濕熱環(huán)境對官兵身體的影響研究

包瀛春,吳曉農(nóng)

(1.第二軍醫(yī)大學(xué)軍事體育教研室,上海200433;2.解放軍理工大學(xué)指揮軍官基礎(chǔ)教育學(xué)院,江蘇南京210000)

1 濕熱戰(zhàn)區(qū)自然環(huán)境特征及對官兵軍事行動的影響

目前和今后一段時(shí)期,對我國構(gòu)成軍事威脅的海域是南中國海、東海和東南沿海,而這些海域的共同地理特征是屬海洋性氣候,空氣中水分多、濕度大,夏季氣溫高。其中,南沙群島緯度低、年溫差小,終年處于濕熱氣候環(huán)境,綜合23年氣象資料數(shù)據(jù)顯示,其氣溫最大值39～46.3℃、均值26.28～29.24℃,濕度最大值 100%～101.8%、均值79.12%～82.32%。

濕熱環(huán)境對官兵會產(chǎn)生什么影響呢?當(dāng)人體運(yùn)動時(shí),機(jī)體會產(chǎn)生大量熱量,主要通過蒸發(fā) (出汗)的散熱方式來維持機(jī)體溫度在一定的范圍之間,保持人體能夠持續(xù)運(yùn)動。當(dāng)外界溫度高于體溫時(shí),人體不僅不會向環(huán)境散發(fā)熱量,反而會從環(huán)境中吸收熱量,使體溫升高,呼吸和心跳加快。當(dāng)體溫超過39.3℃時(shí),體能會明顯下降。人體處于濕熱環(huán)境時(shí),人體汗液的蒸發(fā)大大減少,結(jié)果造成無效性汗液分泌,即汗液照常分泌,但帶走的熱量卻大幅減少,從而使機(jī)體失水增多,散熱不足。為更詳細(xì)了解濕熱環(huán)境對官兵軍事行動的影響,筆者所在研究團(tuán)隊(duì)借助于模擬溫濕度環(huán)境實(shí)驗(yàn)室,分別在常溫 (氣溫20℃、氣濕50%)、高溫 (氣溫38℃、氣濕50%)和濕熱 (氣溫38℃、氣濕80%)三種環(huán)境中,對459名戰(zhàn)士學(xué)員進(jìn)行武裝急行軍耐力試驗(yàn)和暈動病誘發(fā)試驗(yàn) (利用吊轉(zhuǎn)式模擬訓(xùn)練裝置進(jìn)行暈動病測試,并對測試結(jié)果進(jìn)行Graybiel評分)。結(jié)果表明:濕熱環(huán)境下受試者的武裝急行軍耐力素質(zhì)下降比熱環(huán)境顯著,而熱環(huán)境下的耐力素質(zhì)下降又較常溫明顯;濕熱環(huán)境下受試者的大腦反應(yīng)力也比熱環(huán)境和常溫環(huán)境遲緩;同樣,濕熱環(huán)境下受試者的暈動病發(fā)生率和眩暈等級顯著高于熱環(huán)境,而熱環(huán)境的暈動病發(fā)生率和眩暈等級又明顯高于常溫環(huán)境 (見表1,2)?？上攵?濕熱海戰(zhàn)區(qū)環(huán)境可能會導(dǎo)致官兵非戰(zhàn)斗減員,嚴(yán)重削弱部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力。為此,開展多學(xué)科、多專業(yè)的聯(lián)合科研,有效解決熱海戰(zhàn)區(qū)對官兵軍事行動影響的問題,將對任務(wù)部隊(duì)有效履行使命具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

表1 常溫、高溫和高溫高濕環(huán)境下受試者Graybiel暈動病評分與比較

表2 常溫、高溫和高溫高濕環(huán)境下受試者暈動病Graybiel評分等級與比較

2 熱習(xí)服和暈動病習(xí)服生理學(xué)基礎(chǔ)及其干預(yù)措施

習(xí)服是指人體在特定環(huán)境下進(jìn)行訓(xùn)練、作業(yè)或生活一段時(shí)間后,降低機(jī)體對特殊環(huán)境的敏感性和提高其耐受性的狀態(tài)。當(dāng)人體脫離了特定環(huán)境的刺激,習(xí)服能力會逐漸減弱和消退,稱為脫習(xí)服。因而習(xí)服具有產(chǎn)生、鞏固、減弱及消退等特點(diǎn)。身體適應(yīng)是需經(jīng)長期或甚至若干世代的適應(yīng)性作用,其適應(yīng)性的建立不限于生理功能方面,且在器官結(jié)構(gòu)方面也有其特點(diǎn),并具有遺傳性。

