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21世纪防化医学研究发展战略展望
1 21世纪防化医学研究的战略任务[1]1.1 保持防化医学科学技术实力.针对现有的和未来新发展的化学毒剂的威胁,能提供适时有效的医学对抗措施.研究化学毒剂的作用靶位,作用机制及发展新的医学对抗措施;研究与设计新药分子模型及其剂量-效应关系;发展与提高新型检毒和消毒技术.
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失重导致骨丢失对抗措施的研究进展
概述了失重引起骨丢失的原因及各种对抗骨丢失的措施,评价了各种措施的优缺点,分析了对抗措施的新的研究方向-振动刺激,并简单论证了这种新措施的可行性.
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全身麻醉术后低温的对抗措施研究
目的 基于全身麻醉术后患者的低温情况进行临床对抗措施的相关研究和讨论.方法 选取行全身麻醉并出现低温反应患者80例,分为观察组和对照组进行研究.结果 观察组复温时间、寒战发生率和苏醒时间均优于对照组(P＜0.05).结论 联合化低温控制措施,可避免全麻术后因体温下降给病人带来的危险,有临床应用价值.
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中药X方剂对7d尾部悬吊大鼠心血管脱锻炼的对抗效应
目的 揭示模拟失重大鼠心血管脱锻炼病理生理学变化;探索中药X方剂对抗模拟失重大鼠心血管脱锻炼的效应.方法 -30°7 d尾部悬吊模拟失重的生理效应.雄性Wistar大鼠被随机分成3组:自由活动对照组(Con)、7 d尾部悬吊组(TS7)和7 d尾部悬吊用药组(TS7+X-方剂).头向上倾斜90°60 min模拟立位应激时的生理效应.TS7+X-方剂组用X-方剂灌胃给药,其它组灌注等量的生理盐水.Power Lab生理记录系统检测模拟立位60 min颈动脉压、Ⅱ导心电,记录胸主动脉流量,分析计算心率、平均动脉压、每搏指数、心指数和总外周阻力.结果 TS7大鼠模拟立位期间心率和总外周阻力升高不足,平均动脉压、每搏指数和心指数降低更明显;TS7+X-方剂组大鼠以上变化得到不同程度的改善.结论 TS7组大鼠出现心血管脱锻炼,X-方剂能较好改善TS7大鼠心血管脱锻炼作用,与其改善颈-心反射和外周阻力贮备有关,其作用机理有待进一步研究.
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30天-6°头低位卧床对男性有氧运动能力的影响及其防护策略
目的 考察30天-6°头低位卧床(模拟失重)对男性有氧运动耐力的影响并提供一种有效的防护策略.方法 14名健康男性志愿者(年龄18 ～ 25岁,身高170 ～ 178 em,体重55 ～75 kg)参与30 d-6°头低位卧床实验,并被随机分为对照组(CG,n=7)和训练组(EG,n=7).实验期间,对照组只进行单纯卧床,无任何训练;训练组每天进行1次卧位自行车功量计训练,持续时间为30 min,连续两天训练后第3天休息,训练强度为40％ ～80％ VO2max.分别在卧床实验前1天、卧床第17天、卧床第30天、起床后第6天进行运动心肺功能测试,分析比较VO2max、运动耐受时间等参数.结果 与卧床前相比,30 d卧床后对照组VO2max和运动耐受时间分别降低15.4％ (P ＜0.05)和18％(P＜0.05);而训练组VO2max的降低小于5％(P＞0.05),并且运动耐受时间可保持卧床前水平.结论 30 d-6°头低位卧床导致男性有氧运动能力降低,本研究采用的自行车功量计训练方法能够有效对抗这种不利影响.
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72h睡眠剥夺和社会隔离的心理效应和对抗措施研究
目的 研究睡眠剥夺、社会隔离等复合因素对小组心理功能的影响并探索行之有效的心理对抗措施.方法 12名志愿者分为4组,2个对照组和2个干预组,每组3人,睡眠剥夺、社会隔离72 h,实验前对干预组进行小组心理资源整合等心理训练,实验过程中对小组的容纳他人特征、抑郁水平、一般能力和完成小组任务情况进行测试.结果 实验初期干预组较对照组抑郁水平低;睡眠剥夺第2、3天干预组部分能力测试结果高于对照组;干预组成员对小组任务进行有效的协商分工,具有更好的心理相容性.结论 小组心理资源整合等心理训练有效地增进了小组成员的人际相容性,一定程度上对抗了睡眠剥夺等因素的负面影响.
