不同环境压力下吸入气体与人体血压调节的关系

马守江，王瑞荣

高原环境对人体影响的研究主要集中在氧分压方面[1-3]，大气环境压力对人体生理功能的影响关注不够。本试验通过动态研究呼吸气体组分与压力对于血压变化的影响，进一步搞清楚加压病和减压病的发病机制，为有效防治该类疾病的发生提供思路。

1 材料与方法

1.1 材料 医用空气加压氧仓，型号：LEC24-9，烟台东科氧业。压力表：TN2920。

1.2 方法 机体受压与吸入气体压力同步改变，吸入氧气与空气引起血压改变的对比实验。自制吸氧罩连接一个“T”型装置，A端与环境相通，并用止血钳控制；B端与压力表的接口连接，在加压仓内加压的同时，受试者吸氧。在环境压力上升过程中，受试者吸气末期从与环境连通的一端补偿空气，以平衡压力。受试者12人（经医院医学伦理学委员会同意，并签订知情同意书），年龄18～26岁，男女各6人，无高血压病、冠心病史。随机分为两组，6人/组，空气组完全暴露在压力仓内，呼吸加压空气；氧气组也完全暴露在压力仓内，戴自制氧气罩，呼吸氧气，待仓内压力稳定在特定的压力后，在呼气阶段松开氧气罩A端止血钳，补偿氧气罩内压力，以保持氧气罩内压力与压力仓内环境压力相同，并在取得压力平衡2 min后测定血压值。

环境压力与吸入气体压力变化不同步，呼吸不同压力的氧气引起血压改变的对比实验。受试者男女各3人，完全暴露在压力仓内，戴自制氧气罩，呼吸氧气，并在仓内压力稳定在一定数值后，通过氧气罩A端测定氧气罩内压力，并测定血压值。

1.3 统计学处理方法 利用SPSS17软件对表1、2数据作线性回归分析，表1以仓内压力为自变量，分别以吸氧气与吸空气所测得的收缩压和舒张压为因变量作线性回归。同一压力下分别对吸氧组和吸空气组的收缩压和舒张压作配对t检验。表2以仓内指示压力为自变量，以收缩压和舒张压绝对值为因变量作线性回归。

2 结 果

氧气组仓内压力与血压（收缩压、舒张压）作线性回归，环境压力与呼吸气体压力同步变化的情况下，氧气组仓内压力与血压（收缩压、舒张压）呈良好的正相关性（P<0.001）；空气组仓内压力与血压作线性回，空气组仓内压力与血压（收缩压、舒张压）也呈良好的正相关性（P<0.001）。同时，将氧气组与空气组收缩压、舒张压在相同环境压力下进行组间比较，无统计学差异（P>0.05），表明血压的改变与环境压力呈相关性，与呼吸气体的成分无关。

表1 两组仓内压力与血压（±s）

表1 两组仓内压力与血压（±s）

仓内压力（大气压） 舒张压 舒张压1.0 85±3.8 81±3.7 1.1 157±3.8 153±3.7 1.2 224±3.8 220±3.5 1.3 309±3.6 303±3.9 1.4 377±4.0 371±3.7 1.5 442±3.9* 439±3.6氧气组（mmHg） 空气组（mmHg）n666666收缩压115±4.2 187±4.2 254±4.0 336±3.9 405±4.3 472±4.2 n666666收缩压112±4.6 184±4.8 251±4.5 333±4.6 401±4.7 471±4.9

仓内压力与血压变化线性回归分析，环境压力与呼吸气体压力不同的情况下，仓内压力与血压（收缩压、舒张压）呈良好的正相关性（R=0.9999，P=0.0001）。表2表明人体血压（收缩压、舒张压）的变化与仓内实际压力的改变是同步的，而呼吸罩内压力的变化小于血压的变化，显然血压的变化不是由呼吸系统压力改变引起的，而与环境暴露压力有关。

3 讨 论

人体血压随环境压力改变而变化的基本规律已被证实，这一发现帮助人们改变单一氧浓度与高原病相关性研究的方向[5-13]，可以通过对气压引起血压改变机制的深入研究，进一步研究与气压有关的高原病、高空失压症及潜水病等环境压力疾病的发病机制，从而寻找到更多、更有效地治疗手段。环境压力对人体血压改变的机制可能来自两个方面，一是环境压力对人体的物理作用。二是通过呼吸道气体交换引起内环境压力改变导致血压变化。本试验主要验证呼吸气体对血压的影响。

在高压环境下研究血压变化，需要解决血压在不同环境下的标示方法问题。笔者根据血压的标示方法不同，分别定义为相对血压、标准血压与绝对血压，相对血压是以环境压力标示的血压，绝对血压是以大气压强0为基准标示的血压，以海平面1个标准大气压为基准标示的血压为标准血压。

