湿热环境习服和抗晕动病训练对晕动病的预防作用*

张 雷，茆俊峰，吴晓农，包瀛春

（1.南京军区南京总医院骨科，江苏南京210002；2.海军指挥学院训练部，江苏南京210016；3.解放军理工大学指挥军官基础教育学院，江苏南京210000；4.第二军医大学军事体育学教研室，上海200433）

晕动病（motion sickness）是因机体置于运动环境中，受不适宜的运动环境刺激，而引起头晕、上腹不适、恶心、呕吐、面色苍白、出冷汗、嗜睡、流涎、头痛等前庭和自主神经反应为主的症候群［1］。晕动病的发生存在人种差异，亚裔中国人群是晕动病的高发人群。Stern RM等［2］研究显示中国人的转椅晕动病症状比欧裔美国人和非洲裔美国人重；Klosterhalfen S等［3］的研究亦表明中国人的转椅反应比德国白种人更敏感。

影响晕动病发病的因素很多，高温是重要因素之一［4］。而加上高湿度，其发病率更高［5］。Yang YZ等［6］的研究显示高湿热环境下远洋航行的船员中，晕动病的发病率超过70%。所以对晕动病的预防显得尤为重要。

晕动病的预防主要包括药物性和非药物性两大类。其中药物预防主要有抗胆碱能受体药物和H1抗组胺药物，但是其精神方面的副作用限制了其广泛应用。非药物预防主要有习服性训练、针灸、心理暗示等方法，其中最有效的被认为是习服性训练［7］。

湿热环境下的晕动病习服性训练包含两种习服，一是对湿热环境本身的习服，二是对晕动病的习服。两者之间是否存在一定的关系？湿热环境的习服对晕动病预防是否有效？本课题即对此作出了研究。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取某校261名18～23岁男性健康大学生志愿者，测试其3 000 m耐力跑成绩合格后，选取其中60名作为受试者（22.0±2.1岁，BMI 21.1±3.4 kg／m2），根据其3 000 m跑成绩、年龄，Graybiel评分，采用配对试验设计为实验组、对照组（年龄22.0±2.0 vs 22.0±2.1岁，BMI 21.1±3.5 vs 21.1±3.33.4 kg／m2），随机化过程由 SAS 8.0完成。所有受试者均进行告知，在明确相关风险和获益后，均自愿签署知情同意书参与实验（知情同意书样本参见附录）。

1.2 试验仪器和装置

模拟湿热室：面积123 m2、层高3 m，可同时容纳40人训练。制热，采用地面、墙体电加热辐射与顶部光照的方法，设计最高温度46℃，多处分层温度探测器，可控制环境温度稳定在设定的范围内。环境加湿，由电锅炉将蒸汽从管道输送至实验室，根据传感器显示的湿度，通过阀门调节可控制实验室湿度，设计最大湿度90%。实验室内安装有二氧化碳报警探测、环境气体交换和室内气体对流装置，此外还配有休息室和医疗护理室。旋椅：自行研制的吊转式模拟训练装置 2套（国家专利号 ZL 200510025017.3），每套可同时进行4人训练检测，在预先编程的控制下可产生顺逆时针匀速和变速多种旋转方法。跑步机：自行研制的无动力跑步机。倾斜度15°，配有罗马表记录里程数。踏步器：液压踏步器，型号ES-011，南京东豪。

1.3 实验方法

本课题进行两阶段实验。第一阶段，采用包括热室静坐、热室法特莱克训练跑、踏步器等法进行湿热环境习服训练；第二阶段，采用旋椅训练进行常温下抗晕动病训练。两阶段之间间隔三个月，按美军训练经验，此时基本认为热环境习服消退［8］。每阶段训练结束后，于湿热环境下进行旋椅测试，记录实验组和对照组受试者的Graybiel评分、等级，从而评价该阶段训练是否可以降低湿热环境下晕动病的发生率和严重程度。本课题通过当地伦理委员会审核通过。

1.3.1 湿热环境习服性训练 整个习服性训练分为11次，整个过程隔天一次，持续22 d，于11月～12月间完成，以最大程度消除外界环境对习服性训练可能造成的影响。每次的训练环境温度、湿度固定为温度40℃、湿度80%，达到南中国海平均气候条件（综合23年国家海洋局数据）。仅实验组参加训练，对照组则不参加训练，具体过程参照表1。每次训练前后均测试受试者血压、心率、皮肤5点温度、肛温、自我感觉、汗盐浓度。

1.3.2 抗晕动病训练 整个抗晕动病训练分为10次，整个过程隔天一次，持续20 d，于3月～4月间完成。每次的训练环境为室温环境（20℃、50%），每次的训练为匀速（5 s／cycle）进行5 min吊转器械旋转，仅实验组参加训练。旋椅训练结束进行Graybiel评分和对应等级划定。上述过程结束后，接受15 min自制防晕操锻炼（表1）。