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4 h/d站立可防止4周尾部悬吊大鼠比目鱼肌的萎缩
目的依据比目鱼肌湿重、不同型肌纤维横截面积及比例与聚丙烯酰胺凝胶电泳分离肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MHC)异构体比例的变化,评价4 h/d站立是否可防止模拟失重下比目鱼肌的萎缩.方法雄性SD大鼠18只,按体重配对原则随机分为3组,每组6只:即对照组(CON),尾部悬吊4周组(TS)及尾部悬吊+4 h/d站立组(TS+STD4).4周后,取双侧肾上腺及比目鱼肌(soleus, SOL),称取湿重.左侧SOL行冰冻切片,ATP酶钙钴法染色以观察骨骼肌肌纤维种类及横截面积.右侧SOL行组织匀浆,在70 V、4℃下,于8%凝胶上电泳28 h,考马斯亮蓝染色,用Scion image软件对MHC条带进行光密度容积的测量,得出不同MHC异构体的比例.结果 4周模拟失重导致双侧后肢骨骼肌SOL的湿重、Ⅰ型与Ⅱ型肌纤维横截面积、Ⅰ型肌纤维比例及MHC Ⅰ的比例均显著降低(P<0.01或P<0.05).4 h/d间断性站立可完全防止比目鱼肌上述指标的变化,与CON组相比无显著差异(P>0.05).结论每日4 h站立可完全防止模拟失重大鼠SOL萎缩.
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间断性头高位倾斜对模拟失重大鼠肌萎缩的对抗作用
目的探讨间断性45°头高位倾斜(HUT)能否减轻或防止模拟失重大鼠后肢骨骼肌的萎缩性变化.方法将SD大鼠按体重匹配的原则随机分为同步对照(CON)、模拟失重(SUS)和模拟失重每日6 h+45°头高位倾斜(SUS+HUT)3组.4 wk后,取大鼠比目鱼肌(SOL)、腓肠肌内侧头(MG)及外侧头(LG)与趾长伸肌(EDL),并称其湿重.采用组织酶化学染色及计算机图像分析技术对骨骼肌I、Ⅱ型肌纤维横截面积(CSA)、比例,及毛细血管与肌纤维数的比值(C/F)进行定量分析.结果与CON相比,SUS大鼠后肢骨骼肌的湿重均显著减少,但各骨骼肌变化程度不一致.所有骨骼肌的C/F比值均显著降低.SUS+HUT组的变化如下:①肌肉湿重,SOL完全恢复,MG+LG部分恢复;间断HUT对抗肌萎缩的相对对抗效果分别为93.4%及34.8%.②骨骼肌I、Ⅱ型肌纤维CSA及比例,SOL完全恢复,MG部分恢复,其余骨骼肌仅有恢复趋势.③所有骨骼肌的C/F比值均得到恢复.结论本项研究表明间断HUT性能有效地对抗模拟失重所引起的后肢骨骼肌萎缩性变化,但不同骨骼肌的反应尚存在一定差异.本工作提示,应用间断性人工重力对抗失重不利影响的同时,尚应辅以其他对抗措施.
