宋 昭，鄭 龍，楊來(lái)啟，鄧自和，吳銀霞，戴 捷，馬文濤(中國(guó)解放軍第三醫(yī)院全軍精神衛(wèi)生中心，寶雞 7004;陜西中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合臨床醫(yī)學(xué)院;通訊作者，E-mail:mwtwyj@63．com)

低壓性低氧是高海拔地區(qū)最明顯的特征，也是影響平原人適應(yīng)高原環(huán)境最重要的因素。腦是對(duì)低氧最敏感的器官，在海拔3 000 m以上的高原地區(qū)，伴隨著機(jī)體攝氧不足和組織氧供減少，大腦功能明顯受損［1］。已有研究表明高原低氧可導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)遞質(zhì)代謝紊亂［2］，其主要機(jī)制為低氧改變大腦的生物化學(xué)過(guò)程，特別是神經(jīng)遞質(zhì)的代謝，其中又以單胺遞質(zhì)為主［3-6］。也有報(bào)道稱隨著高原居留時(shí)間的延長(zhǎng)和對(duì)高原低氧環(huán)境的逐漸適應(yīng)，腦功能水平可有所恢復(fù)，但仍然低于平原水平［7］。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)高原低氧影響有機(jī)體神經(jīng)遞質(zhì)的研究報(bào)道主要集中在動(dòng)物低氧急性期中樞神經(jīng)遞質(zhì)［4，6］和人體外周神經(jīng)遞質(zhì)的含量變化等兩方面，缺乏針對(duì)高原低氧急性期后的人類中樞神經(jīng)遞質(zhì)變化狀況的文獻(xiàn)報(bào)道。

腦電超慢漲落圖技術(shù)(encephalofluctuograph technology，ET)是由我國(guó)首創(chuàng)并完善的新技術(shù)，在完全自然和絕對(duì)無(wú)損傷的條件下通過(guò)多重頻譜與非線性特征分析從機(jī)體腦電信號(hào)中提取超慢信號(hào)系統(tǒng)，最終能得到 Ach、Glu、DA、EXC、AchR、GABA、5-HT、NE、INH 9種腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的相對(duì)含量實(shí)測(cè)值，可以反映大腦的相對(duì)功能［8］。

本研究首次在海拔4 300 m的高原環(huán)境下使用腦ET技術(shù)測(cè)量駐訓(xùn)士兵的中樞神經(jīng)遞質(zhì)相對(duì)含量的實(shí)測(cè)值，并首次結(jié)合相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的比值指標(biāo)，旨在探索高原駐訓(xùn)對(duì)戰(zhàn)士腦功能的影響，為制定官兵高原駐訓(xùn)醫(yī)療保障方案提供理論基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1．1 研究對(duì)象

試驗(yàn)組均為來(lái)自平原某快反部隊(duì)步兵連擔(dān)負(fù)高原駐訓(xùn)任務(wù)的45名平原及盆地籍健康男性，平均年齡(20 ±1．80)歲，軍齡(1．92 ±1．30)歲，身高(173．08±4．86)cm，體重(64．67 ±5．92)kg。既往身體健康，情緒穩(wěn)定，無(wú)高原旅居史，日?；顒?dòng)和飲食相同。試驗(yàn)組平原期的腦ET檢測(cè)，于入駐高原前2周完成，駐地海拔1 100 m;試驗(yàn)組高原期的腦ET檢測(cè)，于高原駐訓(xùn)8周后完成，駐地為海拔4 300 m的青海高原。正常對(duì)照組為未進(jìn)駐高原的平原某后勤部隊(duì)45 名健康男性戰(zhàn)士，平均年齡(19．95 ±1．96)歲，軍齡(2．03 ± 1．24)歲，身高(174．16 ± 4．89)cm，體重(66．86 ±6．78)kg。兩組被試年齡、軍齡、身高、體重均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

