高原与低氧性肺动脉高压.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/高原与低氧性肺动脉高压张富生(青海省疾病预防保健中心职业病专科门诊,青海 西宁 810012)摘要:低氧性肺动脉高压(HPH)是高原适应生理的重要环节,也是各型高原病的发病机理。HPH的发病机理有如下几种学说:在高原环境下扩血管和缩血管激素的比例失调;细胞膜阳离子运转缺陷;细胞活性物质和内皮细胞功能紊乱;血管结构发生改变。提示在高原HPH时肺循环的储备能力减少,认为这是正常人在高原劳动能力受限的重要原因。本文还对HPH的诊断和病生理特征的鉴别提出了判定的方法。关键词:高原;低氧性肺动脉高压;发病机理中图分类号:R54312 文献标识码:A 文章编号:1002-221X(2002)02-0108-03High altitude and hypoxic pulmonary hypertensionZHANG Fu2sheng(Qinghai Provincial Center for Disease Prevention and Health Care,Xining 810012,China)Abstract:Hypoxic pulmonary hypertension(HPH)is a key link of the adaptation physiology in high altitude area and thepathogenesis of all types of high altitude diseases.HPH pathogenesis includes following hypotheses(1)proportion inbalance of thevasoconstrictor hormone and vasodilator hormone at high altitude environment;(2)disturbance of cellular cation transport;(3)dysfunction of cellular active disturbance;(4)change in vasocular structure,etc.It is suggested that the reserve ability of pulmonarycirculation has decreased at high altitute hypoxic pulmonary hypentension,and it is an important restrictedfactor of labour ability at highaltitude.The diagnosis and differential diagnosis of HPH by physiological and pathological characteristic method were also discussed inthe paper.Key words:High altitude;Hypoxic pulmonary hypertension;Pathogenesis 高原环境有许多不利于人的因素,其中以低氧和寒冷影响最大,尤以低氧最为严重。海拔5 000米左右的高原大气中氧分压几乎只相当于平原的一半;肺泡氧分压仅为平原的4213%,但正常的机体可通过一系列适应机制而得到适应。其中部分人员不能适应,同时大部分适应的人也往往在最初的几天内出现不同的高原反应。长期生活工作在高原的人即使度过最初的不适应阶段,但随着时间的延续可产生代偿性的系列反应,少数人可产生严重的器官病理改变,导致所谓的“慢性高原病”。低氧性肺动脉高压(Hypoxic pulmonary hypertension,HPH)是高原适应生理的重要环节,而显著的肺动脉高压又是各型高原病(高原肺水肿、高原红细胞增多症、高原心脏病)的重要发病机理,是一种潜在的早期高原病,且病情越重,HPH越明显1。随着西部大开发战略的实施及青藏铁路的修建,大量建设者将进入高原地区工作,高原病的防治是经济建设和保护劳动者健康的重要措施。导致高原病始发环节的HPH,即不通过血液循环和神经反射的肺血管收缩反应,已广泛被人们所接受,但其发病机理 收稿日期:2001-06-27;修回日期:2001-11-22作者简介:张富生(1951),男,青海人,研究方向:职业人群高原医学。尚未完全阐明,目前主要有如下学说2,3:细胞膜阳离子运转缺陷;扩血管和缩血管激素失衡4;血管活性物质和内皮细胞功能紊乱。1 低氧刺激对血管平滑肌细胞的直接作用 根据是:(1)低氧环境下细胞膜Na+2K+泵机制受到抑制,近于去极化状态,收缩阈值降低;(2)低氧状态下细胞膜Ca+通透性增加;(3)认为对低氧刺激存在着受体和效应器。111 低氧环境下神经递质的释放调节机理实验证明,给予低氧刺激,以肺泡侧的血管收缩反应最强,肺动脉侧次之,肺静脉侧最弱。