劉 陽(yáng)(綜述),黃 嵐(審校)
(第三軍醫(yī)大學(xué)新橋醫(yī)院心血管內(nèi)科 全軍心血管病研究所,重慶 400037)
人體循環(huán)系統(tǒng)中,心臟與其相連的血管構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體,尤其是動(dòng)脈系統(tǒng),它與心臟間相互作用維持著全身血液供應(yīng)[1]。動(dòng)脈血壓為反映循環(huán)系統(tǒng)功能的重要標(biāo)志之一,是臨床收集患者資料最常用的指標(biāo),其高低直接影響著患者全身組織器官的血液供應(yīng)。動(dòng)脈血壓即血管內(nèi)液體對(duì)單位面積血管壁的側(cè)壓力(壓強(qiáng)),檢測(cè)方法簡(jiǎn)便易行。醫(yī)學(xué)上將海拔超過(guò)3000 m的地區(qū)稱為高原,環(huán)境以低氧、低氣壓、空氣稀薄、高寒、高輻射等為主要特點(diǎn),在該環(huán)境下生存對(duì)人類生命安全威脅最大的是低壓性缺氧[2]。高原這種特殊的地理環(huán)境對(duì)進(jìn)入高原的平原人血壓影響較大,是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
健康人員由平原急速進(jìn)入高原環(huán)境后,由于空氣中氧含量較低的影響,機(jī)體處于明顯缺氧狀態(tài),往往造成循環(huán)系統(tǒng)功能性代償,此時(shí)機(jī)體對(duì)體外環(huán)境的變化作出反應(yīng)性調(diào)整和適應(yīng)[3]。近來(lái)大量研究已顯示,平原人在暴露于高原初期,收縮壓、舒張壓均顯著升高,且隨高原駐留時(shí)間延長(zhǎng)而呈逐步升高趨勢(shì),尤其以舒張壓升高為主,這可能是心血管系統(tǒng)為適應(yīng)高原而發(fā)生代償性功能增強(qiáng)的表現(xiàn)[4-6]。舒張壓顯著增高是高原血壓升高的重要特點(diǎn),具有重大意義,其機(jī)制可能為低氧性紅細(xì)胞增多,使其在血液相對(duì)密度增高,血液黏滯性增大,外周阻力增加,導(dǎo)致舒張壓上升較為明顯而持久[7]。有研究表明,急進(jìn)高原人員血壓升高可能是缺氧應(yīng)激導(dǎo)致交感神經(jīng)興奮,使血中腎上腺素及去甲腎上腺素水平升高使心輸出量增多,周?chē)?dòng)脈收縮,外周阻力增加所致[8-9]。也有研究通過(guò)觀察高原缺氧對(duì)小鼠血壓影響表明,高原缺氧小鼠會(huì)引起血壓升高,可能與其血漿內(nèi)皮素增加和一氧化氮產(chǎn)生降低有關(guān)[6,10]。目前對(duì)高原血壓變化的發(fā)病機(jī)制仍無(wú)確切定論。也有其他研究報(bào)道認(rèn)為,進(jìn)入高海拔地區(qū)人員初期血壓升高和降低是機(jī)體習(xí)服過(guò)程的反應(yīng),是一種應(yīng)激性代償變化,稱為“低氧性增壓反應(yīng)”,這種增壓反應(yīng)具有普遍性,尤其在初入高原1周內(nèi)血壓升高更為明顯,但隨時(shí)間推移血壓將恢復(fù)到正常水平[7]。有研究認(rèn)為,短暫暴露于高原缺氧后動(dòng)脈血壓無(wú)變化或輕度升高[11-12]??傊?,高原環(huán)境下動(dòng)脈血壓變化的結(jié)果現(xiàn)仍不一,有待于未來(lái)大樣本研究所證實(shí)。
