高原環(huán)境與血壓變化關系的研究進展

高原環(huán)境與血壓變化關系的研究進展【關鍵詞】高原環(huán)境；血壓；高血壓目前國內外大量研究表明[1]，進入高原后機體通過一系列代償機制引起血壓波動，高原高血壓（highaltitudehypertension）是引起急性高原反應（acutemountainsickness,AMS），包括高原肺水腫（highaltitudepulmonaryedema）、高原腦水腫（highaltitudecerebraedema）的重要因素之一，同時，血壓異常也是慢性高原反應（Chronicmountainsickness,CMS）的臨床表現之一。高原約占我國國土面積的26%，隨著經濟社會的持續(xù)發(fā)展，進入高原地區(qū)的人員呈逐年增加趨勢，高原血壓異常困擾的人群將不僅僅局限于長期生活在高原的人群，而當前高原血壓異常的原因還有待進一步闡明，本綜述旨在對高原血壓異常的原因進行探討，為其預防和治療提供依據。1.高原物理因素對血壓的影響1.1缺氧研究表明，氧濃度的降低可刺激頸動脈竇和主動脈體化學感受器，引起心率增快；急性缺氧可引起體內血流的重新分布，即皮膚及消化系統(tǒng)血管收縮，供血量減少，心腦血管擴張，供血量相對增加，血流的重新分布雖有一定代償意義，但不可避免的會引起血壓波動；同時，急性缺氧可引起組織細胞能量代謝異常、血漿兒茶酚胺、垂體加壓素、腎上腺皮質激素等激素分泌增加[2]，導致血壓升高；長期慢性缺氧可引起促紅細胞生成素的合成增加，導致血液中紅細胞的含量增加，血液粘稠度隨之增加，加重心臟負荷；也可引起血管內皮細胞生長因子增加，從而誘導毛細血管重塑，增加局部的血管數量以對抗缺氧對組織的傷害[3]。1.2低溫寒冷刺激可引起反射性交感神經興奮性增強，心率加快，外周血管收縮，導致心臟后負荷增加及內皮細胞功能降低從而引起血壓升高，Lewington[4]等學者通過研究中國10個不同地區(qū)506673人血壓與室外溫度的關系發(fā)現，收縮壓（systolicbloodpressure,SBP）在夏天最熱和冬天最冷的月份中平均相差10mmHg，室外溫度5℃以上，氣溫每下降10℃SBP升高5.7mmHg，與夏天相比，冬天收縮壓每增加10mmHg，心血管死亡率由21%增加到41%，而由于海拔每升高1000米氣溫下降約6℃的影響，即使在夏天高原地區(qū)的平均溫度也顯著低于其他地區(qū)，這更進一步增加了高原高血壓的風險。1.3低氣壓隨著氣壓的降低空氣將變得更加稀薄，大氣中的氧含量也隨之降低，因而高原低氣壓一般都合并存在有不同程度的氧含量降低，引起類似缺氧的反應；心臟產生的壓力使血壓能夠順利的進入身體每一處組織器官，這種壓力也不同程度受到外界氣壓影響，因此，部分生物氣象學家認為[5]，氣壓的降低可能會引起人體血壓的下降，因氣壓變化而引起血壓變化的現象在65歲以上的老年人群中更為明顯。2.高原環(huán)境下神經內分泌系統(tǒng)的變化2.1腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（RAAS）一般認為，RAAS的激活在高血壓發(fā)生和維持中起到重要作用，但目前關于高原缺氧條件下腎素的作用還沒有取得普遍共識[6]，血管緊張素II血清濃度在缺氧條件下未見明顯上升；一項關于缺氧條件下個體運動后出現血清腎素濃度的升高，但血清及尿液中醛固酮的濃度未見明顯上升的實驗[7]說明，缺氧可能抑制醛固酮的作用發(fā)揮；與氧含量正常條件下給予阿米三嗪的大鼠相比，慢性缺氧的大鼠血清醛固酮的濃度未見明顯上升[8]，只有伴有明顯水鈉潴留及明顯疾病的大鼠中出現醛固酮濃度的升高。從目前已有的證據看，RASS在高原血壓波動的作用機制還不是完全清楚。