熱習(xí)服 (heat acclimatization)是指機(jī)體對環(huán)境熱刺激的保護(hù)性生理反應(yīng)[1]。促進(jìn)人體熱習(xí)服的關(guān)鍵在于使機(jī)體內(nèi)部溫度升高的狀態(tài)持續(xù)較長時(shí)間,在這樣的狀態(tài)下,人的機(jī)體會出現(xiàn)一系列的生理反應(yīng)。如:糖原合成增加,糖異生、糖酵解率降低,6-磷酸葡萄糖酶活性增強(qiáng);棕色脂肪組織增多,脂代謝降低;線粒體敏感性增強(qiáng),活性增加;整體代謝率下降等[2]100-102。以往研究已證實(shí),人在熱暴露初期,機(jī)體自身會合成熱應(yīng)急蛋白 (heat shock protein,HSP)。HSP在熱應(yīng)激、熱適應(yīng)、熱損傷中有著重要的作用。作為一種細(xì)胞內(nèi)分子伴侶,HSP對于腦、肺、肝、腎、心臟等組織器官均有一定的保護(hù)作用[3]。熱習(xí)服的生理指標(biāo)主要為自覺癥狀減輕;肛溫和皮膚溫度升幅下降;出汗量增加、汗鹽濃度降低[2]95-99。美國陸軍環(huán)境醫(yī)學(xué)研究所有一個(gè)龐大的氣候艙,可在短時(shí)間內(nèi)造成濕熱、濕冷、干冷和干熱氣候環(huán)境[2]602-610。2010年美陸軍頒布了 《美國陸軍身體準(zhǔn)備訓(xùn)練》中設(shè)有熱習(xí)服、冷習(xí)服、高原習(xí)服和其它環(huán)境的訓(xùn)練課目[4]。回顧2003年美伊戰(zhàn)爭可以看出,當(dāng)時(shí)美陸軍處于既有沙塵暴的鋪天蓋地,也有沙漠的高溫?zé)崂?美軍官兵除了著厚實(shí)的防化服外,單兵負(fù)荷近80 kg,在此惡劣環(huán)境下,幾乎沒有非戰(zhàn)斗減員的發(fā)生,凸現(xiàn)出美軍的體能和技能訓(xùn)練是富有成效的。但美軍部隊(duì)的沙漠適應(yīng)訓(xùn)練遠(yuǎn)比戰(zhàn)爭進(jìn)行的時(shí)間長[5]。

熱習(xí)服訓(xùn)練是干預(yù)措施中的最佳方法,夏季可利用自然熱環(huán)境進(jìn)行科學(xué)體能訓(xùn)練,春秋季節(jié)可著密閉保溫服進(jìn)行長距離慢跑訓(xùn)練、冬季可采用模擬熱環(huán)境訓(xùn)練,或者在30～36℃的水中進(jìn)行游泳訓(xùn)練等方法。經(jīng)過多次在模擬濕熱環(huán)境中對戰(zhàn)士學(xué)員熱習(xí)服訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)已摸索到了建立人體熱習(xí)服訓(xùn)練的基本規(guī)律:每天需進(jìn)行1.5～2 h的專門訓(xùn)練,并持續(xù)2～3周;訓(xùn)練中體溫應(yīng)持續(xù)保持在39.0～39.2℃為宜,檢測體溫?cái)?shù)據(jù)應(yīng)從接近直腸(肛門內(nèi)8～10 cm)的肛溫為準(zhǔn);運(yùn)動量要以較大運(yùn)動密度和中小運(yùn)動強(qiáng)度為主,心率控制在140～150次/min。由于建立人體熱習(xí)服的個(gè)體差異較大,因此在訓(xùn)練中須嚴(yán)格把握循序漸進(jìn)和區(qū)別對待的原則。切勿采用任何急于求成的蠻干訓(xùn)法,否則易發(fā)生熱損傷事故,重癥者還有生命危險(xiǎn)。

