祝筱姬，趙超，王敏，張定益，徐永波，滕云，郭思潤，王莉莉，竇寧

戰(zhàn)斗機(jī)飛行員飛行訓(xùn)練前后血皮質(zhì)醇和睪酮的對比研究

祝筱姬，趙超，王敏，張定益，徐永波，滕云，郭思潤，王莉莉，竇寧

目的探討戰(zhàn)斗機(jī)飛行員飛行訓(xùn)練前后激素水平的變化，為飛行員應(yīng)激防護(hù)提供依據(jù)。方法應(yīng)用放射免疫分析法，對40名飛行員按不同分組分別檢測飛行訓(xùn)練前后血清皮質(zhì)醇、睪酮、促腎上腺皮質(zhì)激素，并進(jìn)行對比分析。結(jié)果不同飛行強(qiáng)度（一次飛行和二次飛行）、不同飛行場次（晝航和跨晝夜）、不同飛行載荷（+3 Gz和+5 Gz）、不同飛行高度（3 km和5 km）血清皮質(zhì)醇、睪酮、促腎上腺皮質(zhì)激素水平飛行后與飛行前比較明顯升高（P＜0.01和P＜0.05）；跨晝夜飛行前后皮質(zhì)醇分別與晝航前后比較明顯降低（P＜0.05）。結(jié)論飛行訓(xùn)練后血清皮質(zhì)醇、睪酮、促腎上腺皮質(zhì)激素水平升高，是飛行員對飛行應(yīng)激的一過性生理反應(yīng)，可通過反復(fù)的飛行訓(xùn)練逐漸適應(yīng)。

飛行員；飛行訓(xùn)練；皮質(zhì)醇；睪酮；促腎上腺皮質(zhì)激素

高空飛行屬于一種極其復(fù)雜環(huán)境中的特殊運(yùn)動。低氣壓缺氧、空氣干燥、機(jī)艙空間狹小、正負(fù)加速度等諸多因素，會導(dǎo)致飛行員的生理機(jī)能發(fā)生一系列改變[1-6]。若超出耐受極限，會出現(xiàn)飛行失能直接威脅飛行安全。為了解飛行訓(xùn)練對飛行員神經(jīng)-內(nèi)分泌代謝功能的影響，筆者對戰(zhàn)斗機(jī)飛行員飛行訓(xùn)練前后血清皮質(zhì)醇（COR）、睪酮（T）和促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）進(jìn)行檢測和對比分析，現(xiàn)報告如下。

1 對象與方法

1.1 對象現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)飛行員40名，男性，年齡24～44歲，身高168～178 cm，體重60～85 kg；飛行機(jī)種：殲轟-7，總飛行時間300～4 400 h，飛行高度3～5 km，飛行載荷+3 Gz～+5 Gz，飛行時間為80 min/次，兩次飛行間隔20 min，訓(xùn)練項(xiàng)目為特技、空戰(zhàn)、對地攻擊，飛行員按規(guī)定使用密閉頭盔、供氧面罩，吸混合氧，穿抗荷服。依不同飛行強(qiáng)度（1次飛行和2次飛行）、不同飛行場次（晝航和跨晝夜）、不同飛行載荷（+3 Gz和+5 Gz）、不同飛行高度（3 km和5 km）各分為兩組，其年齡、身高、體重、飛行時間大致相同。所有人員以往身體健康，無泌尿生殖及內(nèi)分泌、代謝疾病史，平時堅持體育鍛煉，近1周內(nèi)未應(yīng)用各種藥物。

2 結(jié)果

不同飛行強(qiáng)度（1次飛行和2次飛行）、不同飛行場次（晝航和跨晝夜）、不同飛行載荷（+3 Gz和+5 Gz）、不同飛行高度（3 km和5 km）訓(xùn)練后血清COR、T、ACTH水平均升高，分別與飛行前比較有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.01和P＜0.05）；跨晝夜飛行前及飛行后COR水平分別與晝航前后比較有所下降（P＜0.05），見表1～4。

表1 不同飛行強(qiáng)度飛行前后血清COR、T、ACTH（±s）

表1 不同飛行強(qiáng)度飛行前后血清COR、T、ACTH（±s）

與一次飛前比較，*P＜0.01，△P＜0.05；與二次飛前比較，#P＜0.01，▲P＜0.05

?

