人体在不通风密闭服中的生理调节
作者：张华 彭远开 徐国林 杨芬
单位：航天医学工程研究所，北京 100094
关键词：密闭服；二氧化碳；氧；缺氧
航天医学与医学工程000505摘要: 目的 研究实验用密闭服在不通风条件下对人体生理机能的影响及其防窒息的作用。 方法 5名年龄为18～21岁的健康男性分别在密闭服调节阀开关被置于A和B两种不同位置的密闭服中进行测试。 结果 (1)在清醒静卧,外界大气压为1 atm的条件下,被试者在面窗关闭且调节阀与外界相通的密闭服中,耐受时间至少可达15 min; (2) 被试者口前区O2和CO2分压在头盔面窗关闭5～7 min后都可出现一个平衡状态，并持续到实验结束;(3)在8～10 min的平衡时间内,口前区O2分压在15.0～16.4 kPa范围内,处于轻度缺氧状态; CO2分压在5.21～6.49 kPa的范围内,处于生理可耐受的时间-浓度曲线范围；(4)被试者在实验用密闭服中所测试的各项生理指标在调节阀开关置于A和B两种状态时没有显著性差异。 结论 被试者在清醒静卧及大气压为1 atm的条件下,密闭服防窒息时间至少可达15 min。
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中图分类号：R852.81 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(2000)05-0332-04
Human Physiological Regulation in the Closed Suit with no Ventilation
ZHANG Hua,PENG Yuan-kai,XU Guo-lin,YANG Fen
(Space Medicine & Medical Engineering)
Abstract: Objective To study the effects of the Experimental Closed Suit (ECS) with no active ventilation on human physiological functions and its anti-asphyxic role.Method Five young healthy male subjects,aged 18～21 years,were tested in the ECS with no active ventilation and no oxygen supply(NAVANOS) when the gas regulatory valve switch was placed on A or B position respectively.Result (1) Under 1 atm air pressure,each subject could endure at least 15 min while they were aware and resting in the ECS with NAVANOS; (2) There was a balancing period or plateau of the oxygen and the carbon dioxide pressure in the vicinity of the mouth in 5 to 7 min after the sealed helmet was closed,and this period lasted to the end of each test; (3) During the 8～10 min balancing period,the oxygen partial pressure in the vicinity of the mouth ranged from 15.0 to 16.4 kPa,which was slightly hypoxic,and the range of the carbon dioxide partial pressure was 5.21 to 6.49 kPa,which was within the CO2 concentration-time curve of human physiological endurance;(4) No significant difference in human physiological parameters was found when the regulatory valve was placed on A or B position. Conclusion The anti-asphyxic time of ECS with NAVANOS could at least last 15 min under 1 atm air pressure while the subjects were aware and resting.
, 百拇医药
Key words：scaphandres;carbon dioxide;oxygen;hypoxia
在航空航天过程中，低氧和高二氧化碳是时有发生的环境因素。机体轻度缺氧可通过功能代偿，不会对机体产生严重伤害。中度缺氧情况下，人体可发生循环功能代偿障碍，出现植物神经功能紊乱症状[1]。吸入高浓度二氧化碳则主要通过外周和中枢化学感受器反射，来改变机体的功能状态[2]。在低氧和高二氧化碳对机体的影响方面，学者都进行了大量的研究，但多数是局限于某一静态的影响，即：某一固定浓度的氧和二氧化碳对机体的影响。至于在氧和二氧化碳的动态变化中，机体会出现什么样的生理反应研究较少。本实验的目的是通过检测被试者着不通风密闭服的几种生理指标，研究被试者生理功能在低氧和高二氧化碳浓度动态变化中的反应规律，并对密闭服在无通风供氧条件下的防窒息功能作出评价,对调节阀处于两种不同状态下被试者的生理状态进行比较。
