新生儿首次呼吸前后脐带动静脉血液氧和二氧化碳变化探索呼吸调控机制的初步报告II—同一个新生儿同一时间的脐带动静脉血液氧和二氧化碳分压差值个体化分析*

刘 方，孙兴国△, 李启威，葛万刚，李 浩，刘艳玲，慈 政,3，陈升平, 宋桂芹，王桂芝,3, 谭晓越，崔 闫, 张 也,朱嘉宝,4，李银俊,5，邓 维,6，黄 燕,7, 马铭欣,7, 陈 荣,7, 邹昱馨,8, 台文琦，徐 凡，石 超

（1. 国家心血管病中心 中国医学科学院阜外医院 心血管疾病国家重点实验室 国家心血管疾病临床医学研究中心，北京协和医学院,北京 100037； 2.国家电网公司北京电力医院，北京 100073；3. 潍坊医学院, 山东 潍坊 261053；4. 河北医科大学第二医院,石家庄 050000；5.兰州市城关区康乐医院，甘肃 兰州 730030； 6. 重庆医科大学附属康复医院，重庆400050；7.辽宁省大连儿童医院，大连116000；8.聊城市立医院儿童医院， 山东 聊城252000）

现代医学共识是胎儿从出现血液起一直到生长发育成熟、被娩出前，生活在母体子宫内的羊水环境中，没有任何实际呼吸及其相关的气体交换过程，通过胎盘脐带与母体的连接，胎儿动脉血氧分压一直维持恒定在28～30 mmHg水平；而新生儿自主呼吸开始、成长发育直到终老死亡前的动脉血氧分压一直维持恒定在100 mmHg上下的水平[1]。原始创新的整体整合生理学医学新理论认为[2-32]：无呼吸恒定低氧成熟胎儿娩出成为新生儿，随着胎儿娩出、胎盘逐渐剥离和脐带医疗性结扎，自主呼吸开始前新生儿动脉血氧分压必然随着新生儿代谢消耗的时间推移而表现出渐进性下降趋势，当其动脉血氧分压下降到一个特定阈值状态时，通过外周和中枢化学感受器到神经系统兴奋而触发新生儿的第一次吸气；吸气之后产生的肺泡氧分压、继之动脉血液氧分压急剧上升通过外周化学感受器为主触发吸气终止、产生呼气，依次开始周而复始的自主呼吸。肺脏呼吸动作是动脉血氧分压完成恒定维持的始动因素，而在外周化学感受器（主吸呼切换）和中枢化学感受器（主相对稳态）配合下实现呼吸调控以维持动脉血液气体（氧气为主二氧化碳为辅）相对稳定。

肺通气、潮气量与肺脏功能残气量之间相关关系直接决定了动脉血气的稳态水平及其呼吸源性的交替升降幅度[33-36]，而且动脉血气的稳态水平及其呼吸源性的交替升降幅度和从肺脏到动脉外周化学感受器的时间延迟必然也受到左心室功能状态的影响[26,27,35,36]。

但是到目前为止，从胎儿到新生儿之间切换过程中的真实观察研究基本上缺如，基于我们整体整合生理学医学的呼吸调控机制假说而设计本观察研究，我们同时观察胎儿正常娩出至新生儿自主呼吸开始后（胎儿到新生儿过程）脐带动脉和静脉的PO2和PCO2等血气信号的异同和动态变化，本文第一部分[37]对所有个体组群分析，由于每个个体的差异度很大，组群分析的统计学结论必然存在质疑；在此基础上本文对仅有3例的数据进行个体化分析。

1 对象与方法

1.1 --1.6 相关内容同系列文章之I部分[37]

1.7 脐带逐搏动、静脉血液血气分析指标的数据制图、分析计算和统计学分析

1.7.1 出生前后脐带逐搏动、静脉血液血气分析指标的变化

使用Origin10制图软件将所有自主呼吸前后的逐搏动、静脉血血气分析核心指标（PO2、PCO2、SO2和pH）数据作图，分析各个指标的变化趋势，并选取每位新生儿脐带动、静脉血气分析指标变化的最大值、最小值及自主呼吸开始后的反向变化等数据用于统计计算分析。

1.7.2 计算同一次心跳时脐带动、静脉的差值

以同一次心跳所采集的脐带动脉和脐带静脉血液对比，计算出该心跳时间的脐带动静脉血液指标差值，计算该新生儿个体所有心跳血样差值的平均值，再计算所有新生儿脐带动静脉血液指标差值的平均值。

1.7.3 统计学处理

实验数据以均值±标准差（±s）形式表示，采用SPSS 软件进行统计学分析处理，对所有呼吸状态下动、静脉血气指标最高值与相邻最低值因需分别进行双尾配对t检验或者非配对t检验。

2 结果

2.1 -2.4 新生儿自主呼吸前后脐带动、静脉穿刺置管连续逐搏取血等所有人的群体变化特征相关内容[37]

