高+Gz负荷下犬心血管系统反应特性
作者：师绿江 张宏金 汤维平 李广道 谈诚 宋蕾
单位：(空军航空医学研究所，北京 100036)
关键词：血液动力学；加速度应激(生理)；导管插入术；狗
航天医学与医学工程/990315摘要： 目的 探讨犬+Gz负荷中、负荷后心电图、动脉血压反应特性。 方法 将压力传感器导管置于6 只麻醉犬的升主动脉和髂总动脉，以测量犬暴露于+1 Gz、+3 Gz、+5 Gz、+7 Gz的血压,并采用A 导联持续监测心电图。 结果 (1)P波高度受+Gz 负荷的影响,负荷前、后1 min内 差异显著(+Gz负荷前P波2.3±0.2 mV,+3 Gz后 4.5±0.5 mV,+5 Gz后4.8±0.3 mV,+7 Gz后5.3±0.7 mV P<0.05)。(2)高+Gz 负荷时，髂总动脉血压表现为平均动脉压增高，脉压减低。(3)+Gz 终止后，升主动脉血压(AP)出现一过性增高 (+7 Gz前AP 17.29±5.59/11.31±3.86 kPa,+7 Gz后第30 s 27.53±6.12/20.62±1.86 kPa,P<0.01)。 结论 P波高度的变化反映心房移位，这可能是心律失常的原因。在高+Gz负荷条件下，心血管功能不全，组织灌注压是一个重要的生理参数。+Gz负荷终止后即刻，动脉血压极度增高，为血管性衰竭的表现。
, 百拇医药
中图分类号：R852.21 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)03-0214-03
Cardiovascular Response to High Sustained +Gz Stress in Dogs.
SHI Lu-jiang
Institute of Aviation Medicine,Air Force,Beijing 100036
ZHANG Hong-jin,TANG Wei-ping,LI Guang-dao,TAN Cheng,SONG Lei.Space Medicine & Medical Engineering,1999,12(3):214～216
Abstract： Objective To investigate features of electrocardiography(ECG) and arterial pressure in dog during and after +Gz stress. Method Six anesthetized dogs were catheterized for the measurement of ascending aortic pressure(AP)and common iliac arterial pressure(CIAP).A lead of ECG was monitored continuously.Then, dogs were placed supine in rotatable plaform on one arm of an 1.7 m radius centrifuge.The animals were exposed serially to acceleration profiles of up to +7 Gz,consisting of a slow onset to peak acceleration,90 s peak G,and a rapid decline back to control.A recovery time of at least 20 min was allowed after each acceleration profile. Results (1) The amplitude of P-wave was influenced by the magnitude of the acceleration (2.3±0.2 mV at rest vs.4.5±0.5 mV at +3 Gz,4.8±0.3 mV at +5 Gz and 5.3±0.7 mV at +7 Gz, respectively P<0.05).(2)It appeared that arteria mean pressure increased and pusle pressure decreased in CIAP during high +Gz stress.(3)AP increased greatly after +Gz stress(17.29±5.59/11.31±3.86 kPa at rest vs.27.53±6.12/20.62±1.86 kPa 30s after +7 Gz P<0.01). Conclusion (1)The change of the amplitude of P-wave reflected the atrial displacement which may be the reason of arrhythmia.(2)The perfusion pressure is an important physiological parameter to the cardiovascular dysfunction during high +Gz stress.(3)Greatly higher AP after +Gz stress could be a feature of vascular exhaustion.