方 法
, 百拇医药
被试者 被试者5人，年龄18～20岁，身高为168～172 cm的健康男性。
实验程序 本实验采用实验用密闭服，含可开关的头盔面窗，A、B两个与外界不同通气量的调节阀位；其头盔容积为8177.08 cm3,A阀门通风面积约为8.04 cm2，B阀门通风面积5.72 cm2。在大气温度为19.2～19.8°C、压力为100.6 kPa、相对湿度为30.4%～32.9%的条件下，被试者着密闭服，平静躺于座椅上，打开头盔面窗，静卧5 min，进行对照实验。随后关闭面窗，在不主动给密闭服通气和供氧的条件下进行测试。每名被试者分别在密闭服调节阀被置于A和B两种与大气沟通的状态下进行实验。整个实验共10人次，每种状态持续15 min。
仪器设备 实验用密闭服、遥测心电仪(型号OEC-6201，日本光电医疗仪器公司)及医学气体分析仪(MGA-1100,美国)，主要是动态监测氧分压(Oxygen partial pressure,OPP)及二氧化碳的分压(Carbon dioxide partial pressure,CDPP)。其氧分压监测范围为0～100%，二氧化碳分压的监测范围为0～10%；监测精度为±1%。
, 百拇医药
测试指标 被试者的症状、体征及主诉，实时心电图和心率，呼吸频率和被试者口前区氧和二氧化碳分压。采气管头部固定于口腔正下部密闭服头盔正中，约离口腔3 cm处。
统计方法 采用SPSS 9.0统计软件,进行配对t-test。
结 果
主观症状及体征 在调节器被置于A和B两种状态下，被试者都可完成实验。A、B两种状态下分别有4人次出现头痛症状。并且此两种状态下10人次的被试者主诉都有不同程度的呼吸困难、全身发热、出汗感、闷热等主观症状；全身大量出汗，以面部和背部最为明显。实验结束脱掉密闭服后，发现密闭服躯干及四肢与皮肤密切接触的内层部分可触及明显的汗液。
心率和心电图 与安静时相比，密闭服在调节器被置于A和B两种状态下心率都加快，且具有显著性差异(分别为P<0.05和P<0.01)；但两种状态之间无显著性差异(图1)。心电图没有异常变化。
, 百拇医药
呼吸频率 密闭服在调节器置于A和B 两种状态并在口前区氧和二氧化碳分压达到平衡后，呼吸频率分别为(17.4±3.44 次/min)和(18.6±3.5 次/min),与安静时(11.6±1.52 次/min)相比都明显增加，并有统计学意义(都为P<0.01)；但两种状态之间无显著性差异。
被试者口前区O2分压及CO2 分压(图2、3、4、5) 密闭服头盔内O2分压的变化在两种状态下有一个平衡期，平衡的时间在头盔面窗关闭5～7 min之后。在两种状态下，达到平衡时的O2平均分压都比安静时明显降低 (P<0.001)。调节阀在A状态下，平衡时的O2平均分压(15.4±0.25 kPa)与在B状态下的O2平均分压(15.7±0.55 kPa)相比无显著性差异。
, 百拇医药
图1 两种状态下心率的变化
Fig.1 Heart rate under two conditions*P<0.05,**P<0.01,as compared with control
图2 A位口前区氧分压的动态变化
Fig.2 Dynamic changes of OPP near the mouth when the regulatory valve was placed on ponsition A
Note:A,B,C,D and E indicate the five different subjects respectively;each point in figures indicates the mean value of all data in a minute
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图3 A位口前区二氧化碳分压的动态变化
Fig.3 Dynamic changes of CDPP near the mouth when the regulatory valve was placed on position A
图4 B位口前区氧分压的动态变化
Fig.4 Dynamic changes of OPP near the mouth when the regulatory valve was placed on position B
图5 B位口前区二氧化碳分压的动态变化
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Fig.5 Dynamic changes of CDPP near the mouth when the regulatory valve was placed on position B
密闭服头盔内口前区CO2分压的变化在两种状态下也有一个平衡期，且达到平衡的时间与O2分压的平衡期相对应，也在头盔关闭5～7 min后达到平衡。在两种状态下，达到平衡时的平均CO2分压都比安静时明显升高(P<0.001)。调节阀在A状态下，平衡时的CO2 平均分压(5.86±0.38 kPa) 与B状态下密闭服CO2平均分压(5.79±0.48 kPa)相比无显著性差异。
讨 论
本试验结果表明密闭服调节阀置于A 和B两种状态下生理参数之间没有统计学意义，表明在不主动通风供氧的条件下，此两种调节阀状态对机体生理机能的影响没有显著差异。
, 百拇医药
