战斗机飞行员血清胆红素与血清铁、血红蛋白等指标的相关性研究

125100 沈阳军区兴城疗养院 胡德永 王建国 张雷 王成传 李丹 方丽

随着战斗机性能的不断提高，飞行员在飞行中经受的载荷G值及持续时间在逐步增加，飞行应激程度也在逐步加大，其飞行应激包括+Gz暴露、缺氧、热负荷、精神紧张等多种因素，因此在该环境下心血管系统受到这些因素综合作用的影响，由于飞行员职业的特殊性，机体易发生“氧化应激反应”[1]，导致自由基增多，即形成所谓氧化应激，胆红素的血清水平反映了氧化应激的强度[2]，Schwerner等研究发现冠心病的发展和血清胆红素呈负相关，从而提出低浓度血清胆红素是冠心病的独立危险因素，它的低值提示动脉粥样硬化的危险性增加[3]。已有文献报道[4-5]我国飞行员冠心病发病时间可能提早10～15年。因此，我们观察了83名战斗机飞行员血清胆红素水平，并与其血清铁、血红蛋白及红细胞某些指标进行相关性研究，报告如下。

1 对象与方法

1.1 对象 来院疗养战斗机飞行员(观察组)83名，男性，年龄25～48岁，平均年龄(35.05±7.60)岁，飞行时间(1 622±811)h，其中高性能战斗机飞行员组47名，年龄27～43岁，平均年龄(35.13±7.34)岁，飞行时间(1 616±627)h；歼击机飞行员组36名，年龄25～48岁，平均年龄(34.94±8.04)岁，飞行时间(1 628±853)h；选同期入院地面干部(对照组)30名，男性，年龄23～50岁，平均年龄(35.46±9.34)岁。上述所选人员均排除肝、胆、肾系统及脏器疾病，观察组与对照组年龄差异无统计学意义(P＞0.05)，高性能战斗机飞行员组与歼击机飞行员组的年龄和飞行时间比较差异无统计学意义(P＞0.05)。

1.2 方法

1.2.1 血清铁测定 观察组和对照组疗养员均于入院第2天晨6时，分别抽取空腹静脉血5 mL，离心后分离血清，采用潍坊三维生物工程集团有限公司的原装试剂盒。试剂4℃保存，采用两点终点法，双试剂测定，试剂用量R1为200 μL，R2为20 μL，血清量为30 μL，波长540 nm，温度37℃，反应方向为正反应，使用德国凯思Keysys全自动生化分析仪测定。本实验室参考值：男14.3～26.9 μmol/L，女10.7～25.1 μmol/L。

1.2.2 红细胞指标检测 两组疗养员入院第2天晨6时，分别抽取空腹静脉血1 mL(EDTA-K2抗凝)，采用瑞典AC-900型全制动血细胞分析仪，广州倍肯公司提供稀释液、溶血素、标准品。检测血红蛋白、平均细胞红细胞体积(mean corpuscular volume，MCV)、红细胞分布宽度(red cell distribution width，RDW)，每份标本检测3次，取其均值为检测结果。

1.2.3 胆红素指标检测 疗养员入院第2天晨6时，分别抽取空腹静脉血5 mL，以日本产全自动生化分析仪测定血清总胆红素(total bilirubin，TB)、直接胆红素(direct reaction bilirubin，DB)、间接胆红素(indirect reaction bilirubin，IB)水平。

2 结果

2.1 观察组与对照组胆红素、血清铁、血红蛋白及红细胞某些指标的比较(表1)

表1 观察组和对照组TB、DB、IB、SI、Hb、MCV、RDW、MCV/RDW比较(±s)

表1 观察组和对照组TB、DB、IB、SI、Hb、MCV、RDW、MCV/RDW比较(±s)

注：与对照组比较，*P＜0.05，※P＜0.01

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由表1可见：观察组与对照组相比较TB、IB、SI、Hb、MCV、MCV/RDW均低于对照组差异有统计学意义(P＜0.01～0.05)，DB也低于对照组但差异无统计学意义 (P＞0.05)，而RDW高于对照组差异有统计学意义(P＜0.05)。

2.2 高性能战斗机飞行员组与歼击机飞行员组胆红素、血清铁、血红蛋白及红细胞某些指标的比较(表2)

表2 高性能战斗机飞行员和歼击机飞行员TB、DB、IB、SI、Hb、MCV、RDW、MCV/RDW比较(±s)

表2 高性能战斗机飞行员和歼击机飞行员TB、DB、IB、SI、Hb、MCV、RDW、MCV/RDW比较(±s)

注：与歼击机飞行员组比较，*P＜0.05，※P＜0.01

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由表2可见：高性能战斗机飞行员组与歼击机飞行员组比较，SI、Hb、MCV、MCV/RDW均低于歼击机飞行员组差异有统计学意义(P＜0.01或P＜0.05)，TB、DB、IB也低于歼击机飞行员组但差异无统计学意义(P＞0.05)，而RDW高于歼击机飞行员组但差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.3 胆红素与血清铁、血红蛋白及红细胞某些指标的相关 性 分 析 TB、DB、IB 与 Hb呈 正 相 关 (r=0.001，0.000，0.009，P＜0.01)，TB、IB与 MCV/RDW呈 正 相 关 (r=0.041，0.040，P＜0.05)，DB与MCV/RDW无相关性(r=0.586，P＞0.05)，TB、DB、IB与MCV、RDW、SI无相关性(P＞0.05)。而Hb与SI、MCV、MCV/RDW呈正相关(r=0.000，0.000，0.000，P＜0.01)。显示：TB、DB、IB随着Hb水平升高而升高，Hb随着 SI、MCV、MCV/RDW 水 平 升 高 而 升 高 ，TB、IB 随 着MCV/RDW水平升高而升高。TB、DB、IB与MCV、RDW、SI水平变化没有直接关系。

