模擬65msw氦氧飽和潛水對(duì)人體氧化應(yīng)激的影響*

李 慈，何 佳，劉民航，劉玉明，袁恒榮，劉曉波，王 巖，楊 濤，方以群，肖衛(wèi)兵

(海軍醫(yī)學(xué)研究所，上海 200433)

飽和潛水因呼吸氣氧分壓較高，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，可能造成組織的氧化損傷。Zwart SR報(bào)道，潛水員在進(jìn)行10～12 d飽和潛水實(shí)驗(yàn)時(shí)，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活力隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸降低[1]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)合65 msw模擬氦氧飽和潛水人體試驗(yàn)，檢測(cè)了尿液中超氧化物歧化酶、丙二醛(malondialdehyde，MDA)、總氨基酸(total amino acid，T-AA)、總抗氧化能力(total anti-oxidant capacity，T-AOC)表達(dá)水平，以期對(duì)本次飽和暴露的氧化應(yīng)激水平做出評(píng)估。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)對(duì)象

成年男性潛水員7名，身體健康;年齡(29.4±2.7)歲，體重(70.8±9.7)kg，潛水工齡(11±3.5)年。

1.2 試驗(yàn)方案

7名潛水員呼吸氦氧混合氣，達(dá)到的飽和深度為65 m，飽和逗留期間巡潛到70m。高壓暴露時(shí)間約102 h，其中，加壓2 h，飽和逗留48 h，減壓52 h。艙內(nèi)氣體氧分壓在穩(wěn)壓停留階段為40kPa，減壓期間為50～55 kPa;CO2分壓控制在0.5%以下，平均為0.18%。

1.3 樣本及試劑

在未加任何處理時(shí)取材作為基礎(chǔ)值，在進(jìn)艙前1 d、加壓及停留、減壓開始、減壓結(jié)束及出艙后恢復(fù)1周等時(shí)間點(diǎn)取24h尿(0.002%w/v疊氮鈉防腐)，稱量尿量;將尿樣3000r/min離心15 min，取上清分裝，-80℃凍存。采用比色法檢測(cè)24h尿中SOD、MDA、T-AA、T-AOC的含量，試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

2 結(jié)果

2.1 65msw飽和暴露對(duì)潛水員24h尿量的影響

進(jìn)艙后第1天尿量比進(jìn)艙前基礎(chǔ)值明顯減少(1497.7±693.7 vs 2113.0±615.2，P＜0.05)，進(jìn)艙后第4天尿量比進(jìn)艙前基礎(chǔ)值增多(2307.6±1159.4 vs 2113.0±615.2，P=0.05，圖1)。

Fig.1 Changes of 24-h urine volume in humans experienced a simulated saturation dive to 65 msw

2.2 65msw飽和暴露時(shí)潛水員體重的變化

進(jìn)艙后第1天體重比進(jìn)艙前基礎(chǔ)值略有下降(70.3±8.4 vs 70.8±9.7，P＞0.05)，但從進(jìn)艙后第2天開始體重逐漸增高，至出艙后與進(jìn)艙前相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(72.0±8.8 vs 70.8±9.7，P＜0.05，圖 2)。

Fig.2 Changes of body weight in humans experienced a simulated saturation dive to 65msw

2.3 65msw飽和暴露對(duì)潛水員抗氧化功能的影響

尿總氨基酸水平在減壓末期比基礎(chǔ)值顯著增高，出艙后1周恢復(fù)至正常;尿中超氧化物歧化酶、丙二醛、總抗氧化能力含量在暴露期間及暴露前后無明顯變化(表1)。

Tab.1 Contents of SOD、MDA、T-AOC and T-AA in human urine during and after a simulated saturation dive to 65 msw(，n=7)

Tab.1 Contents of SOD、MDA、T-AOC and T-AA in human urine during and after a simulated saturation dive to 65 msw(，n=7)

MDA:Malondialdehyde;SOD:Superoxide dismutase;T-AA:Total amino acid;T-AOC:Total anti-oxidant capacity*P＜0.05 vs control

