高原低氧环境下军事训练对武警新兵微循环功能的影响

孙 婧，赵 娟，佟长青，刘军翔，杨国红，姜铁民，李玉明

高原低氧环境下军事训练对武警新兵微循环功能的影响

孙 婧1，赵 娟2，佟长青2，刘军翔1，杨国红1，姜铁民1，李玉明1

目的 观察高原低氧环境下军事训练对武警新兵微循环功能的影响，为指导高原地区军事、体能训练提供科学依据。方法 试验在青海( 海拔约3000 m，大气压力60.49 kPa ) 和天津( 海拔约4 m，大气压力101.08 kPa ) 完成。受试者为武警某部新兵连战士，将受试者分为3组，分别为平原籍平原训练组(对照组，60人)、平原籍高原训练组(A组，62人)和高原籍高原训练组(B组，38人)。所有受试者进行12周训练，训练强度相同。训练前和训练后第4、8、12周用XXG-E3 型自动心血管功能诊断仪记录微循环功能指标，并对受试者甲襞微循环进行检测。结果 在高原低氧环境下军事训练新兵血容量明显减少，以A组减少最为显著(P<0.05)；B组半更新率低于其他两组(P<0.05)，平均滞留时间和半更新时间高于其他两组(P< 0.05)；B组形态积分和流态积分高于对照组(P<0.05)；A组襻周积分[(2.78±0.85)vs(0.93±0.34)]和流态积分[(1.33±0.34)vs(0.59±0.31)]显著高于对照组(P<0.05)。结论 高原籍战士的微循环功能对高原训练适应性较强，平原籍战士高原低氧军事训练应当逐步增加训练量，以减少高原反应和微循环障功能碍的发生。

低氧；军事训练；微循环功能

医学上的高原是指对人体产生明显生物学效应的海拔3000 m 以上的地域。高原训练是加强运动员耐力功能的一种常用方法[1]。长期在平原上生活的人到了高原会产生一系列反应, 如何减轻高原反应, 加快习服能力, 提高训练成绩，减少训练伤是高原医学及军事训练医学研究的重要内容之一。在低氧情况下，对健康人、运动员、患者和大鼠心血管系统的研究有很多报道[2-10]，但对微循环涉及较少。笔者以武警战士为研究对象，观察高原军事训练期对微循环功能的影响。

1 对象与方法

1.1 对象 试验在青海( 海拔约3000 m, 大气压力60.49 kPa ) 和天津( 海拔约4 m, 大气压力101.08 kPa ) 完成。受试者为武警某部新兵连战士。将受试者分为3组：平原籍平原训练组(对照组, 60 人)、平原籍高原训练组(A组, 62人) 和高原籍高原训练组(B组, 38人)， 3 组受试者的身高分别为(173.0±6.6) cm、(171.4±5.5) cm、(172.5±5.4) cm；体质量分别为(62.7±10.9) kg、(60.5±7.8) kg、(66.4±9.2) kg。3组身高、体质量比较无统计学差异。

1.2 方法 先测受试者的身高、体质量和微循环功能。微循环功能测量：在左侧桡动脉搏动最明显处固定压力换能器, 在受试者的右臂绑缚血压计的袖带, 用XXG-E3 型自动心血管功能诊断仪记录脉搏图, 并同步测量肱动脉血压。分析脉搏图波形,输入人体参数, 打印实验结果。以上指标分别在训练开始及训练第4、8和12周进行测定。训练时间为16周,3组的训练强度均按训练大纲要求进行。主要观察指标:受试者不同时间点的微循环变化。

1.3 甲襞微循环检测 采用ZL104型微循环检测仪和微循环图像分析系统(徐州众联医疗器械有限公司)对所有受试者左手甲襞微血管管襻形态、血液流态、襻周状态等3类16项指标进行观察，并以其加权积分作为统计指标进行评价[11]。具体方法：受检者检查前1 h避免剧烈运动，左手臂置于检查台与心脏保持同一水平，调节照明角度，将灯光聚焦于被检部位。先用20倍镜从左向右观察微血管清晰度和襻周状态；再用50倍镜观察微血管形态和血流动态；在卤素灯下观察血色和襻周出血等情况。应用甲襞微循环图像分析系统测算甲襞微血管数目、管径、血液流速等数据。

