急進(jìn)高原后對人群舌下微循環(huán)的影響*

石建國，陳想貴，季華慶，鮮 文，付長懷，陳 俊

(青海省交通醫(yī)院急救中心，青海西寧 810001)

高原具有空氣稀薄、氣壓和氧分壓低等特點(diǎn)，對于初入高原的人來說，一般均有一個(gè)習(xí)服過程。階梯習(xí)服能明顯降低急性高原病(Acute mountain sickness,AMS)的發(fā)生率[1]。陳海威等[2]報(bào)道習(xí)服期為急進(jìn)高原7天，也有報(bào)道急進(jìn)高原后人群需要適應(yīng)低氧、低壓環(huán)境，各系統(tǒng)功能及細(xì)胞代謝功能將發(fā)生改變。不同的人習(xí)服適應(yīng)能力不一，習(xí)服過程也不盡相同，部分人表現(xiàn)出較多的臨床癥狀[3-4]。在尚未適應(yīng)時(shí)期，有些人會(huì)出現(xiàn)急性高原反應(yīng)[5-7]。在高原地區(qū)低氧環(huán)境所造成人體的低動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)和動(dòng)脈血氧飽和度(SaO2)可直接導(dǎo)致毛細(xì)血管壁損傷。機(jī)體對低氧刺激的直接反應(yīng)是增加紅細(xì)胞數(shù)目，通過增加攜氧能力彌補(bǔ)大氣中的供氧不足。眾多研究表明高原低氧可引起微血管和微血流發(fā)生改變，表現(xiàn)為微血管數(shù)目增多(或面積增大)、微血管收縮、細(xì)動(dòng)脈口徑縮小，毛細(xì)血管血流緩慢。毛細(xì)血管壁發(fā)生改變，白細(xì)胞貼壁、翻滾、聚集、游出。毛細(xì)血管、細(xì)靜脈通透性升高，血液濃縮，血黏度升高。細(xì)靜脈中白細(xì)胞貼壁加大了毛細(xì)血管的后阻力，再加上紅細(xì)胞聚集，導(dǎo)致微血流速度減慢。正常情況下紅細(xì)胞表面帶負(fù)電荷，相互排斥不易聚集。但進(jìn)入高原后，紅細(xì)胞表面負(fù)電荷減少，細(xì)胞膜成分改變以及血漿中出現(xiàn)異性蛋白等，均導(dǎo)致紅細(xì)胞聚集性增加。本研究通過急進(jìn)高原后人群舌下微循環(huán)總血管密度(total of perfused vessel density,TVD)、灌注血管密度(perfused vessel density,PVD)、灌注血管比例(proportion of perfused vessels,PPV)、微循環(huán)流動(dòng)指數(shù)(microvascular flow index,MFI)值的變化，從而為今后科學(xué)選擇進(jìn)入高原的方式提供理論依據(jù)。

1 對象與方法

1.1對象 隨機(jī)選擇青海省交通運(yùn)輸廳從平原招聘的男性健康職工100名，年齡22～27歲,平均年齡22.33歲；身高168～183 cm，平均身高173.22 cm；體重56.25～83.33 kg，平均體重65.95 kg。排除標(biāo)準(zhǔn)：呼吸系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤、肝、腎功能不全、免疫系統(tǒng)疾病、高血壓、糖尿病等。所有受試者無高原暴露史。此項(xiàng)研究經(jīng)青海省交通醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(倫理審批號：2016-12-09)。研究對象均被告此研究的背景、目的、步驟、風(fēng)險(xiǎn)并簽署了知情同意書。

