【word】 反复体位改变训练可提高人体头低位耐力

【word】 反复体位改变训练可提高人体头低位耐力 反复体位改变训练可提高人体头低位耐力 116ChinJApplphysiol2008;24(1 反复体位改变训练可提高人体头低位耐力 吴斌,一,吴萍,薛月英,刘兴华,王焰磊,姜世忠., (I.第四军医大学航空航天医学系,陕西西安710032;2.中国航天员科研训练中心,北京100094) 摘要目的:检验反复体位改变训练可提高人体头低位耐力的假设是否正确.方法:6名青年男性被试者经受了 为期11d,共9次反复体位改变训练.在训练前,后分别评价被试者对一30./30min头低位倾斜(head—downtilt, HDT)的反应,记录症状,心率,血压,颈部血流等主客观指标.结果:?训练后,被试者在FIDT中的反应得到了改 善,表现为与训练前相比,HDT中的不良症状明显减轻(症状得分1.00?0.63讲6.00?3.79,P<0.05),心率降低 的幅度明显增加(一4.4?3.6一0.6?2.5,P<0.01);?训练前,被试者在HDT中,颈内静脉血流与仰卧位比较 明显减少(P<0.01),初期颈内动脉血流明显增加(P<0.01),颈总动脉血流呈现增加的趋势;训练后,被试者在 HITF中.颈内静脉血流与仰卧位比较无显着差别,颈内动脉血流呈现先升后降的趋势,颈总动脉血流呈现降低的趋 势.结论:反复体位改变训练可提高人体头低位耐力;血液头向转移得 到抑制是反复体位改变训练提高头低位耐 力的主要机制. 关键词:反复体位改变;训练;头低位;耐力;颈动脉;颈内静脉;血流 中图分类号:R852.22文献标识码:A文章编号:1000—6834(2008J01—116—05 头低位倾斜(head—downtilt,}{I)T)是当今应用 最为广泛的地面模拟失重的方法之一.人体HDT 耐力在一定程度上反映了机体的心血管调节功能和 对微重力环境的生理耐受情况【1,2l.从理论上讲, 如能在飞行前设法提高航天员的头低位耐力,便有 可能提高航天员进人太空后对微重力环境的适应 性.实际上.在载人航天早期,前苏联和美国都通过 连续数个晚上头低位睡觉的方法对航天员进行训 练,以使航天员人轨后尽快适应失重环境L2J.但 是,这种做法在提高航天员头低位耐力的同时,可能 会降低立位耐力.因为有研究表明,即使短时间的 失重拟失重,也会造成人体立位耐力降低L3J. 立位耐力的降低不利于航天员承受航天器上升段, 返回段的超重作用和返回后对地球1G环境的适 应.因此.有必要寻求既能提高航天员头低位耐力, 又能保持或提高立位耐力的训练方法.我们先前的 研究证明,一定模式的反复体位改变训练可提高人 体的立位耐力[53.由于这种训练方法可同时对人 体施加血液足向转移和头向转移的双重刺激,因此, 我们设想该方法也能提高人体的头低位耐力.本研 究的目的就是检验这一设想,为反复体位改变训练 在航天员医学生理学训练中应用提供依据. 1对象与方法 1.1被试者 被试者为6名健康男性,年龄18,23岁,身高 167,179cm,体重60,88kg.实验期间除承受本 实验所安排的训练和检查外,只进行一般性体育锻 炼. 1.2训练设备 所用训练设备是我们自行研制的一台自动立位 转床,它由床体,电动机,变频器和控制微机构成. 训练时被试者躺在床体上,控制微机按预先设定好 的程序通过变频器指挥电动机使床体运行.运行的 角度,角速度,时间可根据需要任意设置.该设备具 有安全可靠,使用方便,性能先进等特点. 1.3反复体位改变训练 被试者平躺在自动立位转床上,转床按下列程 序自行运转:0.,5min一15.,1.5min一十50.,1 rain一15.,1.5min一十50.,1min一15.,1.5 rain一十50.,1min一一30.,2min一十50.,1min 一一30.,2min一十50.,1rain一30.,2min一十 50.,1min一45.,3min一十50.,1min一一45.,3 rain一十50.,1min一.30.,2min一十50.,1min, 运转角速度为15./S.该训练持续lld,每3d为一 个周期,3d中每天进行1次上述程序的反复体位改 变,每次约35min,共进行3个周期共9d的训练, *基金项目:中国载人航天工程基金资助(01103304) 收稿日期:2006.03.30;修回日期:2007—07.09 作者简介:吴斌(1971一),男,陕西人,副研究员,博士在读, 从事重力生理学及航天员选拔训练研究.