, 百拇医药
Key words：hemodynamics;acceleration stress(physiology);catheterization;dogs
随着高性能战斗机的不断发展，空中意识丧失(G-LOC) 受到航空医学界的广泛关注。G-LOC与G负荷下血液动力学变化关系密切。但是，对G-LOC的研究中，常限于心上水平血压测量[1]。我们采用压力传感器导管置于犬心上、心下水平血管腔内，同时记录+Gz 负荷下不同部位血压变化，探讨+Gz负荷下心血管系统整体血液动力学特性，为抗荷防护提供充分的理论依据。
方 法
实验动物为杂种犬6只，雄性4只，雌性2只，体重11～20kg。以15%复方噻氨酮(5mg/kg)肌肉麻醉后， 仰卧位于臂长1.27m半径的动物离心机上，将一个6F晶体压力传感器导管(YH-1A型，北京航天医学工程研究所研制), 经右颈部一切口送入主动脉根部，另一压力传感器导管经右股动脉送置髂总动脉，这两个导管用以测量升主动脉血压，以及髂总动脉血压。采用A 导联持续监测心电图。
, http://www.100md.com
动物准备结束后稳定20min，然后将动物暴露于+1、+3、+5、+7Gz 负荷,作用时间90s,迅速解除+Gz负荷。 每次暴露后使动物恢复20min，待心电图、血压稳定时再进行下次实验。
结 果
不同+Gz负荷条件下心率的变化 图1显示+1、+3、+5、+7 Gz负荷时四只犬平均心率的变化情况。各G 值条件下，心率增快。高+Gz负荷时，心率恢复到暴露前水平所需时间较长，最高心率出现在+Gz 终止后第20s左右( +7Gz前180±29次/min，+7Gz终止20s 318±25次/min，P<0.05)，心电图偶见异位心律。
图1 +Gz负荷的心率反应
Fig.1 Heart rate response to +Gz stress
, 百拇医药
不同+Gz负荷后P波高度的变化 表1显示不同+Gz负荷后，P波高度的变化。P波高度随+Gz值增大而增高，+Gz作用前后比较差异显著。
表1 不同+Gz负荷后P波高度测量(n=4)
Table 1 Amplitude of P-wave following +Gz stress(n=4) +Gz
P波高度
height of P-wave(mV)
P
0
2.1±0.1
+1
, 百拇医药 2.3±0.2
>0.05
+3
4.5±0.5
<0.05
+5
4.8±0.3
<0.05
+7
5.3±0.7
<0.05
不同+Gz负荷条件下动脉血压的变化 升主动脉平均动脉压(AMP) 维持在+Gz负荷前水平，脉压减低。 髂动脉平均动脉压(CIAMP)增高，脉压减低至零。图2显示+7 Gz负荷条件下， AMP和CIAMP的变化。在加速度作用开始，AMP 降低，以后逐渐恢复至暴露前水平。 而CIAMP明显增加至暴露前两倍。
, 百拇医药
+Gz终止后即刻升主动脉血压出现一过性增高(+7 Gz前AP 17.29±5.59/11.31±3.86 kPa,+7 Gz后第30 s 27.53±6.12/20.62±1.86 kPa, P<0.01)。图2显示+7 Gz终止第20 s AMP和CIAMP均出现增高。
图2 AMP和CIAMP对+7Gz负荷的反应
Fig.2 AMP and CIAMP response to +7 Gz stress
讨 论
本实验观察加速度条件下麻醉犬的心血管系统反应。实验显示:加速度期间，不论G值高低，心率均增快(如图1所示),这同以往报道一致[2]。同时我们发现G终止后，心率甚至更快。曾有学者提出[3]: 在研究+Gz负荷对心血管系统影响时，应考虑到控制心脏交感、副交感神经的时间特性，即交感神经的潜伏期0.5s, 时间常数1～3s,副交感神经潜伏期1～3s,时间常数10s。本实验结果显示，这种交感、副交感神经的时间特性，以及G负荷终止后心肌再灌注损伤等，可能为G终止后心率仍然增快的原因。提示这种交感、 副交感神经的时间特性不仅存在于G负荷期间，并持续到G终止后的一段时间，应以注意。
, 百拇医药
目前多数学者认为，心电图部分反映了心血管系统+Gz耐力情况，心律失常是判定+Gz耐力的一项指标。然而，心律失常的原因尚不清楚。我们的实验显示:+Gz期间心率增快，P波波幅减低，QRS主波向下，ST-T呈缺血型改变。9 +Gz终止后即刻， P波高度随+Gz值增大而增高，QRS逐渐恢复+Gz负荷前形态，ST-T恢复。提示+Gz终止后P波波幅增大，是由于血液大量回流，以及心房移位的恢复所致。Saito[2]提出:结性心律是犬耐受+Gz负荷的耐力终点指标。本实验中一只犬在+5Gz负荷后P波极度增大，出现结性心律后死亡。提示异位心律是心房移位所致。
