АО Чэнду Жунчуан Медицинские Технологии
АО Чэнду Жунчуан Медицинские Технологии
2025-05-06
Кислород необходим для выживания живых существ. Содержание кислорода в атмосфере составляет 20,9%, а при концентрации кислорода от 19,5% до 23,5% люди могут жить нормально; Когда содержание кислорода составляет менее 19,5%, поступление кислорода организмом человека недостаточно, и гем находится в ненасыщенном состоянии, а клетки всех участков ткани будут иметь определенные изменения из-за недостаточного снабжения кислородом, проявляя соответствующие симптомы гипоксии. Если люди будут жить и работать в гипоксической среде в течение длительного времени, это неизбежно приведет к физическим проблемам.
Гипоксию можно условно разделить на две ситуации, одна из которых – это субъективная гипоксия, обусловленная собственным физическим состоянием, а другая – объективная гипоксия, вызванная гипоксией во внешней среде. Существует два типа сред, которые в основном характерны для гипоксии во внешней среде: один – это замкнутое пространство, а другой – плоскогорье.
1.Гипоксия и ее последствия в замкнутых пространствах
Гипоксия возникает в замкнутых пространствах, в основном из-за того, что кислород в воздухе истощен и не восполняется и не обновляется. В повседневной жизни помещения с кондиционерами представляют собой относительно закрытую среду, в которой часто живут люди. Концентрация формальдегида, бензола, аммиака, углекислого газа и других загрязняющих веществ в помещении намного выше, чем на открытом воздухе, что вызовет синдром больного здания (СБС) [1-4], который клинически проявляется в виде головной боли, стеснения в груди, усталости, раздражительности, бессонницы, кожной аллергии и многих других физических проблем. Liu Yingshu et al. [5] провели полевые измерения концентраций кислорода в типичных кондиционированных помещениях в Пекине, результаты испытаний приведены в таблице
1. Как видно из таблицы 1, концентрация кислорода в густонаселенных и закрытых помещениях с кондиционированием воздуха в целом низкая из-за недостатка притока свежего воздуха в длительно закрытых дверях и окнах и системах кондиционирования. C Huang и Xueying Wang[6] исследовали качество воздуха в помещениях 186 семей детей с астмой в Шанхае.
Почти у половины детей ночью в спальнях было чуть более 1000 × 10-6 CO2 в помещении, что указывает на то, что качество воздуха и вентиляции в этих домах можно улучшить. N Canha и C Mandin et al.
[7] измерили качество воздуха в помещениях в 51 классе в 17 школах Франции. Результаты показали, что около 46 классов страдали от гипоксии и имели сильную чрезмерную концентрацию CO2 в помещениях.
Можно видеть, что повседневная жизнь людей столкнется с «микрогипоксией» окружающей среды, качество воздуха необходимо улучшить, а длительное воздействие такой среды может вызвать неприятные симптомы в организме человека, что не способствует физическому здоровью, что требует использования других методов кислородной добавки для улучшения качества воздуха в относительно ограниченных пространствах, таких как кондиционируемые помещения.
2.Гипоксическая среда и воздействия на плато
Еще один тип плато – это обычная гипоксическая среда. Из-за разрежения воздуха на плато соответственно уменьшается и парциальное давление кислорода, соответственно уменьшается и абсолютное количество кислорода.
С увеличением высоты парциальное давление атмосферного кислорода постепенно снижается, а содержание кислорода на единицу объема воздуха уменьшается, что может вызвать разную степень изменений в различных тканевых системах организма человека, а в тяжелых случаях наступит тканевая гипоксия.
Будь то человек, который долго живет на плато или человек, который устремляется на плато, его физиологический процесс будет отражать воздействие гипоксии.
3.Воздействие на дыхательную систему
В особой природной среде плато функциональное состояние органов дыхания организма тесно связано с возникновением острой высотной болезни [8]. Когда тело человека выходит на плато выше 3000 метров над уровнем моря, в организме возникает гипоксия, чтобы адаптироваться к гипоксической среде, организм углубляет и ускоряет дыхание, увеличивает вентиляцию легких, чтобы поглощать больше кислорода, тем самым увеличивая парциальное давление кислорода в альвеолах и насыщение артериального кислорода.