通讯作者,E-maih wubinacc@sina.L’om 中国应用生理学杂志,2008;24(1 每个周期之间间隔1d. 1.4头低位耐力检查 头低位耐力检查在自动立位转床上进行.为了 消除昼夜节律对心血管系统的影响,每名被试者的 2次头低位耐力检查安排在1d的同一时间段进行. 检查时,被试者安静平卧10min,然后一30.,停留 30rain,最后0.,恢复5rain,结束检查.实验期间观 察和询问被试者体征和主观感觉,监测和记录心率 (HR),收缩压(SBP),舒张压(DBP),平均动脉压 (MBP),颈部血管血流等客观生理指标的变化.以 被试者出现明显头痛,恶心,欲吐,眩晕或严重头胀 为中止指征…. 1.5颈部血管血流的测量 使用HP一2500型彩色超声显像仪,5.2,7.0 MI-Iz的梯形探头,沿血管走向分别显示左,右两侧 颈内静脉(IVJ),颈总动脉(CCA)和颈内动脉(ICA) 的横切面,测试血流速度(每次测量取4—5个心动周 期的平均值)和血管内径,并通过平均血流速度和管 117 径计算单侧血管血流量,之后两侧血管血流量相加 得颈内静脉血流量(IVJF),颈总动脉血流量 (CCAF)和颈内动脉血流量(ICAF)【.测量时间为 仰卧位(对照值),头低位第5,10min和第20,25 rain以及恢复期. 1.6统计处理 数据用平均数?差(?S)表示,采用Ex— cel软件,t检验方法进行统计学处理. 2结果 2.1训练前,后头低位耐力检查中的一般反应 反复体位改变训练前,4人耐受了头低位一 30./30min,2人由于出现了严重不适,只分别耐受 了11.0rain和19.5min;反复体位改变训练后,6 名被试者均顺利耐受了头低位一30./30min.训练 后,被试者对头低位的耐受时间较训练前有增加的 趋势(30.O0?0.O0min”US25.08?8.08rain,P< 0.10 Tab.1Individuals’symptomsunderHDTtestbeforeandaftertraining Symptoms:一unconspicuous;+slight;++moderate;卅serious 反复体位改变训练前和训练后相比,被试者在3.79,P=0.01). 检查中表现出来的症状明显减轻(表1).如果将被2.2训练前,后头低位耐力检查中心率和血压的变化 试者在头低位耐力检查中可能出现的头胀,头昏,头训练前,头低位耐力检查中,被试者头低位期间 痛,鼻塞,面部和巩膜充血等主诉和体征予以量化,的平均HR和血压较仰卧位呈现略微下降的趋势, 每项阴性为0分,轻微为1分,中等为2分,严重为但无统计学意义;训练后,头低位耐力检查中,被试 3分,然后将所有分值相加,便为该被试者在检查中者头低位期间的平均HR和血压较仰卧位明显下降 的症状得分.症状得分越高,说明表现越差.分析(P<0.05或P<0.01).将训练前,后头低位耐力 表明,训练后,被试者在头低位耐力检查中的平均症检查中心率和血压变化的幅度相比,发现训练后 状得分显着小于训练前(1.00?0.63”US6.00?HR降低的幅度明显增大(与训练前比,P<0.01), 118 MBP降低的幅度有增加趋势(与训练前比,0.05<P<0.10,表2). ClainJAppl0hysiol2008:24(1 Tab.2ChangesofheartrateandbloodpressureduringHDTtestbeforeandafte rtraining(?S,=6) ?HK:MeanHRduringHDTminusmeanHRduringsupineinthesametest;~k SBP,ADBPand?MBPwerecalculatedanalo— gously -p<0.05.<0.01”USsupineinthesametest;<0.01”USpre-training 2.3训练前,后头低位耐力检查中颈部血流的变化略微增加,但无统计学意义. 训练前,头低位耐力检查中,被试者在头低位期训练后,头低位耐力检查中,被试者在头低位期 间颈内静脉血流明显减少(与Pre—HDT比,P<间颈内静脉血流基本维持不变;颈内动脉血流呈现 0.05或0.01);颈内动脉血流在头低位初期明显增先增加后降低的趋势;颈总动脉血流降低,头低位后 加,平均增幅达12.1%(与Pre—HDT比,P<0.01,期降幅达15.4%(与Pre—HDT比,P<0.10,表3). 