下体正压模拟推拉动作对+GZ耐力的影响
作者：张五星 詹长录 耿喜臣 颜桂定 初旭 陆霞 于心亚
单位：张五星 詹长录 耿喜臣 颜桂定 初旭 陆霞(100036 北京，空军航空医学研究所)；于心亚(100036 北京，空军总医院)
关键词：加速度；推拉效应；下体正压
中华航空航天医学杂志000204 【摘要】 目的 用单轴向离心机和下体正压模拟推拉动作，研究推拉动作对+GZ耐力的影响。 方法 6名受试者着KH-3抗荷服充气300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)1 min, 测定下体正压前、中、后血压(BP)、心率(HR)变化。在离心机上测基础耐力后，向抗荷服充气300 mm Hg，1 min放气后立即转动离心机，测松弛G耐力。 结果 收缩压(SBP)在下体正压中与下体正压前相比升高有显著性意义(P<0.01)，在下体正压后与下体正压前、中相比降低均有显著性意义(P<0.01)。舒张压(DBP)在下体正压中与下体正压前相比升高均有显著性意义(P<0.01)，在下体正压后与下体正压中相比降低有显著性意义(P<0.01)，与下体正压前相比差异无显著性意义。平均动脉压(MAP)在下体正压中升高无显著性意义，在下体正压后降低有显著性意义(与下体正压前相比，P<0.01，与下体正压中相比，P<0.05)。心率(HR)在下体正压中降低有显著性意义(与下体正压前相比，P<0.05)，下体正压后与下体正压前差别无显著性意义。下体正压后所有受试者松弛耐力均下降，总体上下体正压前为(3.33±0.17)G，下体正压后为(2.63±0.09)G，比下体正压前降低有显著性意义(P<0.01)。其下降值为(0.71±0.06)G，最高1.0 G、最低0.5 G。 结论 利用下体正压可以实现在单轴向离心机上模拟推拉动作，下体正压的生理影响与-GZ具有相似性，均具有血液向上体转移引起压力感受器反射特征，并且下体正压后可发生+GZ耐力下降，从而在离心机上证实了推拉效应的存在。
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【中国图书资料分类法分类号】 R852.21
Influence of lower body positive pressure on subsequent +GZ tolerance.
ZHANG Wuxing, ZHAN Changlu, GENG Xichen, et al.
(Institute of Aviation Medicine, Air Force, Beijing 100036，China)
【Abstract】 Objective To simulate the push-pull maneuver using single axis human centrifuge and lower body positive pressure, and observe its effect on +GZ tolerance. Methods Six volunteers participated in this experiment. They were subjected to lower body positive pressure (LBPP) up to 300 mm Hg for 1 min. Blood pressure and heart rate were monitored before, during and after LBPP. +GZ tolerance was measured with human centrifuge immediately after LBPP. Results Systolic blood pressure (SBP) significantly increased during LBPP compared with that before LBPP (P<0.01), and decreased significantly after LBPP compared with that during LBPP (P<0.01). Diastolic blood pressure (DBP) increased significantly during LBPP compared with that before LBPP (P<0.01), and decreased significantly after LBPP compared with that during LBPP (P<0.01). Heart rate (HR) significantly decreased during LBPP. To all subjects, +GZ tolerance decreased after LBPP. The decrement ranged from 1 G to 0.5 G. Conclusion Push-pull maneuver can be simulated on single axis human centrifuge using LBPP. The physiology effects of LBPP were similar to that of -GZ.