虽然准备了数十例产妇，在14例新生儿自主呼吸开始前完成了脐带动和/或静脉穿刺置管以每次心跳采集一段血液的速度采样，其中仅有3例同时采集到脐动和静脉血液样本，其中仅1个新生儿在自主呼吸大约10次心跳后见到PuaO2从低极限值22.3 mmHg大幅度跳升到186.0 mmHg（本文第I部分之表2和表3[37]）。

2.5 新生儿自主呼吸前同一时间Puv和Pua之间O2和CO2的不同群体与个体化分析

2.5.1 新生儿自主呼吸前同一时间Puv和Pua之间O2和CO2的不同群体分析

虽然准备了数十例产妇、仅有14例新生儿自主呼吸开始前完成了脐带动和（或）静脉穿刺置管逐搏血液采样，但仅有3例同时采集到脐带动脉和静脉血液样本。该3例时间对应比较不仅PuvO2与PuaO2差值为（24.17±7.09）mmHg、PuvCO2与PuaCO2差值为（-7.67±3.70） mmHg（表1，图1，2，P<0.01），其中PO2比PCO2中的脐带静脉动脉差值变化明显大（表1，P<0.05）。

2.5.2 三例新生儿自主呼吸前同一时间Puv和Pua之间O2和CO2的个体化分析

第一例母亲（车x）分娩期间吸入纯氧、胎盘已经部分剥离，脐带动脉取样21个、脐带静脉取样26个，同一时间同时取到脐带动脉和静脉血样仅20对，未能取到自主呼吸开始脐带动脉挛缩后动脉血氧分压提升的样本，脐带静脉取血稳定之后血气指标显著受到母亲自主呼吸的影响而比较大幅度呼吸源性交替升降（图1；呼吸源性升降幅度大是相对与不吸氧母亲比较，图2，3）。这20对的时间对应比较不仅PuvO2与PuaO2差 值 为（32.10±42.01）mmHg、PuvCO2与PuaCO2差值为（-2.79±11.52）mmHg（表1，图1），而且SO2和pH也都显著不同（P均<0.01）；其触发呼吸的PuaO2阈值（最低值）是33.60 mmHg（图1，本文第I部分之表1，2，3[37]）。

第二例母亲（王x）分娩期间吸入室内空气（未吸氧）、胎盘已经部分剥离，脐带动脉取样15个、脐带静脉取样31个，但同一时间同时取到脐带动脉和静脉血样仅15对，自主呼吸开始脐带动脉挛缩后有4次心跳未能像脐带静脉一样取到动脉血样（取血速度显著缓慢下来，此时仅有脐带静脉血样）；但1对取到自主呼吸后动脉血氧分压已经急剧跳升到186.0 mmHg的样本，故我们分析时把它排除。脐带静脉血气指标显著受到母亲自主呼吸的影响而比较小幅度呼吸源性交替升降，前期脐带静脉血样升降幅度较大、后期升降幅度渐小（图2；呼吸源性升降幅度小是相对与吸氧母亲比较，图1）。这14对的时间对应比较不仅PuvO2与PuaO2差值为（14.89±2.54）mmHg、PuvCO2与PuaCO2差值为（-8.49± 2.54）mmHg（表1，图2），而且SO2和pH也都显著不同（P均<0.01）其触发呼吸的PuaO2阈值（最低值）是22.30 mmHg（图2，本文第I部分之表1，2，3[37]）。

第三例母亲（高xx）分娩期间吸入室内空气（未吸氧）、胎盘已经部分剥离，脐带动脉取样27个、脐带静脉取样23个，同一时间同时取到脐带动脉和静脉血样仅23对，未能取到自主呼吸开始脐带动脉挛缩后动脉血氧分压提升的样本。脐带静脉血气指标显著受到母亲自主呼吸的影响而呈比较小幅度呼吸源性交替升降（图3；呼吸源性升降幅度小是相对与吸氧母亲比较，图1）。这23对的时间对应比较不仅PuvO2与PuaO2差值为（25.52±3.37）mmHg、PuvCO2与PuaCO2差值为（-11.74±3.37）mmHg（表1，图3），而且SO2和pH也都显著不同（P均< 0.01）；其触发呼吸的PuaO2阈值（最低值）是21.00 mmHg（图3，本文第I部分之表1，2，3[37]）。

3 讨论

3.1 已经进行了所有个体组群分析了，为什么还要进行个体化分析？

本研究观察到胎儿正常娩出为新生儿自主呼吸开始后（胎儿到新生儿过程）脐带动、静脉PO2和PCO2等血气信号的波动幅度均较自主呼吸产生前（胎儿时期）的波动幅度大；本研究组群分析由于个体差异太大，虽然不少的数据提示了倾向性结果，但是其统计学差异性并不显著[37]。为获得正确结论，我们才特别对难得的3例新生儿进行个体化数据分析判读。