表3),头低位后期仍有增加的趋势;颈总动脉血流 Tab.3ChangesofneckbloodflowduringHDTtestbeforeandaftertraining(? S.=6) Foursubjects’datawerecalculatedat20~25minduringHDTbeforetraining ‘P<0.05.-p<0.01”USpre-HDTinthesametest 3讨论 本研究结果显示,反复体位改变训练后,被试者 头低位耐力检查中的反应发生了变化,表现为:与训 练前相比,耐受时间有增加的趋势,不良症状明显减 轻,心率和血压明显降低,头向血流得到了抑制.可 见,反复体位改变训练改善了心血管功能,提高了人 体的头低位耐力,从而证明了我们先前的设想. 人体从仰卧位变为头低位时,由于重力造成的 流体静压的改变,导致头颈部动脉血压升高,脑血流 增加.此时,颈动脉窦压力随之升高,可引起颈一 反射,使心率减慢和动脉血压回落,以维持心输出量 和脑部血液灌注压于一定水平,保持脑血流不致增 加的过多,甚至有所减少.这是机体应对头低位应 激的主要代偿调节机制.另外,神经一体液因素和心 肺部位的压力一容量感受器反射亦发挥着重要作 用【.本研究通过反复体位改变训练,一方面给颈 动脉窦定期反复施加压力改变的刺激,提高了颈动 脉窦的反射功能,使得机体在头低位耐力检查中心 率和血压明显降低;另一方面,神经一体液因素的调 节机制和心肺部位的压力一容量感受器反射功能可 能也得到了改善.从而,机体对头低位应激逐渐产 中国应用生理学杂志,2008;24(1 生了适应,耐力得以提高. 研究表明,头低位耐力不良者,由于血液过多的 头向转移,造成头颈部静脉淤血,组织液渗出,颅内 压升高,因此可出现明显的面部肿胀,头痛,鼻塞,头 颈部充血等不适症状;而耐力良好者,由于头颈部血 管的适应性调节,脑部血流可在一定范围内保持相 对稳定,仅有轻度不适症状【,7J.可见,头部的血流 状况是决定机体对头低位反应的重要因素.在本研 究中,反复体位改变训练前,被试者在头低位试验 中,颈内静脉血流明显降低,颅内血液回流受阻;颈 内动脉和颈总动脉血流呈现增加的趋势,特别是在 头低位初期颈内动脉血流明显增加,说明流人头部 的血液有所增加;两方面的共同作用,使得血液在头 部潴留较多.反复体位改变训练后,在头低位试验 中,被试者颈内静脉血流基本维持不变,甚至略有增 加,说明颅内血液回流得到了改善;颈内动脉血流呈 现先增加后降低的趋势,颈总动脉血流在头低位后 期降幅达15%左右,说明经过调节流人头部的血流 有所减少;两方面的共同作用,使得血液的头向转移 减缓.我们认为,被试者在头低位试验中血液头向 转移得到了有效抑制是反复体位改变训练后人体头 低位耐力提高和不适症状明显减轻的直接原因. 总之,本研究证实,反复体位改变训练可提高人 体的头低位耐力.由于头低位耐力与人体对失重环 境的适应性密切相关,因此,可考虑在航天飞行前对 航天员实施此项训练.此外,反复体位改变训练可 ll9 提高人体立位耐力J,两者相辅相成,更有利于航 天员训练.该训练所用设备和方法相对简单,故反 复体位改变训练有望作为航天员医学生理学训练的 项目之一.但由于本研究被试人数和人群的局限 性,该训练方法的有效性及效果维持时间等问题尚 需进一步探讨. 4参考文献 [1]俞尧荣,钱锦康.航天员医学监督与医学保障[M]. 北京:国防工业出版社,2001.257—261. [2]沈羡云,薛月英,姜世忠.航天重力生理学与医学 [M].北京:国防工业出版社,2001.454—458. [3]BungoMW,JohnsonPC.Cardiovascularexaminations andobservationofdeconditioningduringthespaceshut— tieorbitsflighttestprogram[J].AviatSpaceEnviron Med,1983,54(11):1001—1004. [4]BuckeyJCJ,LyndaDL,Ber~aminDL,eta1.Or— thostatictoleranceafterspaceflight[J].JApplPhysiol, 1996,81(1):7-l8. [5]吴斌,由广兴,吴萍,等.反复体位改变训练对 人体立位耐力的影响[J].