包曉辰,方以群,馬 駿,孟 淼,肖衛(wèi)兵

(中國人民解放軍海軍醫(yī)學(xué)研究所,上海 200433)

飽和潛水是指潛水員在某一深度的高氣壓環(huán)境下,持續(xù)停留至惰性氣體在體內(nèi)各組織中達(dá)到飽和的潛水方式。飽和潛水的優(yōu)點(diǎn)在于可以提高潛水作業(yè)效率,潛水者可在較大深度下進(jìn)行長時(shí)間的有效作業(yè)。本實(shí)驗(yàn)室在前期進(jìn)行了480 m氦氧飽和潛水的實(shí)驗(yàn),旨在通過大深度模擬飽和潛水的方式,獲取大深度飽和潛水的經(jīng)驗(yàn),發(fā)掘大深度下潛水員的工作潛力。本論文通過檢測參加實(shí)驗(yàn)的4名潛水員血清中細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)、E-選擇素(E-selectin)、P-選擇素(P-selectin)、L-選擇素(L-selectin)、及環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)、環(huán)磷酸鳥苷(cyclic guanosine monophosphate,cGMP)的表達(dá)變化,探討實(shí)驗(yàn)加減壓方案的合理性及對潛水員生理指標(biāo)的影響。

1 材料與方法

1.1 主要試劑

人 ICAM-1、P-selectin、E-selectin、L-selectin、cAMP、cGMP酶聯(lián)免疫吸附測定(ELISA)試劑盒購自美國RD公司。

1.2 潛水程序

模擬潛水實(shí)驗(yàn)在海軍醫(yī)學(xué)研究所500 m飽和系統(tǒng)進(jìn)行。系統(tǒng)包括可供4人生活的居住艙和衛(wèi)生間,可單獨(dú)加壓進(jìn)行巡回潛水的過渡艙和水艙。由控制臺(tái)和環(huán)控系統(tǒng)對居住艙等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行調(diào)控。4名潛水員達(dá)到的飽和深度為480 m,飽和逗留期間巡潛到493 m,高壓暴露時(shí)間約447 h。其中,加壓96 h,飽和逗留49 h,減壓302 h。加壓初期,先用20%He-O2混合氣加至10 m,使艙內(nèi) PO2達(dá)到40 kPa。后續(xù)加壓使用純He。加壓過程和飽和逗留期間維持O2分壓35～45 kPa,減壓時(shí)維持O2分壓48～52 kPa,減壓至12 m后,維持O2濃度在21%～23%;CO2分壓始終限制在0.5 kPa以內(nèi),偶爾瞬間(數(shù)小時(shí))在1 kPa以內(nèi);相對濕度 76.8%±3.5%。高壓暴露期間溫度(30.5±1.7)℃。

1.3 ELISA法測定粘附分子的改變

在進(jìn)艙前及出艙后,各抽取靜脈血5 ml,室溫下靜置2 h后,3 000 r/min離心 10 min后,吸取血清,-20℃凍存。按照ELISA試劑盒說明書,測定血清中 ICAM-1、P-selectin、E-selectin、L-selectin、cAMP、cGMP的含量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié)果采用SPSS 11.5軟件處理,觀察數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,2個(gè)以上樣本均數(shù)的比較采用方差分析。

2 結(jié)果

2.1 粘附分子的表達(dá)變化

4名潛水員經(jīng)480 m飽和潛水后,和進(jìn)艙前的基礎(chǔ)值比較,血清中ICAM-1的表達(dá)水平由進(jìn)艙前(1032.26±362.14)ng/L升高為(1508.85±295.94)ng/L、P-selectin由進(jìn)艙前(495.69±524.89)ng/L降低為(292.42±302.63)ng/L、E-selectin由進(jìn)艙前(187.04±87.39)ng/L降低為(101.2±74.32)ng/L、L-selectin由進(jìn)艙前(355.16±124.51)ng/L降低為(339.91±113.24)ng/L(P＞0.05,表1)。

2.2 cAMP與cGMP的表達(dá)變化

和進(jìn)艙前的基礎(chǔ)值比較,4名潛水員血清中cAMP的表達(dá)水平由進(jìn)艙前66.72±83.15 nmol/L增高為629.91±75.01 nmol/L(P＜0.05);cGMP的表達(dá)水平由進(jìn)艙前的(325.76±115.26)nmol/L增高為(421.73±154.78)nmol/L(P＞0.05,表2)。

