李明，张继航，卞士柱，郑双锦，高旭滨，余洁，黄岚

急性高原病(acute mountain sickness，AMS)是以头痛为主，同时包括胃肠道症状、疲劳、睡眠障碍、头晕等其他非特异性症状的症候群[1-2]。尽管AMS通常不具生命威胁性，但可严重影响患者的生活质量，降低工作效率，增加医疗保健代价。此外，如果这些症状被忽略或者习服失败，AMS可能发展为致命的高原肺水肿(high altitude pulmonary edema，HAPE)或高原脑水肿(high altitude cerebral edema，HACE)[2-3]。急性高原暴露后，低氧导致的血氧含量降低是各种代偿的始动因素，因此全身及大脑对氧输送量(oxygen delivery，DO2)的代偿在低氧的生理适应过程中尤为重要[4-5]。急性低氧情况下，由于血红蛋白含量还未及时增加，因此全身对氧输送量的代偿主要通过提高心输出量(CO)及血氧饱和度(SaO2)来实现，而大脑的氧输送量则主要通过增加大脑血流速度来完成。目前，全身及大脑DO2与AMS的关系研究较少，其主要代偿因素CO、心率(HR)、SaO2、大脑中动脉流速(MCAv)与AMS的关系也不太明确，先前的研究多为样本量小、模拟低氧的安静实验室研究，且HR、SaO2与AMS的关系报道不一。本研究对急性低氧时全身、大脑DO2及关键代偿因素CO、HR、SaO2、MCAv与AMS的关系进行大样本现场研究，旨在加深对AMS发生机制的认识并寻找客观可靠的AMS评估指标。

1 资料与方法

1.1 研究对象 本研究已取得第三军医大学伦理委员会的支持，选取世居平原的进藏青年男性作为受试对象。排除具有明显心肺疾病和(或)此前6个月内有超过3000m高原暴露史者。共纳入147人，年龄22±3岁，身高171.5±4.5cm，体重63±6kg。所有受试对象均乘坐飞机在2.5h内进入高原地区(海拔3658m)。入藏后48h内严格按照急性高山病路易斯湖评分系统(Lake Louise Score，LLS)进行急性高原反应评估，有头痛症状且LLS≥3定义为AMS，其中3～5分为轻度AMS，≥6分为重度AMS[6-7]。

1.2 测量方法 平原基础值的采集在出发前1周内完成，高原参数值的采集在到达后48h内完成。静息HR及SaO2采用指尖血氧饱和度检测仪(Nonin Onyx®9500，Nonin Medical，Inc. USA)检测；血压用腕式血压计(OMRON HEM-6200 sphygmomanometer)测量；CO、每搏输出量(SV)采用便携式超声检测仪(philip CX50，探头S5-1 cardiac probe)测量；MCAv采用便携式TCD(NICOLET EME TC3021-Ⅲ)测量，取左右两侧平均值；血红蛋白(Hb)采用便携式血常规仪(bc3000plus)检测。全身DO2按公式DO2=CO×Hb×SaO2×1.39[8]计算。大脑氧输送量单位(DO2C)计算公式：DO2C=MCAv×SaO2[9]。大脑中动脉阻力单位(RMCA)计算公式：RMCA=平均动脉压(MBP)/MCAv[9]。

1.3 统计学处理 采用SPSS 16.0软件进行数据描述性分析及差异性检验，统计图采用GraphPad Prism 5绘制。结果以x±s表示，根据诊断结果将人群分为AMS组与非AMS组，两组间比较采用t检验，指标的危险度采用logistic回归分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

表1 高原暴露前后DO2及代偿因素的变化Tab.1 Changes of DO2 and compensation factors before and after high altitude exposure

2 结 果

2.1 高原暴露前后DO2及代偿因素的比较 根据LLS的标准，147名受试者中58.5%(86人)发生AMS，其中轻度AMS占44.9%(66人)，重度AMS占13.6%(20人)。没有受试者被诊断为HAPE或HACE。全身及大脑DO2及其代偿因素在急性高原暴露前后的变化情况如表1所示。尽管急性高原暴露后SaO2降低10%，但全身DO2提高19%，根据计算公式，DO2的提高主要取决于CO(提高32.5%)，而CO的提高主要决定于HR的升高(31.7%)而非SV的增加(无显著性增加)。大脑DO2C无明显改变，尽管MCAV加快10%，但由于SaO2降低10%，二者精确的匹配抵消。急性高原暴露后MBP增加，RMCA明显降低(P＜0.001)。

2.2 DO2及代偿因素与AMS的关系 急性高原暴露后，AMS组全身、大脑DO2及其代偿因素与非AMS组的比较如表2所示，AMS组SaO2明显低于非AMS组(P＜0.05)，但全身DO2明显高于非AMS组(P＜0.01)，AMS组CO及HR也明显高于非AMS组(P＜0.01)。AMS组MCAv较非AMS组显著加快(P＜0.05)，大脑RMCA明显低于非AMS组(P＜0.05)，但大脑DO2C及MBP与非AMS组比较差异无统计学意义。