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尾部悬吊大鼠肺动脉和胸主动脉血管反应性及一氧化氮合酶抑制剂的影响
目的进一步明确大小循环动脉对模拟微重力(simulated microgravity,SM)适应机理, 阐明SM后立位耐力降低机理,为SM后立位耐力降低寻找新的对抗措施. 方法 -30°尾部悬吊(TS)大鼠模拟微重力的生理效应.尾部悬吊7 d (TS7d)和14 d(TS14d)后的肺动脉(PA)和胸主动脉(TA)环对68 mmol/L KCl、累加浓度的苯肾上腺素(PE)和乙酰胆碱(ACh)的反应性作了观察.加入10-5 mol/L NOS抑制剂N-硝基-L-精氨酸甲酯(N-nitro-L-arginine methylester, L-NAME)孵育20 min后重复检测对PE的收缩反应和ACh的舒张反应.结果 TS7d、TS14d大鼠PA和TA对KCl及PE的收缩反应非常显著降低; TS7d大鼠PA和TA对ACh的舒张反应显著或非常显著增强,TS14d大鼠PA无变化,TS14d TA仅有增强趋势.加入10-5 mol/L L-NAME后TS7d、TS14d大鼠PA对PE的收缩反应3组无差异,TS7d、TS14d大鼠TA对PE的收缩反应仍有降低;TS7d PA对ACh的舒张反应显著或非常显著降低,其余无变化.结论 TS大鼠PA和TA收缩反应的降低可能归因于内皮舒张功能的增强.10-5 mol/L L-NAME 可逆转TS后大鼠PA和部分逆转TA的收缩反应降低的实事表明其对内皮细胞的舒张功能有抑制作用,可用于抑制立位耐力降低.
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抗+Gx作用呼吸动作和训练方法的研究
目的探讨对抗+Gx作用的呼吸动作及其训练方法.方法 7名男性青年被试者接受了抗+Gx呼吸动作训练,并于训练前、后分别在离心机上做+Gx耐力检查,检查中实时监测呼吸方式、呼吸频率、心电图、心率、动脉氧饱和度(SaO2)及主观呼吸感觉和视觉等指标的变化.结果与训前比,训后被试者的+Gx耐力明显提高(P<0.05),在与训前同样G值的作用中呼吸困难及胸痛消失或明显减轻,SaO2的降低幅度明显减小(P<0.05).结论本实验出的呼吸方法能有效地消除或缓解+Gx引起的呼吸困难和胸痛,并可提高人的+Gx耐力.
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30 d头低位卧床期间下肢运动锻炼对心脏功能的影响
目的 本实验利用头低位卧床模拟失重,通过观察和比较30 d卧床期间不同体育锻炼方式对心脏收缩泵血功能的影响,旨在进一步明确体育锻炼对失重后心脏功能变化的对抗效果.为制定我国载人航天时航天员失重对抗方案提供实验依据.方法 15名男性健康被试者,随机分为对照组、下肢肌力训练组和自行车功率计训练组3组,每组5人对照组仅-6°HDT卧床30 d,不进行任何处理,下肢肌力训练组和自行车功率计训练组在30 d卧床期间分别进行下肢肌力训练和自行车功率计训练.实验期间测量心脏收缩泵血功能的变化.结果 对照组左室射血时间在卧床第22、26天较21、床前显著降低(P<0.05),射血分数在第26天显著性降低(P<0.05),每搏量、心输出量在第1天显著降低(P<0.05).下肢肌力训练组左室射血时间在21、床期间较21、床前均显著降低(P<0.05),每搏量除第5、7天外均显著降低(P<0.05),心输出量在第l、30天显著降低(P<0.05).自行车功率计训练组心脏收缩功能指标在21、床期间均无明显变化,每搏量、心输出量在卧床第1天较卧床前显著降低(P<0.05).结论 30 d头低位21、床可引起心脏收缩泵血功能下降,下肢肌力训练和自行车功率计训练可在一定程度上改善心血管功能,其中自行车功率计训练的对抗效果更佳.
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多穴位电针刺激对抗模拟失重大鼠比目鱼肌萎缩作用研究
目的研究电针刺激对抗模拟失重大鼠比目鱼肌萎缩的作用.方法采用-30°尾吊大鼠模型模拟失重的生理效应.雄性Wistar大鼠随机分成3组,每组10只(n=10):对照组(CON)、30 d尾吊组(TS)和30 d尾吊+多穴位刺激组(TS+ MA).CON组自由活动;TS组大鼠尾吊30 d;TS+MA组大鼠尾吊30 d,外加韩氏穴位神经刺激仪双侧对称穴位隔日刺激30 min.结果TS组大鼠比目鱼肌肌纤维束排列不规则,肌纤维横截面积变小,间质水肿并有大量炎性细胞浸润;TS+MA组与TS组变化相似,但肌细胞核数量增多,没有观察到炎性细胞浸润.与CON组比,TS和TS+ MA组大鼠Ⅱ型肌纤维数量均出现显著增加(P＜0.01);与TS组比,TS+ MA组肌纤维数量显著下降(P＜0.01).与CON组比,TS组大鼠比目鱼肌指数显著降低(P＜0.05),TS+MA组无显著差异.结论多穴位电针刺激对抗模拟失重所导致的大鼠比目鱼肌萎缩作用明显,但更好的穴位刺激处方和刺激方式有待进一步探索.