表2 不同飛行場次飛行前后血清COR、T、ACTH（±s）

表2 不同飛行場次飛行前后血清COR、T、ACTH（±s）

與晝航前比較，*P＜0.01，△P＜0.05；與跨晝夜前比較，#P＜0.01，▲P＜0.05；與晝航后比較，◆P＜0.05

?

表3 不同飛行載荷飛行前后血清COR、T、ACTH（±s）

表3 不同飛行載荷飛行前后血清COR、T、ACTH（±s）

與3 G飛前比較，*P＜0.01，△P＜0.05；與5G飛前比較，#P＜0.01

?

表4 不同飛行高度飛行前后血清COR、T、ACTH（±s）

表4 不同飛行高度飛行前后血清COR、T、ACTH（±s）

與3 km飛前比較，*P＜0.01，△P＜0.05；與5 km飛前比較，#P＜0.01

?

3 討論

3.1 飛行應(yīng)激與COR的關(guān)系COR是腎上腺皮質(zhì)分泌的一種糖皮質(zhì)類固醇激素，血中COR水平一日內(nèi)有晝夜節(jié)律性變化，清晨6～8時最高，下午4～6時約為晨間的1/2，晚上22時至次日凌晨2時最低。無論在生理狀態(tài)還是應(yīng)激狀態(tài)，COR的分泌都受垂體促腎上腺皮質(zhì)激素的控制。ACTH作用于腎上腺皮質(zhì)時，短時間就能使COR明顯升高。COR是人體重要的異化激素之一，可促進(jìn)組織中蛋白質(zhì)和脂肪的分解及糖原的合成，減少外周組織對葡萄糖的利用，升高血糖，有利于運(yùn)動的持續(xù)進(jìn)行；它還參與水鹽代謝，在應(yīng)激狀態(tài)下能保證重要臟器能量的供應(yīng)[7]。飛行員駕駛飛機(jī)自地面升入高空后，受缺氧、低氣壓和加速度等因素的影響，既要承受來自軀體的應(yīng)激，又要承受精神緊張、恐懼、孤獨(dú)等心理應(yīng)激，在此情況下，勢必會造成飛行員體內(nèi)神經(jīng)-內(nèi)分泌系統(tǒng)的變化，進(jìn)而影響激素水平[8]。研究發(fā)現(xiàn)，在加速度作用下，可引起下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng)和交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮，腎上腺皮質(zhì)分泌明顯增加，血中COR水平升高[9，10]。Tarui等[11]將4名健康志愿者暴露于+4 Gz及+5 Gz后20 min，發(fā)現(xiàn)唾液中COR水平顯著升高，認(rèn)為唾液中COR水平可作為一種反映正加速度應(yīng)激的參考指標(biāo)。李茜等[12]研究證實(shí)，加速度（+Gz）暴露后血清COR可明顯升高。本文結(jié)果顯示飛行員在不同飛行強(qiáng)度、不同飛行場次、不同飛行載荷、不同飛行高度訓(xùn)練后血清COR、ACTH水平均較飛行前升高（P＜0.01和P＜0.05），與國外Leedy等[13]的報道不一致，提示不同的飛行訓(xùn)練條件可升高血清COR及ACTH水平，這種變化屬于飛行員對飛行應(yīng)激的一過性生理反應(yīng)，可通過反復(fù)的飛行訓(xùn)練逐漸適應(yīng)。本研究還發(fā)現(xiàn)，跨晝夜飛行前后血清COR水平比晝航前后降低（P＜0.05），可能由于跨晝夜飛行在下午和晚間進(jìn)行，這時COR的分泌正在低谷期，而晝航時間COR分泌相對較多，這一現(xiàn)象符合COR晝夜分泌不同的節(jié)律性。