那么低氧刺激从感受器传导到效应器的通路如何呢,现认为颈动脉体是PaO2变化下在神经信息传递间将一种信息转变为另一种的传感器官5,6。现已查明颈动脉体的特征性细胞(型细胞)是接受化学传感的部位及释放神经递质的场所。关于低氧环境下神经递质的释放调节机理有不同的学说,一种认为低氧下球细胞线粒体电子化学梯度变化,电传减慢,线粒体钙释放进入细胞浆内,细胞内钙浓度提高,引起神经递质释放;另一种认为球细胞膜上有钾通道,低氧时钾通道开放减少,从而降低总钾的传导性而引起膜去极化。膜电位的变化启动钙通道开放,允许细胞外钙进入细胞内,钙水平升高促使神经递质释放。目前认为充当传导递质的化学物质主要是组织胺、血管紧张素(Ang2)。颈动脉体 型细胞中含有丰富的多巴胺,801中国工业医学杂志 2002年4月第15卷第2期 Chinese J Ind MedApr 2002,Vol.15 No.2 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/是一种独立的神经递质,由去甲肾上腺素和42羟色胺素组成。低氧促使颈动脉体 型细胞对多巴胺的释放,故可很好地传递信息。112HPV和肺血管结构改变缺氧性肺血管收缩反应(HPV)和肺血管结构改变也是HPH形成和发展的主要因素。缺氧使肺血管内皮细胞(EC)损伤,影响EC分泌内皮依赖性舒缩因子的平衡,循环血液中的舒血管因子转变为缩血管因子,增加肺血管的收缩反应和促进肺血管结构重建7。内皮素21(ET21)为内皮依赖性缩血管因子的主要代表,相反一氧化氮(NO)为舒血管因子的主要代表,具有舒张肺血管和抑制平滑肌增殖的作用。缺氧或抑制内源性NO生成可刺激血管EC分泌合成ET21增加。同时缺氧使NO水平和肺组织原性NO合成酶(NOS)活性显著性降低,ET21/NO两者之间的平衡失调,共同促进HPV和血管重建的作用8,参与HPH的形成。研究发现在缺氧肺组织中Ang2、ET明显增高,提示肺动脉收缩的同时,加速了血管平滑肌的增殖和心肌细胞的肥大9,从而使肺动脉压持续性升高,而血管紧张素转换酶(ACE)下降,可见ACE参与HPH的形成、转归过程中肺动脉胶原的代谢、血管平滑肌细胞表型变化的调控等。113 低氧环境下血管缩舒激素失衡近年来,有人测定了平原和高原健康人血浆中血栓素A2和前列腺环素(PGI2)的降解产物TXB2和62酮2前列腺素Fl(62Keto2PGFl)的含量10,发现高原人群前者显著增高而后者相对减少,二者的比值(T/P)显著增大,为平原人的2倍。已知TXB2具有强烈的致动脉血管收缩和促血小板聚集作用,如二者的比值显著增大,则缩血管和促血小板聚集作用增强,势必导致肺小动脉收缩和肺动脉高压11。高原人T/P增大与长期缺氧有关,一方面可直接或通过激活某些血管活性物质(如组胺、白细胞三烯等)及TXB2生成明显增加;另一方面缺氧所致的肺血管内皮损伤则使PGI2的合成减少,结果T/P随之增大。同一研究发现长期移居高原的健康老年人重返平原2年,62Keto2PGFl含量仍维持在高原的水平,而TXB2却随缺氧状况的改善而恢复到平原地区同龄人的水平,T/P随之下降,也有力地证明了高原人TXB2含量增加的关键因素是缺氧。2 其他致病因素据在海拔3 500米地区观察低氧与寒冷对肺循环的影响有相加作用13。血流动力学研究显示,血红蛋白(Hb)和红细胞压积(Hct)增加,血液粘稠度增高也参与HPH的形成。健康机体的肺动脉压取决于血容量及肺血管阻力,静息状态下主要取决于后者,而影响肺血管阻力的因素是肺血管组织学结构,其次是血液粘稠度。Hb的升高增加了肺血管的阻力。那么高原低氧所形成的HPH能否通过在高原上吸氧来快速逆转?据Groves等报道13,海平面人模拟处于海拔2 500英尺高度40天,静息时平均肺动脉压(PAP)为(346)mmHg,接近海平面的2倍,负荷运动时平均PAP增加到(544)mmHg,在该高度吸100%氧,10分钟后PaO2升高,但未见肺血管阻力降低。作者认为历时40天的低压低氧所致的PAP高压可能系肺或肺血管系统本身发生了改变,从而限制了高氧的快速扩血管作用。移居高原人和世居高原人在HPH形成上有着不同的机理。前者以肺小动脉收缩为主,后者以肺小动脉肌层增厚为主14。推论移居高原的成年人HPH在平原正常血管结构基础上形成;而世居者出生后可能保持其胎儿型肺血管结构,世居者很少发生高原性心脏病可能与这种差异有关。从人类的角度看,在青藏高原繁衍生息约五千年的藏族,其适应性远远超过其他群体,在长期的自然选择中建立了完整的适应体系,获得了最佳的高原适应性。在选择某些高原劳动工种时应考虑到这一群体的优势。3 诊断在高原地区,通常把肺动脉平均压 217kPa作为判断肺动脉高压的量化指标,并以肺动脉压为218410 kPa、411617 kPa和 617 kPa分别定为轻、中和重度肺动脉高压15。右心导管术等创伤性检测法,不能在现场和人群中广泛开展,近年来用多普勒超声心动图技术,使无创伤性肺动脉压检测与有创伤检测出现了很好的相关,但设备与技术要求很高,也难于近期内普遍开展。