热环境军事作业应激负荷评价生物学标志物筛选及损伤防治研究

发布时间：2017-08-02 22:06

  本文关键词：热环境军事作业应激负荷评价生物学标志物筛选及损伤防治研究

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【摘要】：高温热环境是我军最常见的军事作业环境，我国有大面积国土处在热带和亚热带区域，另外特定的微小气候环境如防化服、密闭舱室等也是常见高温作业环境。在上述热环境下作业、训练或作战时，，炎热的外环境使机体散热困难，甚至被迫接受大量的外加热(热辐射、热对流)，机体处于高度的热应激状态，可引起一系列的生理应激反应；当热蓄积超过体温调节能力时，则会产生不良影响，给机体带来危害，甚至导致热衰竭和热休克，降低机体的作业效能。因此，评价及监测热环境军事作业人员的应激负荷程度，增强热环境军事作业人员的热适应能力、减轻应激损伤，对提高热环境条件下部队的作业、作战能力具有重要意义。 有关高温作业应激损伤机制的研究较多，主要包括代谢产物堆积[1]、氧化应激损伤[2]、高温直接损伤[3]和神经内分泌学说[4]等，但目前尚无直接测定热环境军事作业人员应激负荷的方法。近年有研究显示，一些新的生理指标和神经内分泌指标与机体的主观应激负荷显著相关，如耳道温度、瞳孔直径变化频率、唾液嗜铬粒蛋白A(chromograninA,CGA)、唾液淀粉酶(salivaryamylase,AMS)[5-10]等，但尚不清楚它们是否可作为评价热环境军事作业应激负荷的生物学标志物。本研究选取某热区部队80名男性战士，在湿热环境下进行不同强度作业以施加不同程度的应激负荷，围绕高温作业的氧化应激损伤学说和神经内分泌学说，结合传统的作业应激评价指标[11（]心率、血压、出汗率），重点关注机体的耳道温度，疲劳的心理学（临界闪光融合频率，闪烁频率、反应时），神经内分泌（血浆皮质醇、唾液淀粉酶、唾液嗜铬粒蛋白A、唾液皮质醇），代谢产物（乳酸、肌酐、尿素氮）、氧化-抗氧化系统（丙二醛含量、还原型谷胱甘肽含量、超氧化物歧化酶活性、总抗氧化能力）和组织损伤标志物（乳酸脱氢酶、肌酸激酶）等指标在热环境作业前后改变，并与作业强度做Spearman’s相关性分析，寻找和筛选高温作业应激负荷灵敏的生物标志物。 同时由于缺乏热应激负荷的量化评价指标，目前尚没有广泛认可的热应激损伤防治药物。以往研究发现，来源于食物的抗氧化提取物如茶多酚、番茄红素、花色苷类物质等能有效缓解运动员高强度训练和比赛时生理-心理应激负荷，并可显著提高其运动成绩[12]。本实验室以往研制的一种以富含多酚的木瓜超微提取物和牛磺酸为主要成分的复合制剂具有较强的抗疲劳效应，并发现其可以显著减少作业后机体的代谢产物堆积，并抑制自由基生成，而该制剂是否具有对抗热环境军事作业应激损伤的效应值得进一步探索。本研究利用人工气候箱模拟高温高湿环境，建立大鼠高温负重游泳力竭模型，并将干预组大鼠用木瓜超微提取物与牛磺酸混合物(Chaenomelesextractandtaurinemixture,CETM)处理8天后，进行大鼠高温负重游泳力竭预试验；并在此基础上，根据前期研究筛选出的热应激负荷评价敏感指标，在某热区部队招募志愿者进行人群干预试验，干预组受试者用CETM干预8天后，在热环境下进行重度强度军事作业，探讨CETM可否降低机体在热环境作业时的应激损伤。 主要结果和结论如下： 1.筛选研究发现心率、AST、ALT、LDH、SC可作为热环境军事作业应激负荷生物标志物 1.1本研究发现，热环境作业后受试者耳道温度升高，出汗率增加，心率、临界闪烁、融合频率显著升高，血压降低，反应时减少。采用Spearman’s方法分析其与作业强度间的相关性，发现作业后心率改变与热环境作业应激负荷正显著相关(r=0.498，P0.05)。 1.2受试者血浆皮质醇、唾液皮质醇(SalivaryCortisol,SC)、AMS、CGA分泌增加，血浆中乳酸、尿素氮(Bloodureanitrogen,BUN)、肌酐、尿酸含量显著升高。采用Spearman’s方法探讨其与作业强度间的相关性，发现作业后SC改变与热环境作业应激负荷正显著相关(r=0.923，P0.05)。 1.3热环境作业后受试者血浆中丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量显著升高；血浆总抗氧化能力(Totalantioxidantcapacity,TAC)和超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase,SOD)活性显著降低；还原型谷胱甘肽(Glutathione，GSH)随着作业强度的增加逐渐降低。采用Spearman’s方法探讨其与作业强度间的相关性，发现作业后GSH含量改变与热环境作业应激负荷负显著相关(r=-0.520，P0.05)。 1.4在热环境进行中度强度以上军事作业后，受试者血浆中谷丙转氨酶(Alanineaminotransferase,ALT)、谷草转氨酶(Aspartateaminotransferase,AST)、肌酸激酶(CreatineKinase,CK)和乳酸脱氢酶(Lactatedehydrogenase,LDH)含量升高，但都在正常参考值范围内。采用Spearman’s方法探讨其与作业强度间的相关性，发现作业后ALT、AST、LDH含量改变与热环境作业应激负荷正显著相关(r=0.245、0.353、0.720，P0.05)。 2.CETM对热应激损伤有显著防护作用 2.1大鼠高温游泳力竭模型建立。本研究利用自行设计的人工气候箱建立环境温度和水体温度可自行控制、游泳过程可实时监控的新型大鼠游泳模型（专利号：2011202385602）。在本试验中，利用人工气候箱模拟高温高湿环境(环境温度33℃，湿度85%，水体温度33℃），并将大鼠尾部负重(体重5%)建立高温大鼠负重游泳力竭模型。 2.2CETM对大鼠高温负重游泳时热应激损伤的防治作用研究。试验结果显示，干预组大鼠的负重游泳力竭时间明显长于对照组(P0.05)，血浆中TAC显著高于对照组(P0.05)；血浆中BUN、LD含量低于对照组。 2.3CETM对人体热环境作业时热应激损伤的防治作用研究。从试验结果可以看到，干预组受试者作业后心率和血浆中ALT、AST、LDH、SC含量均低于对照组，GSH含量要高于对照组，其中AST和SC含量在两组间存在显著性差异。 综上所述，热环境可加重作业时机体的生理负荷，激活机体的神经内分泌系统，抑制机体的抗氧化系统、增加自由基生成，引起机体代谢产物堆积，最终导致组织损伤；作业后心率和血浆中AST、ALT、LDH、SC的改变率与作业强度显著正相关，提示上述几个指标均可作为评价热环境军事作业后机体的应激负荷程度的生物标志物。其中SC取样便捷，与作业强度的相关性最大，因此SC可作为评价热环境军事作业应激负荷的敏感生物学标志物。以木瓜超微提取物和牛磺酸为主要成分的CETM可能通过减少自由基的产生和代谢产物在体内的堆积、增强组织有氧代谢，减轻高温作业后机体的应激负荷,从而对高温作业应激负荷对机体的损伤有显著防护作用。
【关键词】：高温环境 热应激 生物标志物 木瓜提取物 牛磺酸
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R82
【目录】：

