高原環(huán)境對(duì)心血管系統(tǒng)的影響及其防治措施

張建起，石 蕊，張 芯，楊 帥，李立敏 綜述 陳少伯 審校

目前，將海拔2500 m以上的地區(qū)定義為高原。我國(guó)幅員遼闊，其中西藏、青海、新疆、甘肅及四川的部分地區(qū)都屬于高原，隨著海拔高度不斷增加，環(huán)境溫度不斷降低，會(huì)出現(xiàn)低氣壓、低氧、紫外線照射強(qiáng)度大及空氣濕度低。這些變化會(huì)對(duì)心血管系統(tǒng)產(chǎn)生不同于平原地區(qū)的影響，甚至誘發(fā)或加重原有的心血管疾病。近年來(lái)，高原環(huán)境對(duì)入駐高原官兵心血管系統(tǒng)的影響成為研究的重點(diǎn)。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)急性、亞急性暴露期高原環(huán)境對(duì)心血管系統(tǒng)的影響及應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行綜述。

1 對(duì)心血管系統(tǒng)的主要影響

1.1 病理生理變化 長(zhǎng)期生活在低海拔地區(qū)的居民，在進(jìn)入高原環(huán)境后，會(huì)產(chǎn)生主動(dòng)適應(yīng)性改變，涉及一系列生理生化的變化過(guò)程。初入高原3 d內(nèi)稱為急性暴露期；3～14 d后稱為亞急性暴露期。心血管系統(tǒng)的變化是機(jī)體全身變化的重要組成部分，并與其他系統(tǒng)改變相互影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)限制機(jī)體的運(yùn)動(dòng)耐力，甚至危及生命。肺通氣量增加，是最早出現(xiàn)的變化之一，這主要是由于外周化學(xué)感受器受體密度上調(diào)及交感神經(jīng)活性增加的影響。低氧也會(huì)造成肺血管收縮，引起肺動(dòng)脈壓升高，但升高的程度因人種而異。肺動(dòng)脈壓升高后，增加了右心室后負(fù)荷，并最終導(dǎo)致左心室回心血量減少。體循環(huán)的最初變化包括心動(dòng)過(guò)速和心輸出量增加，而每搏輸出量則維持不變。處在高原環(huán)境下3～5 d后，心率水平仍高于正常。由于每搏輸出量下降，心輸出量恢復(fù)正常。每搏輸出量下降的原因可能與高原環(huán)境下，低氣壓、低氧導(dǎo)致抗利尿激素分泌減少，尿量增加從而血容量降低導(dǎo)致左室舒張末期容量減低有關(guān)。有研究對(duì)已經(jīng)適應(yīng)高原環(huán)境的對(duì)象研究發(fā)現(xiàn)，不論是在低海拔環(huán)境或高海拔環(huán)境，工作強(qiáng)度相同的情況下，心輸出量維持不變，但是最大輸出量會(huì)減低，說(shuō)明高原環(huán)境可使心臟儲(chǔ)備能力受損。 關(guān)于高原環(huán)境下，心室收縮功能的變化目前研究結(jié)果并不一致。有學(xué)者認(rèn)為，心室收縮功能短暫增加，而后維持正?；蛘咻p度減低；另有研究認(rèn)為，即使高原環(huán)境下心肌供氧會(huì)發(fā)生一些改變，但左心室的收縮功能不會(huì)發(fā)生明顯變化。還有研究認(rèn)為，高原環(huán)境下心房收縮功能也會(huì)產(chǎn)生變化，尤以右心房為甚，主要是右心室后負(fù)荷增加導(dǎo)致的結(jié)果。