1.2AMS的診斷標(biāo)準(zhǔn)及評分標(biāo)準(zhǔn) AMS的診斷完全按照國際路易斯湖計(jì)分診斷標(biāo)準(zhǔn)[8](The Lake Louise acute mountain sickness scoring system,LLSS)。AMS自我評判的五種癥狀(頭疼、胃腸道癥狀、難以入睡、疲勞/虛弱、頭暈/眩暈)以無、輕、中、重予相應(yīng)地計(jì)分為0、1、2、3分。臨床評估由2名熟悉高原病及LLSS的內(nèi)科醫(yī)生完成，計(jì)分總分15分。0～2分為無AMS；3～4分為輕度AMS；≥5分為重度AMS。見表1。

表1 急性高原病的自我評判

1.3方法 隨機(jī)選擇青海省交通運(yùn)輸廳從平原招聘的職工100名列為受試者，分別來自成都、鄭州、西安、合肥等地。統(tǒng)一從西安(西安，海拔400～600 m)坐動(dòng)車到西寧市(海拔2260 m)，進(jìn)行舌下微循環(huán)圖像的采集。于次日由西寧坐大巴車耗時(shí)11 h前往青海省玉樹市巴塘(海拔3927 m)，在急進(jìn)高原后第1、第3、第7天進(jìn)行舌下微循環(huán)圖像的采集。按照受試者及AMS發(fā)生情況，將其分為發(fā)病組及未發(fā)病組，對急進(jìn)高原后出現(xiàn)AMS的受試者停止以后幾天的測試。舌下微循環(huán)測定方法：分別取舌下左、中、右3個(gè)不同部分采集穩(wěn)定清晰的微血管圖像至少20 s，經(jīng)圖像轉(zhuǎn)換器(廣州醫(yī)軟智能科技有限公司V100)將圖像存入圖像分析電腦(聯(lián)想公司)，采用AVA 3.0分析軟件進(jìn)行舌下微循環(huán)測試。血管內(nèi)徑為小血管10～25 μm，中血管26～50 μm，大血管51～100 μm，計(jì)算總血管密度(TVD)、灌流血管密度(PVD)、灌流血管比例(PPV)、微血管流動(dòng)指數(shù)(MFI)。血流速度分級，(1)無血流：20 s無血流；(2)間斷血流：至少一半時(shí)間無血流；(3)緩慢流動(dòng)：血流持續(xù)但流動(dòng)緩慢；(4)持續(xù)流動(dòng)：持續(xù)流動(dòng)至少20 s；(5)高速流動(dòng)：持續(xù)快速流動(dòng)。

2 結(jié)果

2.1未發(fā)病組急進(jìn)高原前后微循環(huán)參數(shù)變化 未發(fā)病組(n=70)急進(jìn)高原后TVD、PVD、PPV值開始升高,于急進(jìn)高原后第3天升高最明顯，急進(jìn)高原后第7天TVD、PVD、PPV值下降，但仍高于西寧時(shí)檢測值。急進(jìn)高原后第1、第3、第7天與西寧時(shí)檢測值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；急進(jìn)高原后第1天與急進(jìn)高原后第3天比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；急進(jìn)高原后第3天與急進(jìn)高原后第7天比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；急進(jìn)高原后MFI值降低，于急進(jìn)高原后第3天降低最明顯,急進(jìn)高原后第7天MFI值升高，但仍低于西寧時(shí)檢測組。急進(jìn)高原后第1、第3、第7天與西寧時(shí)檢測組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；急進(jìn)高原后第1天與急進(jìn)高原后第3天比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；急進(jìn)高原后第3天與急進(jìn)高原后第7天比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；急進(jìn)高原后第7天與急進(jìn)高原后第1天比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。舌下微循環(huán)顯示：毛細(xì)血管數(shù)目增多、微循環(huán)內(nèi)紅細(xì)胞數(shù)目增多、血液黏稠度增加、紅細(xì)胞輕度聚集、血液流動(dòng)緩慢。

表2 未發(fā)生組急進(jìn)高原前后微循環(huán)參數(shù)變化

2.2急進(jìn)高原后100名受試者有30名發(fā)生AMS，發(fā)病率30 %。AMS發(fā)病時(shí)間：1～2 d共7人、3～4 d共18人、5～7 d共5人。有2名受試者發(fā)生高原肺水腫，其舌下微循環(huán)表現(xiàn)為TVD、PVD、PPV、MFI值明顯低于西寧。