本实验显示:在高+Gz负荷时, 心水平平均动脉压基本维持在负荷前水平, 这同以往报道一致[4].同时,髂动脉血压表现为:平均动脉压增高，脉压减低。这反映了心水平以下血液淤积，造成舒张压及组织灌注压增高。此时，心上、下水平血压不一致，说明心脏部分地失去了泵功能作用,因此G负荷时维持正常的组织灌注压，以便保护正常的器官功能，是十分重要的。
, 百拇医药
另外，+Gz负荷终止后即刻，在心率变化不明显的情况下，心中、下水平动脉血压同时极度增高，表明此时血压的调解不是交感、副交感神经的作用。McCormack[5]在论述加速度条件下动脉壁衰竭问题时指出:当应力解除后,动脉壁张力持续存在, 为动脉壁粘弹特性的滞后现象。本实验中G负荷后血压极度增高，我们认为是动脉壁粘弹特性的滞后现象，是一种能量的释放。 提示应注意+Gz终止后即刻的抗荷防护。+ 总之，我们认为:(1)P波高度的变化反映心房移位，注意由此引起的心律失常。(2)在高+Gz负荷条件下， 心脏部分地失去了泵功能作用，此时组织灌注压是一个重要参数。(3)应注意高+Gz负荷后抗荷防护。
参考文献
[1] Bagshaw RJ,Whinnery JE.Mammalian cardiovascular morphology and the maintenance of cerebral function at high +Gz[J].Aviat Space Environ Med,1994,65(7):666～669
, 百拇医药
[2] I Saito, M.Ono, T.Ueno et al.On the changes in heart form, and the critical threshold of dogs exposed to acceleration[J].Proc Japan Soc Aviat Med and Psychol(Tokyo),1961，11:1～2
[3] Van Lieshout EJ,Van Lieshout JJ, Krol J et al.Assessment of cardiovascular reflexes is of limited value in predicting maximal +Gz tolerance[J].Aviat Space Environ Med,1992,63(1):21～26
[4] Peterson DF.Burns JW.Fanton JW et al. Effects of dipyridamole on the cardiovascular response to +Gz stress in miniature swine[J].Aviat.Space Environ Med,1989,60(3):218～25
[5] McCormack PD.Prediction of arterial wall failure under acceleration stress in high-performance aircraft[J].Aviat Space Environ Med,1984,55(7):620～631
收稿日期：1998-07-09, http://www.100md.com
单位：(空军航空医学研究所，北京 100036)
关键词：血液动力学；加速度应激(生理)；导管插入术；狗
航天医学与医学工程/990315摘要： 目的 探讨犬+Gz负荷中、负荷后心电图、动脉血压反应特性。 方法 将压力传感器导管置于6 只麻醉犬的升主动脉和髂总动脉，以测量犬暴露于+1 Gz、+3 Gz、+5 Gz、+7 Gz的血压,并采用A 导联持续监测心电图。 结果 (1)P波高度受+Gz 负荷的影响,负荷前、后1 min内 差异显著(+Gz负荷前P波2.3±0.2 mV,+3 Gz后 4.5±0.5 mV,+5 Gz后4.8±0.3 mV,+7 Gz后5.3±0.7 mV P<0.05)。(2)高+Gz 负荷时，髂总动脉血压表现为平均动脉压增高，脉压减低。(3)+Gz 终止后，升主动脉血压(AP)出现一过性增高 (+7 Gz前AP 17.29±5.59/11.31±3.86 kPa,+7 Gz后第30 s 27.53±6.12/20.62±1.86 kPa,P<0.01)。 结论 P波高度的变化反映心房移位，这可能是心律失常的原因。在高+Gz负荷条件下，心血管功能不全，组织灌注压是一个重要的生理参数。+Gz负荷终止后即刻，动脉血压极度增高，为血管性衰竭的表现。
, 百拇医药
中图分类号：R852.21 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)03-0214-03
Cardiovascular Response to High Sustained +Gz Stress in Dogs.
