初次快速进入高原者肺功能的变化及意义

牛雅倩 康睿男 李宜珊 施熠炜

初次快速进入高原者肺功能的变化及意义

牛雅倩 康睿男 李宜珊 施熠炜

目的研究初次快速进入高原者在高原低压、低氧环境下肺功能的变化情况，为急性高原病的发病机制提供理论依据。方法17名乘机初次去高原的青年人分别于入高原前一天、抵达西宁当天、抵达玉树当天及第二天分别进行肺功能检测，检测项目包括VT、RR、MV、MVV、FVC、FEV1、FEV1/FVC%、PEF、FEF25%、FEF50%、FEF75%、MMEF。结果FVC随海拔升高而下降；FEV1/FVC%、PEF、FEF25%、FEF50%、MMEF随海拔升高而升高；VT及FEV1不随海拔升高而变化；RR、MV、MVV、FEF75%均只有北京与玉树第二天数据升高具有统计学意义，北京与西宁、北京与玉树当天、西宁与玉树当天、西宁与玉树第二天数据升高均不具有统计学意义。结论平原地区人们快速进入高原后机体会发生一系列代偿性改变，其中以呼吸系统变化最明显最快速，客观表现为肺功能的变化。

平原；高原；肺功能；快速

高原具有低压、低氧、低温、强辐射等特点[1]，其中低氧是高原对人类最大的挑战[2]，进入高原后机体会调动生理性调节机制以维持体内氧的稳态来满足其功能需求[3]，因此高原低氧习服及急慢性高原病的防治成为高原医学研究的前沿及重点。在这些研究中，关于不同海拔地区人群肺功能的对比研究，目前已有相关报道[4-6]，但受试者进入高原后与其平原时肺功能的动态变化趋势却鲜有报道。因此，本研究对初次乘机去高原的17名青年人在不同海拔地区动态检测他们的肺功能，从而探讨平原地区人们初次快速进入高原后肺功能的变化情况，为急性高原反应的预防提供理论依据。

资料与方法

一、研究对象

纳入标准：汉族、初次进入高原、无心肺等系统疾病、无长期吸烟史[7]。排除标准：1月内服用任何影响心肺功能药物者、无法配合肺功能检查者[7]。在北京随机挑选17名符合以上标准的志愿者，其中男6例，女11例；年龄(28.06±7.82)岁，身高(168.65±5.58)cm，体重(62.24±8.53)kg；每位受试者均在完全知情的情况下自愿参加本次检测。所有受试对象均由同一天从北京出发乘飞机抵达西宁，在西宁停留3天后，再次乘飞机抵达玉树。

二、实验方法

17名志愿者分别于进入高原前一天、抵达西宁当天、抵达玉树当天及第二天进行肺功能检测。每次检测于实验当天早上9点开始，所有受试者检测时取坐位，上鼻夹，采用德国耶格Master Scope便携式肺功能仪进行检测，每次检测时每位受试者均测试3次，结果取最佳曲线，每次测试间隔3min。检测项目包括：VT(潮气量)、RR(呼吸频率)、MV(每分钟静息通气量)、FVC(用力肺活量)、FEV1(第1秒用力呼气容积)、FEV1/FVC%(1秒率)、PEF(呼气流量峰值)、FEF25%(75%用力肺活量呼气流速)、FEF50%(50%用力肺活量呼气流速)、FEF75%(25%用力肺活量呼气流速)、MMEF(最大呼气中段流量)、MVV(每分钟最大通气量)，所有指标均以实测值/预计值的百分比表示。为了减少不同操作者带来的误差，所有检测均由同一专业人员完成，在每次检测之前都会根据当时的温度、湿度、气压对肺功能仪进行校正。(注：北京：海拔44.4m 大气压1008hpa 气温23.5℃；西宁：海拔2295m 大气压770hpa 气温20.0℃；玉树：海拔3681m 大气压651hpa 当天气温20.0℃ 第二天气温20.5℃)。

三、统计学处理

结 果

既往研究大多只是检测肺功能的几个指标[8-9]，本研究检测了较多指标并全面探讨快速进入高原后人们肺功能的变化情况。① 北京、西宁和玉树当天数据进行组间方差分析：FVC随海拔升高而下降，差别有统计学意义；FEV1/FVC%、PEF、FEF25%、FEF50%、MMEF随海拔升高而升高，差别有统计学意义；VT及FEV1不随海拔升高而变化；RR、MV、MVV、FEF75%随海拔升高而升高，但差别无统计学意义。② 北京、西宁和玉树第二天数据进行组间方差分析：FVC随海拔升高而下降，差别有统计学意义；FEV1/FVC%、PEF、FEF25%、FEF50%、MMEF随海拔升高而升高，差别有统计学意义；VT及FEV1不随海拔升高而变化；RR、MV、MVV、FEF75%随海拔升高而升高，差别有统计学意义。③ 进一步对RR、MV、MVV、FEF75%使用LDS法进行两两比较，发现 RR、MV、MVV、FEF75%均只有北京与玉树第二天数据升高具有统计学意义，北京与西宁、北京与玉树当天、西宁与玉树当天、西宁与玉树第二天数据升高均不具有统计学意义。(见表1)。

表1 北京、西宁和玉树当天肺功能数据对比

注：※代表北京与西宁数据比较P<0.05；▲代表玉树当天与北京数据比较P<0.05；△代表西宁与玉树当天数据比较P<0.05。

表2 北京、西宁和玉树第二天肺功能数据对比

注：※代表北京与西宁数据比较P<0.05；▲代表玉树第二天与北京数据比较P<0.05；△代表西宁与玉树第二天数据比较P<0.05。

讨 论

平原人暴露于高原地区后，机体常发生一系列代偿性生理变化以习服低氧环境[10]。本研究通过动态检测受试者们进入高原前后肺功能的变化情况，从而揭示机体是如何通过肺功能的改变来提高对高原低压、低氧环境的耐受能力。分析结果如下：