1．2 研究方法

采用北京同仁光電公司生產(chǎn)的ML-2001型腦電超慢漲落圖儀，按國(guó)際10/20系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)放置電極，讓被試在清醒、安靜、閉目狀態(tài)下連續(xù)采集腦電信號(hào)18 min。采集結(jié)束后，儀器自動(dòng)分析處理結(jié)果并給出腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì) Ach、Glu、DA、EXC、AchR、GABA、5-HT、NE、INH的實(shí)測(cè)值，并使用統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的比值。

1．3 統(tǒng)計(jì)方法

2 結(jié)果

2．1 神經(jīng)遞質(zhì)檢測(cè)值比較

與正常對(duì)照組比較，試驗(yàn)組平原期GABA、Glu、EXC、NE、DA 值較高，其中 GABA、EXC、DA 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均 P ＜0．05);AchR、5-HT、Ach、INH 值較低，其中AchR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．01，見(jiàn)表1)。

與正常對(duì)照組比較，試驗(yàn)組高原期GABA、Glu、EXC值較高，其中 EXC存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0．05);AchR、5-HT、Ach、NE、DA、INH 值較低，其中INH存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0．01，見(jiàn)表1)。

與平原期比較，試驗(yàn)組高原期的GABA、Glu、5-HT、Ach、EXC、NE、DA、INH 值均降低，其中 NE、DA、INH差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P＜0．05);AchR值顯著增高(P ＜0．01，見(jiàn)表1)。

表1 正常對(duì)照組、試驗(yàn)組平原期、試驗(yàn)組高原期神經(jīng)遞質(zhì)檢測(cè)值比較(±s)Table 1 Comparison of measured values of neurotransmitters between normal control group，plateau group and plain group(±s)

表1 正常對(duì)照組、試驗(yàn)組平原期、試驗(yàn)組高原期神經(jīng)遞質(zhì)檢測(cè)值比較(±s)Table 1 Comparison of measured values of neurotransmitters between normal control group，plateau group and plain group(±s)

與正常對(duì)照組比較，*P ＜0．05，＊＊P ＜0．01;與試驗(yàn)組平原期比較，#P ＜0．05，##P ＜0．01

組別Ach Glu DA EXC AchR GABA 5-HT NE INH正常對(duì)照組 17．13 ±4．90 5．03 ±3．81 4．97 ±2．99 12．44 ±4．37 30．34 ±5．53 6．38 ±3．61 21．78 ±5．03 9．09 ±4．39 6．72 ±3．29試驗(yàn)組平原期 17．11 ±6．02 5．37 ±4．06 6．13 ±3．69* 15．13 ±5．40*16．92 ±5．65＊＊8．08 ±3．67*21．11 ±5．15 10．66 ±4．00 6．16 ±3．87試驗(yàn)組高原期 16．39 ±7．36 5．13 ±3．81 4．55 ±2．65# 15．13 ±5．32*29．68 ±2．11##7．08 ±3．74 20．50 ±5．51 8．87 ±3．79# 4．63 ±3．30＊＊#

2．2 相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的比值比較

與正常對(duì)照組相比，試驗(yàn)組平原期GABA/Glu、Ach/AchR、5-HT/NE、EXC/INH 的比值較高，其中Ach/AchR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0．05);5-HT/DA、NE/DA比值較低，其中5-HT/DA差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P ＜0．01，見(jiàn)表2)。

與正常對(duì)照組相比，試驗(yàn)組高原期Ach/AchR、5-HT/NE、EXC/INH比值較高，其中 Ach/AchR、EXC/INH存在顯著性差異(P分別＜0．05和0．01);GABA/Glu、5-HT/DA、NE/DA 比值較低，其中5-HT/DA存在顯著性差異(P＜0．05，見(jiàn)表2)。