1.2 急性或亞急性暴露期內(nèi)心血管系統(tǒng)的變化 高原環(huán)境下急性或亞急性暴露期內(nèi)，血壓會(huì)有所增加。如果患者血壓超出正常范圍且回到平原地區(qū)能恢復(fù)正常，則稱為高原性高血壓。高原環(huán)境下血壓增加會(huì)在24 h內(nèi)均有所體現(xiàn)，但是當(dāng)進(jìn)入極高海拔環(huán)境下(海拔5400 m以上)，血壓升高主要發(fā)生在夜間，血壓杓型曲線減弱甚至成為反杓型曲線。這種現(xiàn)象是多種因素相互作用的結(jié)果，包括交感神經(jīng)活性增強(qiáng)，內(nèi)皮素釋放增加，大動(dòng)脈僵硬度增加，血管內(nèi)皮受損，血容量增加。除此以外，在高原環(huán)境停留16 h以上，體內(nèi)促紅細(xì)胞生成素濃度增加也是造成血壓升高的原因之一。另外一個(gè)需要注意的是腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS)的變化。這是高血壓發(fā)生發(fā)展非常重要的因素。已有研究表明，血管緊張素的水平與海拔高度正相關(guān)。有趣的是，高原低氧環(huán)境下，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(angiotensin converting enzyme, ACE)活性降低，腎素與醛固酮的緊密關(guān)系會(huì)打破。在運(yùn)動(dòng)初期，血漿腎素活性增加，血漿醛固酮濃度和ACE活性維持正常；隨著運(yùn)動(dòng)帶來(lái)需氧量增加，低氧相對(duì)更加明顯，腎素進(jìn)一步增加，但醛固酮和ACE卻出現(xiàn)降低。這種現(xiàn)象可能與血管緊張素Ⅱ降解酶活性降低和(或)腎上腺皮質(zhì)血管緊張素Ⅱ受體濃度降低有關(guān)，結(jié)局是避免了醛固酮的過(guò)分增加，卻導(dǎo)致腎素相關(guān)的血壓升高。對(duì)這一現(xiàn)象的深入研究，對(duì)于指導(dǎo)高原駐守官兵的體能訓(xùn)練具有重要意義。

1.3 急性高原病的特點(diǎn) 急性或亞急性暴露在高原環(huán)境下，高原病的發(fā)生屢見(jiàn)不鮮，是影響由平原進(jìn)入高原環(huán)境新訓(xùn)官兵生活訓(xùn)練的主要問(wèn)題。究其原因是機(jī)體對(duì)于高原環(huán)境的適應(yīng)不良。需要引起注意的是，急性高原病幾乎可以發(fā)生在所有人群。所以，在進(jìn)入高原環(huán)境前進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的宣傳普及，避免緊張情緒是必要的。在海拔2500 m環(huán)境下，急性高原病的首發(fā)癥狀在暴露于高原環(huán)境下6～12 h出現(xiàn)。主要癥狀包括運(yùn)動(dòng)或者休息時(shí)呼吸困難，咳嗽，惡心，乏力，頭痛，失眠，甚至精神狀態(tài)異常。急性高原病包括：急性高山病(acute mountain sickness, AMS)、高原腦水腫(high altitude cerebral edema, HACE)及高原肺水腫(high altitude pulmonary edema, HAPE)。造成急性高原病的首要原因是低氧。低氧可直接引起低氧血癥，導(dǎo)致毛細(xì)血管壓升高(大腦血流量增加的結(jié)果)，大腦血流量增加及血腦屏障通透性增加。由此造成腦水腫及腦脊液的緩沖作用減弱，導(dǎo)致AMS，甚至發(fā)展為HACE。最新研究發(fā)現(xiàn)，某些基因與高原病發(fā)生關(guān)聯(lián)密切。單核苷酸多態(tài)性決定了是否為AMS易患體質(zhì)。而且，EPAS1 和 VEGFA基因變異具有這種關(guān)聯(lián)。這為將來(lái)預(yù)測(cè)高原病的發(fā)生發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。肺泡低氧會(huì)對(duì)體力活動(dòng)造成不同程度的影響。內(nèi)皮功能失調(diào)，嚴(yán)寒，體力活動(dòng)均可引起毛細(xì)血管壓升高而導(dǎo)致血管內(nèi)皮緊張度增加，最終引起肺動(dòng)脈高壓。血管內(nèi)皮緊張度增加，炎癥，肺泡對(duì)鈉和水的清除作用下降引起毛細(xì)血管通透性增加，可能是AMS，HACE及HAPE的直接原因。