实验结果表明，10人次都出现了呼吸频率加快并有程度不同的呼吸困难,4人次出现头痛症状，从理论上讲，主要是由于氧分压降低和二氧化碳分压升高复合作用的结果[2,3]，但以二氧化碳的作用为主。因为这些症状都在O2和CO2分压达到平衡后发生，此时氧分压的的范围在15.0～16.4 kPa之内，相当于轻度低氧水平；而二氧化碳的分压在5.21～6.49 kPa之内，处于高二氧化碳水平。有文献报导，低氧对呼吸系统的刺激主要是通过外周化学感受器所实现的反射性效应。低氧对于外周化学感受器的主要作用是兴奋，而对中枢化学感受器的主要作用是抑制。在轻度的低氧情况下，外周化学感受器的兴奋作用大于此时中枢感受器的抑制作用，因此呼吸加深加快，产生主观的呼吸困难[2]。吸入气二氧化碳含量增加到2～3%时，呼吸运动已加深,并开始出现呼吸困难；增加到4%时，呼吸频率也增加，肺通气量可为静息时的1倍；当吸入气二氧化碳含量超过7%时，肺通气量不能作相应的增加，致使肺泡气、动脉血PCO2陡升和CO2堆积，抑制中枢神经系统的活动，从而导致呼吸困难、头痛、头昏、意识丧失等症状[2,4]。A、B两种条件下心率的明显增加是低氧、高浓度二氧化碳和机体热应激三者复合作用的结果[2,3，5]。
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对于所有的被试者，O2和CO2分压曲线都分别表现为开始一段5～7 min的下降或上升部分和紧随其后的一段8～10 min的平衡部分，部分被试者O2分压的下降曲线还包括明显的陡降部分和缓降部分，同样CO2分压曲线也包括明显的陡升部分和缓升部分。这些上升和下降部分的出现说明密闭服内氧浓度的降低和二氧化碳分压的升高,同时也说明机体耗氧速率、二氧化碳产出率超过了密闭服通过调节阀与外界进行气体交换的速率。关于陡升或陡降部分的出现可能与以下因素有关：(1) 头盔内的空余容积小，对O2分压的降低和CO2分压的升高缓冲能力低 ；(2) 头盔内氧和二氧化碳量与外界进行气体交换的速率同头盔内外O2分压和CO2分压的差值呈正相关；(3) 在关闭密闭服面窗的短时间内，机体的需氧代谢率和二氧化碳的产生率仍与面窗开放时相同；(4)热应激和心理应激：热应激可导致氧耗量增多和代谢加快[3],而心理应激也可通过神经和激素调节使机体的代谢加快。实验表明,关闭面窗1 min内80%人次主诉发热、发闷的主观症状，这主要是由于头盔内的空余容积小，短时间内使得经呼吸和身体释放热量的大量蓄积，从而使被试者在短时间内处于生理和心理的不适应状态，而导致精神紧张和代谢加快，最终导致耗氧增多和二氧化碳产生增加。而在缓升期或缓降期，则主要与被试者心理紧张状态的逐渐消除、机体生理代谢的重新调整及内外气体交换逐渐趋向平衡有关。
, 百拇医药
平衡部分的出现说明机体在不通风的密闭服中消耗的O2和产生的CO2与通过密闭服调节阀与外界大气进行的O2和CO2交换达到了一个动态的平衡。实验结果表明，密闭服氧分压在15.0～16.4 kPa的范围之内波动,此氧分压对机体是一种小的应激,通过心脏的正性变时变力作用，可以满足机体的有氧代谢，在短的时间内不会给人体带来严重的危害。同时，平衡之后二氧化碳的分压范围在5.21～6.49 kPa之内,此分压范围远远大于正常大气中二氧化碳的分压值，此时CO2对机体的影响是存在的，因为长时间的高二氧化碳会导致呼吸中枢的抑制，从而导致呼吸衰竭。苏联学者的研究结果表明,在含3%～6% CO2的混合气中，健康被试者可耐受60～90 min[6]。文献报道，在CO2毒性的时间-浓度曲线中，把4%～7%、5～30 min的广泛区域定为耐受极限区。根据以上报道，本实验CO2分压在5.21～6.49 kPa的范围内、持续时间在8～10 min时，CO2的毒性效应在人体的耐受范围之内；同时，本实验结果表明在15 min的实验过程中，被试者生理功能方面没发生任何不可逆的变化,也进一步证实了8～10 min、CO2分压在5.21～6.49 kPa的范围时，CO2的毒性效应在人体的耐受范围之内。所有这些说明被试者在清醒静卧、外界气压为1 atm的条件下,被试者在面窗关闭且不主动通风供氧但调节阀与外界相通的密闭服中,耐受时间至少可达15 min。
, 百拇医药
总之，在外界大气压为1 atm和被试者处于清醒静卧条件下,密闭服的防窒息时间至少可达15 min，并且机体在5～7 min后会出现氧分压和二氧化碳分压的平衡状态。至于平衡期后,机体能耐受的最长时间和此平衡状态被打破时机体的生理机能和代谢状态会发生什么样的变化，尚需进一步的探讨。
结 论
1、 被试者在清醒静卧及外界气压为1 atm的条件下,密闭服防窒息时间至少可达15 min。
2、 在上述条件下，被试者口前区O2和CO2分压在头盔关闭5～7 min后都可出现一个平衡状态。
3、 在8～10 min的平衡时间内，被试者口前区O2分压在15.0～16.4 kPa范围内,处于轻度缺氧状态;口前区CO2分压在5.21～6.49 kPa内,处于机体生理可耐受的时间-浓度曲线范围之内。
, 百拇医药
4、 实验用密闭服在防窒息功能研究中,所测试的各项指标在调节阀被置于A和B两种状态时没有显著性差异。
[参考文献]
[1] 贾司光.航空航天缺氧与供氧[M].北京:人民军医出版社,1989:164～206
[2] 周衍椒，张镜如.生理学[M].第三版，北京：人民卫生出版社,1990:104～230
[3] 庞 诚.航空热负荷[M].上海：上海科技出版社，1985:44～46
[4] Maresh CM,Armatrong LE,Kavouras SA et al.Physiological and psychological effects associated with high carbon dioxide levels in healthy men[J].Aviat Space Environ Med,1997,68(1):41～45