SHI Lu-jiang
Institute of Aviation Medicine,Air Force,Beijing 100036
ZHANG Hong-jin,TANG Wei-ping,LI Guang-dao,TAN Cheng,SONG Lei.Space Medicine & Medical Engineering,1999,12(3):214～216
Abstract： Objective To investigate features of electrocardiography(ECG) and arterial pressure in dog during and after +Gz stress. Method Six anesthetized dogs were catheterized for the measurement of ascending aortic pressure(AP)and common iliac arterial pressure(CIAP).A lead of ECG was monitored continuously.Then, dogs were placed supine in rotatable plaform on one arm of an 1.7 m radius centrifuge.The animals were exposed serially to acceleration profiles of up to +7 Gz,consisting of a slow onset to peak acceleration,90 s peak G,and a rapid decline back to control.A recovery time of at least 20 min was allowed after each acceleration profile. Results (1) The amplitude of P-wave was influenced by the magnitude of the acceleration (2.3±0.2 mV at rest vs.4.5±0.5 mV at +3 Gz,4.8±0.3 mV at +5 Gz and 5.3±0.7 mV at +7 Gz, respectively P<0.05).(2)It appeared that arteria mean pressure increased and pusle pressure decreased in CIAP during high +Gz stress.(3)AP increased greatly after +Gz stress(17.29±5.59/11.31±3.86 kPa at rest vs.27.53±6.12/20.62±1.86 kPa 30s after +7 Gz P<0.01). Conclusion (1)The change of the amplitude of P-wave reflected the atrial displacement which may be the reason of arrhythmia.(2)The perfusion pressure is an important physiological parameter to the cardiovascular dysfunction during high +Gz stress.(3)Greatly higher AP after +Gz stress could be a feature of vascular exhaustion.
, 百拇医药
Key words：hemodynamics;acceleration stress(physiology);catheterization;dogs
随着高性能战斗机的不断发展，空中意识丧失(G-LOC) 受到航空医学界的广泛关注。G-LOC与G负荷下血液动力学变化关系密切。但是，对G-LOC的研究中，常限于心上水平血压测量[1]。我们采用压力传感器导管置于犬心上、心下水平血管腔内，同时记录+Gz 负荷下不同部位血压变化，探讨+Gz负荷下心血管系统整体血液动力学特性，为抗荷防护提供充分的理论依据。
方 法
实验动物为杂种犬6只，雄性4只，雌性2只，体重11～20kg。以15%复方噻氨酮(5mg/kg)肌肉麻醉后， 仰卧位于臂长1.27m半径的动物离心机上，将一个6F晶体压力传感器导管(YH-1A型，北京航天医学工程研究所研制), 经右颈部一切口送入主动脉根部，另一压力传感器导管经右股动脉送置髂总动脉，这两个导管用以测量升主动脉血压，以及髂总动脉血压。采用A 导联持续监测心电图。
, http://www.100md.com
动物准备结束后稳定20min，然后将动物暴露于+1、+3、+5、+7Gz 负荷,作用时间90s,迅速解除+Gz负荷。 每次暴露后使动物恢复20min，待心电图、血压稳定时再进行下次实验。
结 果
不同+Gz负荷条件下心率的变化 图1显示+1、+3、+5、+7 Gz负荷时四只犬平均心率的变化情况。各G 值条件下，心率增快。高+Gz负荷时，心率恢复到暴露前水平所需时间较长，最高心率出现在+Gz 终止后第20s左右( +7Gz前180±29次/min，+7Gz终止20s 318±25次/min，P<0.05)，心电图偶见异位心律。
图1 +Gz负荷的心率反应
Fig.1 Heart rate response to +Gz stress
, 百拇医药
不同+Gz负荷后P波高度的变化 表1显示不同+Gz负荷后，P波高度的变化。P波高度随+Gz值增大而增高，+Gz作用前后比较差异显著。
表1 不同+Gz负荷后P波高度测量(n=4)