表2 不同压力下血压变化（±s）

表2 不同压力下血压变化（±s）

仓内指示压力（大气压）绝对血压（mmHg） 血压增加值（mmHg）收缩压 舒张压 收缩压 舒张压1 0 0 114±4.5 82±4.2 0 0仓内实测压力增加值（mmHg）呼吸罩内压力增加值（mmHg）1.2 109 109 223±4.5 201±4.2 109 109 1.3 187 137±12 301±4.5 269±4.2 187 187 1.4 275 169±9.0 389±4.5 278±4.4 275 276 1.5 362 219±16 477±4.6 445±4.3 363 363

本试验设计在环境压力与呼吸气体压力相同的条件下，呼吸高压氧气和高压空气，观察人体血压的变化。人在吸氧情况下，人吸入体内的氧分压等于氧气罩内氧气的压力；人在不吸氧的情况下，人体吸入高压空气的氧分压等于环境压力乘以常压下空气的氧分压。从表1看出，人体暴露在相同环境压力下，吸入相同压力的氧气与空气，其血压的改变是相同的。说明人体在大于或等于空气含氧浓度的环境下，血压的改变与氧分压的高低没有直接关系。表2表明，当暴露压力与呼吸气体（氧气）压力不一致的情况下，血压改变与环境压力同步变化，其变化幅度大于呼吸气体压力的变化值，提示人体血压不是通过呼吸气体的某个组分或压力调节来完成的，这一改变与仓内环境压力有直接关系。

Megan Jehn等[14]对333名超过最佳血压或Ⅰ期高血压，调查温度和大气压对动态血压变化性的影响。每位参试者在3周内进相同的饮食。用便携式血压计记录白天、夜间及24 h血压。得出血压变化和大气压之间无相关性的结论。Megan Jehn之所以得出上述结论，是因为测定大气压强采用绝对压，而标示血压采用了相对压。

氧罩内压力与初始暴露环境压力有关，在氧气罩不漏气的情况下，罩内压力始终保持在这一水平。本试验采用国产氧气罩，密封性能较差，因此，氧气罩内压力不断上升。

总之，正压状态下，人体血压的调节作用主要是通过环境压力来完成的，没有证据支持这一机制与呼吸气体的氧浓度和压力有关。

[1]冯光卉.青藏高原自然环境与高原病[J].青海师范大学学报，2001，(3):83.

[2]王 伟，张 芳，朱永安.富氧室在海拔3700m对人体血流动力学的影响[J].西藏医药杂志，2002，23(2):1-2.

[3]王 伟，马广全，李 彬.不同海拔高度对移居青年血流动力学的影响[J].临床军医杂志，2007，35（5）:672-673.

[4]马守江，王瑞荣.大气压与生物体血压、组织压平衡试验[J].实用医药杂志，2012，20（1）：61-62.

[5]马 勇，哈振德，张建林，等.富氧室对高原5380米移居者记忆与肢体运动能力的影响[J].中国行为医学科学，2004，13（2）：204-205.

[6]Basnyat B，Murdoch DR.High altitude illness[J].Lancet，2003，36(9373):1967-1974.

[7]Schoch HJ，Fischer S，Marti HH.Hypoxia-induced vascular endothelial growth factor expression causes vascular leakage in the brain[J].World Journal of Surgery，2002，125(Pt 11):2549-2557.

[8]Hackett PH，Roach RC.High altitude cerebral edema[J].High Alt Med Biol，2004，5(2):136-146.

[9]谢永宏，金发光，钱桂生.急性高山病及高原脑水肿研究进展[J].国外医学医学地理分册，2004，25（3）：2.

[10]王 伟，张西洲，吉文忠.居住海拔1400～5400m 1年及急进高原并进行剧烈运动的青年血流动力学观察[J].高原医学杂志，1995，5(4):12-15.

[11]钟 敏，宁竹之，石 凯，等.模拟高原低氧环境下脑-体工作能力研究[J].解放军预防医学杂志，1997，15(2):87-89.

[12]West JB.Oxygen enrichment of room air to improve well-being and productivity at high altitude[J].Int J Occup Environ Health，1999，5(3):87-93.

[13]West JB.Six percent oxgen enrichment of room air at simulate 5000m altitude improves neuropsychological function[J].High Altitude Medicine and Biology，2000，1(1):51-61.

[14]Megan Jehn，Lawrence J Appel，Frank M Sacks.The Effect of ambient temperature an barometric ressure on ambulatory blood pressure variability.CLIMATE AND BP VARIABILITY AJH，2002，15（11）：78.