, 百拇医药
[5] Hoffmana U,Schllmann C,Wacherhage H et al.Effects of chronically increased ambient CO2 concentration on aerobic capacity [J]. Aviat Space Environ Med,1998,69(5):397～402
[6] И.И.Малкиман,В.Н.Поляков,В.К.Степанов.Реакция организма человека при Дыхании газовыми смесями содержащими 3 ～ 9% CO2 [J].Кос Биолог и Мед,1971,5(5):17～22
收稿日期：2000-01-03, 百拇医药
单位：航天医学工程研究所，北京 100094
关键词：密闭服；二氧化碳；氧；缺氧
航天医学与医学工程000505摘要: 目的 研究实验用密闭服在不通风条件下对人体生理机能的影响及其防窒息的作用。 方法 5名年龄为18～21岁的健康男性分别在密闭服调节阀开关被置于A和B两种不同位置的密闭服中进行测试。 结果 (1)在清醒静卧,外界大气压为1 atm的条件下,被试者在面窗关闭且调节阀与外界相通的密闭服中,耐受时间至少可达15 min; (2) 被试者口前区O2和CO2分压在头盔面窗关闭5～7 min后都可出现一个平衡状态，并持续到实验结束;(3)在8～10 min的平衡时间内,口前区O2分压在15.0～16.4 kPa范围内,处于轻度缺氧状态; CO2分压在5.21～6.49 kPa的范围内,处于生理可耐受的时间-浓度曲线范围；(4)被试者在实验用密闭服中所测试的各项生理指标在调节阀开关置于A和B两种状态时没有显著性差异。 结论 被试者在清醒静卧及大气压为1 atm的条件下,密闭服防窒息时间至少可达15 min。
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中图分类号：R852.81 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(2000)05-0332-04
Human Physiological Regulation in the Closed Suit with no Ventilation
ZHANG Hua,PENG Yuan-kai,XU Guo-lin,YANG Fen
(Space Medicine & Medical Engineering)
Abstract: Objective To study the effects of the Experimental Closed Suit (ECS) with no active ventilation on human physiological functions and its anti-asphyxic role.Method Five young healthy male subjects,aged 18～21 years,were tested in the ECS with no active ventilation and no oxygen supply(NAVANOS) when the gas regulatory valve switch was placed on A or B position respectively.Result (1) Under 1 atm air pressure,each subject could endure at least 15 min while they were aware and resting in the ECS with NAVANOS; (2) There was a balancing period or plateau of the oxygen and the carbon dioxide pressure in the vicinity of the mouth in 5 to 7 min after the sealed helmet was closed,and this period lasted to the end of each test; (3) During the 8～10 min balancing period,the oxygen partial pressure in the vicinity of the mouth ranged from 15.0 to 16.4 kPa,which was slightly hypoxic,and the range of the carbon dioxide partial pressure was 5.21 to 6.49 kPa,which was within the CO2 concentration-time curve of human physiological endurance;(4) No significant difference in human physiological parameters was found when the regulatory valve was placed on A or B position. Conclusion The anti-asphyxic time of ECS with NAVANOS could at least last 15 min under 1 atm air pressure while the subjects were aware and resting.