2 结 果

2.1 主要检测指标比较 高原低氧环境下军事训练新兵血容量明显减少，以A组减少最为显著(P< 0.05)；B组半更新率显著低于其他两组(P<0.05)，平均滞留时间和半更新时间高于其他两组(P<0.05)，其中训练第4周时B组平均滞留时间和半更新时间增高更为显著；3组全血黏度和还原全血黏度比较差异无统计学意义(表1)。

2.2 甲襞微循环指标比较 B组形态积分和流态积分高于对照组(P<0.05)；而A组襻周积分和流态积分显著高于对照组(P<0.05)。A组刚入高原时襻周积分和流态积分显著增高，随训练时间延长逐渐恢复至接近正常(表2)。

表1 武警新兵在等长运动前后血液状态和微循环功能的变化 ±s)

注：A组表示平原籍高原训练组，n=62；B组表示高原籍高原训练组，n=38；对照组表示平原籍平原训练组，n=60；与对照组比较，①P<0.05

表2 武警新兵甲襞微循环积分的比较 ±s)

注：A组表示平原籍高原训练组，n=62；B组表示高原籍高原训练组，n=38；对照组表示平原籍平原训练组，n=60；与对照组比较，①P<0.05

3 讨 论

高原低氧和军事训练对人体产生双重刺激，将产生一系列生理反应。运动是一种常见的生理应激,可分为等长、等张和耐力运动。等长运动对心脏主要是施加压力负荷,等张运动对心脏主要是施加容量负荷,耐力运动则是两者的结合[12]。低氧训练作为一种体育训练方法, 它可以增大机体肺通气量和血液红细胞总量, 提高机体运输氧的能力,提高运动员的运动能力。低氧训练通过对呼吸系统、血液系统等生理指标的影响,证明它能够增强机体有氧代谢的能力[13]。

血管不仅是单纯物理学的管道,还是具有复杂生理功能的生物学器官。血管的舒缩状况、管腔中的血液分布及血液在血管中的流动速率随着机体代谢和需要的不同随时发生改变[14，15]。

3.1 有效循环血容量 血容量是指反映血液循环量的指标，其正常值为体重的7%～8%。体育锻炼, 特别是耐力训练可引起循环血量的增加。几天的耐力训练血浆容量也可以增加400 ml左右[13]。本研究表明，有效循环血容量在第12周时有所增加，与文献[1]符合。血容量增加的原因：一是运动使抗利尿激素和醛固酮释放增多, 促使肾重吸收水, 使血浆量增加；二是运动使血浆蛋白增加, 血浆蛋白浓度升高, 渗透压也升高, 结果有更多的液体重吸收入血液。血容量增大, 有利于增加心输出量,对于提高人体供能水平，尤其是对有氧工作能力及运动后恢复有促进作用[16]。初上高原时，血浆容量在14 d内下降6%～21%，其中大部分通过排汗和排尿，以及呼吸道过度换气而损失。血浆容量下降可导致每搏心输出量下降[16]。本研究表明，新兵初入高原，有效循环血量有所降低，且低于高原籍战士。循环血量减少反映了新战士进入高原训练的一种适应性变化，长期的观察将有助于探明这一现象。

3.2 微循环状态 评价微循环血液灌注的指标，主要包括微循环半更新率、微循环半更新时间、微循环平均滞留时间。健身锻炼后各实验组微循环半更新时间、微循环平均滞留时间有不同程度的缩短[11]。长期缺氧可促使毛细血管增生，尤其是脑、心和骨骼肌的毛细血管增生更显著。毛细血管的密度增加可缩短血氧弥散至细胞的距离，增加对细胞供应氧的能力[16]。本研究发现，高原籍战士微循环半更新率在训练初期低于平原籍战士，随着训练进行三者趋于一致。高原籍战士微循环半更新时间和微循环平均滞留时间在训练初期低于平原籍战士，随着训练进行三者趋于一致。说明高原籍战士可能因为先天遗传或长期习服的原因对高原军事训练适应性更强，具体机制尚需进一步研究[4]。

