沙漠干热环境对人体生理机能的影响

沙漠干热环境对人体生理机能的影响 葛常英1,戴胜归2 综述,李等松3 审校 (1.第二军医大学卫生勤务学系,上海 200433; 2.兰州军区联勤部卫生部,甘肃兰州 730000; 3.兰州军区军事医学研究 所,甘肃兰州 730020) 关键词:军事医学; 沙漠; 人体; 生理机能 中图分类号:R 821.13 文献标识码:A 文章编号:1007-8622(2003)01-0053-02 我国沙漠众多,90%分布在乌鞘岭和贺兰山以西,约占 西北五省区的1/3。沙漠环境的主要特点是:气候酷热,温差 大;降水量少,极端干燥;水资源少,水质较差,饮水问题突 出;植被稀疏,人口稀少。本文着重探讨沙漠环境对人体生 理机能的影响,并就有关防护措施进行了概述。 1 沙漠环境中人体的水盐代谢 1.1 水的代谢及补充: 汗液的蒸发是热环境中水代谢的主要现,是调节体温的主要途径。气温每升高1?,出汗量约增加0.77%[1],每蒸发1 ml汗液可释放2.47 kJ的热量。出汗量受气温、劳动强度、热应激及适应程度的影响,与饮水量也有关。同等劳动强度下干热环境的出汗量要比在湿热地区的少,同一时间热适应者出汗量比未适应者明显减少。男子在训练时出汗要比女子多,但在休息时区别不大。虽然热环境工作者出汗常超过1 L?h-1,但轻度失水者并无口渴感,如自由饮水,通常只能补充失水量的2/3,易发生“自发性脱水”[2]。机体缺水可限制热的散发,导致体温升高。所以应强制饮水,只要在训练中饮用足够的水,就不会发生自发性脱水,而且还可减轻热疲劳和循环疲劳。过去不提倡单纯饮用碳水化合物和电解质饮料。近年来一些研究表明,热环境中摄入低浓度碳水化合物和电解质饮料可促进自愿饮水,能取得比饮纯水更好的水合效果,平均体重减轻程度较饮纯水时小[3]。 1.2 无机盐的代谢:干热沙漠中机体出汗量大,造成水盐大量丢失。夏季受训士兵在其体内缺钾达最大程度时,尿钾排出量仍高达41~79 mmol?d-1。当气温在30?以上时,汗钾浓度随气温升高明显增加。士兵沙漠行军试验4 h期间经汗、尿排出的钾、钙量分别占全天钾、钙摄入量的1/3和1/4[2]。对英式足球队员大量出汗时的调查资料表明,每小时碘、钠、钾、钙在汗中的平均丢失量分别为52μg、1 896 mg、248mg、20 mg[4]。缺钾可降低劳动效率,增加中暑发生。我国膳食中镁含量较高,一般不会出现较严重的体内缺镁[5]。一般认为,盐的需要量和补充方式应根据出汗量而定,在摄入正常膳食情况下,出汗量在3~4 L?d-1,不需额外补充氯化钠,出汗量在4 L?d-1以上时,对食盐的需要量增加,可适当补充含盐饮料;中度和重度劳动时,每天应额外补氯化钾3~4 g、钙0.4 g。 2 人体热应激和热损伤 在常温下(18~22?)进行重体力劳动时,蓄热量只有55.2 kJ?h-1,而据美军资料介绍,在沙漠中,当气温为37.8?时,中午太阳辐射使人体热负荷增加到765.9 kJ?h-1,在43.3?时机体热负荷增加到879 kJ?h-1以上。人体皮肤对红外线辐射非常敏感,3 s内就可以引起皮肤温度上升0.003?,夏季中午在沙漠中如果无有效的蒸发散热,人体体温每小时可增加2?[2]。未习服者的热应激反应较重,接近甚至超过热负荷限度。穿着NBC防护服在热环境中训练也可导致显著的热应激,严重增加机体的热负荷[6]。常见的热致疾病有热疹,日灼伤和中暑等。中暑是环境高温和/ 或剧烈体力劳动时,因热的作用而引起的一组急性热致疾病,主要有热痉挛、热衰竭和热射病。一般认为热痉挛发病机制主要为机体大量出汗导致水盐代谢紊乱,使腹部、臂部等肌肉群发生痉挛。热衰竭主要由于高热引起外周血管床扩张,导致脑供血暂时不足或心血管功能不全、周围循环衰竭。机体表现为疲劳、恶心、头晕、呕吐,脑功能可轻微改变,体温升高。热射病是最严重的一种,不但具有热痉挛和热衰竭的症状,而且死亡率高达17%~80%[7]。热射病有三大特点:?高体温;?皮肤灼热干燥;?中枢神经系统症状。神经系统损伤并出现精神症状是热射病的关键指征。脑水肿、脑缺血、脑缺氧是热射病的重要病理生理基础。有人观察了55名沙漠热射病患者,深部体温均超过40?。高体温与持续时间的组合对热射病预后有很大影响。沙漠热损伤的预防仍是热习服锻炼,补充水盐和卫生监督,增强对热致疾病的认识。热相关疾患每年导致数百人死亡。但如果能及时发现处于危险状态的个体,并采取相应的防治措施,热致疾病是可以预防的。液冷夹克衫可以维持舒适的小气候、适宜的皮肤和中心体温,使受试者们维持舒适的热平衡。多环路液冷服能使机体感觉更舒适,进行有效的体温调节。头部冷却法中,前额部分的冷却对体温调节的影响最大。即使是穿着NBC防护服从事重体力劳动者,也可通过冷却法有效降低机体的热紧张程度,延长热耐受时间。 3 沙漠热环境对心血管机能的影响 炎热环境中血容量的维持,是能否进行继续训练的首要问题。在沙漠环境作业或训练,机体散热中枢活动增强,皮肤血管明显扩张,血流量增加,末梢阻力下降。随着机体大量水的丢失,导致血浆高渗和低容量,长期热暴露时,血液碱储备和pH降低,易引起代谢性酸中毒。