暈動病 (Motion Sickness)是因機(jī)體置于運(yùn)動環(huán)境中,受不適宜的運(yùn)動環(huán)境刺激,而引起頭暈、上腹不適、惡心、嘔吐、面色蒼白、出冷汗、嗜睡、流涎、頭痛等前庭和自主神經(jīng)反應(yīng)為主的癥候群[6]。暈動病習(xí)服是指人體反復(fù)暴露在不適宜運(yùn)動環(huán)境中刺激,逐步降低前庭刺激部位的敏感性,不適感會逐步減輕或消失。促進(jìn)暈動病習(xí)服訓(xùn)練的關(guān)鍵:一是模擬運(yùn)動形式與運(yùn)動頻率,要與實(shí)際乘坐的交通工具基本相同,才能實(shí)現(xiàn)前庭習(xí)服轉(zhuǎn)移;二是每天需進(jìn)行運(yùn)動環(huán)境刺激。暈動病含暈船、暈機(jī)、暈車和跳傘暈動病等。其中,暈船的癥狀和體征較其它暈動病更加明顯,引發(fā)暈船的運(yùn)動形式是垂蕩重力加速度,運(yùn)動頻率每分鐘10次左右,主要是刺激前庭耳石器 (球囊、橢圓囊)所致。當(dāng)海浪較高較急時(shí),眾多官兵會出現(xiàn)一系列不適癥狀和體征,隨之造成體能快速下降、軍事技能受阻、智能明顯遲緩,非戰(zhàn)斗減員增多,部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力減弱。在第二次世界大戰(zhàn)諾曼底登陸時(shí),登陸士兵的50%患有暈船病達(dá)半小時(shí)左右不能行動[7]。為使我軍能適應(yīng)信息化海戰(zhàn)的需要,任務(wù)部隊(duì)須隨時(shí)準(zhǔn)備執(zhí)行遠(yuǎn)航應(yīng)急作戰(zhàn)任務(wù)。為此,提高官兵濕熱海戰(zhàn)區(qū)的暈動病習(xí)服能力,將是我軍面臨的又一新課題。預(yù)防暈動病是世界軍事醫(yī)學(xué)中的難點(diǎn)問題,迄今為止對其發(fā)病機(jī)制仍是個(gè) “學(xué)說”或 “假說”。目前,預(yù)防暈動病的主要措施是:習(xí)服訓(xùn)練、藥物干預(yù)、心理干預(yù)和穴位刺激四種方法,每種干預(yù)措施均有其優(yōu)缺點(diǎn) (見表3)。

表3 預(yù)防暈動病干預(yù)措施效果分析

綜上預(yù)防暈動病干預(yù)措施效果分析,適應(yīng)于我軍實(shí)際情況的是陸上模擬訓(xùn)練。由于暈動病發(fā)生的程度個(gè)體差異性很大,可分為:無不適、輕度、中度B、中度A、重度和極重度六種人群。為了達(dá)到理想的習(xí)服訓(xùn)練效果,應(yīng)按照暈動病不同等級的人群分別實(shí)施訓(xùn)練,以濕熱環(huán)境暈船習(xí)服訓(xùn)練為例,具體方法與要求見表4。

表4 濕熱環(huán)境下不同等級暈船者習(xí)服訓(xùn)練方法

3 篩選適應(yīng)特殊環(huán)境兵源是優(yōu)化我軍官兵的有效措施

人是生成戰(zhàn)斗力最活躍、最具有決定力的能動要素,離開了人,任何戰(zhàn)法、武器裝備等都失去了意義。而人本身又具有極強(qiáng)的生物學(xué)屬性,這就決定了人必須在一定的環(huán)境中才能發(fā)揮作用,并且只有提高了對特殊環(huán)境的耐受性,才能發(fā)揮其戰(zhàn)斗力。從人體生物學(xué)角度分析,人對各種特殊環(huán)境的適應(yīng)性差異是很大的。南方人普遍耐濕熱環(huán)境適應(yīng)能力較北方人要強(qiáng),而北方人普遍耐干寒環(huán)境適應(yīng)能力較南方人要強(qiáng);沿海地區(qū)人群普遍抗暈船適應(yīng)能力較內(nèi)陸地區(qū)人群要強(qiáng)等等。雖然可以通過習(xí)服訓(xùn)練來提高人體對特殊環(huán)境的耐受能力,但習(xí)服訓(xùn)練不是對所有人都有效的,且已建立習(xí)服的人只要停止習(xí)服訓(xùn)練2～3周時(shí)間習(xí)服便完全消退,好不容易建立起來的習(xí)服效果 “歸零”,而且習(xí)服的組訓(xùn)是一件極其繁瑣的工作,需耗時(shí)、耗力和耗資。因此,根據(jù)不同軍兵種和不同戰(zhàn)區(qū)任務(wù)部隊(duì)對特殊環(huán)境需要,制定相關(guān)兵源標(biāo)準(zhǔn),從源頭上采取篩選措施,將是提高我軍特殊環(huán)境作戰(zhàn)能力的最佳途徑。艦艇部隊(duì)、海軍陸戰(zhàn)旅和裝甲兵應(yīng)選拔能抗暈和耐濕熱能力較強(qiáng)的兵源;空降兵部隊(duì)和陸軍機(jī)動師應(yīng)選拔能適應(yīng)各種環(huán)境的兵源;高原部隊(duì)?wèi)?yīng)選拔耐缺氧能力較強(qiáng)的兵源等。

總之,通過對我國構(gòu)成戰(zhàn)爭危險(xiǎn)區(qū)域的分析,預(yù)先判斷濕熱海戰(zhàn)區(qū)的自然環(huán)境特征及其對我軍官兵作戰(zhàn)能力的影響,提出近階段要以熱習(xí)服和暈動病習(xí)服訓(xùn)練為主的措施,從長遠(yuǎn)考慮要完善服兵役制度,建立各軍兵種軍人的身體標(biāo)準(zhǔn),通過篩選兵源的措施來奠定官兵在特殊環(huán)境下能打仗的生物學(xué)基礎(chǔ)。

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