3.3 血液状况 血液黏度是衡量血液流变特性的一项综合指标, 它的变化决定血流阻力, 是影响血液循环的重要因素。研究发现, 随海拔高度的不断增高,多出现血红细胞比容增高、全血黏度增高和红细胞电泳时间延长的典型特点, 这些变化是导致高原居民血流动力学改变的一个重要因素[2]。长期耐力运动后，循环血量、红细胞数量及血红蛋白增加，但红细胞及血红蛋白增加幅度比循环血量增加小，而血细胞比容减小，这可能是耐力训练引起血液黏度降低的结果。高原训练期间机体血液流变特征可能会得到改善，显著增加的红细胞数及较佳的血液流变性可提高机体对低氧环境的耐受力。

甲襞微循环检测结果提示，与对照组相比，高原籍高原训练组形态积分和流态积分明显增高，是高原籍高原训练组受训者微循环的特有的特征，这种特征适应了高原低氧、低气压的环境；而平原籍高原训练组在初到高原时襻周积分和流态积分都明显增高，提示高原低氧、低气压的环境对平原籍训练者微循环影响较大，到第12周时微循环状态已经有所恢复，是对高原环境的一种逐渐适应的过程。

本研究发现，高原低氧军事训练对平原籍战士微循环影响较大，高原籍战士的微循环功能对高原训练适应性较强，训练第4周差异最大。平原籍战士初到高原军事训练有效循环血容量明显减少，半更新率增高，平均滞留时间和半更新时间减低，是平原籍战士初到高原训练对高原环境的一种反应性改变。在此期间，应当逐步增加训练量，使机体微循环功能逐步适应高原地区低氧的环境，以减少高原反应和微循环障碍的发生。

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(2014-08-05收稿 2015-04-15修回)

(责任编辑 尤伟杰)

Effects of military drill on microcirculation of recruits exposed to high altitude hypoxia

SUN Jing1，ZHAO Juan2，TONG Changqing2，LIU Junxiang1，YANG Guohong1, JIANG Tiemin1，and LI Yuming1.

1.Department of Cardiovascular medicine, Affiliated Hospital, Logistics University of Chinese People’s Armed Police Forces.Tianjin 300162, China;2.Department of Physiology, Logistics University of Chinese People’s Armed Police Forces. Tianjin 300309, China

Objective To study the effects of military training on microcirculation in recruits exposed to high altitude hypoxia, so as to provide scientific basis for the military training at high altitude. Methods The experiment was carried out in Qinghai (about 3000 m above sea level and 60.49 kPa) and Tianjin (about 4 m above sea level, and 101.08 kPa). The subjects were recruits from an Armed Police unit, and divided into plain native plain training group (Control group,n=60), plain native training at altitude group (group A,n=62), and plateau native training at high altitude group (group B,n=38). All subjects were exposed to the identical training intensity for 12 weeks. The function indexes of microcirculation were detected with XXG-E3 cardiovascular function diagnostic unit before training, the 4th, 8th, and 12th weeks during training, and the nail fold microcirculation was measured. Results The blood volume in group B group decreased significantly compared with control group (P<0.05). The microcirculation half renewal rate of plateau B was lower than other group (P<0.05), The microcirculation mean residence time (P<0.05) and microcirculation half turnover time (P<0.05) in group B were higher than in other groups. Meanwhile, the morphous score and fluid state score in group B were significantly higher than in control group(P<0.05). The Peri-loops score and fluid state score in the group A was markedly higher than in control group. Conclusions The microcirculation functions in plateau native soldiers are more flexible than other groups, especially at 4 weeks during the training. For decreasing plateau effects and microcirculation dysfunction, soldiers of plain native training at altitude should gradually increase training intensity.

military drill；hemodynamic change；hypoxia

孙 婧，博士，主治医师，E-mail：sunjing060601@163.com

1.300162 天津,武警后勤学院附属医院心脏医院冠心病重症医学科；2.300309 天津,武警后勤学院生理与病理生理学教研室

R331.35