2.3未發(fā)病組急進(jìn)高原前后及2例高原肺水腫患者舌下微循環(huán)圖像的變化見圖1-6。

圖1 未發(fā)病組急進(jìn)高原前(20 μm×5)

圖2 未發(fā)病組急進(jìn)高原后(20 μm×5)

圖3 高原肺水腫1急進(jìn)高原前(20 μm×5)

圖4 高原肺水腫1急進(jìn)高原后(20 μm×5)

圖5 高原肺水腫2急進(jìn)高原前(20 μm×5)

圖6 高原肺水腫2急進(jìn)高原后(20 μ m×5)

3 討論

高原地區(qū)環(huán)境惡劣、氣候特殊、高海拔、低氣壓、低氧、寒冷等因素嚴(yán)重危害廣大人民群眾的身心健康，特別是機(jī)體在低氧等環(huán)境因素影響下，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)和相應(yīng)的神經(jīng)-體液改變，最終導(dǎo)致微循環(huán)和血流動(dòng)力學(xué)一系列病理性變化[9]。在模擬高原低氧初期，外周血中紅細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能發(fā)生改變，從而使血紅蛋白攜氧和釋放氧能力增強(qiáng)，以增加機(jī)體對組織的氧分供應(yīng)量，利于高原習(xí)服，但是隨著低氧時(shí)間的延長，血管內(nèi)紅細(xì)胞數(shù)目異常增多，血液黏滯度過度增加，容易導(dǎo)致血栓形成及微循環(huán)障礙并加重機(jī)體的組織細(xì)胞缺氧[10-11]。微循環(huán)是指微動(dòng)脈和微靜脈之間的血液循環(huán)，基本功能是進(jìn)行新陳代謝及物質(zhì)交換。一個(gè)完善的微循環(huán)系統(tǒng)保障了全身灌注。舌下血流的微循環(huán)能夠代表體內(nèi)臟器官的微循環(huán)狀態(tài),其中PVD、PPV、MFI值是反應(yīng)微循環(huán)狀況的良好指標(biāo)[12]。因此舌下微循環(huán)的改變,可以間接反映臟器微循環(huán)灌注情況[13]。特別是危重癥[14-16]。當(dāng)發(fā)生急性低氧時(shí)，為了保證腦、肺、眼的血流灌注，舌下微循環(huán)數(shù)目會(huì)進(jìn)一步增多，紅細(xì)胞增多，以增加攜帶能力彌補(bǔ)大氣中供氧不足。當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的微循環(huán)障礙時(shí)，易發(fā)生急性高原肺水腫、急性高原腦水腫[17-19]。周其全報(bào)道[20]AMS患者存在甲襞微循環(huán)明顯的異常，與無AMS比較差異非常顯著，不僅紅細(xì)胞明顯聚集、異形、畸形等管襻數(shù)目增多，而且管周出血及滲出更多，微血管呈暗紅色。諶曉安等[21]報(bào)道低氧暴露后，甲襞微循環(huán)表現(xiàn)為流速較慢，紅細(xì)胞輕度-中度聚集，白細(xì)胞明顯增高，血管運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)觀察[22]給動(dòng)物模擬高原低氧環(huán)境,可見動(dòng)物頰囊微血管擴(kuò)張、血流緩慢、毛細(xì)血管開放數(shù)目明顯增多。但目前無急進(jìn)高原正常人群或AMS患者舌下微循環(huán)變化的相關(guān)研究。本研究提示未發(fā)病組急進(jìn)高原后舌下微循環(huán)表現(xiàn)為毛細(xì)血管數(shù)目增多、微循環(huán)內(nèi)紅細(xì)胞數(shù)目增多、血液黏稠度增加、紅細(xì)胞輕度聚集、血液流動(dòng)緩慢。