2.2交感神經系統(tǒng)Saito[9]等學者報道在模擬海拔4000米的缺氧環(huán)境下，肌肉交感神經興奮性增高，海拔5000米的環(huán)境中興奮進一步增強，但當海拔超過6000米后，部分實驗結果出現交感神經興奮性的降低；也有研究結果顯示在高原超過4周以后返回平原地區(qū)，其肌肉交感神經活性仍會維持增高數日；Mazzeo[10]等報道，在海拔4300米的環(huán)境下暴露4小時后去甲腎上腺素濃度下降36%，動脈血腎上腺素濃度成倍增長，但21天后去甲腎上腺素卻比正常值高56%，腎上腺素下降為正常值26%，交感神經的活性變化對血壓的調節(jié)具有重要作用，表明高原環(huán)境中交感神經系統(tǒng)變化可能是影響高原人群血壓的因素之一。2.3皮質類固醇急劇的缺氧刺激可導致循環(huán)中的ACTH及皮質醇在1-2小時內升高2-3倍，糖皮質激素通過允許作用，增加血管平滑肌對兒茶酚胺和血管緊張素II的敏感性，提高血管張力和維持血壓[11]；給予血管平滑肌注射糖皮質激素后24-48小時可細胞內Na+、Ga2+內流增加，且不被相應的受體阻斷劑阻斷，同時，糖皮質激素可下調血管平滑肌上的Na+、Ga2+轉換體導致細胞內Ga2+濃度升高，引起細胞收縮從而導致血壓升高；糖皮質激素引起血壓升高可能與鹽皮質激素引起的水鈉潴留無關，臨床觀察到，糖皮質激素引起的高血壓并不能夠被安體舒通所阻斷；糖皮質激素引起高血壓可能與循環(huán)血量增加有一定關系，其作用機制還有待進一步研究。2.4甲狀腺激素甲狀腺激素具有提高神經系統(tǒng)興奮性、增加心率和代謝率的作用。高海拔能夠刺激甲狀腺素的釋放，大量研究結果顯示高海拔會誘導血漿游離的和總的甲狀腺素T4部分濃度升高，T3升高幅度遠較T4低，但血漿促甲狀腺激素（TSH）未見明顯下降，這種T3、T4與TSH不匹配的原因目前仍未完全研究清楚，部分學者認為[12]，人類在海拔3505-3685米遷徙的過程中會產生甲狀腺結合球蛋白，它才是導致T4升高的主要原因。2.5內皮縮血管肽內皮素有較強的縮血管作用，同時，其還能夠增強兒茶酚胺、腎素和抗利尿激素的作用；增加腦鈉肽的合成與分泌；內皮素經由鈣引入機制能夠抑制離體大鼠腎小球腎素的釋放，它還能抑制異丙腎上腺素誘導的腎素釋放的增加。缺氧能導致大鼠腸系腸動脈分泌內皮素增加，能夠誘導人內皮細胞內皮縮血管肽基因的表達和分泌。在慢性缺氧下[13]，大鼠肺中內皮縮血管肽-1和內皮素受體的表達增強。3.高原環(huán)境下血流動力學改變3.1心臟功能急性缺氧時會引起心率的增加，從而引起心輸出量增加，單純使用β受體阻斷劑并不能完全消除缺氧導致的心率增加[14]，這表明缺氧時交感神經系統(tǒng)的激活并不是導致心率增加的唯一原因，阿托品與β受體阻滯劑聯合應用可進一步降低急性缺氧時的靜息心率[15]，這表明迷走神經張力變化也可能參與到缺氧狀態(tài)下的心率調節(jié)；持續(xù)缺氧暴露后心率可較急性缺氧時下降，但沒有證據證明超過2-3周暴露于缺氧環(huán)境中心率會下降到海平面水平。持續(xù)缺氧引起心率增加的機制目前還沒有完全闡明，可能與血容量的下降、化學/壓力感受器敏感性的改變、迷走神經功能減退等因素有關。由于急性缺氧時心肌收縮力的增加和收縮末期心室容量的減少被舒張末期容積的減少所抵消，因此心博量的變化并不顯著；持續(xù)缺氧雖導致靜息心率增加，但心博量和心輸出量在適應海拔后會降到海平面水平，隨海拔的升高心博量有進一步下降的趨勢，但在極高海拔，如攀登珠峰的個體中觀察到心輸出量出現回升，這可能與機體的代償調節(jié)有關。心率和心輸出量的這種變化說明持續(xù)的缺氧暴露不僅可以引起血壓升高，也可導致血壓降低，與金玉華等[16]研究結果相近。3.2體循環(huán)急性缺氧時，并未觀察到明顯的外周血管床的收縮，前臂缺氧時的血管擴張并不因使用β受體阻斷劑而有所改善，因此推測急性缺氧是交感神經激活導致血管收縮與低氧下血管舒張之間的平衡決定了此時的動脈血壓，當暴露于缺氧環(huán)境的最初1小時后測量血壓，大部分研究結果都是外周阻力降低，血壓輕度下降[17]；而暴露數小時后測血壓，交感神經激活的縮血管反應會導致血壓輕到中度增高。