Респираторный алкалоз может возникать из-за усиленной дыхательной моторики и повышенного выведения углекислого газа из организма, тем самым формируя патологическое звено острой высотной болезни.
Гипоксия вызывает сужение мелких кровеносных сосудов легких, приводящее к легочной гипертензии, что приводит к усилению проницаемости стенок альвеолярных капилляров, переполнению жидкости и большому количеству крови, поступающей в легочный круг кровообращения человека, а если гипоксия продолжается, то возникнет тяжелый отек легких.
Легкие являются важным местом для осуществления организмом жизнедеятельности по обеспечению газообмена, образуя плато отека легких, вызывая нарушения газообмена и усугубляя гипоксию.
Вентиляция легких увеличивается в течение нескольких часов после плато у равнинных поселенцев, а дыхание углубляется и ускоряется за счет снижения парциального давления вдыхаемого кислорода и стимуляции хеморецепторных рефлексов артериального тела, что вызывает возбуждение симпатического нерва и ускорение дыхания [9]. На плато выше 5000 метров над уровнем моря объем легких как жителей, так и иммигрантов значительно снизился.
4.Влияние на пищеварительную систему
В высокогорной условиях с низким давлением и гипоксией проявляется ряд патофизиологических последствий, среди которых также распространены желудочно-кишечные расстройства (ЖКТ). После 30 дней гипоксического стресса количество общих анаэробных бактерий и кишечной палочки значительно увеличилось. Эксперименты показали, что круглые гладкомышечные клетки, выделенные из желудочного антрального отдела морских свинок, имеют увеличение частоты медленных волн и уменьшение продолжительности в бескислородном растворе [10]. Yamaji et al.
[11] изучали влияние гипоксии на функцию желудка у крыс, которые подвергались воздействию 7,6% O2 после приема диеты с высоким содержанием белка и имели значительную задержку опорожнения желудка, а гипоксия также могла подавлять секрецию желудочной кислоты и повышать концентрацию гастрина в плазме.
Анализ экспериментальных результатов показал, что ингибирующее действие гипоксии на секрецию желудочной кислоты заключалось в стимулировании высвобождения гастрина за счет положительной регуляции обратной связи.
5.Воздействие на нервную систему
Центральная нервная система наиболее чувствительна к гипоксии и имеет самое высокое потребление кислорода, составляя 2% от общей массы тела в тканях мозга, что составляет 20% от общего потребления кислорода организмом [12]. В метаболизме мозговой ткани преобладает аэробный метаболизм, а потребность в кислороде самая высокая. В то же время мозговая ткань имеет очень малые запасы кислорода и АТФ (аденозинтрифосфата), поэтому плохо переносится к гипоксии, и является наиболее чувствительной к гипоксии тканью [13].
Легкая гипоксия нарастает с повышением возбудимости нервной системы, а с увеличением высоты (выше 4000 м) степень гипоксии увеличивается, но нервная система переводится на процесс торможения. В тяжелых случаях может наступить кома и потеря сознания. Мозг имеет высокую потребность в кислороде и очень чувствителен к гипоксии, которая может быть легко повреждена, вызывая церебральный вазоспазм и повышенную проницаемость, что приводит к отеку мозга [14].
Длительное воздействие гипобарической гипоксической среды плато значительно снижает драйв симпатических нейрорецепторов. Хроническая перемежающаяся гипоксия может приводить к симпатической гиперактивности и гипертензии [15]. Возбуждение симпатического нерва может вызывать сужение сосудов в органах брюшной полости и кожных окончаниях, усиливая и ускоряя частоту сердечных сокращений, а также гиперметаболизм.
Некоторые ученые на основе литературных исследований пришли к выводу, что среди тканей человека нервная ткань наиболее чувствительна к изменениям во внутренней и внешней среде, и в условиях гипоксии повреждение функций мозга (особенно высших функций мозга, таких как обучение, память, мышление и эмоции) происходит раньше, а степень повреждения более серьезна, и чем дольше время воздействия, тем серьезнее повреждение [16].