3 讨论

由于飞行员职业的特殊性，可受到正加速度、低气压、低氧、吸纯氧、噪声和辐射等有害因素的影响，机体易发生“氧化应激反应”[1]，氧化应激状态可导致内源性抗氧化物包括胆红素在内的减少和人体血浆中过氧化脂质的产生增加[6]。胆红素是血红蛋白的代谢产物，能够抑制氧化低密度脂蛋白的产生，保护血管内皮功能，从而使细胞避免氧化低密度脂蛋白引起的补体活化和炎症反应带来的损伤，阻止或减慢动脉粥样硬化的进程[7]。胆红素在体内主要来源是红细胞被肝、脾、骨髓的单核-巨噬细胞分解，释放血红蛋白，而后分解为游离珠蛋白及血红素，血红素在限速酶血红素氧合酶1(heme oxygenase-1，HO-1)的催化下分解为胆绿素、一氧化碳、二价铁离子，胆绿素在胆绿素转化酶作用下还原为胆红素。生理状态下，胆红素水平是血红素氧合酶活性增加的标志，HO-1作为血红素分解的限速酶，其活性增加使一氧化碳、铁离子及胆绿素生成增多，这些代谢产物在血浆中浓度的改变都会对心血管疾病的病理进程产生影响。HO-1通过对血红素的降解避免其对血管壁细胞的毒性损伤，而且血红蛋白是一氧化氮(NO)的清道夫，血红素的降解可增强NO的血管舒张作用、调节血小板功能以及防御感染等有益作用。本研究中飞行员血清胆红素水平低于健康对照组，与文献报道一致[8]，可能是由于战斗机飞行员的飞行活动，机体易发生应激反应，血红素加氧酶系统不能被有效激活，或活性降低或含量低所造成[8]，而人体内胆红素的水平是由HO-1调控的，飞行员血清胆红素水平低于健康对照组，其胆红素阻止脂类氧化和在生理条件下有效清除氧自由基能力减弱，导致动脉粥样硬化危险增加，增加了冠心病发生的危险性。

战斗机飞行员具备快速代偿能力，其中血红蛋白是反映机体快速代偿能力的重要指标，血红蛋白氧含量的大小，直接反映了机体对缺氧耐受的大小[9]。研究资料表明血清铁含量下降影响血红蛋白的合成，进而影响红细胞的形成与成熟，甚至引起缺铁性贫血[10]。本研究表明战斗机飞行员MCV下降、RDW上升趋势，提示有铁缺乏[11]，使红细胞破坏增加，血红蛋白减少；另一方面，血清铁下降，影响血红蛋白合成。其机制如下：①飞行员因飞行应激可导致红细胞破坏增加、血红蛋白含量降低。本研究飞行员组结果显示：MCV下降和RDW升高，提示有铁缺乏的存在[11]，高性能战斗机组更为明显，在此过程中铁逐渐缺乏，亚铁血红素合成逐渐不足。同时，铁缺乏使谷胱甘肽过氧化酶活性降低，红细胞被氧化而寿命缩短，经过脾脏时易被破坏或变形，RDW上升[12]，使红细胞破坏增加，导致血红蛋白减少。②飞行员飞行中身体状况受包括+Gz暴露、缺氧、热负荷、精神紧张等多种应激因素的影响[13]，本研究中高性能战斗机飞行员组血清铁浓度较健康对照组明显下降(P＜0.01)，尤其高性能战斗机飞行员组，其可能的原因一是飞行员受到加速度的影响，引起血清铁下降。文献报道，加速度刺激可导致人体血清铁下降52.3%[14]。二是飞行中低压缺氧环境血浆中铁含量下降[15]。三是飞行时受热负荷影响，有报道热暴露可引起大鼠血清铁下降31%[16]，大量出汗，可能导致铁汗液中丢失过多，加之反复飞行时血液循环加速造成的红细胞破坏，铁从粪便和尿液中排出增多。四是飞行员飞行中躯体应激同样会引起血清铁下降[17]。上述原因均导致血清铁下降；另外，研究表明[18]HO-1促进铁的释放，改变铁在体内的储存分布，加速铁蛋白的合成，保护血管内皮细胞免受氧化损伤。而战斗机飞行员的HO-1活性降低或含量低，使铁蛋白合成减少。所以战斗机飞行员由于血清铁下降、铁蛋白合成减少，最终导致血红蛋白合成减少。由于高性能战斗机对机体产生持续高加速度、高加速度增长率、高角加速度、高认知负荷、高体力负荷、高视觉负荷、留空时间长、在场时间长等不利影响，对血清铁浓度及铁蛋白的生成影响更大，导致高性能战斗机飞行员组血红蛋白较歼击机组降低明显(P＜0.01)。

本研究资料表明，战斗机飞行员血清胆红素、血清铁、血红蛋白均低于对照组，血清胆红素与血红蛋白呈正相关，与血清铁无相关性；血红蛋白与血清铁呈正相关。飞行员血清胆红素水平降低，机体抗炎及抗氧化能力下降，对血管内皮细胞保护功能减退，促进动脉粥样硬化形成，增加了冠心病发生的危险性；血清铁浓度降低，存在铁缺乏，导致红细胞破坏增加，血红蛋白合成不足，致使战斗机飞行员缺氧耐受力下降。因此，如果飞行员血清胆红素、血清铁、血红蛋白处于较低水平，应引起高度重视，采取干预措施，对于保障飞行安全，减少冠心病发生的危险因素及延长飞行员的飞行寿命都具有重要意义。

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