3.2 飛行應(yīng)激與T的關(guān)系T是一種雄性激素，其變化也有一定的規(guī)律，清晨睡眠時最高，傍晚時最低。T的分泌受垂體和下丘腦分泌的激素調(diào)控。T是人體的主要同化激素之一，可刺激體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，增加促紅細(xì)胞生成素的生成，促進(jìn)骨髓造血，增加糖原儲備，對調(diào)節(jié)運(yùn)動后機(jī)體的恢復(fù)具有重要意義[14]。飛行應(yīng)激可刺激腎上腺髓質(zhì)分泌兒茶酚胺增加，促進(jìn)睪丸分泌T[15]?？梢?，飛行后T水平的變化與飛行持續(xù)時間、強(qiáng)度、載荷等因素密切相關(guān)。Obmiński等[16]研究發(fā)現(xiàn)，+Gz暴露后可導(dǎo)致血清COR和T水平的升高，認(rèn)為+Gz可刺激性誘導(dǎo)糖皮質(zhì)激素和雄激素的應(yīng)激反應(yīng)。Shen等[17]對38名女性飛行員飛行前后血漿性激素水平的檢測表明，其飛行后T的水平與飛行前比較無顯著性差異。有文獻(xiàn)報道，+Gz暴露后血清T水平下降，分析可能是+Gz暴露時機(jī)體應(yīng)激與肌肉用力導(dǎo)致血清T大量消耗，遠(yuǎn)超過睪丸的T分泌量所致，還可能與加速度作用時睪丸供血量減少而導(dǎo)致T分泌減少等因素有關(guān)[12]。有學(xué)者認(rèn)為，運(yùn)動后血T水平增加是機(jī)體內(nèi)分泌的應(yīng)激反應(yīng)，且血T水平的升高與COR呈正相關(guān)，是機(jī)體對運(yùn)動訓(xùn)練的某種適應(yīng)[7]。本研究發(fā)現(xiàn)，飛行訓(xùn)練后血T水平較飛行前升高，而且2次飛后和+5 Gz飛后分別與1次飛后、+3 Gz飛后比較無顯著性差異。分析其原因，一為機(jī)體應(yīng)激，二為職業(yè)飛行員對常年飛行訓(xùn)練科目已適應(yīng)[18，19]。

3.3 COR與T聯(lián)合檢測對飛行訓(xùn)練的意義COR和T與運(yùn)動的關(guān)系密切，前者可反映體內(nèi)的分解代謝，后者則反映體內(nèi)合成的代謝，二者的變化可反映機(jī)體的整體代謝過程。正常生理?xiàng)l件下，如果運(yùn)動量適當(dāng)，機(jī)體則通過自身的調(diào)節(jié)作用，維持血中COR和T的動態(tài)平衡。飛行員表現(xiàn)為注意力集中，精神飽滿，反應(yīng)快，處置能力強(qiáng)。如果運(yùn)動量過大，可導(dǎo)致COR水平升高，而T水平下降。二者長時間的失衡，將引起內(nèi)分泌代謝的失調(diào)。飛行員會出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍，肌肉無力，易疲勞，飛行耐力及抗荷能力均下降，嚴(yán)重者威脅飛行員的身體健康和飛行安全。本文結(jié)果提示，在平素的飛行訓(xùn)練中，應(yīng)密切關(guān)注飛行員的內(nèi)分泌代謝狀況，可以通過檢測飛行訓(xùn)練后COR和T的水平，了解飛行訓(xùn)練對飛行員機(jī)體內(nèi)環(huán)境的影響，并將此作為制定和調(diào)整飛行訓(xùn)練計劃的依據(jù)之一。對指標(biāo)變化明顯的部分飛行員要追蹤檢測，及早干預(yù)，對預(yù)防疾病，保障飛行員的健康和飛行安全，提高部隊?wèi)?zhàn)斗力具有重要的指導(dǎo)意義。

[1]Bartsch P，Straub PW，Haeberli A.Hypobaric hypoxia[J].Lancet,2001,357(9260):955-956.

[2]Tarui H，Nakamura A.Hormonal responses of pilots flying highperformance aircraft during seven repetitive flight missions[J].Aviat Space Environ Med，1991，62(12):1127-31.

[3]Fong KL，F(xiàn)an SW.An overview of the physiological effects of sustained high+Gz forces on human being[J].Ann Acad Med Singapore，1997，26(1):94-103.

[4]Leino T，Leppaluoto J，Huttunen P，et al.Neuroendocrine responses to real and simulated BA Hawk MK 51 flight[J].Aviat Space Environ Med，1995，66(2):108-113.

[5]Otsuka Y，Onozawa A，Kikukawa A，et al.Effects of flight workload on urinary catecholamine responses in experienced military pilots[J].Percept Mot Skills，2007,105(2):563-571.

[6]Ohrui N，Kanazawa F，Takeuchi Y，et al.Urinary catecholamine responses in F-15 pilots:evaluation of the stress induced by long-distance flights[J].Mil Med，2008,173(6):594-598.

[7]李可，齊家玉，曾成.血睪酮、皮質(zhì)醇與體育運(yùn)動[J].華中師范大學(xué)研究生學(xué)報，2007，14(3):154-158.

[8]皇甫恩，苗丹民.航空航天生理學(xué)[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2000.64-66.