人體對(duì)高原環(huán)境具有強(qiáng)大的習(xí)服適應(yīng)能力,習(xí)服程度受居住地海拔高度和居住時(shí)間等因素的影響。高原停留一定時(shí)間是獲得習(xí)服所必須的基本條件[13]。有文獻(xiàn)報(bào)道,青年士兵進(jìn)入高原7 d后即可建立初步習(xí)服[14]。高鈺琪[15]將個(gè)體進(jìn)入高原6個(gè)月以后稱為完全習(xí)服,完全習(xí)服后人體生理指標(biāo)趨于相對(duì)穩(wěn)定,體力勞動(dòng)能力達(dá)到良好水平。李紅等[16]研究發(fā)現(xiàn),初入高原個(gè)體在急性適應(yīng)期收縮壓和舒張壓均顯著升高,其中以第3日和第7日表現(xiàn)最為明顯,到15 d后血壓開(kāi)始逐漸下降,第30日時(shí)血壓即基本回復(fù)至接近平原水平,而在血壓變化中又以舒張壓變化最為明顯。說(shuō)明平原人進(jìn)入高原低壓缺氧環(huán)境后,機(jī)體為適應(yīng)此環(huán)境,使動(dòng)脈血管直接收縮,加之代償性體內(nèi)貯存血液釋放、有效循環(huán)血量增加及暫時(shí)性高腎素和血管緊張素轉(zhuǎn)換活性仍較高等因素,導(dǎo)致血壓顯著升高。Sun等[17]指出,從高原急性缺氧到缺氧適應(yīng)這個(gè)過(guò)渡轉(zhuǎn)變期,腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)起著重要作用。趙書(shū)平等[18]也認(rèn)為,進(jìn)入高原初期,隨著海拔的升高,血漿腎素活性和血管緊張素Ⅱ水平增高,提示腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的變化是急進(jìn)高原人員出現(xiàn)增壓反應(yīng)及與此有關(guān)的急性高原病(acute mountain sickness,AMS)機(jī)制之一。大量研究已表明,高原低氧初期使血漿腎素活性水平增加,促使血管緊張素原轉(zhuǎn)化為血管緊張素Ⅰ,血管緊張素Ⅰ在肺中轉(zhuǎn)化為血管緊張素Ⅱ,循環(huán)中的血管緊張素Ⅱ廣泛影響全身小動(dòng)脈緊張度;同時(shí),血管緊張素轉(zhuǎn)換酶活性也增加,導(dǎo)致外周阻力升高,以內(nèi)臟、皮膚血管收縮最為明顯,迫使部分血液流向心、肺等重要臟器[19]。隨高原習(xí)服時(shí)間延長(zhǎng)及機(jī)體對(duì)低氧代償和適應(yīng),尤其是血管緊張素轉(zhuǎn)換酶活性下降,有效阻止了高水平腎素引起的血管緊張素Ⅱ形成和醛固酮的分泌,從而防止血管進(jìn)一步收縮及大量水鈉潴留,促使血壓逐漸回降至平原時(shí)水平。機(jī)體在急性習(xí)服期為適應(yīng)高原環(huán)境動(dòng)脈血壓出現(xiàn)適應(yīng)性升高,可能與交感神經(jīng)系統(tǒng)激活有關(guān)[11,20]。
當(dāng)在高原留居一定時(shí)間后,隨人體對(duì)低氧環(huán)境的適應(yīng),心輸出量逐漸減少,血壓常出現(xiàn)不同程度的變化,有些人血壓恢復(fù)至平原水平,有些人血壓進(jìn)一步降低,導(dǎo)致高原低血壓,亦有表現(xiàn)為收縮壓無(wú)明顯改變,而舒張壓相對(duì)較高,甚至收縮壓和舒張壓之差<20 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)的高原低脈壓情況發(fā)生;此外亦有持續(xù)性血壓升高者(高原高血壓)。Ruiz等[21]指出,較高海拔居民有較低靜息血壓特別是收縮壓。有文獻(xiàn)報(bào)道,久居高原人群血壓比平原居民低,收縮壓和舒張壓呈逐漸降低趨勢(shì),且在某些情況下兩者下降至平原以下,但收縮壓比舒張壓可能更易于受到影響,這可能與長(zhǎng)期居住于高原者交感神經(jīng)降低而副交感神經(jīng)激活而導(dǎo)致血壓降低有關(guān)[22]。李珣等[23]對(duì)漢族男性青年久居高原不同時(shí)段血壓進(jìn)行觀察:高海拔低氧環(huán)境對(duì)移居者血壓影響呈持續(xù)負(fù)性影響,在移居高原0.5~18年內(nèi),收縮壓、舒張壓、脈壓平均值均較平原正常值顯著下降,其機(jī)制可能為:慢性低氧直接抑制心肌收縮性,導(dǎo)致心輸出量下降,主要影響收縮壓;也可使外周阻力血管擴(kuò)張,舒張壓下降;綜合調(diào)控結(jié)果導(dǎo)致脈壓同步下降。