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【Key words】 Acceleration；Push-pull effect；Lower body positive pressure
小于+1 GZ的加速度飞行后，迅速转入大于+1 GZ的飞行动作，叫做推拉动作(push-pull
maneuver，PPM)。小于+1 GZ的加速度飞行后，使+GZ耐力下降的效应则称为推拉效应(push-pull effect，PPE)[1-6]。据报道，加拿大高达17%加速度致意识丧失(G-induced loss of consciousness， G-LOC)前有零或负G作用[3]，美国1982～1996年机毁或人亡严重G-LOC事故中，12.5%事故前很大可能存在推拉动作，29%有可能存在推拉动作[1，2]。因此，推拉效应近年来迅速成为航空医学加速度生理领域的研究热点。本研究的目的是在单轴向离心机上模拟推拉动作，研究推拉动作对+GZ耐力的影响。由于单轴向离心机无法产生-GZ，因此-GZ的模拟方法是本试验的难点。-GZ时血液向人体上部转移，这种血液转移及相关心血管变化常用以下几种方法来模拟：头低位倾斜(head down tilt, HDT)、下体正压(lower body positive pressure, LBPP)以及下体液体浸泡[7]。在本试验中，我们采用了下体正压法模拟-GZ。
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对象与方法
一、受试对象
6名离心机试验受试者,男性,年龄18～22岁,身高(172.4±2.7) cm，体重(63.8±5.6) kg。按《飞行人员体格检查标准》均体检合格，平日坚持体育锻炼。受试者对试验内容清楚，志愿参加。在试验开始前，受试者均已有3次以上的离心机体验，能够准确判断耐力终点和掌握停机要领。在试验前24 h内受试者无繁重体力活动，睡眠充分。试验时间为8:30～11:00。
二、试验设备与仪器
1.载人离心机：半径5.0 m, 座椅背角13°, 周边灯与鼻根部夹角为60°。具有G值、心电、耳脉搏等物理生理指标的计算机采集系统。
2.抗荷服：KH-3抗荷服, 由5个气囊与衣面构成。气囊分布于腹部、大腿、小腿部, 并相互连通, 囊面积约为腹部以下体表面积的30%; 衣面为露空式结构,衣面织物为不具阻燃性能的锦丝绸。
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3.National EW274W型腕式电子血压计：采用双重检测模糊测量方式，自动测量血压和心率。测量时将袖带卷在手腕上，将手腕放在与心脏水平高度，按下按钮，30 s显示测量结果。
三、试验步骤
1.地面下体正压过程中监测心血管指标变化:6名受试者各着KH-3抗荷服，用压缩空气给抗荷服充气，造成下体正压，模拟-GZ，充气压力300 mm Hg，压力保持1 min。用电子血压计测量加压前、中、后血压和心率。
2.在离心机上测定基础耐力及下体正压后的+GZ耐力:试验在载人离心机上进行，从+2.5 GZ开始，以0.25～1.0 G递增。两次+GZ暴露间休息5～10 min。先测定每名受试者抗荷服不充气时的基础+GZ耐力。休息5～10 min后，用压缩空气给抗荷服充气，造成下体正压，充气压力300 mm Hg，压力保持1 min，然后迅速拔掉抗荷服充气管道，使抗荷服放气，同时转动离心机，经受+GZ作用，测定此时的松弛+GZ耐力。耐力终点的指标为100%周边灯光消失或50%中央灯光模糊；其它停机的指标包括：疼痛、严重不适、技术故障、心率大于200次/min及严重心律失常。在进行离心机+GZ暴露时由医生对受试者进行监护。在对受试者进行离心机+GZ暴露时记录+GZ值、+GZ持续时间、心电图、心率、耳脉搏及受试者的主诉。
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四、数据采集与处理
测定的结果以
±s表示。采用配对t检验评价差异的显著性意义。
结果
一、地面下体正压前、中、后血压及心率变化
