熱環(huán)境軍事作業(yè)應(yīng)激負荷評價生物學標志物篩選及損傷防治研究.pdf

1、高溫熱環(huán)境是我軍最常見的軍事作業(yè)環(huán)境，我國有大面積國土處在熱帶和亞熱帶區(qū)域，另外特定的微小氣候環(huán)境如防化服、密閉艙室等也是常見高溫作業(yè)環(huán)境。在上述熱環(huán)境下作業(yè)、訓練或作戰(zhàn)時，炎熱的外環(huán)境使機體散熱困難，甚至被迫接受大量的外加熱(熱輻射、熱對流)，機體處于高度的熱應(yīng)激狀態(tài)，可引起一系列的生理應(yīng)激反應(yīng)；當熱蓄積超過體溫調(diào)節(jié)能力時，則會產(chǎn)生不良影響，給機體帶來危害，甚至導(dǎo)致熱衰竭和熱休克，降低機體的作業(yè)效能。因此，評價及監(jiān)測熱環(huán)境軍事作業(yè)人員

2、的應(yīng)激負荷程度，增強熱環(huán)境軍事作業(yè)人員的熱適應(yīng)能力、減輕應(yīng)激損傷，對提高熱環(huán)境條件下部隊的作業(yè)、作戰(zhàn)能力具有重要意義。
　　 有關(guān)高溫作業(yè)應(yīng)激損傷機制的研究較多，主要包括代謝產(chǎn)物堆積[l]、氧化應(yīng)激損傷[2]、高溫直接損傷[3]和神經(jīng)內(nèi)分泌學說[4]等，但目前尚無直接測定熱環(huán)境軍事作業(yè)人員應(yīng)激負荷的方法。近年有研究顯示，一些新的生理指標和神經(jīng)內(nèi)分泌指標與機體的主觀應(yīng)激負荷顯著相關(guān)，如耳道溫度、瞳孔直徑變化頻率、唾液嗜鉻粒蛋白A(

3、chromograIun A，CGA)、唾液淀粉酶(salivary amylase，AMS)[5-10]等，但尚不清楚它們是否可作為評價熱環(huán)境軍事作業(yè)應(yīng)激負荷的生物學標志物。本研究選取某熱區(qū)部隊80名男性戰(zhàn)士，在濕熱環(huán)境下進行不同強度作業(yè)以施加不同程度的應(yīng)激負荷，圍繞高溫作業(yè)的氧化應(yīng)激損傷學說和神經(jīng)內(nèi)分泌學說，結(jié)合傳統(tǒng)的作業(yè)應(yīng)激評價指標[11](心率、血壓、出汗率)，重點關(guān)注機體的耳道溫度，疲勞的心理學(臨界閃光融合頻率，閃爍頻率、反

4、應(yīng)時)，神經(jīng)內(nèi)分泌(血漿皮質(zhì)醇、唾液淀粉酶、唾液嗜鉻粒蛋白A、唾液皮質(zhì)醇)，代謝產(chǎn)物(乳酸、肌酐、尿素氮)、氧化.抗氧化系統(tǒng)(丙二醛含量、還原型谷胱甘肽含量、超氧化物歧化酶活性、總抗氧化能力)和組織損傷標志物(乳酸脫氫酶、肌酸激酶)等指標在熱環(huán)境作業(yè)前后改變，并與作業(yè)強度做Spearman's相關(guān)性分析，尋找和篩選高溫作業(yè)應(yīng)激負荷靈敏的生物標志物。
　　 同時由于缺乏熱應(yīng)激負荷的量化評價指標，目前尚沒有廣泛認可的熱應(yīng)激損傷防治藥

5、物。以往研究發(fā)現(xiàn)，來源于食物的抗氧化提取物如茶多酚、番茄紅素、花色苷類物質(zhì)等能有效緩解運動員高強度訓練和比賽時生理-心理應(yīng)激負荷，并可顯著提高其運動成績[12]。本實驗室以往研制的一種以富含多酚的木瓜超微提取物和?；撬釣橹饕煞值膹?fù)合制劑具有較強的抗疲勞效應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)其可以顯著減少作業(yè)后機體的代謝產(chǎn)物堆積，并抑制自由基生成，而該制劑是否具有對抗熱環(huán)境軍事作業(yè)應(yīng)激損傷的效應(yīng)值得進一步探索。本研究利用人工氣候箱模擬高溫高濕環(huán)境，建立大鼠高溫負

6、重游泳力竭模型，并將干預(yù)組大鼠用木瓜超微提取物與?；撬峄旌衔?Chaenomeles extract andtaurine mixture，CETM)處理8天后，進行大鼠高溫負重游泳力竭預(yù)試驗；并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)前期研究篩選出的熱應(yīng)激負荷評價敏感指標，在某熱區(qū)部隊招募志愿者進行人群干預(yù)試驗，干預(yù)組受試者用CETM干預(yù)8天后，在熱環(huán)境下進行重度強度軍事作業(yè)，探討CETM可否降低機體在熱環(huán)境作業(yè)時的應(yīng)激損傷。
　　 主要結(jié)果和結(jié)論如