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Key words：scaphandres;carbon dioxide;oxygen;hypoxia
在航空航天过程中，低氧和高二氧化碳是时有发生的环境因素。机体轻度缺氧可通过功能代偿，不会对机体产生严重伤害。中度缺氧情况下，人体可发生循环功能代偿障碍，出现植物神经功能紊乱症状[1]。吸入高浓度二氧化碳则主要通过外周和中枢化学感受器反射，来改变机体的功能状态[2]。在低氧和高二氧化碳对机体的影响方面，学者都进行了大量的研究，但多数是局限于某一静态的影响，即：某一固定浓度的氧和二氧化碳对机体的影响。至于在氧和二氧化碳的动态变化中，机体会出现什么样的生理反应研究较少。本实验的目的是通过检测被试者着不通风密闭服的几种生理指标，研究被试者生理功能在低氧和高二氧化碳浓度动态变化中的反应规律，并对密闭服在无通风供氧条件下的防窒息功能作出评价,对调节阀处于两种不同状态下被试者的生理状态进行比较。
方 法
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被试者 被试者5人，年龄18～20岁，身高为168～172 cm的健康男性。
实验程序 本实验采用实验用密闭服，含可开关的头盔面窗，A、B两个与外界不同通气量的调节阀位；其头盔容积为8177.08 cm3,A阀门通风面积约为8.04 cm2，B阀门通风面积5.72 cm2。在大气温度为19.2～19.8°C、压力为100.6 kPa、相对湿度为30.4%～32.9%的条件下，被试者着密闭服，平静躺于座椅上，打开头盔面窗，静卧5 min，进行对照实验。随后关闭面窗，在不主动给密闭服通气和供氧的条件下进行测试。每名被试者分别在密闭服调节阀被置于A和B两种与大气沟通的状态下进行实验。整个实验共10人次，每种状态持续15 min。
仪器设备 实验用密闭服、遥测心电仪(型号OEC-6201，日本光电医疗仪器公司)及医学气体分析仪(MGA-1100,美国)，主要是动态监测氧分压(Oxygen partial pressure,OPP)及二氧化碳的分压(Carbon dioxide partial pressure,CDPP)。其氧分压监测范围为0～100%，二氧化碳分压的监测范围为0～10%；监测精度为±1%。
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测试指标 被试者的症状、体征及主诉，实时心电图和心率，呼吸频率和被试者口前区氧和二氧化碳分压。采气管头部固定于口腔正下部密闭服头盔正中，约离口腔3 cm处。
统计方法 采用SPSS 9.0统计软件,进行配对t-test。
结 果
主观症状及体征 在调节器被置于A和B两种状态下，被试者都可完成实验。A、B两种状态下分别有4人次出现头痛症状。并且此两种状态下10人次的被试者主诉都有不同程度的呼吸困难、全身发热、出汗感、闷热等主观症状；全身大量出汗，以面部和背部最为明显。实验结束脱掉密闭服后，发现密闭服躯干及四肢与皮肤密切接触的内层部分可触及明显的汗液。
心率和心电图 与安静时相比，密闭服在调节器被置于A和B两种状态下心率都加快，且具有显著性差异(分别为P<0.05和P<0.01)；但两种状态之间无显著性差异(图1)。心电图没有异常变化。
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呼吸频率 密闭服在调节器置于A和B 两种状态并在口前区氧和二氧化碳分压达到平衡后，呼吸频率分别为(17.4±3.44 次/min)和(18.6±3.5 次/min),与安静时(11.6±1.52 次/min)相比都明显增加，并有统计学意义(都为P<0.01)；但两种状态之间无显著性差异。
被试者口前区O2分压及CO2 分压(图2、3、4、5) 密闭服头盔内O2分压的变化在两种状态下有一个平衡期，平衡的时间在头盔面窗关闭5～7 min之后。在两种状态下，达到平衡时的O2平均分压都比安静时明显降低 (P<0.001)。调节阀在A状态下，平衡时的O2平均分压(15.4±0.25 kPa)与在B状态下的O2平均分压(15.7±0.55 kPa)相比无显著性差异。