收缩压(systolic blood pressure, SBP)在下体正压中与下体正压前相比升高有显著性意义(P<0.01)，在下体正压后与下体正压前、中相比降低均有显著性意义(P<0.01)。舒张压(diastolic blood pressure, DBP)在下体正压中与下体正压前相比升高有显著性意义(P<0.01)，在下体正压后与下体正压中相比降低有显著性意义(P<0.01)，与下体正压前相比差异无显著性意义。平均动脉压(mean arterial blood pressure, MAP)在下体正压中升高无显著性意义，在下体正压后降低有显著性意义(与下体正压前相比P<0.01，与下体正压中相比P<0.05)。心率(heart rate, HR)在下体正压中有显著性意义降低(与下体正压前相比，P<0.05)，下体正压后与下体正压前相比差异无显著性意义，见表1。
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二、离心机测定下体正压后+GZ耐力变化的试验结果
下体正压后所有受试者松弛耐力均下降，总体上，下体正压前为(3.33±0.17) G，下体正压后为(2.63±0.09) G，比下体正压前有显著性意义降低(P<0.01)。其下降值为(0.71±0.06)G，最高1.0 G、最低0.5 G，见表2。
表1 下体正压前、中、后SBP、DBP、MAP、HR的变化(±s)
Tab 1 SBP, DBP, MAP, and HR before, during,and after LBPP (±s)
下体正压前
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下体正压中
下体正压后
SBP(mmHg)
120.5±6.1
127.8±7.3**
114.0±5.1**##
DBP(mmHg)
64.2±5.5
68.2±5.5**
60.7±6.3##
MAP(mmHg)
80.9±5.4
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88.1±5.4
78.4±4.9**#
HR(bpm)
66.7±7.1
62.5±7.9*
64.8±9.0
与下体正压前比较，*P<0.05，**P<0.01
*P<0.05，**P<0.01 vs. Before LBPP
与下体正压中比较，#P<0.05，##P<0.01
#P<0.05，##P<0.01 vs. During LBPP表2 6名受试者下体正压前、后+GZ耐力比较
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Tab 2 +GZ tolerance before and after
LBPP in 6 subjects 受试者
Subject
松弛耐力
Relaxed G tolerance
下体正压前
Before LBPP
下体正压后
After LBPP
1
3.00
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2.50
2
4.00
3.00
3
3.50
2.50
4
3.50
3.00
5
3.00
2.50
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6
3.00
2.25
3.33±0.17
2.63±0.09*
与下体正压前比较，配对t检验，t值=7.059，*P<0.01
Paired t test,t value=7.059,*P<0.01 vs. Before LBPP
讨论
本工作利用下体正压的方法模拟-GZ，结合载人离心机模拟推拉动作，观察到下体正压后受试者+GZ耐力显著下降，初步解决了在单轴向离心机上模拟推拉动作的难题，在实验室证实了-GZ后+GZ耐力下降-推拉效应现象的存在。本试验还观察了下体正压前、中、后生理参数的变化，对这种办法模拟推拉动作的机制可进行初步探讨。
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一、 推拉效应的模拟方法问题
归纳起来，文献出现的推拉动作模拟途径有多轴向载人离心机、飞机、旋转床等。然而，大型多轴向载人离心机目前只有少数国家拥有，飞行试验不易控制，旋转床仅能模拟+1～-1 GZ之间的加速度，无法测出-GZ后的加速度耐力。因此，需要发展一种推拉效应的地面模拟方法。长期以来，下体负压方法(lower body negative pressure, LBNP)作为模拟+GZ措施，已广泛应用于航空航天医学领域。其理论基础是LBNP时血液向下身转移，与+GZ发生的心血管效应相似。与下体正压相反，下体正压血液从身体下部挤向上部，与-GZ的生理效应具有某种程度的相识性，应该可以模拟-GZ。