1.3.3 晕动病测试 整个测试进行三次，环境温度为40℃、湿度80%。进行匀速3 min吊转器械旋转，过程中，受试者头部前倾30°，并做2 s一次的头部左右侧屈 30°动作［6］（表 1），此外加测负重 20 kg的12 min跑。

1.4 数据采集

采用双盲，实验设计者不参与实际测试，所有实验数据采集均由相关专业医学人员完成，每项数据至少经过2名独立医生测得，当两人评分出现相差时，由高年资医生进行2次评分，此次评分结果为最终结果。

第一阶段测试数据包括训练前后血压、心率（HEM-6200，欧姆龙，日本），额部眉心重点、手背部中点、胸部胸骨角处、股四头肌中点部、腓肠肌中点部皮肤5点温度（MT-4红外测温仪，美国雷泰），肛温（WSC-411数字温度仪，广州红星）。并于训练后测试汗盐浓度（1200 HPLC，安捷伦，美国），询问受试者主观感受并记录结果。最终衡量指标包括以下：①心功能指标：心率（heart rate，HR），平均动脉压（mean arterial pressure，MAP）（舒张压 ＋1／3脉压差）；②体温指标：肛温（anal temperature，AT），平均皮肤温度（mean skin temperature，MST）［9］（0.07×额温＋0.05×手背温＋0.5×胸温 ＋0.18×股温 ＋0.2×腓温）；③汗盐浓度指标：汗钠浓度（sweat sodium concentration，SSC），汗乳酸浓度（sweat lactate concentration，SLC）；④自我感受指标：自我感受评分（subjective perception，SP）。

Tab.1 Training schedule

第二阶段和测试阶段，根据格瑞比尔晕动病评分等级（graybiel scales）进行评分，0分为无不适（N），1至2分为轻度不适（MⅠ），3至4分为中度不适B级（MⅡb），5至7分为中度不适A级（MⅡa），8至15分为重度不适（MⅢ），16分及16分以上为严重不适（F）。检测中，当受试者过早（15 s内）出现重度不适及以上的反应时，终止检测，并直接记录16分。测试阶段加测湿热环境下12 min负重跑，并记录里程数和自我感受。

1.5 统计学处理

作为基线的第一次测试，计量资料采用配对样本 t检验，统计量为t，对应等级资料采用Wilcoxon符号秩检验，统计量为Z。第一阶段的所有数据，计量资料的描述采用均数、标准差等。记录每次的数据，变化趋势使用excel 2007绘制折线图，比较第一阶段第一次和最后一次的数据，采用重复测量的方差分析，统计量为F。对第二阶段的晕动病评分和等级资料，记录每次的数据，变化趋势使用 excel 2007绘制折线图，比较首末2次数据，采用重复测量的方差分析，统计量为F。测试阶段的晕动病评分、12 min里程数、自我感受评分，采用两组间方差分析，统计量为F；对应等级资料采用Wilcoxon符号秩检验，统计量为Z。所有过程均由SAS 8.0完成，行双侧检验。

2 结果

2.1 两组受试者基础指标测试结果

实验组和对照组受试者在晕动病评分，等级构成，12 min负重跑，自我感受方面差异均无显著性（P＞0.05，表1，图1）。提示两组受试者基础指标处于相同水平。

Tab.1 Contrast of basic indexes of subjects in control group and experiment group before all trainings

Fig.1 Grade distribution of subjects in control group and experiment group before all trainings（Left：Control group）

2.2 湿热环境下实验组习服性训练结果

2.2.1 心功能指标测定结果 心功能方面，首末两次HR有所减慢（P＜0.01，表2），训练前后HR增值无明显变化（P＞0.05）；首末两次 MAP无明显变化（P＞0.05），训练前后 MAP减少值逐渐减少（P＜0.01）。

Tab.2 Contrast of indexes of the heart functions of subjects in experiment group before and after hot-humid environment acclimatization training

2.2.2 温度测定结果 温度方面，首末两次AT明显减少（P＜0.01，表3），训练前后AT增幅亦明显减少（P＜0.01）；首末两次 MST无明显变化（P＞0.05），训练前后 MST增值无明显变化（P＞0.05）。

Tab.3 Contrast of indexes of the body temper of subjects in experiment group before and after hot-humid environment adaption training

2.2.3 汗盐浓度和自我感受结果 汗盐浓度方面首末两次SSC，SLC，自我感受方面SP，差异均有显著性（P＜0.01，表4），上述指标提示经过此阶段训练，实验组已经达成习服。

Tab.4 Contrast of SSC，SLC and SP of subjects in experiment group before and after hot-humid environment adaption training

2.3 湿热环境习服训练后两组受试者晕动病发病率和等级比较

实验组和对照组的晕动病评分，等级构成上两组差异无显著性（P＞0.05，表 5，图 2）。12 min跑实验组明显高于对照组（P＜0.01）。自我感受方面，实验组明显低于对照组（P＜0.01）。通过上述指标，可以认为实验组经过湿热环境习服训练后已经达成习服。