Tripathy等[24]對(duì)不同海拔高度藏族居民的血壓進(jìn)行調(diào)查分析,發(fā)現(xiàn)高原世居人群動(dòng)脈血壓較低,且高海拔比低海拔血壓偏低,可能與血管平滑肌舒張(一氧化氮產(chǎn)生)、側(cè)支循環(huán)和血管形成增加及紅細(xì)胞和血紅蛋白水平較高有關(guān)[25-26],這與Shrestha等[27]研究結(jié)果一致。
5.1高原動(dòng)脈血壓與AMS的關(guān)系 AMS是個(gè)體由平原地區(qū)進(jìn)入海拔>2400 m的高原地區(qū),或久居高原地區(qū)者進(jìn)入更高海拔所發(fā)生的一種以頭痛、胃腸道癥狀、疲勞、虛弱、呼吸困難和失眠的復(fù)雜綜合征[28]。其一般在抵達(dá)高原6~12 h后發(fā)生,多數(shù)在1~3 d內(nèi)癥狀可緩解[29-30]。普遍認(rèn)為,AMS的發(fā)生與循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)輸功能關(guān)系密切,且動(dòng)脈血壓是反映循環(huán)系統(tǒng)功能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。有關(guān)高原動(dòng)脈血壓變化與AMS發(fā)病的關(guān)系至今仍無(wú)確切定論。Napoli等[28]認(rèn)為,高原動(dòng)脈血壓變化有可能是促進(jìn)AMS發(fā)病因素之一。也有文獻(xiàn)報(bào)道,高原動(dòng)脈血壓與AMS的相關(guān)機(jī)制可能與交感神經(jīng)激活有關(guān),交感神經(jīng)化學(xué)反射可能是AMS發(fā)生的一個(gè)重要因素,即進(jìn)入高原者動(dòng)脈血壓越高,AMS易患性越大[31]。也有文獻(xiàn)表明,動(dòng)脈血壓與AMS發(fā)病無(wú)關(guān),但與AMS評(píng)分相關(guān)[4-5]。至今,高原動(dòng)脈血壓與AMS發(fā)病關(guān)系仍無(wú)確切定論,需研究進(jìn)一步證實(shí)。
5.2高原動(dòng)脈血壓異常
5.2.1高原高血壓癥 高原高血壓癥是慢性高原病的一個(gè)臨床類型,為高原移居人群多發(fā)病和常見(jiàn)病。其定義為在低海拔地區(qū)血壓正常、進(jìn)入海拔>3000 m高原后,因高原低氧,通過(guò)血管收縮反射或交感神經(jīng)活性亢進(jìn),心輸出量增加,致血壓持續(xù)上升,收縮壓≥160 mm Hg或舒張壓≥95 mm Hg,并伴有高血壓癥狀,即為高原高血壓癥。國(guó)內(nèi)研究顯示,高原高血壓癥主要以舒張壓升高,或收縮壓與舒張壓同時(shí)升高,單獨(dú)收縮壓升高者較少[2]。導(dǎo)致血壓升高的因素可能有:①在高原環(huán)境下,長(zhǎng)期低氧使大腦皮質(zhì)功能紊亂,皮質(zhì)下中樞調(diào)節(jié)作用減弱,交感神經(jīng)興奮增高,腎上腺髓質(zhì)活性增強(qiáng),血液內(nèi)兒茶酚胺水平增多,導(dǎo)致血管外周阻力增加,血壓上升;②機(jī)體缺氧時(shí),動(dòng)脈血氧飽和度下降,刺激頸動(dòng)脈竇和主動(dòng)脈化學(xué)感受器,致使周?chē)茏枇υ黾雍托穆始铀?,血壓上升;③高原低氧也可引起體內(nèi)血液重新分布,腎血流量下降,激發(fā)腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng),使血壓升高;④高原世居者(慢性缺氧)出現(xiàn)代償性紅細(xì)胞增多,血細(xì)胞比容升高,引起血液黏滯性增加,外周血管阻力增高,從而引起血壓升高[2]。