有文献指出[7]，模拟-GZ方法较常用的有头低位倾斜、下体正压和下体水浸泡。因此，下体正压可以作为模拟-GZ方法之一。本试验结果证实，300 mm Hg下体正压1 min后，6名受试者均出现了与-GZ相似的结果，即+GZ耐力下降。本试验采用下体正压 300 mm Hg，比大部分文献报告的高。因关于下体正压的研究，大都采用抗休克裤，其充气阀最大调节压力不高(104 mm Hg)。Seaworth等[8]采用USAF CSU-12/P抗荷裤研究下体正压，采用的压力就比较高，最高为306 mm Hg，且结果提示压力越高，生理效应越明显。为取得最明显的生理效应来模拟-GZ，我们采用了300 mm Hg 的压力。
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二、下体正压的生理效应与-GZ时相似与差异
我们认为，下体正压时下肢血液被挤压，转移到身体上部。这与-GZ时血液向头部转移具有相似性。这种血液转移使静脉血回流量增多，每搏量增多，血压升高。升高的血压刺激颈动脉窦主动脉弓压力感受器，使迷走神经紧张加强，交感神经紧张减弱，从而使心率减慢、总外周阻力降低、血压下降。本试验结果显示，下体正压后收缩压(SBP)、平均动脉压(MAP)有显著性意义降低(P<0.01)，舒张压(DBP)、心率(HR)也低于下体正压前。这些效应与-GZ时生理效应是一致的。
有关抗荷服充气造成下体正压的生理变化的报道较多。Bivins等[9]用下肢充气压力40 mm Hg和100 mm Hg 分别有3.7%和3.9%的血液向上半身转移；Eich等[10]在地面使受试者着抗荷服充气到80 mm Hg，发现MAP从105.8 mm Hg升高到114.6 mm Hg；Gray等[11]的试验显示，抗荷服充气到80 mm Hg HR与对照相比下降有显著性意义；Seaworth 等[8]的试验证实直立位抗荷服充气可使HR下降，BP升高，每搏量(SV)增加，总外周阻力(TPR)下降。Aaslid等[12]对10名受试者用血压袖带在大腿上充气至SBP值之上保持2 min，迅速放气200 ms后发生动脉压和大脑中动脉血流速度降低，持续6～7 s左右，动脉压变化范围大约为20%。本试验结果显示，下体正压时收缩压(SBP)、舒张压(DBP)升高有显著性意义，平均动脉压(MAP)升高无显著性意义，心率(HR)降低有显著性意义，这些结果与文献报道是一致的。
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与LBNP和+GZ的生理效应存在差异一样，下体正压与-GZ的生理效应也存在差异。Shi等[13]报道下体正压时中心静脉压(CVP)及MAP的增加不能全部由血容量转移来解释，同一实验室的另一篇论文[14]提示下体正压激活肌内压力敏感性感受器(intramuscular pressure-sensitive receptors)，使压力感受器灵敏度下降。Williamson等[15]证明下体正压时动脉压的升高是由肌肉传入神经介导的反射引起的。这种肌内压力敏感性感受器介导的反射是-GZ时所不具备的，然而，并不能排除下体正压与-GZ在血容量转移方面的相似性。
综上所述，本试验的重要意义在于，在缺乏多轴向离心机的条件下，找到了推拉效应的模拟方法，为今后研究提供了手段。但是，具体下体正压值对应的-GZ数值尚不清楚。为了更精确模拟推拉动作，需要在多轴向离心机上试验，必要时进行实际飞行验证。本试验表明下体正压模拟-GZ后所有受试者+GZ松弛耐力均下降，其下降值最高1.0 G、最低0.5 G、平均0.60±0.22 G。这个结果进一步说明推拉效应作为一种客观现象的存在。近年来，国外对推拉效应的研究日益增多。加拿大和法国合作研究推拉效应，加方负责用人作为受试者在离心机、旋转床或飞机上进行生理病理影响研究，法方承担使用动物模型开展基础性研究。通过本试验我们可以看出，推拉效应作为飞行安全的潜在威胁不容忽视。因此，应该对其深入研究，探明其严重影响及机理，寻找有效对抗措施，以保障飞行安全。
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参考文献
1，Michaud VJ, Lyons TJ, Hansen CM. Frequency of the“push-pull effect”in U.S. air force fighter operations. Aviat Space Environ Med, 1998, 69(11): 1083-1086.