航天医学与医学工程, 2003,16(5):326—328. [6]HuZH,ZhaoGX,XiaoZJ,eta1.Differentrespons— esofcerebralvesselst30.head-downtiltinhumans【J】 . AviatSpaceEnvironMed,1999,70(7):674—680. [7]赵国璇,胡志红,杨静生,等.头低位(一30.)卧床 条件下不同耐力者的头颈部血流变化的特点[J].航 天医学与医学工程,1998,11(5):324—328. REPEATEDBoDYPoSITIoNCHANGETRAININGCAN IMPRoVEHUMANHEAD.DoWNTILTToLERANCE WUBin, 一,WUPing,XUEYue—ying2,LIUXing—huF,WANGYan—lei,JIANGShi —zhong’ (1.DepartmentofAerospaceMedicine,theFourthMilitaryMedicalUniversity,Xi’an710032,China; 2.AstronautResearchandTrainingCenterofChina,Beijing100094,China) K Aim:Toverifythehypothesisthatrepeatedbodypositionchangetrainingcanimprovehumanhead—downtilt(HDT) tolerance.Methods:Sixyounghealthysubjectsweretrainedwithrepeatedpositionchangefor9timesand11daysaccordingtOproto— COlofalternativehead—downandhead—uptilts,eachtime0ftraininglasted forabout35min.TheirHDTtolerance(一30./30min) weredeterminedbeforeandaftertraining.Results:? Comparedwiththedatabeforetraining,subjects’symptomscoresduringHDT testaftertrainingdecreasedsignificantly(6.00?3.79”US1.O0?0.63,P<0.05),magnitudeofthedecreasedheartrateincreased significantlv(一0.6?2.5”US一4.4?3.6,P<0.01).? Beforetraining,bkxxtflowvolumeofinternaljugularvein(UV)during HDTdecreasedsignificantlyandthatofinternalcarotidartery(ICA)increasedsignificantlyatthebeginningperiodofHDTCOmpared withpre-~(P<0.01),whilebloodflowvolumeoftheCOmmoncarotidartery(CCA)presentedincreasingtrend.Aftertraining, therewaSnosignificantdifferenceinblcxxtflowvolumeofUVbetweendurin gH[yrandpre-HDT,thatofICAandCCApresented decreasingtrendinthefinalperiod0fHDTcomparedwithPre-HDT.Conclusi on:Repeatedbodypositionchangetrainingcanimprove 120ChinJAppIphysiol2008;24(1 humanhead—downtilttolerance.Anditsmaincausationisthatheadwardshif tofbloodvolumeisrestrainedtosomeextendduring HDTaftertraining. KEYWORDS:repeatedbodypositionchange;training;head—downtilt;tol erance;carotidartery;jngularvein; bloxlflow COX.2GE2对TNF..]’促进MUC5AC分泌的影响 李琪,周向东 (重庆医科大学附属第二医院呼吸内科,重庆400010) 摘要目的:研究环氧化酶一2(COX.2)/前列腺素(PGE2)在肿瘤坏死因 子.a(TNF_a)刺激黏液生成过程中的作用.