[9]Otsuka Y，Onozawa A，Miyamoto Y.Hormonal responses of pilots to training flights:the effects of experience on apparent stress[J].Aviat Space Environ Med，2006，77(4):410-414.

[10]Farrace S，Biselli R，Urbani L，et al.Evaluation of stress induced by flight activity by measuring the hormonal response[J].Biofeedback Self Regul，1996,21(3):217-228.

[11]TaruiH，Nakamura A.Saliva cortisol:a good indicator for acceleration stress[J].AviatSpaceEnvironMed，1987,58(6):573-575.

[12]李茜，耿喜臣，金朝，等.在高+Gz應(yīng)激下人體血清睪酮和皮質(zhì)醇水平的變化[J].中華航空航天醫(yī)學(xué)雜志，2003,14(1)：22-25.

[13]Leedy MG，Wilson MS.Testosterone and cortisol levels in crewmen of US Air Force fighter and cargo planes[J].Psychosom Med，1985，47(4):333-338.

[14]Boyd JE，Patterson JC，Thompson BT.Psychological test profiles of USAF pilots before training vs.type aircraft flown[J].Aviat Space Environ Med，2005，76(5):463-468.

[15]Miyamoto Y，Shimazu H，Nakamura A.Plasma catecholamine and cortisol concentrations during acceleration stress[J].Eur J Appl Physiol Occup Physiol，1995,70(5):407-412.

[16]Obmiński Z，Wojtkowiak M，Stupnicki R，et al.Effect of acceleration stress on salivary cortisol and plasma cortisol and testosterone levels in cadet pilots[J].J Physiol Pharmacol，1997,48(2):193-200.

[17]ShenDY，Wang YM.Flight influence on the plasma level of sex hormones of women pilots[J].Mil Med，1990，155(6)：262-264.

[18]Jouanin JC，Dussault C，Tran D，et al.Aerobatic flight effects on baroreflex sensitivity and sympathovagal balance in experienced pilots[J].Aviat Space Environ Med，2005,76(12):1151-1155.

[19]Gore RK，Webb TS，Hermes ED.Fatigue and stimulant use in military fighter aircrew during combat operations[J].Aviat Space Environ Med，2010,81(8):719-727.

[2011-06-03收稿，2011-07-10修回]

Comparative research for serum cortisol and testosterone levels of fighter pilots at pre-and post-flight traini

ZHU Xiao-ji,ZHAO Chao,WANG Min,et al.
Department of Respiration,the 89th Hospital of PLA，Weifang,Shandong 261021,China

ObjectiveTo investigate the changes of hormone levels at pre-and post-flight training,stress protection so as to provide the basis for pilots.MethodsBy using radioimmunoassay,serum cortisol,testosterone,adrenocorticotropic hormone levels were determined in different groups pre-and post-flight training with 40 pilots,and comparative analysis was made with the obtained date.ResultsIntensity of different flight(the 1st flight and 2nd flight),times of different flight(flight-daily and flight-day and night),loads of different flight(3Gz and 5Gz),altitude of different flight(3km and 5km)serum cortisol,testosterone,adrenocorticotropic hormone levels at postflight were significantly higher than at preflight(P<0.01 and P<0.05);In pre-and post-flight-day and night were significantly lower than in pre and post-daily(P<0.05).ConclusionAt post-flight training serum cortisol,testosterone,adrenocorticotropic hormone levels increased with pilots,it is the pilot's own flight stress on transient physiological response that they can gradually adapt through the repeated flight training.

Pilot；Flight raining；Cortisol；Testosterone；Adrenocorticotropic hormone

R852

A

261021山東濰坊，89醫(yī)院呼吸科（祝筱姬，趙超，王敏，張定益，徐永波，滕云，郭思潤，王莉莉，竇寧）

1.2 方法與儀器40名戰(zhàn)斗機(jī)飛行員按不同分組分別在飛行訓(xùn)練登機(jī)前1 h和飛行訓(xùn)練結(jié)束離機(jī)后10 min抽取肘靜脈血3 ml。標(biāo)本采集后立即分離血清，置-20℃冰箱內(nèi)保存。采用放射免疫分析法在2 d內(nèi)完成對血清COR、T、ACTH的檢測，儀器為上海核所日環(huán)光電儀器有限公司產(chǎn)SN-6105 γ放射免疫計數(shù)器，試劑盒由北京北方生物技術(shù)研究所提供。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件，計量資料用±s表示，兩組間比較采用配對t檢驗(yàn)。

[本文編輯：韓仲琪王慶法]