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, 百拇医药
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11，Gray SI, Shaver JA, Kroetz FW, et al. Acute and prolonged effects of G suit inflation on cardiovascular dynamics. Aerospace Med, 1969, 40(1): 40-43.
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13，Shi ，X, Crandall， CG, Raven， PB. Hemodynamic， responses to graded lower body positive pressure. Am J Physiol, 1993, 265(34): H69-73.
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[收稿日期：1999-08-23], 百拇医药
单位：张五星 詹长录 耿喜臣 颜桂定 初旭 陆霞(100036 北京，空军航空医学研究所)；于心亚(100036 北京，空军总医院)
关键词：加速度；推拉效应；下体正压
中华航空航天医学杂志000204 【摘要】 目的 用单轴向离心机和下体正压模拟推拉动作，研究推拉动作对+GZ耐力的影响。 方法 6名受试者着KH-3抗荷服充气300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)1 min, 测定下体正压前、中、后血压(BP)、心率(HR)变化。在离心机上测基础耐力后，向抗荷服充气300 mm Hg，1 min放气后立即转动离心机，测松弛G耐力。 结果 收缩压(SBP)在下体正压中与下体正压前相比升高有显著性意义(P<0.01)，在下体正压后与下体正压前、中相比降低均有显著性意义(P<0.01)。舒张压(DBP)在下体正压中与下体正压前相比升高均有显著性意义(P<0.01)，在下体正压后与下体正压中相比降低有显著性意义(P<0.01)，与下体正压前相比差异无显著性意义。平均动脉压(MAP)在下体正压中升高无显著性意义，在下体正压后降低有显著性意义(与下体正压前相比，P<0.01，与下体正压中相比，P<0.05)。心率(HR)在下体正压中降低有显著性意义(与下体正压前相比，P<0.05)，下体正压后与下体正压前差别无显著性意义。下体正压后所有受试者松弛耐力均下降，总体上下体正压前为(3.33±0.17)G，下体正压后为(2.63±0.09)G，比下体正压前降低有显著性意义(P<0.01)。其下降值为(0.71±0.06)G，最高1.0 G、最低0.5 G。 结论 利用下体正压可以实现在单轴向离心机上模拟推拉动作，下体正压的生理影响与-GZ具有相似性，均具有血液向上体转移引起压力感受器反射特征，并且下体正压后可发生+GZ耐力下降，从而在离心机上证实了推拉效应的存在。
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【中国图书资料分类法分类号】 R852.21
Influence of lower body positive pressure on subsequent +GZ tolerance.
ZHANG Wuxing, ZHAN Changlu, GENG Xichen, et al.
(Institute of Aviation Medicine, Air Force, Beijing 100036，China)
【Abstract】 Objective To simulate the push-pull maneuver using single axis human centrifuge and lower body positive pressure, and observe its effect on +GZ tolerance. Methods Six volunteers participated in this experiment. They were subjected to lower body positive pressure (LBPP) up to 300 mm Hg for 1 min. Blood pressure and heart rate were monitored before, during and after LBPP. +GZ tolerance was measured with human centrifuge immediately after LBPP. Results Systolic blood pressure (SBP) significantly increased during LBPP compared with that before LBPP (P<0.01), and decreased significantly after LBPP compared with that during LBPP (P<0.01). Diastolic blood pressure (DBP) increased significantly during LBPP compared with that before LBPP (P<0.01), and decreased significantly after LBPP compared with that during LBPP (P<0.01). Heart rate (HR) significantly decreased during LBPP. To all subjects, +GZ tolerance decreased after LBPP. The decrement ranged from 1 G to 0.5 G. Conclusion Push-pull maneuver can be simulated on single axis human centrifuge using LBPP. The physiology effects of LBPP were similar to that of -GZ.