5.2.2高原低血壓癥和高原低脈壓 移居高原前人員血壓正常,進(jìn)入高原后收縮壓<90 mm Hg,舒張壓<60 mm Hg,以收縮壓為主,并排除內(nèi)分泌疾病及外周血管疾病所引起的癥狀性低血壓即為高原低血壓癥。若收縮壓與舒張壓之差<20 mm Hg則為合并高原低脈壓。有研究報(bào)道,高原低血壓癥發(fā)病機(jī)制目前雖不清楚,但可能與以下因素有關(guān):①高原低氧使周?chē)芷交∷沙?,毛?xì)血管開(kāi)放增多,致周?chē)茏枇ο陆?;②缺氧?duì)心肌有直接抑制作用,使長(zhǎng)住高原人群每搏輸出量減少引起心輸出量下降,心臟收縮能力下降使其對(duì)血液推動(dòng)力不足,同時(shí)血容量減低,導(dǎo)致體循環(huán)血壓下降(主要表現(xiàn)在收縮壓);③長(zhǎng)期高原缺氧使迷走神經(jīng)興奮占優(yōu)勢(shì),導(dǎo)致高原低血壓[2]。
在以低氧、低壓為主要特征的高原環(huán)境下,平原人體循環(huán)血壓有不同程度的改變,可表現(xiàn)為血壓增高或降低,多數(shù)表現(xiàn)為血壓增高。隨著對(duì)高原低氧環(huán)境適應(yīng),血壓可恢復(fù)至原來(lái)水平。嚴(yán)重低氧時(shí)血壓可顯著下降。雖然有較多文獻(xiàn)對(duì)高原血壓動(dòng)態(tài)變化已報(bào)道,但目前關(guān)于高原動(dòng)脈血壓與急慢性高原病是否具有相關(guān)性、是否存在種族差異等諸多問(wèn)題均需要更加深入的研究,為急性高原病及高原高血壓癥預(yù)防和治療奠定理論基礎(chǔ)。
[1] 劉愛(ài)玲,姜海艷,姚勝銀,等.急性高原缺氧環(huán)境與頸動(dòng)脈瞬時(shí)波強(qiáng)參數(shù)間相關(guān)性研究[J].中國(guó)循環(huán)雜志,2012,27(6):450-453.
[2] 崔建華.高原醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與臨床[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,2012:8-10,164-168.
[3] 朱燕,白智勇.初入高原100名新兵血壓變化分析[J].西藏科技,2011(1):21.
[4] Rhodes HL,Chesterman K,Chan CW,etal.Systemic blood pressure,arterial stiffness and pulse waveform analysis at altitude[J].J R Army Med Corps,2011,157(1):110-113.
[5] Siqués P,Brito J,Banegas JR,etal.Blood pressure responses in young adults first exposed to high altitude for 12 months at 3550 m[J].High Alt Med Biol,2009,10(4):329-335.
[6] Sizlan A,Ogur R,Ozer M,etal.Blood pressure changes in young male subjects exposed to a median altitude[J].Clin Auton Res,2008,18(2):84-89.
[7] 陳建華,鄭必海,嚴(yán)亦平,等.高海拔地區(qū)施工人員血壓動(dòng)態(tài)變化影響因素及其機(jī)制探討[J].武警醫(yī)學(xué),2012,23(7):583-585.
[8] Mazzeo RS,Bender PR,Brooks GA,etal.Arterial catecholamine responses during exercise with acute and chronic high-altitude exposure[J].Am J Physiol,1991,261(4 Pt 1):E419-E424.