心率随受热及失水程度的增加而增加,相同劳动强度下,心率的恢复随环境温度升高而减慢。失水量大于体重的2%时可使心率明显加快,达3%~4%易出现中暑。干热环境中防御战演习时战士的生理反应研究表明,约有41%的战士即刻心率接近生理安全上限[2]。说明在沙漠热环境中心血管系统反应是限制劳动能力的一个主要因素。高温作业时血压的变化,视体力劳动的升压因素与高温的降压因素的拮抗结果而定。一般情况下,重体力劳动超过高温的作用而出现收缩压的升高,升高的程度不及常温下体力劳动明显,舒张压变化不大或稍下降,因此,脉压趋于增 加。 4 沙漠环境中人体的营养代谢 4.1 热能代谢:气温对能量代谢有很大影响,但在不同活动状态下气温的影响不完全相同。当体内代谢产热增加时,能量代谢更易受气温的影响,在气温24.5?~38.4?条件下负荷行军,气温每升高1?能量消耗增加0.86%[8]。沙漠热环境从事中等体力劳动的成年男子能量需要量约为15.06 kJd-1[9]。 4.2 蛋白质、脂质和碳水化合物:高温环境对热能和蛋白质代谢的影响程度与机体对热环境是否适应有关,适应前影响较大,适应后影响较小,供给量以占总热量的12%~15%为宜,且应充分供给营养价值较高的蛋白质。脂肪的供给量不超过总热量的30%,碳水化合物的供给量不低于总热量的58%。用碳水化合物饮料补充军用干粮,可明显增加对碳水化合物和能量的摄入,在短时训练中可维持机体的营养状态[3]。 4.3 维生素:大量出汗不仅使大多数水溶性维生素丢失,而且也因代谢增强使某些水溶性维生素消耗增加。进入沙漠作业初期,每天维生素B1、B2的排出量约占摄入量的1/4~1/3,随着热适应的形成,汗中丢失量迅速减少,但仍超过摄入量的10%。就供给量而言,维生素C为150~200 mg?d-1,硫胺素为2.5~3.0 mg?d-1,核 黄素为3.0~4.5 mg?d-1,维生素A以视黄醇当量1 500μg?d-1为宜。 5 沙漠热环境对肾机能的影响 在沙漠高强度热负荷和劳动负荷时,肾功能的损害是产生生理紧张的主导因素。沙漠负重行军研究表明,受试者肾小球滤过功能降低,尿钾明显增高,出现行军性蛋白尿。当直肠温度升高到41?~42?时,可使肾功能进一步恶化,肾小管坏死,甚至在机体降温后仍不可逆转。 6 高温对神经系统的影响 在干热环境劳动,大脑皮质抑制,或因缺氧使大脑皮质功能改变,或因体温调节中枢的兴奋性增高,产生负诱导效应,使其他中枢的抑制作用加强。机体表现为:反应迟钝、疲劳、嗜睡,工作效率降低,差错率增高,有焦虑、忧郁、易怒等倾向。有实验表明在高温环境下人数字译码、目标追踪得分下降,简单反应时间延长,手工敏捷度降低等。 7 沙漠应激时内分泌系统的反应 沙漠热环境劳动对人体是一种强烈的应激刺激,内分泌系统反应强烈。对沙漠负荷行军士兵内分泌指标的检测结果提示,沙漠应激时下丘脑-垂体反应增强,甲状腺、肾上腺 皮质和髓质功能增强,肾素-血管紧张素-醛固酮系统变化显著。 参考文献: [1]顾 锐,张雪玲,李等松.沙漠、戈壁干热环境行军时出汗 量的调查[J].中国公共卫生学报,1995,14(3):137. [2]史培才,李等松.沙漠热环境对人体影响及防护研究进展 [A].见:医药卫生科学技术进展[M].北京:人民军医出版 社,1991.183-187. [3]Cline AD, Tharion WJ, Tulley RT,et al. Influence of a carbo- hydrate drink on nutritional status, body composition and mood during desert training[J]. Aviat Space Environ Med,2000,71 (1): 37-44. [4]Mao IF, Chen ML, Ko YC. Electrolyte loss in sweat and iodine deficiency in a hot environment[J].Arch Environ Health,2001, 56(3): 271-277. [5]李等松,杨 潇,史培才,等.沙漠热环境劳动时汗尿中无 机盐丢失及其补充的探讨[J].解放军预防医学杂志, 1993,11(1):71-72. [6]丁松涛,潘朝蓉,朱贤森,等.热环境中穿着NBC防护服的 运动热应激[J].解放军预防医学杂志,1996,14(5):327- 331. [7]张水文.热射病时中枢神经系统变化研究进展[J].解放 军预防医学杂志,2000,18(4):307-309. [8]徐 文,李等松,谭剑华,等.沙漠热环境应激对人体营养 代谢的影响[J].中国公共卫生学报,1995,14(1):48-49. [9]李等松,苏军华,谭建华,等.沙漠热环境行军能量消耗探 讨[J].营养学报,1993,15(1):52-55. 54 西北国防医学杂志 (Med J NDFNC) 2003 Feb.;24(1)豆丁文档信息内容等….. 都低帅哥美女隐私哦 豆丁最新最旧信息