2.4 常温环境下受试者抗眩晕训练结果

此阶段首次 Graybiel评分为 10.3±3.8，末次为6.9±3.0，呈下降趋势（P＜0.05），等级构成上亦有差别（P＜0.01），首次的构成情况为 N：1人（3%），MI：0人（0%），MIIb：1人（3%），MIIa：2人（7%），MIII：22人（73%），F：4人（14%）。末次的构成情况为N：1人（3%），MI：1人（3%），MIIb：1人（3%），MIIa：15人（50%），MIII：12人（40%），F：0人（0%）（图 3）。

Tab.5 Contrast of some indexes of subjects in Control Group and Experiment Group after hot-humid environment adaption training

Fig.2 Grade distribution of subjects in control group and experiment group after hot-humid environment adaption training

Fig.3 Grade distribution of subjects in experiment group in the first and last time ofanti-dizzy training

2.5 抗眩晕训练后两组在湿热环境下的晕动病发病率和等级比较

实验组晕动病评分明显低于对照组（P＜0.01，表6），等级构成上两组差异有显著性（P＜0.01，图4）。12 min负重跑和自我感受方面，实验组和对照组无明显差异（P＞0.05）。

Tab.6 Contrast of some indexes of subjects between control group and experiment Group after anti-dizzy training

Fig.4 Grade distribution of subjects between control group and experiment group after anti-dizzy training

3 讨论

晕动病的发病机制目前仍未完全清楚［10］。Reason和 Brand［11，12］的“感觉冲突学说”认为，晕动病的病理生理过程与视觉、外周本体感受器等传入刺激有关［13］。我们之前的一系列研究显示湿热环境下晕动病的发病率和发病严重程度均较常温下有明显提升［5］。基于此学说，我们认为湿热环境不同于单纯高温环境的核心在于人体汗液的无效性分泌［14］；且汗液中微量元素含量更大，容易导致体内电解质紊乱，进一步恶化内环境稳态。所以湿热环境下，更易产生应激状态和引起神经系统疲劳，从而有更高的晕动病发病率和更严重的等级［7］。

环境习服性训练之后，受试者的无效性汗分泌现象得到了控制，受试者体温等亦逐步下降，内环境紊乱有所控制，但晕动病的发生率和等级无明显改善，说明湿热环境下的晕动病发生可能和机体无效性汗分泌等关系不大，而更多和单纯的前庭耳石刺激有关。因而后续的抗晕动病训练，尽管是在常温下进行训练的，仍然对湿热环境下的晕动病发生有明显的防治作用。这表明内耳淋巴液的流体动力学改变可能是湿热环境下晕动病更为严重的核心原因。Yi-Deng Huang等［15］的研究表明水通道蛋白（aquaPorin，AQP）可能在其中产生重要作用，在AQP各亚型结构中，AQP1与晕动病的发生呈明显负相关。当然其中具体的机制和相应的病理生理过程还有很多不明确的地方，这些都有赖于我们后续进一步的研究。

本研究发现以下几点结论：（1）湿热环境习服性训练，对缓解因极限环境对人体造成的不适有明显作用，训练者可藉此获得运动能力上的提高，但对于湿热环境下晕动病的发病无任何减少和减轻作用；（2）抗晕动病训练，即使是常温下的，依然可以减少湿热环境下晕动病的发病率，并减轻严重程度，但对于训练者的运动能力、极限环境下感受无明显作用；（3）评价湿热环境习服，最有效的指标为 AT、SNC、SLC和SP。心功能方面，HR、MBP无明显价值，每次训练前后的改变量有所差别是由于长时间的训练，基线水平发生变化所致；温度方面，MST受着装、体表是否存在汗液、环境是否有风等诸多因素干扰，变化幅度规律难以把握，对应推导出的平均体温、积热指数（body heat storage index，BHSI）、生理紧张指数（physiological stress index，PSI）等亦不推荐作为评价指标；（4）抗晕动病训练中，Graybiel平均分下降曲线呈现明显S形，即最初训练后，即有明显改善，随后进入相对平缓的下降区，然后再次快速下降。

另外，针对湿热环境下晕动病的防治训练，包含有两阶段的训练，即湿热环境习服性训练和常温下抗晕动病训练。湿热环境习服性训练，迄今未有明确的习服指标。我们的数据显示，湿热环境下体表温度的测量，受太多因素干扰，因而不具有明显的规律，对应推导出的平均体温、BHSI、PSI等亦不应当作为评价指标。理想的判断习服指标应该具备以下特点：敏感、特异、易测量。所以AT、SNC、SLC和 SP相对更加适合作为判断习服的指标，具体的定量结果等我们已经进行了相当的实验，会在他文中另行报道。抗晕动病训练，其防治晕动病的作用已经广泛被人们所知，因此不予过多赘述。

本实验中，仍然有一些不足之处，限于各种因素的局限，湿热环境习服性训练仅进行11次，抗晕动病训练仅进行10次，多项指标的趋势显示可能仍有变化可能，这对于把握这些指标在相应训练中的规律有较大影响。另外，本实验缺乏一些机制方面的研究和探讨。当然这些我们会在后续的研究中进一步完善并及时报告。

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