與平原期相比，試驗(yàn)組高原期5-HT/DA、NE/DA、5-HT/NE、EXC/INH比值升高，其中EXC/INH存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0．01);GABA/Glu、Ach/AchR比值下降，但差異均沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見(jiàn)表2)。

表2 正常對(duì)照組、試驗(yàn)組平原期、試驗(yàn)組高原期相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的比值比較(±s)Table 2 Comparison of the ratio of relevant neurotransmitters between normal control group，plateau group and plain group(±s)

表2 正常對(duì)照組、試驗(yàn)組平原期、試驗(yàn)組高原期相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的比值比較(±s)Table 2 Comparison of the ratio of relevant neurotransmitters between normal control group，plateau group and plain group(±s)

與正常對(duì)照組比較，*P ＜0．05，＊＊P ＜0．01;與平原期比較，#P ＜0．05，##P ＜0．01

組別 Ach/AchR EXC/INH GABA/Glu 5-HT/DA 5-HT/NE NE /DA正常對(duì)照組 0．85 ±0．23 3．39 ±1．86 2．05 ±1．68 9．72 ±5．23 2．66 ±1．36 3．38 ±1．23試驗(yàn)組平原期 2．29 ±2．03* 3．75 ±3．22 2．30 ±2．46 5．61 ±4．81＊＊ 2．70 ±1．46 2．72 ±2．92試驗(yàn)組高原期 2．16 ±1．09* 5．21 ±3．95＊＊##1．93 ±2．15 6．67 ±6．29*3．40 ±4．14 3．03 ±3．18

3 討論

現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外相關(guān)報(bào)道主要集中于動(dòng)物低氧急性期的中樞神經(jīng)遞質(zhì)變化狀況，人體研究則主要為外周神經(jīng)遞質(zhì)含量的變化。本研究利用腦ET技術(shù)首次對(duì)高原駐訓(xùn)8周戰(zhàn)士的中樞神經(jīng)遞質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，以期了解高原低氧急性期后人體中樞神經(jīng)遞質(zhì)的變化。

腦ET技術(shù)最初應(yīng)用在我國(guó)載人航天項(xiàng)目中，梅磊［8］認(rèn)為由于腦內(nèi)神經(jīng)介質(zhì)的量子釋放與突觸后電位之間存在相關(guān)關(guān)系，而腦電α波活動(dòng)代表了腦神經(jīng)細(xì)胞突觸電位變化的總和，且已有理論證明對(duì)生物信號(hào)利用非線性特征分析可以更好地揭示生理特性［9］，因此通過(guò)對(duì)α頻段功率漲落進(jìn)行非線性分析，可以發(fā)現(xiàn)不同神經(jīng)遞質(zhì)有不同的穩(wěn)定頻率，據(jù)此得到超慢頻率譜［10］。腦功能分析儀基于以上理論，通過(guò)分析受測(cè)者腦電 α波得到 Ach、Glu、DA、EXC、AchR、GABA、5-HT、NE、INH 9 種常見(jiàn)神經(jīng)遞質(zhì)的含量，并由此反映機(jī)體腦功能活動(dòng)狀況。目前，這一研究成果已廣泛應(yīng)用于航天人員選拔，并被各?？漆t(yī)院引進(jìn)，成為精神疾病與腦功能障礙的重要輔助診查手段。

中樞神經(jīng)遞質(zhì)擔(dān)負(fù)著腦內(nèi)神經(jīng)信息傳導(dǎo)的任務(wù)，參與調(diào)節(jié)機(jī)體的感覺(jué)與運(yùn)動(dòng)、自主神經(jīng)活動(dòng)、睡眠與覺(jué)醒、精神活動(dòng)與內(nèi)分泌，從各方面影響著大腦活動(dòng)［11］，因此神經(jīng)遞質(zhì)含量的變化可以反映腦功能的變化。神經(jīng)遞質(zhì)從功能上可分為興奮性與抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，并組成不同的拮抗對(duì)，呈反向糾纏態(tài)［12］。Ach、Glu、DA、EXC 屬于興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，AchR、GABA、5-HT、NE、INH 屬于抑制性神經(jīng)遞質(zhì)［13］。