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图1 两种状态下心率的变化
Fig.1 Heart rate under two conditions*P<0.05,**P<0.01,as compared with control
图2 A位口前区氧分压的动态变化
Fig.2 Dynamic changes of OPP near the mouth when the regulatory valve was placed on ponsition A
Note:A,B,C,D and E indicate the five different subjects respectively;each point in figures indicates the mean value of all data in a minute
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图3 A位口前区二氧化碳分压的动态变化
Fig.3 Dynamic changes of CDPP near the mouth when the regulatory valve was placed on position A
图4 B位口前区氧分压的动态变化
Fig.4 Dynamic changes of OPP near the mouth when the regulatory valve was placed on position B
图5 B位口前区二氧化碳分压的动态变化
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Fig.5 Dynamic changes of CDPP near the mouth when the regulatory valve was placed on position B
密闭服头盔内口前区CO2分压的变化在两种状态下也有一个平衡期，且达到平衡的时间与O2分压的平衡期相对应，也在头盔关闭5～7 min后达到平衡。在两种状态下，达到平衡时的平均CO2分压都比安静时明显升高(P<0.001)。调节阀在A状态下，平衡时的CO2 平均分压(5.86±0.38 kPa) 与B状态下密闭服CO2平均分压(5.79±0.48 kPa)相比无显著性差异。
讨 论
本试验结果表明密闭服调节阀置于A 和B两种状态下生理参数之间没有统计学意义，表明在不主动通风供氧的条件下，此两种调节阀状态对机体生理机能的影响没有显著差异。
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实验结果表明，10人次都出现了呼吸频率加快并有程度不同的呼吸困难,4人次出现头痛症状，从理论上讲，主要是由于氧分压降低和二氧化碳分压升高复合作用的结果[2,3]，但以二氧化碳的作用为主。因为这些症状都在O2和CO2分压达到平衡后发生，此时氧分压的的范围在15.0～16.4 kPa之内，相当于轻度低氧水平；而二氧化碳的分压在5.21～6.49 kPa之内，处于高二氧化碳水平。有文献报导，低氧对呼吸系统的刺激主要是通过外周化学感受器所实现的反射性效应。低氧对于外周化学感受器的主要作用是兴奋，而对中枢化学感受器的主要作用是抑制。在轻度的低氧情况下，外周化学感受器的兴奋作用大于此时中枢感受器的抑制作用，因此呼吸加深加快，产生主观的呼吸困难[2]。吸入气二氧化碳含量增加到2～3%时，呼吸运动已加深,并开始出现呼吸困难；增加到4%时，呼吸频率也增加，肺通气量可为静息时的1倍；当吸入气二氧化碳含量超过7%时，肺通气量不能作相应的增加，致使肺泡气、动脉血PCO2陡升和CO2堆积，抑制中枢神经系统的活动，从而导致呼吸困难、头痛、头昏、意识丧失等症状[2,4]。A、B两种条件下心率的明显增加是低氧、高浓度二氧化碳和机体热应激三者复合作用的结果[2,3，5]。