Tab.1 Change of adhesion molecules in divers post 480 heliox saturation diving(ng/L, ±s,n=4)

Tab.1 Change of adhesion molecules in divers post 480 heliox saturation diving(ng/L, ±s,n=4)

ICAM-1:Intercellular adhesion molecule-1

Group ICAM-1 P-selectin E-selectin L-selectin Before compression 1032.26±362.14 495.69±524.89 187.04±87.39 355.16±124.51 Post decompression 1508.85±295.94 292.42±302.63 101.20±74.32 339.91±113.24

Tab.2 Changes of cAMP and cGMP in divers post 480 heliox saturation diving(nmol/L,±s,n=4)

Tab.2 Changes of cAMP and cGMP in divers post 480 heliox saturation diving(nmol/L,±s,n=4)

cAMP:Cyclic adenosine monophosphate;cGMP:Cyclic guanosine monophosphate*P＜0.05 vs before compression

Group cAMP cGMP Before compression 66.72±83.15 325.76±115.26 Post decompression 629.91±75.01* 421.73±154.78

3 討論

飽和潛水是指潛水員在水下某深度或相當(dāng)于該深度水壓的高氣壓環(huán)境中,持續(xù)逗留24 h以上,致使呼吸氣體中的惰性氣體在機(jī)體各類組織中達(dá)到完全飽和的潛水方式。在這一深度無論停留多久,其減壓時(shí)間不會(huì)因潛水時(shí)間延長而再增加,潛水員可在較大深度下進(jìn)行長時(shí)間的有效作業(yè)。因此,飽和潛水具有廣闊的發(fā)展前景。

本實(shí)驗(yàn)室為獲取大深度飽和潛水的經(jīng)驗(yàn),在前期進(jìn)行了480 m氦氧飽和潛水的實(shí)驗(yàn)。為探索大深度潛水對人體生理指標(biāo)的影響,我們對參加480 m氮氧飽和潛水的4名潛水員,潛水前后血清中的粘附分子進(jìn)行了測定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)潛水前后ICAM-1、P-selectin、E-selectin、L-selectin的表達(dá)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。我們在前期的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不安全減壓過程中產(chǎn)生的氣泡可聚集在血管,導(dǎo)致血管阻塞及增加內(nèi)皮細(xì)胞間的縫隙連接[1,2]。血管長時(shí)間的阻塞,可導(dǎo)致內(nèi)皮組織缺血缺氧,內(nèi)皮細(xì)胞激活,表面粘附因子表達(dá)增加,同時(shí)激活炎癥介質(zhì)的釋放,因此動(dòng)物血清及肺組織中炎性因子及粘附分子的表達(dá)上調(diào)[3-5]。在本實(shí)驗(yàn)中,4名潛水員血清中粘附分子表達(dá)在減壓前后無差異,對該結(jié)果我們考慮如下:雖然有的潛水員的指標(biāo)改變較大,但是總體來看,經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理差異不顯著,說明本次實(shí)驗(yàn)采用的減壓程序是符合安全減壓規(guī)范的,潛水員未出現(xiàn)減壓障礙的病理生理反應(yīng),這和實(shí)際減壓過程中潛水員無減壓障礙癥狀是一致的。

同時(shí)在本實(shí)驗(yàn)中,我們檢測了腺苷cAMP及cGMP的表達(dá)變化。cAMP和cGMP的變化實(shí)質(zhì)上是在分子水平上反映了機(jī)體在應(yīng)激狀態(tài)下的生理病理狀況。cAMP主要作為兒茶酚胺、胰高血糖素、加壓素及促腎上腺皮質(zhì)激素的第二信使發(fā)揮作用。血清中cAMP的含量增高直接反映了這些激素分泌的增加[6,7]。文獻(xiàn)報(bào)道,各種不同應(yīng)激狀態(tài)下大鼠血漿中的cAMP值可隨機(jī)體承受刺激強(qiáng)度的增減,呈現(xiàn)顯著增高的狀況。cGMP增高主要與心臟承受手術(shù)操作和體外循環(huán)刺激有關(guān)[8,9]。在本實(shí)驗(yàn)中,潛水員血清中cAMP含量在減壓后上升顯著,考慮和應(yīng)激有關(guān),大深度飽和潛水引起機(jī)體應(yīng)激水平增強(qiáng)。

綜上所述,480 m氦氧飽和潛水加減壓程序是合理的,未引起潛水員出現(xiàn)減壓病病理生理的改變,但機(jī)體應(yīng)激水平增強(qiáng)。

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