图1.母亲（车x）吸氧新生儿出生后自主呼吸前后同一次心跳的脐带动、静脉血气分析指标数据动态变化趋势图

表1. 新生儿出生后自主呼吸前同一次心跳的脐带动、静脉血氧和二氧化碳分压数据（±s）资料分析

表1. 新生儿出生后自主呼吸前同一次心跳的脐带动、静脉血氧和二氧化碳分压数据（±s）资料分析

**P<0.01所有3例新生儿自主呼吸前每一个人同一时间（不包括第二例自主呼吸开始后脐带动脉挛缩后取到的血样）的PuaO2与PuaCO2 、PuvO2与PuvCO2 和Puv-uaO2与Puv-uaCO2的对应指标比较 ； * P<0.05 所有3例为一组均数（±s）的对应指标比较

姓名 性别 （男/女）成对血气分析样本量（n）所有跳升前PO2（ mmHg）平均值 所有PCO2（ mmHg）平均值脐带静脉（uv）脐带动脉（ua）脐带静动脉差值（uv-ua）脐带静动脉差值（uv-ua车x 男 20对 69.62±40.99⋆⋆ 37.52±3.73⋆⋆ 32.10±42.01⋆⋆ 32.23±9.36 35.01±4.10 -2.79±11.52王x 男 14对 38.99±2.21⋆⋆ 24.10±1.12 ⋆⋆ 14.89±2.54⋆⋆ 35.89±2.20 44.39±1.80 -8.49± 2.54高xx 女 23对 50.57±11.61⋆⋆ 24.70±2.31⋆⋆ 25.52±3.37⋆⋆ 44.26±2.09 56.00±2. 34 -11.74±3.37 x±s 2/1 19.00±3.74 53.06±12.63 28.77±3.73 24.17±7.09⋆ 37.46±5.04 45.13±8.5 -7.67±3.70脐带静脉（uv）脐带动脉（ua）

图2.母亲（王x）不吸氧新生儿出生后自主呼吸前同一次心跳的脐带动、静脉血气分析指标数据动态变化趋势图

图3.母亲（高xx）不吸氧新生儿出生后自主呼吸前同一次心跳的脐带动、静脉血气分析指标数据动态变化趋势图

3.2 正常娩出新生儿PaO2逐渐降低达低氧阈值时触发第一次吸气从而开始正常呼吸、挛缩闭合脐带动脉

与本文第一部分所有个体组群分析结果一致[37]，所有3例新生儿的PuaO2随着无自主呼吸时间推移，逐渐降低达最低氧阈值（分别是33.60, 22.30和21.00 mmHg）才触发了各自的第一次吸气，从而开始了自主呼吸。

与本文第一部分所有个体组群分析结果一致[37]，所有3例新生儿的脐带动脉血管在自主呼吸开始大约十次心跳之后明显挛缩，基本上难以、甚至无法取出动脉血样。其中只有1例的动脉血氧分压由22.3 mmHg跳升到186.0 mmHg，但是这个唯一的血液样本也不能排除血管挛缩抽血困难导致接头进气污染的可能。该临床证据需要更大量实验[37]，最好是连续超快反应动态数据验证[35,36]。

3.3 新生儿自主呼吸开始前PuvO2逐渐降低是母体胎盘开始剥离所致，且PuvO2存在与母体呼吸节律相似的交替升降

与本文第一部分所有个体组群分析结果一致[37]，所有3例新生儿PuvO2总体也是逐渐降低，可能是母体胎盘开始剥离所致。第二和第三例母亲未吸氧呈现母体呼吸节律相似的PuvO2交替升降，相对幅度较小；第一个吸氧母亲可以见到PuvO2呼吸频率的大幅度交替升降。提示母亲在分娩过程中提高氧气吸入浓度可以使得PuvO2呼吸源性（节律）交替升降幅度显著提高，更加真实呈现母亲呼吸才是PuvO2交替升降的始源[2-36]。

3.4 新生儿自主呼吸开始前每一个个体、同一时间点的PuvO2均比其PuaO2高

与本文第一部分所有个体组群分析结果一致[37]，虽然本文第一部分对个体化变异很大的9例PuaO2和8例PuvO2组间比较也达到了统计学显著性（P=0.019），但是本文对3例同一时间点的脐带动、静脉氧分压比较每一个人的都是极显著差异（P<0.01），即提示新生儿自主呼吸开始前每一个个体、同一时间点的PuvO2均比其PuaO2高，也即新生儿自主呼吸开始前的氧气消耗仅来源于母亲经胎盘脐带提供。只要胎盘剥离或者医疗性脐带结扎，导致无呼吸新生儿体内动脉血氧分压的降低，低至每个个体的低氧阈值，必然触发第一次吸气开始自主呼吸。正是个体化变异大，所以个体化分析才显得更加重要。

3.5 本人体实验证据研究的局限性及其未来研究展望-血管内置入超快反应PaO2连续动态变化（见本文第一部分[37]）

综上所述，新生儿自主呼吸开始前后，结合脐带动脉和脐带静脉连续逐搏取血血气分析技术组间群体分析，本个体化数据分析判断虽然仅有3例，已经为整体整合生理学医学新理论呼吸调控机制研究提供了有力证据。该呼吸调控机制研究中需要更多真实实验数据的证据，在临床上新生儿出生后自主呼吸开始前通过脐带动脉和脐带静脉血液气体连续动态变化进行观察研究。