Group MDA(nmol/ml) SOD(U/ml) T-AA(μmol/ml) T-AOC(U/ml)Control 1.95±0.66 21.08±4.84 92.98±7.40 8.18±2.321day before compression 1.78±0.41 27.31±8.26 98.35±6.74 7.54±1.48 Bottom phase at 65msw 1.78±0.58 26.49±4.80 95.59±5.71 8.24±2.08 Initial decompression 1.82±0.37 25.13±5.26 96.89±10.20 7.65±2.23 Final decompression 1.94±0.53 24.77±7.57 100.23±4.27* 8.27±2.241week after decompression 1.53±0.39 25.36±9.18 99.56±4.06 8.97±2.70

3 討論

曾有研究報(bào)道，減壓時(shí)機(jī)體水狀態(tài)可顯著影響減壓病(decompression sickness，DCS)的發(fā)病率及發(fā)病時(shí)間，脫水組動(dòng)物在飽和暴露后減壓病發(fā)病率及死亡率均顯著高于給水組[2]。因此我們?cè)诒敬卧囼?yàn)中監(jiān)測(cè)了參試潛水員24h尿量變化，發(fā)現(xiàn)在進(jìn)艙后第1天尿量明顯減少，隨即囑潛水員不口渴也要多喝水，飲水量從每天2000ml增加到3500ml左右，從進(jìn)艙第2天開始尿量逐漸恢復(fù)甚至略增多，整個(gè)減壓過程中潛水員無異常反映。由此可見，隨時(shí)監(jiān)測(cè)24h尿量、保持體內(nèi)水量充足對(duì)保證減壓順利進(jìn)行十分必要。

在減壓末期我們監(jiān)測(cè)到尿中總氨基酸水平增高。體內(nèi)的氨基酸代謝庫由食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化而吸收的氨基酸(外源性氨基酸)與體內(nèi)組織蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的氨基酸(內(nèi)源性氨基酸)組成。各種氨基酸分子量小，可通過腎小球?yàn)V過膜濾過，原尿中氨基酸含量與血漿中含量相同，經(jīng)近曲小管重吸收作用，原尿中氨基酸幾乎全部重吸收[3]。本次試驗(yàn)?zāi)蛑锌偘被岷吭龈咴蚩赡苤饕峭庠葱园被釘z入增多所致。本次參試潛水員飲食營養(yǎng)充足，每日攝入食物供給熱能達(dá)到4000kcal，蛋白質(zhì)130g，體重在進(jìn)艙后第2天開始持續(xù)增高，所以可能由于攝入的外源性氨基酸增多，超過近曲小管上皮細(xì)胞重吸收閾值，導(dǎo)致尿排泄氨基酸增多。

肝、腎組織代謝旺盛且含有豐富的抗氧化酶及其它抗氧化劑，故肝腎組織損傷時(shí)血或尿中MDA含量可顯著增高[4-5]。Ikeda[6]報(bào)道，深潛水(400m)可使?jié)撍畣T血漿轉(zhuǎn)氨酶(AST、ALT)活性顯著增高，膽堿酯酶(Ach E)活性顯著下降，提示肝功能障礙;同時(shí)補(bǔ)充抗氧化劑(維生素C、維生素E及兒茶素)可阻止肝細(xì)胞紊亂，說明深潛水時(shí)肝功障礙主要由氧化應(yīng)激引起。Djurhuus[7]報(bào)道，250m氦氧(氧分壓在35～70kPa之間)飽和潛水暴露(持續(xù)19.3天)使外周血細(xì)胞谷胱甘肽含量下降，抗氧化能力降低。由于尿液MDA含量和血漿MDA水平呈正相關(guān)[4]，而尿液標(biāo)本來源方便，所以我們用尿MDA含量作為了解參訓(xùn)人員體內(nèi)脂質(zhì)過氧化水平的指標(biāo)，同時(shí)檢測(cè)SOD和T-AOC含量來反映機(jī)體防御體系的抗氧化能力。本試驗(yàn)結(jié)果顯示暴露前后24h尿液中SOD、MDA、T-AOC含量沒有明顯變化，說明65 m氦氧(氧分壓在40～55 kPa之間)飽和潛水暴露(持續(xù)5天)未造成機(jī)體過度氧化應(yīng)激，推測(cè)飽和潛水時(shí)氧化應(yīng)激程度與氧分壓值及暴露時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。因此在潛水試驗(yàn)中密切監(jiān)測(cè)人員氧化應(yīng)激程度，對(duì)防止肝腎器官功能損傷有重要意義。

總之，65 msw飽和潛水暴露未造成參試潛水員明顯氧化損傷，可能與暴露壓力較低、時(shí)程較短有關(guān)。

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