6.Влияние на познание
Сообщалось, что высотная гипоксия приводит к когнитивной дисфункции, нарушениям сна и другим дисфункциям мозга [17]. Влияние высокогорной гипоксической среды на когнитивные функции многогранно, включая изменения в восприятии, внимании и памяти, а также эмоциональные и эмоциональные изменения [18]. Влияние гипоксии плато на когнитивные функции проявляется в снижении концентрации внимания и способности к переносу внимания, кратковременной памяти, суждениях о сложном мышлении и снижении мышления [19,20].
Jiang Chunhua et al. [21] использовали систему непрерывного тестирования аудиовизуальной интеграции для изучения молодых добровольцев и обнаружили, что коэффициент скорости слухового внимания и коэффициент скорости зрительного внимания у иммигрантов были значительно ниже, чем у равнинных жителей, что позволяет предположить, что миграция на плато может оказать пагубное влияние на когнитивные функции слуха и слухового внимания людей.
Ren Hailong [22] установил, что непрерывное воздействие гипоксической среды оказывает определенное влияние на слуховую функцию человека и зрительную функцию: плато гипоксической среды оказывает определенное повреждающее воздействие на слуховую систему человека, причем последовательность гипоксического повреждения улитки осуществляется от основания улитки к кончику улитки, причем повреждение волосковых клеток улитки сначала происходит с повреждением OHC, за которым следует прогрессирующее повреждение ИГХ; Ситуация с потерей слуха в отдаленных районах Тибета является тяжелой, и ей следует уделять достаточное внимание.
7.Влияние на сон
Влияние плато-гипобарической гипоксии на сон человека отражается не только на людях, которые спешат на плато, но и на людях, которые живут на плато. Исследование Pan Lei и Xu Wenbing [23] показало, что здоровые молодые мужчины имели поверхностный, фрагментированный сон, частое периодическое дыхание и выраженную сатурацию деоксигенации при первом выходе на плато, а качество сна снижалось, что влияло на эффективность дневной работы, а нарушения сна были связаны с возникновением AMS.
Другие ученые обнаружили, что гипобарическая гипоксия плато оказывает серьезное влияние на качество сна людей, проживающих в высокогорных районах выше 4500 м, и у них нарушается непрерывность сна, а структура сна нарушается, и чем выше высота и чем дольше время миграции на плато, тем хуже качество сна [24].
8.Воздействие на другие аспекты человеческого организма
В условиях плато с низким содержанием кислорода количество доступного организму кислорода уменьшается, что напрямую влияет на поглощение кислорода клетками тканей. Гипоксия может вызывать разрушение митохондриальной структуры внутриклеточного энергетического аппарата и инактивацию ферментов, что влияет на использование кислорода клетками и снижает выработку энергии, что в конечном итоге приводит к нарушению энергетического обмена и снижению работоспособности [25].
Ван Хунъюнь и Лю Нин и др. [26] обнаружили, что по сравнению с воинами равнин, масса тела, окружность плеча, окружность мышц плеча, толщина подлопаточной складки кожи, содержание жира тела, индекс массы тела и удельная масса тела воинов равнин, и разница была очень значительной (P <0.01)。 Чем дольше вы живете на плато, тем серьезнее становится дефицит питательных веществ.
Полученные результаты показывают, что из-за недостаточного поступления питательных веществ и нарушения пищевого обмена организма в гипоксическом состоянии, гипоксическая среда плато приводит к снижению массы тела человека, потере мышечной массы, дефициту питательных веществ и т.д., что в свою очередь приводит к снижению иммунитета организма и увеличению распространенности. Гипоксическая среда плато вызывает ряд физиологических, биохимических и патологических изменений в организме, которые в свою очередь влияют на фармакокинетические процессы абсорбции, распределения, метаболизма и выведения лекарственных средств в организме [27].
Согласно исследованиям Nian Yongqiong, Xin Yuanyao и других ученых [28], гипобарическая гипоксия, вызванная плато, может приводить к аномальной концентрации кислорода в клетках, влияя на способность организма к метаболизму лекарств и фармакокинетические (ФК) характеристики. Кроме того, гипоксическая среда на плато оказывает влияние на эндокринную систему репродуктивной системы человека [29]. При продвижении на плато гипоксическое воздействие оказывает более серьезное влияние на мужской сперматогенез.
