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饱和潜水生理学研究的新进展
发布时间: 2014/1/16 13:18:21 被阅览数: 3617 次

饱和潜水生理学研究的新进展
海军医学研究所潜水医学研究室   杨  涛  张  剑
                       肖卫兵  方以群

   在饱和潜水概念提出之前,通常使用的常规潜水除了一部分不减压潜水外,其共同特点是:水下作业时间较短,减压时间很长,工作效率很低。随着潜水深度的增加,这种矛盾越明显。1957年美国的Bond提出:潜水员在高气压下长期暴露,体内各组织体液中溶解的惰性气体或中性气体达到完全饱和的程度,在此基础上,只要压力(深度)不变,无论暴露时间如何延长,其减压时间是相等的,这种潜水方式称为“饱和潜水”。潜水员在饱和深度经过多次出潜或巡潜作业,直至任务结束,通过一次饱和减压,即可返回常压,因而大大地提高了潜水作业效率。潜水医学专家一致认为,要想在大深度有足够时间进行有效的作业,不论从安全角度,还是从作业成本评价,都必须采用饱和潜水技术[1]。目前,饱和潜水技术日趋成熟,已应用于海洋开发和大深度救捞作业中。饱和潜水过程中,机体长时间处于高气压应激状态。国内外在饱和潜水生理学方面做了较多的研究和探索。本文就近十年来这方面的进展作一综述。
神经系统及精神心理方面
   大深度氦氧饱和潜水中潜水员的神经症状主要有震颤、眩晕、睡眠障碍、疲劳及精神紊乱等,突出表现为高压神经综合征(HPNS)。高压神经综合征是限制下潜深度和加压速度的一个主要因素。近年来围绕HPNS有一些研究。饱和潜水对脑电图的影响主要有前额叶θ波(4~7Hz)增多[2],其他变化有δ波平坦、α波减少及α波的波幅降低等。高气压下脑电图异常是一种暂时的、可逆的脑功能紊乱表现[3]。饱和潜水员的脑和脑干MRI成像检查无异常变化[4]。肖卫兵等采用微透析技术在高气压下采集小鼠脑细胞外液观察到,在足以产生HPNS的氦氧高压环境中,脑细胞外液中谷氨酸浓度是增加的。中枢神经系统功能随脑细胞外液中谷氨酸浓度升高而扰乱,是导致高压神经综合征的一个原因[5]。
   听觉方面,在300m氦氧压力下对高频如6000、8000Hz声响的听觉敏感度增高,而低频如500、1000、2000、3000、4000Hz的听阈与常压下相比无明显变化[6]。
   Todnem K等的研究提示有过中枢及周围神经系统功能失调的潜水员不宜从事深潜水作业[7]。并还认为多次大深度饱和潜水可能会对神经功能产生远期影响[8]。
   饱和潜水条件下,潜水员睡眠总时间减少,睡眠潜伏期延长,睡眠过程中苏醒频率增加,尤其在饱和停留和减压期间较为显著,主要原因被认为长期处于高压密闭应激环境及减压过程对睡眠的影响,但潜水员基本睡眠模式并无不良变化[9,10]。Ozawa K等的200m氦氧饱和潜水研究中,潜水员主观反映睡眠时间减少,睡眠质量显著下降,但睡眠质量记录仪显示,潜水的各阶段,快速眼动睡眠的持续时间、快速眼动和无眼动睡眠的周期没有变化[9]。睡眠受到影响也被认为是减压出舱后潜水员普遍疲劳感的原因之一[10]。
   机体长时间处于高气压密闭环境中,易出现精神心理问题。Logie RH研究了氦氮氧模拟660m饱和潜水对潜水员心理的影响,对运算能力、语法分析、知觉速度、空间能力、数学类似、语义处理等六个方面进行了测试。结果显示,在最大深度时,以上认知作业能力测试成绩都有显著的下降,但与睡眠质量好坏不相关;在减压过程中认知能力又逐渐恢复[11]。潜水员的心理健康、认知能力等各方面直接影响潜水作业的工效,饱和潜水作业本身也会对潜水员的心理产生影响。因此,确定适合饱和潜水作业的心理素质,选拔合适的潜水员,以及针对其职业特点采取的相应的心理训练方法等方面的研究,也越来越受到重视。
生殖系统
   Aitken RJ等的研究首次报道了大深度饱和潜水对潜水员生殖功能的影响。4名潜水员在460m压力下呼吸氦氧混合气生活工作了7天,高压下共暴露了33天。其中3名潜水员于进舱前4天、进舱后第27天(200m)、出舱后1天、出舱后第48天提供了精液样品;2名潜水员于出舱后210天提供了精液样品。该研究主要检测睾丸的生精功能和精子的质量及受精能力。潜水员在高压下精子形态出现异常、浓度降低、活动精子百分率下降,出舱后第48天更为明显,到出舱后210天仍有异常;A23187诱导的精子和卵母细胞融合实验结果显示高压下精子的受精能力低下,出舱后第48天更明显,仅其中1名到出舱后210天恢复到正常水平。该实验证明大深度饱和潜水对潜水员的生殖健康有一定影响,并提示可能会有长期效应[12]。
内分泌及应激体系
   较高气压密闭环境中以及出潜时的高气压低水温环境对于机体都是应激因素。大深度饱和潜水时,机体长时间处于应激状态,多个系统功能都会受到影响,这可能是饱和潜水后潜水员普遍反映疲劳的原因之一。Matsuo H等用Western blot方法检测发现,在氦氧高气压环境下,潜水员外周血中应激蛋白HSP27 、HSP72/73升高,特别是在400m饱和停留深度最为显著,HSP家族的.

 


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