1 高原因大气压降低，单位容积空气内含氧量明显低于平原，供给相同量的氧气时，肺必须吸入更大体积的空气，因此随海拔升高通气量指标MV和MVV应增加以弥补低氧环境造成的机体缺氧[11]。并有文献报道[12]，在高原环境中外周化学感受器对低氧的敏感性会持续增加，使呼吸频率和通气量逐渐增加，这一变化可以持续到高原低氧暴露后10-14天。本研究显示MV、MVV及RR在进入高原后逐渐增加，且在进入高原第5天(在高原停留最后1天)时升高最明显，与之前报道相符，提示肺通气功能的改变与在高原停留时间长短密切关系。此外，现已证明通气量增加是由呼吸频率和潮气量共同增加所引起的[11]，但本研究显示进入高原后机体主要通过增加呼吸频率为主的方式来增加通气量，而不是以增大潮气量为主。可能原因为：在高原地区由于低压、低氧，单次吸气量明显减少，为了维持正常的生理需氧量，只能通过增快呼吸频率来弥补[11]。此外，随低氧程度加重，低氧会刺激机体呼吸周围感受器，使其敏感性提高，反射性引起呼吸频率增快，使通气量增加，摄入更多氧气[13]。

2 Pollard[14]、Cogo[15]、Mason[16]、Fisher[17]等人相继报道进入高海拔地区后FVC下降的现象，之后何秀英[5]发现随海拔升高FVC显著下降，本研究也显示了同样的结果，可能的机理为：进入高原后由于机体缺氧，导致呼吸肌疲劳，呼吸驱动力不足使FVC降低[18]；在低氧环境下呼吸肌缺氧，其酸性代谢产物增加而导致呼吸肌收缩力减弱及胸廓扩张度减小，从而导致FVC下降[19]；平原地区人们进入高原后，肺泡表面活性物质因缺氧而代谢减弱，致使肺的顺应性降低，使肺组织回缩力增强,从而导致FVC下降[11]，其他机理还有待更多研究进一步考证。

3 本研究显示反映小气道的敏感指标MMEF、FEF50%、FEF75%和反映大气道的指标PEF、FEV1/FVC%、FEF25%均随海拔升高而增加，周晓梅[20]也报道了相同的结果。可能与下列机理相关：随海拔高度增加，大气压降低，气道及肺泡受到的压力减小，加之空气密度降低，空气粘滞阻力小，缓解了空气与气道之间的摩擦，使空气流经气道时阻力减小，更多的形成层流，呼吸时气体的流速加快[21]；缺氧使人应激，机体释放儿茶酚胺增加，使得小支气管及细支气管扩张，从而小气道阻力降低，使得通气流速增快[20]。

4 在周晓梅[20]的文献中报道FEV1随海拔升高而降低，李尚师[8]的文献报道了FEV1随海拔升高而增加，而宋攀[7]的相关研究却发现FEV1不随海拔升高而变化，本研究同样也发现FEV1不随海拔升高而变化。姜海艳[22]的研究得出，FEV1与海拔高度、年降水量、年平均相对湿度及年日照数等多重地理因素相关，不能用单一的地理因素来解释中青年FEV1的变化规律，需从多方面考虑地理因素对此指标的影响，因此相关报道结果的不一致可能与当时地理因素的不同有关。

高原特殊的气候环境可使大多数人出现不同程度的高原反应，因此，在进入高原前对人们进行肺功能检测是非常必要的，并且提早诊治，及时干预，可避免不良事件的发生。故本研究对高原医学等领域的研究及发展有重要意义。

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Changesandsignificanceofpulmonaryfunctioninpeopleforthefirsttimerapidlyenteringintoplateau

NIUYa-qian,KANGRui-nan,LIYi-shan,SHIYi-wei

theFirstHospitalofShanxiMedicalUniversity,Taiyuan,Shanxi030001,China

ObjectiveTo investigate the changes of pulmonary function in people arriving at plateau rapidly for the first time, and to provide theoretical basis for the pathogenesis of acute high altitude diseases.Methods17 young people who went to the plateau for the first time by plane were tested for pulmonary functions in Beijing, on the first day arriving at Xining, on the first day arriving at Yushu and the next day arriving at Yushu. The test items included VT, RR, MV, MVV, FVC, FEV1, FEV1/ FVC%, PEF, FEF25%, FEF50%, FEF75%, and MMEF.ResultsFVC decreased significantly with increasing altitude. FEV1/ FVC%, FEF25%, FEF50%, PEF and MMEF increased significantly with increasing altitude. VT and FEV1remained unchanged with increasing altitude. The values of RR, MV, MVV and FEF75% increased significantly only at the next day in Yushu when compared with Beijing, but no obvious changes when compared with Xining and on the first day in Yushu. When the values of the first day in Yushu compared to Xining and Beijing, RR, MV, MVV and FEF75% showed a non-significant increase.ConclusionThere are a series of compensatory changes in human body when the young people living at low altitude rapidly enter into plateau, among which the most obvious and rapid change occurs in respiratory system and is manifested in pulmonary function.

high altitude; low altitude; pulmonary function; rapidly

2017-03-22]

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.11.002

030001 山西 太原，山西医科大学第一医院呼吸与危重症医学科

施熠炜，E-mail：chinasyw225@163.com