孫 婧，趙 娟，佟長青，劉軍翔，楊國紅，姜鐵民，李玉明

高原低氧環(huán)境下軍事訓練對武警新兵微循環(huán)功能的影響

孫 婧1，趙 娟2，佟長青2，劉軍翔1，楊國紅1，姜鐵民1，李玉明1

目的 觀察高原低氧環(huán)境下軍事訓練對武警新兵微循環(huán)功能的影響，為指導高原地區(qū)軍事、體能訓練提供科學依據(jù)。方法 試驗在青海( 海拔約3000 m，大氣壓力60.49 kPa ) 和天津( 海拔約4 m，大氣壓力101.08 kPa ) 完成。受試者為武警某部新兵連戰(zhàn)士，將受試者分為3組，分別為平原籍平原訓練組(對照組，60人)、平原籍高原訓練組(A組，62人)和高原籍高原訓練組(B組，38人)。所有受試者進行12周訓練，訓練強度相同。訓練前和訓練后第4、8、12周用XXG-E3 型自動心血管功能診斷儀記錄微循環(huán)功能指標，并對受試者甲襞微循環(huán)進行檢測。結(jié)果 在高原低氧環(huán)境下軍事訓練新兵血容量明顯減少，以A組減少最為顯著(P<0.05)；B組半更新率低于其他兩組(P<0.05)，平均滯留時間和半更新時間高于其他兩組(P< 0.05)；B組形態(tài)積分和流態(tài)積分高于對照組(P<0.05)；A組襻周積分[(2.78±0.85)vs(0.93±0.34)]和流態(tài)積分[(1.33±0.34)vs(0.59±0.31)]顯著高于對照組(P<0.05)。結(jié)論 高原籍戰(zhàn)士的微循環(huán)功能對高原訓練適應性較強，平原籍戰(zhàn)士高原低氧軍事訓練應當逐步增加訓練量，以減少高原反應和微循環(huán)障功能礙的發(fā)生。

低氧；軍事訓練；微循環(huán)功能

醫(yī)學上的高原是指對人體產(chǎn)生明顯生物學效應的海拔3000 m 以上的地域。高原訓練是加強運動員耐力功能的一種常用方法[1]。長期在平原上生活的人到了高原會產(chǎn)生一系列反應, 如何減輕高原反應, 加快習服能力, 提高訓練成績，減少訓練傷是高原醫(yī)學及軍事訓練醫(yī)學研究的重要內(nèi)容之一。在低氧情況下，對健康人、運動員、患者和大鼠心血管系統(tǒng)的研究有很多報道[2-10]，但對微循環(huán)涉及較少。筆者以武警戰(zhàn)士為研究對象，觀察高原軍事訓練期對微循環(huán)功能的影響。

1 對象與方法

1.1 對象 試驗在青海( 海拔約3000 m, 大氣壓力60.49 kPa ) 和天津( 海拔約4 m, 大氣壓力101.08 kPa ) 完成。受試者為武警某部新兵連戰(zhàn)士。將受試者分為3組：平原籍平原訓練組(對照組, 60 人)、平原籍高原訓練組(A組, 62人) 和高原籍高原訓練組(B組, 38人)， 3 組受試者的身高分別為(173.0±6.6) cm、(171.4±5.5) cm、(172.5±5.4) cm；體質(zhì)量分別為(62.7±10.9) kg、(60.5±7.8) kg、(66.4±9.2) kg。3組身高、體質(zhì)量比較無統(tǒng)計學差異。

1.2 方法 先測受試者的身高、體質(zhì)量和微循環(huán)功能。微循環(huán)功能測量：在左側(cè)橈動脈搏動最明顯處固定壓力換能器, 在受試者的右臂綁縛血壓計的袖帶, 用XXG-E3 型自動心血管功能診斷儀記錄脈搏圖, 并同步測量肱動脈血壓。分析脈搏圖波形,輸入人體參數(shù), 打印實驗結(jié)果。以上指標分別在訓練開始及訓練第4、8和12周進行測定。訓練時間為16周,3組的訓練強度均按訓練大綱要求進行。主要觀察指標:受試者不同時間點的微循環(huán)變化。

