

[16] 李红,胡国柱,郑必海.平原个体进入高原后急性习服期机体血压变化情况观察[J].现代医药卫生,2012,28(15):2302-2303.

[17] Sun NL,Wang LY,Xi Y,etal.Effect of renin-angiotensin system on arterial function in persons with acute mountain sickness[J].Int J Cardiol,2013,167(4):1641-1642.

[18] 赵书平,张雪峰.高原习服期肾素、血管紧张素、醛固酮的变化与血流动力学的影响[J].临床荟萃,2008,23(16):1188-1189.

[19] 侯成荣,张惠莉.肾素-血管紧张素-醛固酮系统在高原习服中的作用[J].青海医学院学报,2004,25(3):182-183.

[20] Wolfel EE,Selland MA,Mazzeo RS,etal.Sympathetic hypertension at 4,300m is related to sympathoadrenal activity[J].J Appl Physiol(1985),1994,76(4):1643-1650.

[22] Hanna JM.Climate,altitude,and blood pressure[J].Hum Biol,1999,71(4)：553-582.

[23] 李珣,李素芝,黄跃.汉族青年男性移居高原后血压变化特点[J].高原医学杂志,2009,19(S1):21.

[24] Tripathy V,Gupta R.Blood pressure variation among Tibetans at different altitudes[J].Ann Hum Biol,2007,34(4):470-483.

[25] León-Velarde F,Sanchez J,Bigard AX,etal.High altitude tissue adaptation in Andean coots:capillarity,fibre area,fibre type and enzymatic activities of skeletal muscle[J].J Comp Physiol B,1993,163(1):52-58.

[26] Koizumi T,Ruan Z,Sakai A,etal.Contribution of nitric oxide to adaptation of tibetan sheep to high altitude[J].Respir Physiol Neurobiol,2004,140(2):189-196.

[27] Shrestha S,Shrestha A,Shrestha S,etal.Blood pressure in inhabitants of high altitude of Western Nepal[J].JNMA J Nepal Med Assoc,2012,52(188):154-158.

[28] Napoli AM,Milzman DP,Damergis JA,etal.Physiologic affects of altitude on recreational climbers[J].Am J Emerg Med,2009,27(9):1081-1084.

[29] Imray C,Booth A,Wright A,etal.Acute altitude illnesses[J].BMJ,2011,343:d4943.

[30] Imray C,Wright A,Subudhi A,etal.Acute mountain sickness:pathophysiology,prevention,and treatment[J].Prog Cardiovasc Dis,2010,52(6):467-484.

[31] Lanfranchi PA,Colombo R,Cremona G,etal.Autonomic cardiovascular regulation in subjects with acute mountain sickness[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2005,289(6):H2364-H2372.