處理急性高原病最有效的方法是盡快轉(zhuǎn)移至低海拔地區(qū)并吸氧。預(yù)防急性高原病最簡(jiǎn)單的方法是緩慢進(jìn)入高海拔地區(qū)，讓機(jī)體有充裕的適應(yīng)時(shí)間，有專家建議，每天前進(jìn)300～500 m，隔3～4 d休息1 d。服用乙酰唑胺和地塞米松對(duì)預(yù)防AMS和HACE也有效。如果患者不耐受乙酰唑胺或地塞米松，可用布洛芬替代。理論上講，使用布地奈德對(duì)預(yù)防輕度AMS有效，但不能用于重度AMS。有關(guān)布地奈德的使用，觀點(diǎn)并不一致。有學(xué)者認(rèn)為，硝苯地平、他達(dá)拉非、西地那非對(duì)預(yù)防HAPE可能有效。

2 對(duì)心血管疾病的防治措施

2.1 高血壓 我國(guó)高血壓人口眾多，知曉率、治療率、達(dá)標(biāo)率低仍是目前我國(guó)高血壓患者的主要臨床特點(diǎn)，近年來(lái)年輕化趨勢(shì)明顯。不僅是高血壓患者，即使血壓正常的人群，在進(jìn)入高原環(huán)境數(shù)小時(shí)后，收縮壓、舒張壓都會(huì)有不同程度升高。Zhu等發(fā)現(xiàn)，對(duì)于已經(jīng)確診高血壓的患者這種升高會(huì)更加明顯。正因如此，這類人群進(jìn)入高原環(huán)境后，出現(xiàn)心腦血管并發(fā)癥的幾率會(huì)大大增加。有意思的是，Duke 等發(fā)現(xiàn)，血壓升高和罹患AMS之間并沒(méi)有顯著關(guān)聯(lián)，反而有減低AMS風(fēng)險(xiǎn)的趨勢(shì)。

低海拔環(huán)境下，一些治療高血壓的措施在高原環(huán)境中可能并不適用，比如非選擇性β受體阻滯劑和血管緊張素II受體拮抗劑(angiotensin Ⅱ receptor antagonist, ARB)。非選擇性β受體阻滯劑會(huì)造成血氧飽和度降低，進(jìn)而影響運(yùn)動(dòng)耐量。選擇性β受體阻滯劑則不會(huì)出現(xiàn)這種情況。長(zhǎng)效ARB類藥物，比如替米沙坦，在海拔3400 m時(shí)仍具有降壓效果，而在海拔5400 m其降壓作用卻消失了。ARB類藥物降壓作用消失的現(xiàn)象，與高原地區(qū)血液循環(huán)中的腎素血管緊張素活性受抑制的情況一致。造成這種現(xiàn)象的確切機(jī)制并不清楚，可能與高海拔環(huán)境下腎動(dòng)脈壓力感受器受抑制和腎素釋放受抑制有關(guān)。如果聯(lián)合使用鈣離子拮抗劑(calcium antagonist, CCB)和ARB類藥物，對(duì)于高海拔環(huán)境下輕度高血壓仍然有效。不僅如此，這種聯(lián)合用藥方式還具有增加肌肉供氧的效果。副作用包括體重下降，血容量減少及腎功能輕度下降。這種聯(lián)合用藥方式安全、有效。對(duì)于高血壓患者而言，最重要的是規(guī)律監(jiān)測(cè)血壓，必要時(shí)對(duì)降壓治療方案進(jìn)行調(diào)整?？紤]到不同個(gè)體受高原環(huán)境影響的差異，應(yīng)該重視使用動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測(cè)及家庭自測(cè)血壓。

2.2 肺動(dòng)脈高壓 肺動(dòng)脈高壓的患者進(jìn)入高原地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)高于健康人。高原低氣壓、低氧環(huán)境會(huì)引起肺血管收縮，使肺動(dòng)脈壓進(jìn)一步升高，加重右心負(fù)擔(dān)。此類患者能否進(jìn)入高原及是否可以乘坐飛行工具，取決于患者心功能。對(duì)于NYHAI-II級(jí)的患者，可以進(jìn)入高原地區(qū)并不需要額外供氧；而對(duì)于NYHAIII-IV的患者，則需準(zhǔn)備必要的供氧設(shè)備，確?；颊哐醴謮?60 mmHg。對(duì)于肺動(dòng)脈高壓患者而言，其進(jìn)入高原地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)甚至比高血壓、冠心病、支氣管哮喘的患者還要高。