1.3 甲襞微循環(huán)檢測 采用ZL104型微循環(huán)檢測儀和微循環(huán)圖像分析系統(tǒng)(徐州眾聯(lián)醫(yī)療器械有限公司)對所有受試者左手甲襞微血管管襻形態(tài)、血液流態(tài)、襻周狀態(tài)等3類16項指標進行觀察，并以其加權(quán)積分作為統(tǒng)計指標進行評價[11]。具體方法：受檢者檢查前1 h避免劇烈運動，左手臂置于檢查臺與心臟保持同一水平，調(diào)節(jié)照明角度，將燈光聚焦于被檢部位。先用20倍鏡從左向右觀察微血管清晰度和襻周狀態(tài)；再用50倍鏡觀察微血管形態(tài)和血流動態(tài)；在鹵素燈下觀察血色和襻周出血等情況。應用甲襞微循環(huán)圖像分析系統(tǒng)測算甲襞微血管數(shù)目、管徑、血液流速等數(shù)據(jù)。

2 結(jié) 果

2.1 主要檢測指標比較 高原低氧環(huán)境下軍事訓練新兵血容量明顯減少，以A組減少最為顯著(P< 0.05)；B組半更新率顯著低于其他兩組(P<0.05)，平均滯留時間和半更新時間高于其他兩組(P<0.05)，其中訓練第4周時B組平均滯留時間和半更新時間增高更為顯著；3組全血黏度和還原全血黏度比較差異無統(tǒng)計學意義(表1)。

2.2 甲襞微循環(huán)指標比較 B組形態(tài)積分和流態(tài)積分高于對照組(P<0.05)；而A組襻周積分和流態(tài)積分顯著高于對照組(P<0.05)。A組剛?cè)敫咴瓡r襻周積分和流態(tài)積分顯著增高，隨訓練時間延長逐漸恢復至接近正常(表2)。

表1 武警新兵在等長運動前后血液狀態(tài)和微循環(huán)功能的變化 ±s)

注：A組表示平原籍高原訓練組，n=62；B組表示高原籍高原訓練組，n=38；對照組表示平原籍平原訓練組，n=60；與對照組比較，①P<0.05

表2 武警新兵甲襞微循環(huán)積分的比較 ±s)

注：A組表示平原籍高原訓練組，n=62；B組表示高原籍高原訓練組，n=38；對照組表示平原籍平原訓練組，n=60；與對照組比較，①P<0.05

3 討 論

高原低氧和軍事訓練對人體產(chǎn)生雙重刺激，將產(chǎn)生一系列生理反應。運動是一種常見的生理應激,可分為等長、等張和耐力運動。等長運動對心臟主要是施加壓力負荷,等張運動對心臟主要是施加容量負荷,耐力運動則是兩者的結(jié)合[12]。低氧訓練作為一種體育訓練方法, 它可以增大機體肺通氣量和血液紅細胞總量, 提高機體運輸氧的能力,提高運動員的運動能力。低氧訓練通過對呼吸系統(tǒng)、血液系統(tǒng)等生理指標的影響,證明它能夠增強機體有氧代謝的能力[13]。

血管不僅是單純物理學的管道,還是具有復雜生理功能的生物學器官。血管的舒縮狀況、管腔中的血液分布及血液在血管中的流動速率隨著機體代謝和需要的不同隨時發(fā)生改變[14，15]。