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【Key words】 Acceleration；Push-pull effect；Lower body positive pressure
小于+1 GZ的加速度飞行后，迅速转入大于+1 GZ的飞行动作，叫做推拉动作(push-pull
maneuver，PPM)。小于+1 GZ的加速度飞行后，使+GZ耐力下降的效应则称为推拉效应(push-pull effect，PPE)[1-6]。据报道，加拿大高达17%加速度致意识丧失(G-induced loss of consciousness， G-LOC)前有零或负G作用[3]，美国1982～1996年机毁或人亡严重G-LOC事故中，12.5%事故前很大可能存在推拉动作，29%有可能存在推拉动作[1，2]。因此，推拉效应近年来迅速成为航空医学加速度生理领域的研究热点。本研究的目的是在单轴向离心机上模拟推拉动作，研究推拉动作对+GZ耐力的影响。由于单轴向离心机无法产生-GZ，因此-GZ的模拟方法是本试验的难点。-GZ时血液向人体上部转移，这种血液转移及相关心血管变化常用以下几种方法来模拟：头低位倾斜(head down tilt, HDT)、下体正压(lower body positive pressure, LBPP)以及下体液体浸泡[7]。在本试验中，我们采用了下体正压法模拟-GZ。
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对象与方法
一、受试对象
6名离心机试验受试者,男性,年龄18～22岁,身高(172.4±2.7) cm，体重(63.8±5.6) kg。按《飞行人员体格检查标准》均体检合格，平日坚持体育锻炼。受试者对试验内容清楚，志愿参加。在试验开始前，受试者均已有3次以上的离心机体验，能够准确判断耐力终点和掌握停机要领。在试验前24 h内受试者无繁重体力活动，睡眠充分。试验时间为8:30～11:00。
二、试验设备与仪器
1.载人离心机：半径5.0 m, 座椅背角13°, 周边灯与鼻根部夹角为60°。具有G值、心电、耳脉搏等物理生理指标的计算机采集系统。
2.抗荷服：KH-3抗荷服, 由5个气囊与衣面构成。气囊分布于腹部、大腿、小腿部, 并相互连通, 囊面积约为腹部以下体表面积的30%; 衣面为露空式结构,衣面织物为不具阻燃性能的锦丝绸。
, 百拇医药
3.National EW274W型腕式电子血压计：采用双重检测模糊测量方式，自动测量血压和心率。测量时将袖带卷在手腕上，将手腕放在与心脏水平高度，按下按钮，30 s显示测量结果。
三、试验步骤
1.地面下体正压过程中监测心血管指标变化:6名受试者各着KH-3抗荷服，用压缩空气给抗荷服充气，造成下体正压，模拟-GZ，充气压力300 mm Hg，压力保持1 min。用电子血压计测量加压前、中、后血压和心率。
2.在离心机上测定基础耐力及下体正压后的+GZ耐力:试验在载人离心机上进行，从+2.5 GZ开始，以0.25～1.0 G递增。两次+GZ暴露间休息5～10 min。先测定每名受试者抗荷服不充气时的基础+GZ耐力。休息5～10 min后，用压缩空气给抗荷服充气，造成下体正压，充气压力300 mm Hg，压力保持1 min，然后迅速拔掉抗荷服充气管道，使抗荷服放气，同时转动离心机，经受+GZ作用，测定此时的松弛+GZ耐力。耐力终点的指标为100%周边灯光消失或50%中央灯光模糊；其它停机的指标包括：疼痛、严重不适、技术故障、心率大于200次/min及严重心律失常。在进行离心机+GZ暴露时由医生对受试者进行监护。在对受试者进行离心机+GZ暴露时记录+GZ值、+GZ持续时间、心电图、心率、耳脉搏及受试者的主诉。
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四、数据采集与处理
测定的结果以
±s表示。采用配对t检验评价差异的显著性意义。结果
一、地面下体正压前、中、后血压及心率变化