2.3 心力衰竭 心力衰竭是所有心血管疾病患者的最終結(jié)局，人口數(shù)量龐大。目前大多數(shù)研究認(rèn)為高原環(huán)境并不增加這類患者額外風(fēng)險(xiǎn)，只有少數(shù)研究結(jié)論存在差異。但要引起注意的是，隨著海拔高度的增加所帶來(lái)的機(jī)體舒適度的下降，心力衰竭患者要甚于健康人群。海拔高度每升高1000 m，舒適度(基于活動(dòng)量評(píng)估)下降最大可達(dá)10%，而健康人群在海拔700～6300 m，每升高1000 m，舒適度下降8%。另外,一個(gè)必須十分關(guān)注的問(wèn)題是此類患者同時(shí)罹患的其他疾病，如肺動(dòng)脈高壓、慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)、缺血性疾病，都會(huì)降低心力衰竭患者的適應(yīng)能力。有研究表明，在海拔2590 m時(shí)，心衰合并中至重度COPD的患者，活動(dòng)量下降54%。心力衰竭患者能否乘坐飛行工具，取決于患者心功能情況。對(duì)于NYHAⅠ-Ⅱ級(jí)的患者，基本不需額外供氧；而對(duì)于NYHAⅢ-Ⅳ級(jí)的患者，要結(jié)合患者具體情況，必要時(shí)進(jìn)行氧療。氧流量一般<2 ml/min。高原環(huán)境下，對(duì)于心力衰竭患者藥物選擇要慎重。β受體阻滯劑、ACEI、ARB類藥物在平原地區(qū)對(duì)心力衰竭有效，但在高原環(huán)境下，情況則有所不同，尤其要關(guān)注這些藥物的副作用，可能會(huì)影響機(jī)體對(duì)于環(huán)境變化的適應(yīng)。ACEI和ARB類藥物減少腎臟促紅素分泌，影響紅細(xì)胞生成。ACEI和非選擇性β受體阻滯劑通過(guò)對(duì)腎上腺素受體(主要是β受體)作用，減低肺泡氣體彌散和換氣功能。因此，建議使用選擇性β受體阻滯藥。高原環(huán)境下，可以使用碳酸酐酶抑制藥，如乙酰唑胺，但不建議和其他利尿藥合用，以減低脫水和電解質(zhì)失衡的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 冠心病 高原環(huán)境不利于冠心病患者。高原低氧環(huán)境下，心臟需要主動(dòng)增加輸出量來(lái)滿足組織器官的正常氧需。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊會(huì)限制動(dòng)脈擴(kuò)張，而導(dǎo)致心臟本身供氧不足，甚至誘發(fā)急性冠脈綜合征。高原環(huán)境對(duì)于冠心病患者影響復(fù)雜，可能的機(jī)制還包括氧利用率下降引起的原有癥狀惡化、及日?；顒?dòng)量下降、脫水、精神緊張，失眠等。所以，對(duì)于冠心病患者，尤其是老年患者，要高度重視，避免由于適應(yīng)不良而造成病情急性發(fā)作和加重。

但冠心病并不是進(jìn)入高原環(huán)境的絕對(duì)禁忌癥，個(gè)體化的病情評(píng)估和恰當(dāng)?shù)念A(yù)防十分關(guān)鍵。在平原輕體力活動(dòng)就有心絞痛發(fā)作的患者要避免進(jìn)入高原，否則會(huì)加重心絞痛發(fā)作。新近發(fā)作過(guò)心臟事件的患者也不應(yīng)該在高原環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間停留。對(duì)于穩(wěn)定性心絞痛或有無(wú)癥狀心肌梗死病史的患者，暴露于高原環(huán)境似乎并不增加額外風(fēng)險(xiǎn)。Schmid 等研究表明，如果心梗發(fā)生在6個(gè)月之前，并接受了血運(yùn)重建，評(píng)估為低危的患者，進(jìn)入高原后，雖然需氧量明顯增加，乳酸水平升高，但能夠承受亞極量的體力活動(dòng) 。冠心病患者進(jìn)入高原后，必要時(shí)可使用乙酰唑胺，可對(duì)心肌供氧量下降起到一定程度的緩解。