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对于所有的被试者，O2和CO2分压曲线都分别表现为开始一段5～7 min的下降或上升部分和紧随其后的一段8～10 min的平衡部分，部分被试者O2分压的下降曲线还包括明显的陡降部分和缓降部分，同样CO2分压曲线也包括明显的陡升部分和缓升部分。这些上升和下降部分的出现说明密闭服内氧浓度的降低和二氧化碳分压的升高,同时也说明机体耗氧速率、二氧化碳产出率超过了密闭服通过调节阀与外界进行气体交换的速率。关于陡升或陡降部分的出现可能与以下因素有关：(1) 头盔内的空余容积小，对O2分压的降低和CO2分压的升高缓冲能力低 ；(2) 头盔内氧和二氧化碳量与外界进行气体交换的速率同头盔内外O2分压和CO2分压的差值呈正相关；(3) 在关闭密闭服面窗的短时间内，机体的需氧代谢率和二氧化碳的产生率仍与面窗开放时相同；(4)热应激和心理应激：热应激可导致氧耗量增多和代谢加快[3],而心理应激也可通过神经和激素调节使机体的代谢加快。实验表明,关闭面窗1 min内80%人次主诉发热、发闷的主观症状，这主要是由于头盔内的空余容积小，短时间内使得经呼吸和身体释放热量的大量蓄积，从而使被试者在短时间内处于生理和心理的不适应状态，而导致精神紧张和代谢加快，最终导致耗氧增多和二氧化碳产生增加。而在缓升期或缓降期，则主要与被试者心理紧张状态的逐渐消除、机体生理代谢的重新调整及内外气体交换逐渐趋向平衡有关。
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平衡部分的出现说明机体在不通风的密闭服中消耗的O2和产生的CO2与通过密闭服调节阀与外界大气进行的O2和CO2交换达到了一个动态的平衡。实验结果表明，密闭服氧分压在15.0～16.4 kPa的范围之内波动,此氧分压对机体是一种小的应激,通过心脏的正性变时变力作用，可以满足机体的有氧代谢，在短的时间内不会给人体带来严重的危害。同时，平衡之后二氧化碳的分压范围在5.21～6.49 kPa之内,此分压范围远远大于正常大气中二氧化碳的分压值，此时CO2对机体的影响是存在的，因为长时间的高二氧化碳会导致呼吸中枢的抑制，从而导致呼吸衰竭。苏联学者的研究结果表明,在含3%～6% CO2的混合气中，健康被试者可耐受60～90 min[6]。文献报道，在CO2毒性的时间-浓度曲线中，把4%～7%、5～30 min的广泛区域定为耐受极限区。根据以上报道，本实验CO2分压在5.21～6.49 kPa的范围内、持续时间在8～10 min时，CO2的毒性效应在人体的耐受范围之内；同时，本实验结果表明在15 min的实验过程中，被试者生理功能方面没发生任何不可逆的变化,也进一步证实了8～10 min、CO2分压在5.21～6.49 kPa的范围时，CO2的毒性效应在人体的耐受范围之内。所有这些说明被试者在清醒静卧、外界气压为1 atm的条件下,被试者在面窗关闭且不主动通风供氧但调节阀与外界相通的密闭服中,耐受时间至少可达15 min。
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总之，在外界大气压为1 atm和被试者处于清醒静卧条件下,密闭服的防窒息时间至少可达15 min，并且机体在5～7 min后会出现氧分压和二氧化碳分压的平衡状态。至于平衡期后,机体能耐受的最长时间和此平衡状态被打破时机体的生理机能和代谢状态会发生什么样的变化，尚需进一步的探讨。
结 论
1、 被试者在清醒静卧及外界气压为1 atm的条件下,密闭服防窒息时间至少可达15 min。
2、 在上述条件下，被试者口前区O2和CO2分压在头盔关闭5～7 min后都可出现一个平衡状态。
3、 在8～10 min的平衡时间内，被试者口前区O2分压在15.0～16.4 kPa范围内,处于轻度缺氧状态;口前区CO2分压在5.21～6.49 kPa内,处于机体生理可耐受的时间-浓度曲线范围之内。
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4、 实验用密闭服在防窒息功能研究中,所测试的各项指标在调节阀被置于A和B两种状态时没有显著性差异。
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收稿日期：2000-01-03, 百拇医药