• 英文缩写一览表4-5
• 英文摘要5-9
• 中文摘要9-12
• 前言12-17
• 第一部分 热环境军事作业应激负荷评价生物学标志物筛选研究17-41
• 材料与方法18-27
• 结果27-33
• 讨论33-41
• 第二部分 CETM 对热环境军事作业应激损伤的防治作用研究41-57
• 第一节 CETM 对大鼠高温负重游泳时热应激损伤的防治作用研究42-48
• 材料与方法42-47
• 结果47-48
• 第二节 CETM 对人体热环境军事作业时热应激损伤的防治作用研究48-57
• 材料与方法48-51
• 结果51-53
• 讨论53-57
• 全文总结57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64
• 文献综述 高温作业应激致疲劳机制及其营养改善64-81
• 参考文献77-81
• 攻读硕士期间发表文章81-83
• 附录83-93

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李涛;略谈运动性疲劳的成因[J];安徽体育科技;2000年04期

2 李海燕;方剑乔;;5-羟色胺及其相关代谢物与运动性中枢疲劳[J];长春中医药大学学报;2009年01期

3 龙国文;唾液皮质醇及其检测应用评价[J];国外医学.临床生物化学与检验学分册;1996年03期

4 王灿,王悦妮,刘大为,邓岩辉,李延龙;高温对大鼠血管活性物质含量及脂质过氧化的影响[J];工业卫生与职业病;2004年01期

5 王丽霞;刘安军;朱晓萍;韩雪;;羊肉中L-肉碱抗疲劳作用的研究[J];现代食品科技;2008年06期

6 陈伟;张传新;;细胞凋亡与运动性疲劳关系的研究[J];安徽体育科技;2008年04期

7 潘华山;赖秋媛;冯毅

本文编号：611405