3.1 有效循環(huán)血容量 血容量是指反映血液循環(huán)量的指標，其正常值為體重的7%～8%。體育鍛煉, 特別是耐力訓練可引起循環(huán)血量的增加。幾天的耐力訓練血漿容量也可以增加400 ml左右[13]。本研究表明，有效循環(huán)血容量在第12周時有所增加，與文獻[1]符合。血容量增加的原因：一是運動使抗利尿激素和醛固酮釋放增多, 促使腎重吸收水, 使血漿量增加；二是運動使血漿蛋白增加, 血漿蛋白濃度升高, 滲透壓也升高, 結(jié)果有更多的液體重吸收入血液。血容量增大, 有利于增加心輸出量,對于提高人體供能水平，尤其是對有氧工作能力及運動后恢復有促進作用[16]。初上高原時，血漿容量在14 d內(nèi)下降6%～21%，其中大部分通過排汗和排尿，以及呼吸道過度換氣而損失。血漿容量下降可導致每搏心輸出量下降[16]。本研究表明，新兵初入高原，有效循環(huán)血量有所降低，且低于高原籍戰(zhàn)士。循環(huán)血量減少反映了新戰(zhàn)士進入高原訓練的一種適應性變化，長期的觀察將有助于探明這一現(xiàn)象。

3.2 微循環(huán)狀態(tài) 評價微循環(huán)血液灌注的指標，主要包括微循環(huán)半更新率、微循環(huán)半更新時間、微循環(huán)平均滯留時間。健身鍛煉后各實驗組微循環(huán)半更新時間、微循環(huán)平均滯留時間有不同程度的縮短[11]。長期缺氧可促使毛細血管增生，尤其是腦、心和骨骼肌的毛細血管增生更顯著。毛細血管的密度增加可縮短血氧彌散至細胞的距離，增加對細胞供應氧的能力[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，高原籍戰(zhàn)士微循環(huán)半更新率在訓練初期低于平原籍戰(zhàn)士，隨著訓練進行三者趨于一致。高原籍戰(zhàn)士微循環(huán)半更新時間和微循環(huán)平均滯留時間在訓練初期低于平原籍戰(zhàn)士，隨著訓練進行三者趨于一致。說明高原籍戰(zhàn)士可能因為先天遺傳或長期習服的原因?qū)Ω咴娛掠柧氝m應性更強，具體機制尚需進一步研究[4]。

3.3 血液狀況 血液黏度是衡量血液流變特性的一項綜合指標, 它的變化決定血流阻力, 是影響血液循環(huán)的重要因素。研究發(fā)現(xiàn), 隨海拔高度的不斷增高,多出現(xiàn)血紅細胞比容增高、全血黏度增高和紅細胞電泳時間延長的典型特點, 這些變化是導致高原居民血流動力學改變的一個重要因素[2]。長期耐力運動后，循環(huán)血量、紅細胞數(shù)量及血紅蛋白增加，但紅細胞及血紅蛋白增加幅度比循環(huán)血量增加小，而血細胞比容減小，這可能是耐力訓練引起血液黏度降低的結(jié)果。高原訓練期間機體血液流變特征可能會得到改善，顯著增加的紅細胞數(shù)及較佳的血液流變性可提高機體對低氧環(huán)境的耐受力。

甲襞微循環(huán)檢測結(jié)果提示，與對照組相比，高原籍高原訓練組形態(tài)積分和流態(tài)積分明顯增高，是高原籍高原訓練組受訓者微循環(huán)的特有的特征，這種特征適應了高原低氧、低氣壓的環(huán)境；而平原籍高原訓練組在初到高原時襻周積分和流態(tài)積分都明顯增高，提示高原低氧、低氣壓的環(huán)境對平原籍訓練者微循環(huán)影響較大，到第12周時微循環(huán)狀態(tài)已經(jīng)有所恢復，是對高原環(huán)境的一種逐漸適應的過程。