收缩压(systolic blood pressure, SBP)在下体正压中与下体正压前相比升高有显著性意义(P<0.01)，在下体正压后与下体正压前、中相比降低均有显著性意义(P<0.01)。舒张压(diastolic blood pressure, DBP)在下体正压中与下体正压前相比升高有显著性意义(P<0.01)，在下体正压后与下体正压中相比降低有显著性意义(P<0.01)，与下体正压前相比差异无显著性意义。平均动脉压(mean arterial blood pressure, MAP)在下体正压中升高无显著性意义，在下体正压后降低有显著性意义(与下体正压前相比P<0.01，与下体正压中相比P<0.05)。心率(heart rate, HR)在下体正压中有显著性意义降低(与下体正压前相比，P<0.05)，下体正压后与下体正压前相比差异无显著性意义，见表1。
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二、离心机测定下体正压后+GZ耐力变化的试验结果
下体正压后所有受试者松弛耐力均下降，总体上，下体正压前为(3.33±0.17) G，下体正压后为(2.63±0.09) G，比下体正压前有显著性意义降低(P<0.01)。其下降值为(0.71±0.06)G，最高1.0 G、最低0.5 G，见表2。
表1 下体正压前、中、后SBP、DBP、MAP、HR的变化(
±s)Tab 1 SBP, DBP, MAP, and HR before, during,and after LBPP (
±s)下体正压前
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下体正压中
下体正压后
SBP(mmHg)
120.5±6.1
127.8±7.3**
114.0±5.1**##
DBP(mmHg)
64.2±5.5
68.2±5.5**
60.7±6.3##
MAP(mmHg)
80.9±5.4
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88.1±5.4
78.4±4.9**#
HR(bpm)
66.7±7.1
62.5±7.9*
64.8±9.0
与下体正压前比较，*P<0.05，**P<0.01
*P<0.05，**P<0.01 vs. Before LBPP
与下体正压中比较，#P<0.05，##P<0.01
#P<0.05，##P<0.01 vs. During LBPP表2 6名受试者下体正压前、后+GZ耐力比较
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Tab 2 +GZ tolerance before and after
LBPP in 6 subjects 受试者
Subject
松弛耐力
Relaxed G tolerance
下体正压前
Before LBPP
下体正压后
After LBPP
1
3.00
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2.50
2
4.00
3.00
3
3.50
2.50
4
3.50
3.00
5
3.00
2.50
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6
3.00
2.25
3.33±0.17
2.63±0.09*
与下体正压前比较，配对t检验，t值=7.059，*P<0.01
Paired t test,t value=7.059,*P<0.01 vs. Before LBPP
讨论
本工作利用下体正压的方法模拟-GZ，结合载人离心机模拟推拉动作，观察到下体正压后受试者+GZ耐力显著下降，初步解决了在单轴向离心机上模拟推拉动作的难题，在实验室证实了-GZ后+GZ耐力下降-推拉效应现象的存在。本试验还观察了下体正压前、中、后生理参数的变化，对这种办法模拟推拉动作的机制可进行初步探讨。
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一、 推拉效应的模拟方法问题