100名受試者急進(jìn)高原后有30人發(fā)生AMS，發(fā)病率30 %，低于相關(guān)報(bào)道[23-25]。其中有2名受試者出現(xiàn)高原肺水腫。2名高原肺水腫患者舌下微循環(huán)顯示毛細(xì)血管開放數(shù)目明顯減少、毛細(xì)血管密度下降、紅細(xì)胞增多、紅細(xì)胞中度聚集、白細(xì)胞增多、毛細(xì)血管灌注不均勻、毛細(xì)血管流動(dòng)非常緩慢，甚至可見有些毛細(xì)血管無血液流動(dòng)現(xiàn)象。上述舌下微循環(huán)的改變預(yù)示病情的嚴(yán)重性說明，可能與機(jī)體嚴(yán)重低氧有關(guān)。嚴(yán)重低氧時(shí)會(huì)使紅細(xì)胞變形能力減弱，發(fā)生聚集，紅細(xì)胞攜氧和氧的交換能力降低。高原低氧環(huán)境迫使機(jī)體紅細(xì)胞增生和其他有形成分增加，使血液黏度增高，微循環(huán)滯留時(shí)間延長，甚至發(fā)生微血管內(nèi)栓塞，也可能是引起AMS的根本原因。

綜合上述，通過對急進(jìn)高原后人群臨床分類，發(fā)現(xiàn)未發(fā)病者急進(jìn)高原后TVD、PVD、PPV增高、MFI降低，對機(jī)體來講是一種代償過程，急進(jìn)高原后7 d TVD、PVD、PPV值下降(但仍高于西寧時(shí)檢測值)，MFI值上升(但仍低于西寧時(shí)檢測值)，這也是機(jī)體適應(yīng)低壓、低氧環(huán)境的習(xí)服過程，如進(jìn)入高原后習(xí)服不良，產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)和相應(yīng)神經(jīng)體液改變，最終導(dǎo)致微循環(huán)和血流動(dòng)力學(xué)一系列病理性改變，即發(fā)生AMS，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)高原肺水腫。發(fā)病組有2例高原肺水腫患者，發(fā)病時(shí)舌下微循環(huán)TVD、PVD、PPV、MFI值降低，明顯低于西寧時(shí)檢測值。初步提示急進(jìn)高原后微循環(huán)障礙可能是發(fā)生AMS的主要關(guān)鍵因素。急進(jìn)高原后3 d左右AMS發(fā)病率高。當(dāng)急進(jìn)高原后人群舌下微循環(huán)TVD、PVD、PPV值進(jìn)一步降低或者低于急進(jìn)高原前時(shí)，應(yīng)注意AMS的發(fā)生。早期吸氧[26]等措施會(huì)減少AMS的發(fā)生。因此舌下微循環(huán)參數(shù)的改變對早期防治AMS有著重要的理論依據(jù)，同時(shí)也為今后科學(xué)選擇進(jìn)入高原的方式提供一定的參考價(jià)值。

本研究不足之處在于只采集了2例高原肺水腫患者舌下微循環(huán)的數(shù)據(jù)，對發(fā)病組其他受試者未行第3天或者第7天完整的舌下微循環(huán)數(shù)據(jù)的采集，因此也無法對發(fā)病組及未發(fā)病組急進(jìn)高原后第1、第3、第7天 TVD、PVD、PPV、MFI值進(jìn)行對比性研究。主要考慮發(fā)病組久留高原存在風(fēng)險(xiǎn)問題，再者發(fā)病組出現(xiàn)癥狀時(shí)部分人群已開始吸氧，或者已轉(zhuǎn)入低海拔地區(qū)，如果這時(shí)對發(fā)病組人群進(jìn)行舌下微循環(huán)圖像的采集，勢必會(huì)對試驗(yàn)結(jié)果造成影響，有待于今后進(jìn)一步研究。