方法:体外培 养的BEAS-2B气道上皮细胞系施以TNF-a刺激,以选择性及非选择 性C~)X-2抑制剂为干预因素.比较各干预组与对照组中COX. 2,PGE2水平及黏蛋白(MUC)5AC的含量的差异.结果:?x.2选择性抑 制剂NS398能抑制TNF_a引起的MUC5ACmRNA, MUC5AC蛋白含量增高(P<0.05).PGE2,COX一2及cAMP的含量 也较刺激组减少,非选择性COX-2抑制剂吲哚美辛对 MUC5ACmRNA及蛋白含量的影响不大.结论:在BEAS2B上皮细胞系中,TNF_a能诱导?x一2/PGE2生成而引起黏蛋白分泌 增加. 关键词:肿瘤坏死因子.q;环氧化酶一2;黏蛋白 KEYWORDS:tumornecrosisfactor-alpha;cycloxygenase一2;mucins 中图分类号:R363文献标识码:A文章编号:10o0—6834(2008)01—120.03 肿瘤坏死因子一a(tumornecrosisfactor,TNF.a)是慢性气 道炎症中的重要前炎性介质,在患者的痰液,血液,支气管肺 泡灌洗液中水平显着增高.作为强力的诱导剂,TNF-~可促 使白细胞介素一8合成和释放,并激活中性粒细胞,启动一系 列后续级联反应;并能通过表皮生长因子受体/p38MAPK/ NF—xB途经引起气道黏液分泌,但这非唯一信号通路.有研 究报道环氧化酶一2(cycloxygenase,COX一2)列腺素 (prostaglandin,PG)E2途径可引起支气管上皮细胞黏液合 成分泌…,而TNF-~作为COX一2生成的重要诱导因素,是否 能通过COX一2活化引起黏液增加?本研究旨在对此信号途 径作一探讨,以期对TNF-~在气道黏液高分泌中的作用机制 有更全面地认识. 1材料与方法 1.1材料与主要试剂 人气道上皮BEAS-2B细胞系由香港大学医学院Judith Mak博士馈赠;DMEM/F-12培养基,COX一2选择性抑制剂 NS-398,}{】一羊抗小鼠IgG(Sigma);吲哚美辛,TNF-~ (Promega);抗角蛋白抗体,小鼠抗MUC5AC单克隆抗体 45M1(Neomarkers),COX-2抗体,PGE2ELISA试剂盒 (R&D);cAMP放射免疫试剂盒(Sigma);黏蛋白(MUC)5AC PCR引物(香港大学医学院基因研究中心提供). 1.2细胞的培养及处理 BEAS-2B上皮细胞置于6孔培养板,每孔5,6×10细 胞,加入2mlDMEM/Ham’SF12培养液.37?5%co2湿 度培养箱常规培养至融合后,按细胞浓度2×10ceUs/m1分 为:(1)对照组:无血清培养基继续培养,不予任何刺激;(2) TNF-a组:给予TNF-~10ng/ml;(3)TNF-~+NS-398组: TNF-~10ng/ml,NS-39810tmaol/L;(4)TNF.a+吲哚美辛 组:TNF-~10ng/ml,吲哚美辛10~Lrnol/L.每组3个复孔, 孵育24h后分别收集各组细胞及上清液进行检测. 1.3RT-PCR检测细胞中MUCSACmRNA 采用Trizol法分别提取各组细胞总RNA,以两步法行 RT—PCR.参照MMLV第一链cDNA合成试剂盒(上海生 工)说明书合成cDNA第一链.PCR反应如下:94?10 min,紧随30个循环,循环参数:94?30S,55?50S,70? 50s,后72?延伸7min.产物经2%琼脂糖凝胶电泳鉴定, 约540bp处为目的基因片段.结果经电脑吸光度面积积分 分析,以与管家基因GAPDHmRNA的比值作为目的基因 mRNA的相对含量. 1.4ELISA检测MUC5AC蛋白含量 收集培养上清液,样品和标准品(50t~l/wel1)分别包被 96孔板,4?过夜;PBS(含0.1%Tween一20)洗板3次,加入 PBS250”1/well,37?60min封闭非特异性结合位点;加入 MUC5AC特异性抗体(1:2000)37?60min,洗板3次,与 }{】一羊抗小鼠IgG(Sigma)孵育.读取450IllTI处各孔光吸 收度(A)值,与标准品的比值为MUC5AC的相对含量. 1.5ELISA检测PGE2含量 按ELISA试剂盒说明书操作.测定吸光度(A)值,与标 准品比较计算出相对含量. 1.6Westernblot检测C~X-2蛋白含量 收集细胞沉淀,PBS洗涤3次,裂解后离心取上清,经