С пролонгацией времени сперматогенная функция организма восстанавливается за счет аварийных и регуляторных механизмов организма. После отлучения от гипоксического воздействия сперматогенная функция постепенно нормализуется, но это восстановление будет медленным процессом [30].
Можно видеть, что когда человеческий организм не может принимать достаточное количество кислорода в гипоксической среде плато низкого давления, воздействие на организм многогранно, и гипоксическая среда должна быть улучшена, чтобы избежать неблагоприятных воздействий на организм, насколько это возможно, и богатая кислородом среда плато особенно важна в это время.
9.Плато, богатая кислородом среда и ее воздействие
Исследование West [31] пришло к выводу, что гипоксия снижает работоспособность и влияет на качество сна, но когда парциальное давление кислорода в воздухе в помещении увеличивается, наблюдается значительный эффект улучшения.
Li Yi, Yin Xing et al. [32] показали, что после отдыха в богатой кислородом среде плато с концентрацией кислорода 25% ~ 31% показатели измерения SpO2 (насыщение крови кислородом) и работоспособность испытуемых были значительно увеличены (P<0,05), а ЧСС (частота сердечных сокращений) значительно снизилась (P<0,05), что указывает на то, что богатая кислородом среда плато может эффективно улучшать SpO2 человеческого организма и снижать ЧСС людей, которые быстро выходят на плато, что способствует повышению эффективности работы, снижению гипоксического состояния организма и снижению заболеваемости горной болезнью.
Способствуют процессу привыкания к плато у людей, которые быстро продвигаются к плато. Исследования Ван Куня, Шэнь Гуанхао и других ученых [33] также показали, что использование функции обогащения кислородом значительно увеличивает SpO2 организма в условиях плато и улучшает эффективность работы в условиях гипоксии. Дэн Чанлэй [34] пришел к выводу в результате экспериментальных исследований, что применение искусственной среды, богатой кислородом, с определенной концентрацией кислорода не противоречит привыканию к плато и даже может соответствующим образом регулировать концентрацию кислорода в богатом кислородом помещении в зависимости от продолжительности времени, в течение которого люди входят в плато, и привычного состояния, что может эффективно бороться с гипоксией и повысить эффективность привыкания.
Для людей, которые приспособились к гипоксической среде плато с низким давлением и готовы покинуть плато и выйти на равнину, они могут постепенно увеличивать уровень подачи кислорода в комнату обогащения кислорода, чтобы завершить плато вне костюма, чтобы избежать различных заболеваний, возникающих при быстром входе на равнину.
В литературе было отмечено, что при уравновешивании скорости раздутого потока и объема диффузного воздуха концентрация кислорода в воздухе в полузакрытой среде может быть увеличена до 25% ~ 31%, что является эффективным методом создания локальной богатой кислородом среды на плато [35].
Подводя итог, можно сказать, что кислород — это вещество, от которого зависит выживание человеческого организма, и серия гипоксических реакций произойдет, когда человеческий организм не сможет получить достаточное количество кислорода в среде с недостатком кислорода. Поэтому в повседневной жизни, когда неизбежно столкновение с экологической гипоксией, необходимо облегчить гипоксию организма путем искусственного создания среды, богатой кислородом.
Ссылки
[1]Мохаммад Джавад Джафари, Али Асгархаджеванди, Сейед Али Мусавинаджаркола. Связь синдрома больного здания с параметрами воздуха в помещении[J]. Tanaffos,2015,14( 1) : 55-62.
[2]Чанг С. Дж., Ян Х., Ван И.Ф. и др. Распространенность симптомов, связанных с синдромом больного здания, среди работников больниц в замкнутых и открытых рабочих помещениях [J]. Исследование аэрозолей и качества воздуха, 2015 ( 15) : 2378-2384.
[3]Мидзукоси А., Ногучи М., Ямамото С. и др. Управление кондиционированием воздуха с использованием CO2 в помещении и общего количества летучих органических соединений для предотвращения синдрома больного здания и энергосбережения [J].Журнал внутренней среды Общества внутренней среды Японии, 2015,18( 1) : 3-14.
