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• 发布时间：2020-09-22
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【概要描述】航空航天飞行中重力环境变化对飞行员、航天员的心血管功能提出了更高的要求，开展专项训练是提高心血管功能的有效途径之一。我们前期研制了人体短臂离心机（short-armcentrifuge,SAC）训练设备，并进行了相关实验研究，结果表明，SAC训练时前庭刺激（本实验指转头）对心血管功能存在一定的影响，Graybiel评分标准SAC暴露复合前庭刺激可增强心脏交感神经兴奋性，改善心血管功能，有助于提高训练效果。研究发现SAC联合运动锻炼3周可以增加外周血管交感神经活动水平，增强立位应激时血压调节能力，提高人体心血管功能储备[1～3]；

间断性SAC联合运动锻炼可有效维持4d模拟失重期间人体的心脏泵血和收缩功能、运动耐力以及下肢静脉顺应性[4,5]。然而，以往试验的对象均为男性，而国内到目前为止有关女性在SAC暴露时的相关实验数据仍是空白，并且以往的训练方案没有充分考虑男女飞行员身体素质方面的差异，不能充分发挥女飞行员的潜能。因此，为弥补这一空白，本实验的目的是比较男性和女性在SAC暴露时对心血管反应的差异及为女飞行员、航天员的训练提供参考。

 

对象24名健康志愿者，12名男性志愿者年龄（20±1）岁，身高（172±4）cm，体质量（64±6）kg。12名女性志愿者年龄（20±1）岁，身高（165±5）cm，体质量（56±5）kg，无心肺疾病史，无晕车晕船史。实验前24h及实验期间不饮用可影响自主神经功能的饮品，避免进行高强度体育运动或其他大体能消耗的活动，正常饮食。本实验在空军军医大学航空航天医学教育部重点实验室进行，实验内容经过空军军医大学医学伦理委员会审议和批准。所有被试者对实验内容完全知情并签署了知情同意书。SAC-Ⅲ型人体SAC由空军军医大学航空航天医学系研制。该装置为双转臂对称设计，臂长2m，通过电力驱动系统用来提供动力，最大转速为55r/min，约为足水平6G，躺椅固定于双转臂上，头朝向轴心，平躺时头部可自由转动。利用胸带式KF-2型动态多参数生理检测仪记录被试者在人体SAC上的生理参数（标准导联心电图、呼吸、体表温度等），并可通过自带的软件进行数据回顾和心率变异性分析等。采用BP5型iHealth无线血压计（天津九安电子股份有限公司）测量实验期间被试者血压的变化。

 

SAC暴露时对血压和心率的测量实验前被试者胸部佩戴KF-2型动态多参数生理检测仪，左侧上臂佩戴iHealth无线血压计，连接设备。被试者头朝向旋转轴心，平躺于SAC躺椅上处于安静状态10min后测量血压1次，记录相关数值。按照以下程序进行1次转速为31r/min（足水平2Gz）持续8min的SAC暴露，每分钟记录1次血压和心率的变化。被试者在SAC暴露时的前4min保持头部正位不动，记录被试者血压和心率等的变化。SAC复合左右转头45°在SAC暴露的后4min，被试者按照主试者指令每分钟内依次向左、右迅速转头45°（共8次，左右各4次）。

 

Graybiel评分标准记录被试者血压和心率的变化，并在离心机停止时询问被试者主观感受，根据其感受进行Graybiel评分，见表1。

 

统计学处理采用SPSS19.0统计分析软件对实验数据进行分析，数据以±s表示。心率、血压及心率变异性参数同性别组内比较采用重复测量方差分析，采用LSD检验进行组内两两比较。组间比较采用t检验。以P<0.05为差别具有统计学意义。

 

SAC暴露时对血压和心率的影响

SAC暴露时男性和女性血压和心率的变化趋势基本一致。单独SAC暴露时，男性和女性被试者收缩压和舒张压较暴露前均显著升高（P<0.05）；心率呈升高趋势，但未达到显著水平；男性和女性收缩压、舒张压和心率的变化率均无显著性差异。SAC暴露复合前庭剌激时，男性和女性被试者收缩压和舒张压较暴露前均显著升高（P<0.05，P<0.01）;心率呈升高趋势，未达到显著水平；男性和女性收缩压、舒张压和心率的变化率均无显著性差异。SAC复合前庭刺激时男性和女性被试者收缩压较单独SAC暴露时均呈现升高趋势，但未达到显著水平，见表2。

 

SAC暴露时心率变异性的影响

单独SAC暴露时，男性和女性被试者的心率变异性低频功率（LF）、低频功率/高频功率（LF/HF）较暴露前均显著升高（P<0.05，P<0.01），HF较暴露前均显著降低（P<0.05）。在SAC复合前庭刺激时，男性和女性被试者的LF、LF/HF较暴露前均显著升高（P<0.05，P<0.01），HF显著降低（P<0.01）。SAC复合前庭刺激时男性被试者的LF/HF较单独SAC暴露时显著升高（P<0.05），而女性则无明显变化，见表3。男性被试者SAC暴露复合前庭刺激时的LF/HF变化率较单独SAC暴露时的LF/HF变化率显著升高（P<0.05），单独SAC暴露时为62%，SAC暴露复合前庭刺激时的LF/HF变化率为113%。女性被试者SAC暴露复合前庭刺激时的LF/HF变化率较单独SAC暴露时的LF/HF变化率无明显变化，单独SAC暴露时为121%，SAC暴露复合前庭刺激时的LF/HF变化率为119%。单独SAC暴露时，女性被试者的LF/HF变化率显著高于男性（P<0.05）。SAC暴露复合前庭刺激时，男性被试者和女性被试者的LF/HF变化率无显著差别，见图1。



SAC 暴露时心血管自主调节功能的影响

単独 SAC 暴露时，被试者头部保持不动，除在离心机启动和停止阶段出现反旋转错觉外，暴露过程中被试者无明显前庭反应。被试者向左或向右迅速转头45°时，均产生了明显的科里奥利翻转错觉，即在向左转头时有身体后仰的错觉，头部回正时有身体前倾的错觉；右转头时则相反，见表 4。