归纳起来，文献出现的推拉动作模拟途径有多轴向载人离心机、飞机、旋转床等。然而，大型多轴向载人离心机目前只有少数国家拥有，飞行试验不易控制，旋转床仅能模拟+1～-1 GZ之间的加速度，无法测出-GZ后的加速度耐力。因此，需要发展一种推拉效应的地面模拟方法。长期以来，下体负压方法(lower body negative pressure, LBNP)作为模拟+GZ措施，已广泛应用于航空航天医学领域。其理论基础是LBNP时血液向下身转移，与+GZ发生的心血管效应相似。与下体正压相反，下体正压血液从身体下部挤向上部，与-GZ的生理效应具有某种程度的相识性，应该可以模拟-GZ。有文献指出[7]，模拟-GZ方法较常用的有头低位倾斜、下体正压和下体水浸泡。因此，下体正压可以作为模拟-GZ方法之一。本试验结果证实，300 mm Hg下体正压1 min后，6名受试者均出现了与-GZ相似的结果，即+GZ耐力下降。本试验采用下体正压 300 mm Hg，比大部分文献报告的高。因关于下体正压的研究，大都采用抗休克裤，其充气阀最大调节压力不高(104 mm Hg)。Seaworth等[8]采用USAF CSU-12/P抗荷裤研究下体正压，采用的压力就比较高，最高为306 mm Hg，且结果提示压力越高，生理效应越明显。为取得最明显的生理效应来模拟-GZ，我们采用了300 mm Hg 的压力。
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二、下体正压的生理效应与-GZ时相似与差异
我们认为，下体正压时下肢血液被挤压，转移到身体上部。这与-GZ时血液向头部转移具有相似性。这种血液转移使静脉血回流量增多，每搏量增多，血压升高。升高的血压刺激颈动脉窦主动脉弓压力感受器，使迷走神经紧张加强，交感神经紧张减弱，从而使心率减慢、总外周阻力降低、血压下降。本试验结果显示，下体正压后收缩压(SBP)、平均动脉压(MAP)有显著性意义降低(P<0.01)，舒张压(DBP)、心率(HR)也低于下体正压前。这些效应与-GZ时生理效应是一致的。
有关抗荷服充气造成下体正压的生理变化的报道较多。Bivins等[9]用下肢充气压力40 mm Hg和100 mm Hg 分别有3.7%和3.9%的血液向上半身转移；Eich等[10]在地面使受试者着抗荷服充气到80 mm Hg，发现MAP从105.8 mm Hg升高到114.6 mm Hg；Gray等[11]的试验显示，抗荷服充气到80 mm Hg HR与对照相比下降有显著性意义；Seaworth 等[8]的试验证实直立位抗荷服充气可使HR下降，BP升高，每搏量(SV)增加，总外周阻力(TPR)下降。Aaslid等[12]对10名受试者用血压袖带在大腿上充气至SBP值之上保持2 min，迅速放气200 ms后发生动脉压和大脑中动脉血流速度降低，持续6～7 s左右，动脉压变化范围大约为20%。本试验结果显示，下体正压时收缩压(SBP)、舒张压(DBP)升高有显著性意义，平均动脉压(MAP)升高无显著性意义，心率(HR)降低有显著性意义，这些结果与文献报道是一致的。
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与LBNP和+GZ的生理效应存在差异一样，下体正压与-GZ的生理效应也存在差异。Shi等[13]报道下体正压时中心静脉压(CVP)及MAP的增加不能全部由血容量转移来解释，同一实验室的另一篇论文[14]提示下体正压激活肌内压力敏感性感受器(intramuscular pressure-sensitive receptors)，使压力感受器灵敏度下降。Williamson等[15]证明下体正压时动脉压的升高是由肌肉传入神经介导的反射引起的。这种肌内压力敏感性感受器介导的反射是-GZ时所不具备的，然而，并不能排除下体正压与-GZ在血容量转移方面的相似性。
综上所述，本试验的重要意义在于，在缺乏多轴向离心机的条件下，找到了推拉效应的模拟方法，为今后研究提供了手段。但是，具体下体正压值对应的-GZ数值尚不清楚。为了更精确模拟推拉动作，需要在多轴向离心机上试验，必要时进行实际飞行验证。本试验表明下体正压模拟-GZ后所有受试者+GZ松弛耐力均下降，其下降值最高1.0 G、最低0.5 G、平均0.60±0.22 G。这个结果进一步说明推拉效应作为一种客观现象的存在。近年来，国外对推拉效应的研究日益增多。加拿大和法国合作研究推拉效应，加方负责用人作为受试者在离心机、旋转床或飞机上进行生理病理影响研究，法方承担使用动物模型开展基础性研究。通过本试验我们可以看出，推拉效应作为飞行安全的潜在威胁不容忽视。因此，应该对其深入研究，探明其严重影响及机理，寻找有效对抗措施，以保障飞行安全。
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[收稿日期：1999-08-23], 百拇医药