2.5 心律失常 高原環(huán)境可以誘發(fā)心肌缺血，并產(chǎn)生心律失常。其他與心律失常相關(guān)的因素包括交感神經(jīng)活性增強(qiáng)，低氧，右心室負(fù)荷加重，堿中毒及鉀離子跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)異常。在進(jìn)行高山運(yùn)動(dòng)死亡的患者中，猝死的發(fā)生率高達(dá)30%。有研究指出，在中等海拔高度(1350 m)室上性早搏和室性早搏的發(fā)生率是低海拔地區(qū)(200 m)的2倍?；谶@種觀點(diǎn)，證明已經(jīng)確診的心臟病患者，在進(jìn)入高海拔地區(qū)后，各種心律失常的發(fā)生率都會(huì)增加。但也有作者持不同觀點(diǎn)。Woods等認(rèn)為，高原地區(qū)心律失常發(fā)生普遍，隨著海拔高度增加，人們無(wú)論運(yùn)動(dòng)或者休息都會(huì)有不同程度心悸，但并不增加運(yùn)動(dòng)中發(fā)生嚴(yán)重心律失常的風(fēng)險(xiǎn) 。有關(guān)高原環(huán)境下QT間期變化的研究結(jié)果差異較大。一項(xiàng)對(duì)于5895例65歲老年患者的24 h動(dòng)態(tài)心電圖的分析表明，QT間期并無(wú)變化，但室早二聯(lián)律發(fā)生增加。

對(duì)于已經(jīng)確診心律失常的患者，進(jìn)入高原地區(qū)，需要綜合考慮患者本身與環(huán)境諸多方面的因素。陣發(fā)房顫的患者，進(jìn)入高原地區(qū)是安全的；對(duì)于病情穩(wěn)定的NYHAI-Ⅱ級(jí)室上性心律失?；颊咭矝](méi)有限制。但對(duì)于治療效果欠佳和室性心律失常分級(jí)為4b的患者禁止進(jìn)入高原地區(qū)，NYHAⅢ-Ⅳ、血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定的室性心律失?；颊?，也不宜乘坐飛行工具。

2.6 外周血管疾病 四肢低垂部分發(fā)生水腫是長(zhǎng)途飛行(7 h以上)中的常見(jiàn)問(wèn)題，發(fā)生率可高達(dá)86%。發(fā)生的主要原因是飛行過(guò)程中毛細(xì)血管濾過(guò)率增加，機(jī)艙內(nèi)低壓，活動(dòng)減少及體液失衡。飛行和登山是深靜脈血栓(deep venous thrombosis，DVT)的危險(xiǎn)因素。高原環(huán)境、脫水、過(guò)緊的服裝都可以使血液處于高凝狀態(tài)。有癥狀的DVT發(fā)生率不超過(guò)0.28%；而無(wú)癥狀的DVT發(fā)生率可高達(dá)10.34%。長(zhǎng)途飛行8 h以上，與下肢DVT形成或肺栓塞(pulmonary embolism, PE)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。高原環(huán)境下DVT形成發(fā)展觀點(diǎn)不一，仍需更多研究加以證實(shí)?？诜?羥乙基纖維素能降低毛細(xì)血管濾過(guò)壓，對(duì)水腫有抑制作用，并與劑量呈相關(guān)性。另外，美國(guó)相關(guān)學(xué)會(huì)建議具有DVT高危因素患者長(zhǎng)途(4 h以上)飛行過(guò)程中使用彈力襪、低分子肝素或者阿司匹林。

綜上所述，高原地區(qū)氣候、地理環(huán)境具有特殊性，人類對(duì)于高原環(huán)境的適應(yīng)是長(zhǎng)期進(jìn)化自然選擇的結(jié)果。生活在平原地區(qū)的居民短期進(jìn)入高原環(huán)境，身體功能及內(nèi)環(huán)境都會(huì)受到不同程度影響，而發(fā)生適應(yīng)性改變。一定程度上，這種改變會(huì)對(duì)機(jī)體造成損傷。所以研究高原環(huán)境下身體功能變化，并采取必要措施避免或減輕對(duì)于機(jī)體傷害，對(duì)提高高原駐守官兵的健康水平具有重要意義。