Table 1 Amplitude of P-wave following +Gz stress(n=4) +Gz
P波高度
height of P-wave(mV)
P
0
2.1±0.1
+1
, 百拇医药 2.3±0.2
>0.05
+3
4.5±0.5
<0.05
+5
4.8±0.3
<0.05
+7
5.3±0.7
<0.05
不同+Gz负荷条件下动脉血压的变化 升主动脉平均动脉压(AMP) 维持在+Gz负荷前水平，脉压减低。 髂动脉平均动脉压(CIAMP)增高，脉压减低至零。图2显示+7 Gz负荷条件下， AMP和CIAMP的变化。在加速度作用开始，AMP 降低，以后逐渐恢复至暴露前水平。 而CIAMP明显增加至暴露前两倍。
, 百拇医药
+Gz终止后即刻升主动脉血压出现一过性增高(+7 Gz前AP 17.29±5.59/11.31±3.86 kPa,+7 Gz后第30 s 27.53±6.12/20.62±1.86 kPa, P<0.01)。图2显示+7 Gz终止第20 s AMP和CIAMP均出现增高。
图2 AMP和CIAMP对+7Gz负荷的反应
Fig.2 AMP and CIAMP response to +7 Gz stress
讨 论
本实验观察加速度条件下麻醉犬的心血管系统反应。实验显示:加速度期间，不论G值高低，心率均增快(如图1所示),这同以往报道一致[2]。同时我们发现G终止后，心率甚至更快。曾有学者提出[3]: 在研究+Gz负荷对心血管系统影响时，应考虑到控制心脏交感、副交感神经的时间特性，即交感神经的潜伏期0.5s, 时间常数1～3s,副交感神经潜伏期1～3s,时间常数10s。本实验结果显示，这种交感、副交感神经的时间特性，以及G负荷终止后心肌再灌注损伤等，可能为G终止后心率仍然增快的原因。提示这种交感、 副交感神经的时间特性不仅存在于G负荷期间，并持续到G终止后的一段时间，应以注意。
, 百拇医药
目前多数学者认为，心电图部分反映了心血管系统+Gz耐力情况，心律失常是判定+Gz耐力的一项指标。然而，心律失常的原因尚不清楚。我们的实验显示:+Gz期间心率增快，P波波幅减低，QRS主波向下，ST-T呈缺血型改变。9 +Gz终止后即刻， P波高度随+Gz值增大而增高，QRS逐渐恢复+Gz负荷前形态，ST-T恢复。提示+Gz终止后P波波幅增大，是由于血液大量回流，以及心房移位的恢复所致。Saito[2]提出:结性心律是犬耐受+Gz负荷的耐力终点指标。本实验中一只犬在+5Gz负荷后P波极度增大，出现结性心律后死亡。提示异位心律是心房移位所致。
本实验显示:在高+Gz负荷时, 心水平平均动脉压基本维持在负荷前水平, 这同以往报道一致[4].同时,髂动脉血压表现为:平均动脉压增高，脉压减低。这反映了心水平以下血液淤积，造成舒张压及组织灌注压增高。此时，心上、下水平血压不一致，说明心脏部分地失去了泵功能作用,因此G负荷时维持正常的组织灌注压，以便保护正常的器官功能，是十分重要的。
, 百拇医药
另外，+Gz负荷终止后即刻，在心率变化不明显的情况下，心中、下水平动脉血压同时极度增高，表明此时血压的调解不是交感、副交感神经的作用。McCormack[5]在论述加速度条件下动脉壁衰竭问题时指出:当应力解除后,动脉壁张力持续存在, 为动脉壁粘弹特性的滞后现象。本实验中G负荷后血压极度增高，我们认为是动脉壁粘弹特性的滞后现象，是一种能量的释放。 提示应注意+Gz终止后即刻的抗荷防护。+ 总之，我们认为:(1)P波高度的变化反映心房移位，注意由此引起的心律失常。(2)在高+Gz负荷条件下， 心脏部分地失去了泵功能作用，此时组织灌注压是一个重要参数。(3)应注意高+Gz负荷后抗荷防护。
参考文献
[1] Bagshaw RJ,Whinnery JE.Mammalian cardiovascular morphology and the maintenance of cerebral function at high +Gz[J].Aviat Space Environ Med,1994,65(7):666～669
, 百拇医药
[2] I Saito, M.Ono, T.Ueno et al.On the changes in heart form, and the critical threshold of dogs exposed to acceleration[J].Proc Japan Soc Aviat Med and Psychol(Tokyo),1961，11:1～2
[3] Van Lieshout EJ,Van Lieshout JJ, Krol J et al.Assessment of cardiovascular reflexes is of limited value in predicting maximal +Gz tolerance[J].Aviat Space Environ Med,1992,63(1):21～26
[4] Peterson DF.Burns JW.Fanton JW et al. Effects of dipyridamole on the cardiovascular response to +Gz stress in miniature swine[J].Aviat.Space Environ Med,1989,60(3):218～25
[5] McCormack PD.Prediction of arterial wall failure under acceleration stress in high-performance aircraft[J].Aviat Space Environ Med,1984,55(7):620～631
收稿日期：1998-07-09, http://www.100md.com