2.3 DO2及代偿因素对AMS的评估价值分析 全身、大脑DO2及部分代偿因素在AMS组与非AMS组间呈现出明显差异。全身DO2主要通过提高HR代偿，大脑DO2主要通过增加MCAv代偿，因此选择HR、MCAv作为客观指标对AMS进行评估分析。以AMS组HR、MCAv的均值(85次/min，66cm/s)作为临界值进行logistic回归分析，结果如表3所示：当HR≥85次/min时，发生AMS的可能性为HR＜85次/min时的2.3倍；而MCAv≥66cm/s时，AMS发生的可能性是MCAv＜66cm/s时的2倍；同时满足这两个条件时，发生AMS的可能性提高2.7倍。以此标准进行AMS诊断分析，结果如表4所示：HR≥85次/min及MCAv≥66cm/s均对AMS具有一定的评估作用，且联合二者可提高对AMS的诊断能力，其阳性预测值为82.4%，特异性为90.2%。

表2 DO2及其代偿因素在AMS者与非AMS者间的比较Tab.2 Comparison of DO2 and compensation factors between subjects with and without AMS

表3 HR及MCAV危险度的Logistic回归分析Tab.3 Odds ratio of HR and MCAv determined by Logistic regression

表4 HR及MCAV对AMS的诊断价值分析Tab.4 Diagnostic analysis of AMS by HR and MCAV

3 讨 论

近年来越来越多的人进入高原地区旅行或者工作，当急性高原暴露时，可能发生AMS，从而造成生活质量及工作效率的降低[10]，严重者可发展为致命的高原肺水肿或脑水肿[2]。目前对AMS发生机制的认识尚浅，且缺乏客观的诊断手段。而低氧暴露后，血氧含量的降低是各种病理生理改变的始动因素，因此对DO2及其代偿因素的研究十分重要。既往有研究认为低氧暴露后全身DO2维持不变[4,9,11]，而本研究显示低氧暴露后全身DO2较暴露前提高19%。从DO2计算公式来看，由于3d内Hb基本不会发生改变，故DO2主要取决于SaO2及CO，而SaO2降低10%与先前研究相符，因此结果的差异主要取决于CO改变的差异。在Naeije等[11]的研究中，23名受试者在安静的实验室模拟低氧(FiO2为0.125)10min，结果DO2维持不变，CO提高22%，而本研究中CO提高32.5%，究其原因可能是安静的模拟低氧环境与真实低压低氧环境存在区别，或者是由于监测时间的不同，Naeije等[11]的研究为10min低氧刺激后监测，而本研究是24～48h内监测。低氧暴露后，DO2可能表现为一个连续调节的过程，当低氧超过某时限后存在一个突起式的增加或持续增高，其具体机制可能与交感水平增加有关。有研究发现在急性低氧暴露下，心脏副交感活动减弱，交感活动增强，在习服过程中存在以交感张力占优势的转变[12]。就生理适应角度而言，急性低氧暴露后，由于肺通气量、心输出量的增加以及其他应激系统的启动耗能，使得局部耗氧量增加[11,13]，此外，动静脉氧分压差减小影响氧气的弥散交换能力[11]，可反射性地引起动脉DO2的提高。对于大脑DO2C及RMCA，本研究与先前的研究结果相似[5]，即由于MCAv升高10%与SaO2降低10%的精确匹配，导致DO2C维持不变，表现出大脑对低氧更为精细的调节。另外，RMCA的降低可能与低氧导致脑血管扩张有关。

就全身DO2及其代偿因素与AMS的关系，本研究结果显示，发生AMS者的SaO2明显低于非AMS者，而DO2、CO、HR明显高于非AMS，许多以往的研究也支持此结论。在Michael等[14]的研究中，SaO2作为反映缺氧程度的直接指标，与LLS评分呈明显负相关(相关系数为－0.295)。O'Connor等[15]及Wu等[16]的研究证实，HR升高是AMS发生的独立危险因素，其机制可能与血氧含量降低所致的生理适应过程有关，机体氧债越大，在一定范围内反射性引起的HR增加越明显，如果通过HR增加仍不能补偿氧债，则可能发生AMS，因此HR的增加可间接反映机体对氧债的代偿水平。DO2、CO与AMS的关系以往鲜有报道，正如以上所述，DO2取决于CO，CO的提高又主要通过提高HR来实现，因而HR与AMS的关系可间接反应DO2、CO与AMS的关系。本研究表明，发生AMS者与非AMS者DO2C无明显差异，但表现出更高的MCAv及更低的RMCA。在Edward等[5]的研究中，12名受试者模拟低氧30min后，AMS与非AMS间MCAv及RMCA无明显差异，此差异可能归于模拟低氧与低氧时间的差别，MCAv及RMCA与AMS的关系仍需更多研究加以证实。

本研究选取DO2代偿的关键因素HR、MCAv作为客观指标，联合HR≥85次/min和MCAv≥66cm/s诊断AMS的阳性预测值为82.4%，特异性为90.2%，具有较好的鉴别排除能力，但由于敏感性较低(32.6%)，对AMS的筛查能力显得较弱。究其原因，以AMS组的均值为界值存在一定局限性，其次，低氧适应过程涉及多个系统的同时或相继调节且可能相互影响，从而导致了AMS的复杂性及动态性。尽管如此，此评估方式可作为寻找其他敏感客观指标的线索，也可作为现有主观症状诊断系统的客观辅助方式，用于提高AMS的诊断准确性。

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