持續(xù)缺氧暴露，呼吸和血液的自主調節(jié)，使動脈氧分壓逐漸恢復正常，低氧引起的血管舒張反應隨之消失，外周血管阻力逐漸上升，尤其是在3000-4000海拔的環(huán)境，大量研究觀察到體循環(huán)血壓和血管阻力的增加[18]。隨著海拔的持續(xù)升高，機體的自主調節(jié)機制已不能彌補氧分壓降低，此時動脈氧分壓很難恢復到正常水平，因此在更高海拔（5000米以上）研究中并沒有觀察到體循環(huán)血壓與外周阻力的增加。3.3肺循環(huán)進入高海拔地區(qū)后，人群普遍出現肺血管阻力和肺動脈壓的增加，急性缺氧暴露，肺血管平滑肌細胞的收縮可引起肺血管內在低氧反應，肺小動脈、直徑小于900μm的肺小靜脈的平滑肌細胞、血管內皮細胞、紅細胞、化學感受器、自主神經系統(tǒng)都參與到高原肺血管阻力形成。持續(xù)缺氧暴露，肺循環(huán)在幾天內通過重塑血管來適應持續(xù)的肺動脈高壓狀態(tài)，數周內右心也會發(fā)生代償性改變以克服更高的肺動脈阻力，在長期駐留高原的一部分人群中觀察到了這種適應性改變，但還有一部分人群并未出現類似變化。4.高原習服對血壓的影響陳建華[19]等通過對1000例由平原進入高原的施工人員進行血壓監(jiān)測，觀察到進入高原第3天及第7天血壓較平原時明顯升高，之后血壓逐漸下降，到第30天血壓開始接近平原水平，而到60天時血壓高于第30天及平原水平，與李紅[20]等研究結果相近，達到高血壓診斷202人，發(fā)病率20.2%；金玉華等[16]研究發(fā)現海拔4000米以上、駐防高原滿5年是影響高原男性軍人血壓的重要因素，以上研究說明隨著在高原時間的延長，發(fā)生血壓異常概率也隨之增加。適當體育運動對平原地區(qū)的血壓控制有積極意義，與海平面相比，急性缺氧時亞極限運動會導致心率和心搏量更快增加，相同攝氧量時高原地區(qū)心輸出量增加更多，下肢血流也出現同樣的反應，這也是急性缺氧導致血壓降低的原因之一。持續(xù)性缺氧時，亞極限運動會出現心率增加，相同攝氧量下心輸出量反而下降。在海拔2500-4500m，海平面水平心輸出量和攝氧量存在一定關系，但相關性強度不強。當海拔5000m或更高時，心輸出量和攝氧量之間的關系與海平面水平相似。急性和持續(xù)性缺氧時，極限運動能力均明顯下降。急性缺氧時心率、心搏量和心輸出量一般都保持在海平面水平，動脈氧含量的下降導致最大運動能力下降。持續(xù)性缺氧時，極限運動能力的下降與最大心率和心輸出量的下降之間關系還不清楚，習服后極限運動時，心輸出量和最大氧耗量均下降，但目前還不清楚最大氧耗量下降與心輸出量下降的關系。因此持續(xù)缺氧暴露時，相對于極限運動，亞極限運動能有效降低心攝氧量，維持血壓。高原血壓的變化是由環(huán)境與心血管系統(tǒng)、神經系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)等因素共同作用導致，急性缺氧暴露可能在數分鐘內引起低血壓反應，急進高原時應注意預防可能出現并發(fā)癥狀；海拔高度3000-5000米數小時后，隨著機體自我調節(jié)，部分人群表現為血壓的升高，在年輕人群中舒張壓的升高較收縮壓的升高更為突出[21]，與筆者在高原工作時觀察的情況一致，由于高原缺氧引起紅細胞增多，血液相對粘稠，因此利尿劑的使用并不作為首選，臨床觀察到ACEI類或ARB類與CCB類聯用有對高原高血壓的治療有效性較高[22]；當海拔超過6000米時大量研究觀察到血壓下降；高原習服后部分人群可發(fā)展為高血壓，部分患者返回低海拔地區(qū)后2-3周后血壓可恢復正常，還有一部分患者及時回到低海拔地區(qū)血壓也呈現出持續(xù)增高的特點，需要使用藥物治療；高原亞極限運動強度對高原的適應及血壓的維持均有積極意義，其作用機制還有待進一步研究?！緟⒖嘉墨I】[1]ErikR.Swenson·PeterB?rtsch.HighA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