[4] Чжан Хуади, Цянь Хуа, Чжэн Сяохун и др. Корреляционный анализ между синдромом больного здания и факторами домашней среды детей и родителей в Нанкине[J].Журнал Университета Дунхуа,2014,44(2):451-456.)
[5] Лю Иншу, Ду Сюнвэй, Чжао Хуа и др. Дискуссия о возможности использования обогащенного кислородом кондиционирования воздуха[J].HVAC,2006,36(4):38-42.)
[6]Хуан С., Сюэ Ин, Лю С. и др. Качество воздуха в домашних помещениях и его связь с детской астмой в Шанхае, Китай: методы проверки на месте и предварительные результаты [J]. Экологические исследования, 2016 ( 151) :154-167.
[7]CANHA N,MANDIN C, RAMALHO O,et. Al. Оценка вентиляции и загрязнителей воздуха в помещениях детских садов и начальных школ во Франции [J]. Воздух в помещениях, 2015,26( 3) : 350-365.
[8] Ма Юн, Чжан Сичжоу, Хэ Фувэнь, Цуй Цзяньхуа, Ван Вэй. Анализ функции легких и результатов измерения оксида азота в плазме крови у мигрантов на плато[J].Китайский журнал туберкулеза и дыхания,2000(02):46.)
[9] Чжан Яньбо, Ван Юань, Лю Сюэлян и др. Человек и плато. Синин: Народное издательство Цинхай, 1996.82-84.
[10]Накамура Э., Йокои Т., Фукута Х., и др. Гипоксия дифференциально модулирует активность кардиостимулятора и гладкомышечных клеток в желудке морской свинки[J].J Smooth Muscle Res,2009,45( 4) : 149-166.
[11] Ямадзи Р., Сакамото М., Миятаке К. и др.Гипоксия ингибирует опорожнение желудка и секрецию желудочной кислоты у сознательных крыс[J].J Nutr,1996,126( 3) : 673-680.
[12] Ван Дуаньжун. Классификация и клинико-патологические изменения высотной болезни[J].Народная военная медицина,1992(03):8-10.
[13] Гао Вэньсян, Лю Цзюньцзэ, Ло Чэн, Цай Минчунь. Влияние острой гипоксии на метаболизм митохондриальной энергии в мозге крыс[J].Journal of Plateau Medicine,1999(03):13-17.
[14] Редакционная коллегия журнала «Практическая внутренняя медицина», Шанхайский медицинский университет. Практическая внутренняя медицина. Девятое издание. Пекин: Народное медицинское издательство, 1993.483.
[15]Кальбет Дж.А., Бушель Р., Робач., и др. Хроническая гипоксия повышает артериальное давление и снижает индуцированную аденозином и АТФ вазодилатацию в скелетных мышцах у здоровых людей[J].Acta Physiol (Oxf),2014,211( 4) : 574-584.
[16] Ян Гоюй, Фэн Чжэнчжи, Ван Тао. Влияние гипоксии плато на психологическую функцию и защиту[J].Chinese Journal of Behavioral Medicine Science,2003(04):116-118.)
[17]Мартин Д. С. Адаптация человека к гипобарической гипоксии на большой высоте [D].Лондон: Университетский колледж Лондона, 2013.
[18] Чжу Линлин, Фань Мин. Китайский журнал фармакологии и токсикологии, 2017,31(11):1114-1119.
[19]Пеламатти Г., Паскотт О. М., Семенца К. Вербальное воспоминание на высоком уровне: Имена собственные против общеупотребительных имен. Cort ex, 2003, 39( 1) :97-100.
[20]Bolmont B , Th ullier F , Ab raini J H1. Взаимосвязь между настроением и производительностью в реакции на время, психомотор или а- билит и, а также психической эффективностью в течение 31-дневного постепенного декомпрессии при гипобарии к чам бер ром с эа уровень t o 8848 m equiva lent altitu de . Ph ysiol Behav , 2000 , 71 ( 5) :469-476.
[21] Цзян Чуньхуа, Лю Фуюй, Цуй Цзяньхуа и др. Влияние миграции на плато на аудиовизуальную и когнитивную функцию. Юго-западная оборонная медицина, 2009,19(10):969-971.