本研究發(fā)現(xiàn)，高原低氧軍事訓練對平原籍戰(zhàn)士微循環(huán)影響較大，高原籍戰(zhàn)士的微循環(huán)功能對高原訓練適應性較強，訓練第4周差異最大。平原籍戰(zhàn)士初到高原軍事訓練有效循環(huán)血容量明顯減少，半更新率增高，平均滯留時間和半更新時間減低，是平原籍戰(zhàn)士初到高原訓練對高原環(huán)境的一種反應性改變。在此期間，應當逐步增加訓練量，使機體微循環(huán)功能逐步適應高原地區(qū)低氧的環(huán)境，以減少高原反應和微循環(huán)障礙的發(fā)生。

[1] Liu Y, Steinacker J M, Dehnert C,etal. Effect of “l(fā)iving high-training low” on the cardiac functions at sea level[J]. Int J Sports Med, 1998,19(6):380-384.

[2] 洪 平, 馮連世, 宗丕芳, 等. 高原訓練對中長跑運動員血液流變特征的影響[J]. 中國運動醫(yī)學雜志, 2003,22(2):177-179.

[3] 劉旭東,周 里. 間歇低氧訓練對SD大鼠血液流變學指標的影響[J]. 西安體育學院學報, 2009,23(3):335-337.

[4] 余小燕. 世居高原運動員高原訓練的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J]. 田徑, 2013,19(9):31-35.

[5] Lundby C, Nielsen T K, Dela F,etal. The influence of intermittent altitude exposure to 4100 m on exercise capacity and blood variables[J]. Scand J Med Sci Sports, 2005,15(3):182-187.

[6] Zhao D,Zhang Z,Cease A,etal.Efficient utilization of aerobic metabolism helps Tibetan locusts conquer hypoxia[J].BMC Genomics,2013,14:631.

[7] 王 心,王 興,田庚友等.軍事訓練傷的研究進展[J].武警醫(yī)學,2010,29(10):624-627.

[8] Katayama K, Matsuo H, Ishida K,etal. Intermittent hypoxia improves endurance performance and submaximal exercise efficiency[J]. High Alt Med Biol, 2003,4(3):291-304.

[9] Petousi N,Croft Q P,Cavalleri G L,etal.Tibetans living at sea level have a hyporesponsive hypoxia-inducible factor system and blunted physiological responses to hypoxia[J].J Appl Physiol (1985),2014,116(7):893-904.

[10] 洪紹彩, 李烈炎, 張靈芳, 等. 軍訓對武警戰(zhàn)士竇房結(jié)和房室結(jié)功能的影響[J]. 武警醫(yī)學,2006,25(10):733-735.

[11] 田 牛．臨床微循環(huán)檢查手冊[M]．北京：中國醫(yī)藥科技出版社，1992：4-19.

[12] Fletcher G F, Balady G J, Amsterdam E A,etal. Exercise standards for testing and training: a statement for healthcare professionals from the American Heart Association[J]. Circulation, 2001,104(14):1694-740.

[13] 吳嬋清. 不同類型健身運動處方對女大學生心血管功能的影響[J]. 中國康復醫(yī)學雜志, 2007,22(5):406-409.

[14] 佟長青, 趙 娟, 薄 海,等. 等長運動對武警新兵低氧環(huán)境訓練期間血管功能的影響[J]. 中國組織工程研究與臨床康復, 2007,17(32):6424-6427.

[15] 馮振旗. 陳式太極拳和楊式太極拳運動對大學生心血管功能的影響[J]. 鄭州大學學報(醫(yī)學版), 2013,56(2):253-257.

[16] 馮連世. 高原訓練及其研究現(xiàn)狀[J]. 體育科學,1999,19(6):66-71.

(2014-08-05收稿 2015-04-15修回)

(責任編輯 尤偉杰)

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

孫 婧，博士，主治醫(yī)師，E-mail：sunjing060601@163.com

1.300162 天津,武警后勤學院附屬醫(yī)院心臟醫(yī)院冠心病重癥醫(yī)學科；2.300309 天津,武警后勤學院生理與病理生理學教研室

R331.35