[9] Mazzeo RS,Wolfel EE,Butterfield GE,etal.Sympathetic response during 21 days at high altitude(4,300m) as determined by urinary and arterial catecholamines[J].Metabolism,1994,43(10):1226-1232.
[10] Ni Z,Bemanian S,Kivlighn SD,etal.Role of endothelin and nitric oxide imbalance in the pathogenesis of hypoxia-induced arterial hypertension[J].Kidney Int,1998,54(1):188-192.
[11] Naeije R.Physiological adaptation of the cardiovascular system to high altitude[J].Prog Cardiovasc Dis,2010,52(6):456-466.
[12] Faoro V,Boldingh S,Moreels M,etal.Bosentan decreases pulmonary vascula resistance and increases exercise capacity in acute hypoxia[J].Chest,2009,135(5):1215-1222.
[13] 金海英.急進(jìn)高原集訓(xùn)新兵靜態(tài)血氧飽和度及血壓與心率的觀察[J].西部醫(yī)學(xué),2013,25(3):404-406.
[14] 史渭,彭建新,高平,等.高原駐訓(xùn)練衛(wèi)勤保障的困難與對(duì)策[J].華北國(guó)防醫(yī)藥,2009,21(5):69-70.
[15] 高鈺琪.高原病理生理學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2006:14,25.
[16] 李紅,胡國(guó)柱,鄭必海.平原個(gè)體進(jìn)入高原后急性習(xí)服期機(jī)體血壓變化情況觀察[J].現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生,2012,28(15):2302-2303.
[17] Sun NL,Wang LY,Xi Y,etal.Effect of renin-angiotensin system on arterial function in persons with acute mountain sickness[J].Int J Cardiol,2013,167(4):1641-1642.
[18] 趙書(shū)平,張雪峰.高原習(xí)服期腎素、血管緊張素、醛固酮的變化與血流動(dòng)力學(xué)的影響[J].臨床薈萃,2008,23(16):1188-1189.
[19] 侯成榮,張惠莉.腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)在高原習(xí)服中的作用[J].青海醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2004,25(3):182-183.
[20] Wolfel EE,Selland MA,Mazzeo RS,etal.Sympathetic hypertension at 4,300m is related to sympathoadrenal activity[J].J Appl Physiol(1985),1994,76(4):1643-1650.
[22] Hanna JM.Climate,altitude,and blood pressure[J].Hum Biol,1999,71(4):553-582.
[23] 李珣,李素芝,黃躍.漢族青年男性移居高原后血壓變化特點(diǎn)[J].高原醫(yī)學(xué)雜志,2009,19(S1):21.
[24] Tripathy V,Gupta R.Blood pressure variation among Tibetans at different altitudes[J].Ann Hum Biol,2007,34(4):470-483.
[25] León-Velarde F,Sanchez J,Bigard AX,etal.High altitude tissue adaptation in Andean coots:capillarity,fibre area,fibre type and enzymatic activities of skeletal muscle[J].J Comp Physiol B,1993,163(1):52-58.
[26] Koizumi T,Ruan Z,Sakai A,etal.Contribution of nitric oxide to adaptation of tibetan sheep to high altitude[J].Respir Physiol Neurobiol,2004,140(2):189-196.
[27] Shrestha S,Shrestha A,Shrestha S,etal.Blood pressure in inhabitants of high altitude of Western Nepal[J].JNMA J Nepal Med Assoc,2012,52(188):154-158.
[28] Napoli AM,Milzman DP,Damergis JA,etal.Physiologic affects of altitude on recreational climbers[J].Am J Emerg Med,2009,27(9):1081-1084.
[29] Imray C,Booth A,Wright A,etal.Acute altitude illnesses[J].BMJ,2011,343:d4943.
[30] Imray C,Wright A,Subudhi A,etal.Acute mountain sickness:pathophysiology,prevention,and treatment[J].Prog Cardiovasc Dis,2010,52(6):467-484.
[31] Lanfranchi PA,Colombo R,Cremona G,etal.Autonomic cardiovascular regulation in subjects with acute mountain sickness[J].Am J Physiol Heart Circ Physiol,2005,289(6):H2364-H2372.