[22] Жэнь Хайлун. Исследование влияния гипоксической среды на здоровье слуха на плато[D].Тибетский университет,2016.
[23] Пань Лэй, Сюй Вэньбин. Влияние гипоксической среды на сон на плато[A].Китайское железнодорожное общество, Цинхайская ассоциация науки и техники, Ассоциация науки и техники Тибетского автономного района. Материалы 10-го юбилейного симпозиума по работе Цинхай-Тибетской железной дороги[C].Китайское железнодорожное общество, Ассоциация науки и техники провинции Цинхай, Ассоциация науки и техники Тибетского автономного района: Китайское железнодорожное общество, 2016:4.
[24] Хэ Фэн, Ли Сучжи, Чжэн Бихай, Ли Шанши, Чжоу Сяобо, Ли Сюнь, Хуан Вэньчао. Исследование влияния гипоксии плато на качество сна людей, живущих на высокогорных равнинах[J].Современная медицина и здоровье,2013,29(24):3716-3717.)
[25] Чжун Минь, Нин Чжучжи, Ши Кай, Чжан Яньвэнь. Исследование работоспособности мозга и тела в смоделированной гипоксической среде плато[J].PLA Journal of Preventive Medicine,1997(02):11-13.)
[26] Ван Хунъюнь, Лю Нин, Ху Яовэнь, Ха Чжэндэ, Цуй Цзяньхуа, Чжан Сичжоу, Гао Лян. Влияние гипоксической среды плато на рост, развитие и состояние питания человека[J].Северо-западный журнал оборонной медицины, 2008(04):289-291.)
[27]Сандерст, Уиддикомб С., Колдер-Поттс Р. и др.Гипоксия окружающей среды, но не незначительное повреждение раковины, влияет на возможности роста и состояние тела голубой мидии Mytilus edulis ( L.) [J].Исследование морской среды, 2014 ( 95) : 74-80.
[28] Нянь Юнцюн, Синь Юаньяо, Чжоу Сюэцзяо, Ли Сянъян. Прогресс в исследованиях физиологических эффектов гипоксической среды плато на организм человека и фармакокинетических характеристик человеческого организма[J].Фармацевтические исследования,2018,37(06):346-351.)
[29] Тянь Хуайцзюнь. Влияние гипоксической среды плато на репродуктивную эндокринную систему[J].PLA Medical Journal,2005(05):449-450.)
[30] Юй Учжун, Хэ Цзян, Цуй Цзяньхуа, Ван Жуй, Гао Лян, Ян Лю, Цао Цзиньцзюнь, Гао Сяокан, Чжан Чжаньпин. Влияние гипоксической среды плато на сперматогенную функцию у взрослых мужчин[J].Китайский журнал экспериментальной диагностики,2012,16(07):1242-1245.)
[31]Уэст Дж.Б. Обогащение кислородом воздуха в помещении для улучшения самочувствия и производительности при высоком настрое. Int J Occup Enviornment Health; 1999,5(3),87-93.
[32] Ли И, Инь Син, Ли Цзюань, Чжан Жуй, Ван Ци. Влияние богатой кислородом среды на физиологические показатели человека и эффективность труда в условиях быстро развивающегося плато[J].Clinical Medical Engineering,2014,21(10):1236-1238.)
[33] Ван Кунь, Шэнь Гуанхао, Се Каннин, Цзян Маоган, Сун Цзи, Лю Цзюань, Чи Дунцин, Янь Или, Ло Эрпин. Влияние аппарата для обогащения кислородом на насыщение крови кислородом и поведенческие способности организма[J].Китайский журнал медицинской физики,2011,28(01):2434-2436.)
[34] Дэн Чанлэй. Экспериментальное исследование защитного эффекта искусственной среды, богатой кислородом, на гипоксию в быстро прогрессирующем плато[D].Четвертый военно-медицинский университет, 2010.
[35]Чен Х.К., Линь В.Л., Ву Дж.Ю., Ван С.Ш., Чиу Т.Ф., Вэн Ю.М., Сюй Т.Ю., Ву М.Х. Изменение сатурации кислорода не предсказывает острую горную болезнь на Нефритовой горе [ J] . Wilderness Environ Med, 2012, 23(2) : 122-127.