本研究結(jié)果顯示，在神經(jīng)遞質(zhì)實(shí)測(cè)值中，與正常對(duì)照組相比，試驗(yàn)組平原期DA、EXC含量更高，而GABA、AchR含量更低，說(shuō)明試驗(yàn)組處于相對(duì)興奮狀態(tài)且更加疲勞，推測(cè)這是由于后勤部隊(duì)與快反部隊(duì)不同訓(xùn)練強(qiáng)度所導(dǎo)致的。與平原期相比，試驗(yàn)組高原期DA、NE、INH含量均顯著降低，AchR顯著增高，說(shuō)明此時(shí)大腦活動(dòng)相比平原期受到抑制，推測(cè)原因?yàn)閼?zhàn)士初入高原時(shí)交感神經(jīng)系統(tǒng)持續(xù)興奮，在駐訓(xùn)8周后逐步被耗竭，導(dǎo)致DA、NE含量下降，這與以往研究結(jié)果基本一致。馬文濤［6］將低氧歸于生理應(yīng)激，認(rèn)為隨著生理應(yīng)激強(qiáng)度的增加，大鼠的DA、NE、5-HT含量都有逐漸升高然后降低的趨勢(shì)。Li等［14］，Miwa 等［15］也稱單獨(dú)給予大鼠低氧應(yīng)激 24 h后，NE含量減少，說(shuō)明NE對(duì)低氧敏感。與正常對(duì)照組相比，試驗(yàn)組高原期DA、NE、AchR含量均無(wú)明顯變化，提示駐訓(xùn)8周后戰(zhàn)士對(duì)低氧環(huán)境有逐步適應(yīng)趨勢(shì);EXC顯著增高、INH顯著降低，則說(shuō)明此時(shí)大腦的興奮和抑制功能尚未達(dá)到平衡狀態(tài)。

腦功能活動(dòng)是各神經(jīng)遞質(zhì)協(xié)同作用的結(jié)果，因此使用相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)的比值作為評(píng)價(jià)大腦功能活動(dòng)變化的指標(biāo)更具說(shuō)服力，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。本研究根據(jù)各神經(jīng)遞質(zhì)的不同功能性質(zhì)計(jì)算了 GABA/Glu、Ach/AchR、5-HT/DA、5-HT/NE、NE/DA、EXC/INH等6種相關(guān)神經(jīng)遞質(zhì)比值。結(jié)果顯示，與正常對(duì)照組相比，試驗(yàn)組在平原與高原期下均表現(xiàn)出Ach/AchR比值顯著高于對(duì)照組、5-HT/DA比值顯著低于對(duì)照組，說(shuō)明此時(shí)試驗(yàn)組腦功能活動(dòng)長(zhǎng)期處于興奮狀態(tài)，這可推測(cè)為快反部隊(duì)處于高強(qiáng)度訓(xùn)練有關(guān)。在高原期，試驗(yàn)組EXC/INH比值均顯著高于正常對(duì)照組和平原期，也說(shuō)明駐訓(xùn)8周后大腦的興奮和抑制功能尚未達(dá)到平衡狀態(tài)。

綜上所述，駐訓(xùn)8周后高原低氧仍可使戰(zhàn)士腦功能活動(dòng)受到抑制，其中DA、NE等單胺類神經(jīng)遞質(zhì)受到的影響最大。已有研究表明，DA、NE的生成與絡(luò)氨酸的代謝有關(guān)［16］，因此在駐訓(xùn)期戰(zhàn)士的飲食中增加魚(yú)類、牛肉、酸奶等富含絡(luò)氨酸的食物，可改善戰(zhàn)士腦功能活動(dòng)狀況，更好更快地適應(yīng)高原環(huán)境。

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