7、下：
　　 1.篩選研究發(fā)現(xiàn)心率、AST、ALT、LDH、SC可作為熱環(huán)境軍事作業(yè)應(yīng)激負荷生物標志物
　　 1.1本研究發(fā)現(xiàn)，熱環(huán)境作業(yè)后受試者耳道溫度升高，出汗率增加，心率、臨界閃爍、融合頻率顯著升高，血壓降低，反應(yīng)時減少。采用Spearman's方法分析其與作業(yè)強度間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)作業(yè)后心率改變與熱環(huán)境作業(yè)應(yīng)激負荷正顯著相關(guān)(r=0.498，P<0.05)。
　　 1.2受試者血漿皮質(zhì)醇、唾液皮質(zhì)醇(Sali

8、vary Cortisol，SC)、AMS、CGA分泌增加，血漿中乳酸、尿素氮(Blood urea nitrogen，BUN)、肌酐、尿酸含量顯著升高。采用Spearman's方法探討其與作業(yè)強度間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)作業(yè)后SC改變與熱環(huán)境作業(yè)應(yīng)激負荷正顯著相關(guān)(r=0.923，P<0.05)。
　　 1.3熱環(huán)境作業(yè)后受試者血漿中丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量顯著升高；血漿總抗氧化能力(Total antio

9、xidant capacity，TAC)和超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase，SOD)活性顯著降低；還原型谷胱甘肽(Glutathione，GSH)隨著作業(yè)強度的增加逐漸降低。采用Spearman's方法探討其與作業(yè)強度間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)作業(yè)后GSH含量改變與熱環(huán)境作業(yè)應(yīng)激負荷負顯著相關(guān)(r=-0.520，P<0.05)。
　　 1.4在熱環(huán)境進行中度強度以上軍事作業(yè)后，受試者血漿中谷丙轉(zhuǎn)氨酶(Alaninea

10、minotransferase，ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(Aspartate aminotransferase，AST)、肌酸激酶(Creatine Kinase，CK)和乳酸脫氫酶(Lactate dehydrogenase，LDH)含量升高，但都在正常參考值范圍內(nèi)。采用Spearman's方法探討其與作業(yè)強度間的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)作業(yè)后ALT、AST、LDH含量改變與熱環(huán)境作業(yè)應(yīng)激負荷正顯著相關(guān)(r=0.245、0.353、0.720，P<0

11、.05)。
　　 2.CETM對熱應(yīng)激損傷有顯著防護作用
　　 2.1大鼠高溫游泳力竭模型建立。本研究利用自行設(shè)計的人工氣候箱建立環(huán)境溫度和水體溫度可自行控制、游泳過程可實時監(jiān)控的新型大鼠游泳模型(專利號：2011202385602)。在本試驗中，利用人工氣候箱模擬高溫高濕環(huán)境(環(huán)境溫度33℃，濕度85%，水體溫度33℃)，并將大鼠尾部負重(體重5%)建立高溫大鼠負重游泳力竭模型。
　　 2.2 CETM對大鼠高

12、溫負重游泳時熱應(yīng)激損傷的防治作用研究。試驗結(jié)果顯示，干預(yù)組大鼠的負重游泳力竭時間明顯長于對照組(P<0.05)，血漿中TAC顯著高于對照組(P<0.05)；血漿中BUN、LD含量低于對照組。
　　 2.3 CETM對人體熱環(huán)境作業(yè)時熱應(yīng)激損傷的防治作用研究。從試驗結(jié)果可以看到，干預(yù)組受試者作業(yè)后心率和血漿中ALT、AST、LDH、SC含量均低于對照組，GSH含量要高于對照組，其中AST和SC含量在兩組間存在顯著性差異。
　

13、　 綜上所述，熱環(huán)境可加重作業(yè)時機體的生理負荷，激活機體的神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)，抑制機體的抗氧化系統(tǒng)、增加自由基生成，引起機體代謝產(chǎn)物堆積，最終導(dǎo)致組織損傷；作業(yè)后心率和血漿中AST、ALT、LDH、SC的改變率與作業(yè)強度顯著正相關(guān)，提示上述幾個指標均可作為評價熱環(huán)境軍事作業(yè)后機體的應(yīng)激負荷程度的生物標志物。其中SC取樣便捷，與作業(yè)強度的相關(guān)性最大，因此SC可作為評價熱環(huán)境軍事作業(yè)應(yīng)激負荷的敏感生物學標志物。以木瓜超微提取物和?；撬釣橹饕?/p>