为此,探索某种无创伤性检测法既与创伤法有较好的相关,又便于在高原基层现场测定,并可在高原人群中开展,为近年来所研究的课题,并已为此作了许多探讨1618,方法颇多,如肺密度图法、右心搏动图法、肺泡气氧张力测定法、肺阻抗血流图法以及脉冲多普勒技术法等。其中肺泡气2血气推导法和测量右下肺动脉干横径间接推导法,只须有血气值或摄胸片即可做出推导,准确性、敏感性都较好,不失为在广大基层与高原现场和群体调研时参考的一种科学简易的方法。HPH是一种环境疾病,具有显著的生物学特征,即其许多病理特征只不过是生理性适应变化的加重而已。因此必须区别生理和病理的界线。关于HPH属生理性还是病理性的判定,与同一海拔高度比较,凡伴有进一步的肺动脉氧分压(PaO2)和氧饱和度(SaO2)下降,红细胞增多,并有头昏、发绀、气短等体力活动能力下降,甚至右心衰竭的表现,应视为病理性HPH。为了提高对早期HPH的发现率,以下为诊断的参考条件15:(1)长期生活工作在高原地区(尤为3 000米以上)有体力活动能力下降为中心的相关自觉症状,有右心增大的客观指标,但能排除其他疾病所致者;(2)SaO2较当地健康人均值下降5%;(3)动静脉氧含量差C(a-v)O2超过当地健康人23倍;(4)Hb超过该海拔高度人群正常值的2040g/L。具有(1)项加(2)、(3)、(4)任何2项均可。参考文献:1苓维浚.高原健康人和高原病患者肺血流动力学研究J.中华内科杂志,1998,37(1):40242.2杨生岳,李本础.高原生理的研究进展J.国外医学军事医学901 中国工业医学杂志 2002年4月第15卷第2期 Chinese J Ind MedApr 2002,Vol.15 No.2 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/分册,1988,25(4):2102213.3 Michale L,K otlikoff,Wang Y ongXiao.Calcium release and calcium2activate chloride channels in airway smoothmuscle cell J.Am J CritCare Med,1998,158:1092114.4 James W,Ziegler D,Dunbar lvy,et al.Effects of dipyridamole andinhaled Nitric oxide in pediatric patients with pulmonary hypertension J.AmJ Respir Crit Care Med,1998,158:138821395.5吴天一.高原医学的黄金时代 从第二届世界高原医学及生理学大会看当前高原医学进展J.高原医学杂志,1997,7(1):127.6肖欣荣.慢性缺氧抑制肺动脉平滑肌细胞钾通道活性J.中华结核和呼吸杂志,1998,21(11):6812685.7姜辉.慢性缺氧性肺动脉高压大鼠内皮素肾素血管紧张素变化J.心血管杂志,1999,1402142.8李志斌.慢性缺氧性肺动脉高压大鼠内皮依赖性舒缩因子的变化J.中华结核和呼吸杂志,1998,21(4):249.9蔡闯.肺动脉血管紧张素转换酶在缺氧性肺动脉高压演进过程中的作用J.中华结核和呼吸杂志,1997,20(4):215.10杨山钟,陈连如.慢性肺心病患者血中血栓素A2,前列腺环素和维生素E的测定及相关关系的探讨J.中华病理生理杂志,1994,10(5):506.11厉志瑞,李国彤.高原居民血浆TXB2与62酮2PGF1的变化特点J.中华内分泌代谢杂志,1988,4(1):12.12杨建生.运动负荷下高原红细胞增多症患者血流动力学变化的观察J.高原医学杂志,1986,3(1):157.13 Grover B M,SuttonJ R,Wagner P,et al.Elevated pulmonary vascularresistance during at extreme altitude unresponsive to acute oxygen breathingJ.Am Rev Respir Dis,1986,132(4 part 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事故原因分析由于阻塞的污水管道内存有大量的有机腐败物,从而产生大量的硫化氢气体,管道疏通后涌出井口,造成董某中毒死亡。施救工人李某在无任何防护措施情况下,下井救人,险些丧命。本起中毒事故是由于用人单位、作业人员缺乏对硫化氢气体的危害认识,以至造成工人中毒致死事故。为消除事故隐患,杜绝类似事故再次发生,建议用人单位建立健全井上疏通污水管道作业的安全卫生管理制度及操作规程,加强职业安全卫生教育及防范意识培训,配备必要的安全卫生防护用品,作好职工卫生防毒知识及安全施救方法的培训。011中国工业医学杂志 2002年4月第15卷第2期 Chinese J Ind MedApr 2002,Vol.15 No.2