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运动锻炼对30 d-6°头低位卧床所致下肢肌肉萎缩及其功能改变的影响
目的 观察下肢肌力训练方法和功率车训练方法对30 d-6°头低位卧床引起的下肢肌肉萎缩和功能改变的防护效果.方法 15名男性被试者分为卧床对照组、下肢肌力训练组和功率车训练组,每组5人,在30 d-6°头低位卧床期间,两个运动组共进行了25 d(次)训练,下肢肌力训练组每天进行16 min的训练,功率车训练组每天进行30 min的训练.大、小腿肌肉体积分别于卧床前、卧床第28天和起床后第2天进行了3次测量,下肢等动肌力分别于卧床前和起床后第2、7天进行3次测量.结果 与卧床前相比,卧床第28天下肢肌力训练组平均大腿肌肉体积和小腿肌肉体积下降幅度显著低于对照组,功率车训练组的变化介于上述两组之间,两个运动训练组之间没有显著性差别.起床后第2天对照组左膝伸峰力矩、左膝伸平均功和总功的下降幅度显著大于下肢肌力训练组,但是,右膝的变化则不及左膝明显,对照组卧床后不仅同侧下肢屈伸峰力矩不平衡现象明显增加,而且双膝峰力矩不对称现象也明显增加.结论 下肢肌力训练方法对于30 d-6°头低位卧床引起的下肢肌肉萎缩及其功能改变具有明显的对抗防护效果.
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每日1 h站立对模拟失重大鼠心肌收缩功能降低的对抗
目的观察1 G下间断站立对抗模拟失重大鼠心肌收缩功能降低的效果.方法将雄性SD大鼠50只按体重配对原则随机分为5组:即对照组(CON),悬吊4 wk组(SUS),SUS+每日站立1 h组(STD1),SUS+每日站立2 h组(STD2),与SUS+每日站立4 h组(STD4).4 wk后,称量各组大鼠左侧比目鱼肌、睾丸及肾上腺的重量;并采用离体乳头肌灌流技术,测量和比较各组左室乳头肌收缩性能的改变.结果与C0N相比,各处理组大鼠睾丸均发生了明显萎缩变化(P＜0.01).SUS大鼠的比目鱼肌湿重较CON减轻了58.9%(P＜0.01),而STD1、STD2和STD4比目鱼肌分别减轻了38.5%、24.0%和11.0%(P＜0.01,或P＜0.05),其相对对抗效果分别为34.7%、59.2%和81.4%(P＜0.01).与CON相比,SUS大鼠乳头肌的发展张力(DT)、张力大上升速率(+dT/dtmax)和张力大下降速率(-dT/dtmax)分别降低了32.2%、29.2%和30.7%(P＜0.05),达到张力大上升速率峰值的时间(TPP)和达到张力峰值的时间(TPT)则分别延长了21.2%和11.0%(P＜0.05).但STD4乳头肌的DT、+dT/dtmax、-dT/dtmax和TPP则均与对照组无显著差别(P＞0.05),TPT仅在STD1组显著延长(P＜0.05).结论在1 G下每日1 h站立即可完全防止中期模拟失重大鼠乳头肌收缩功能降低.但每日1 h、2 h或4 h站立对比目鱼肌和睾丸萎缩的对抗效果则分别为部分有效和完全无效.
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不同压力制度抗荷正压呼吸的+Gz防护作用
目的探讨抗荷正压呼吸(PBG)系统中佳的PBG压力制度. 方法 5名被试者穿GZ-2抗荷服及中囊代偿背心,在快增长率(3.0 G/s)离心机+Gz暴露时分别进行了1.6、2.4及 3.2 kPa/G 3种压力制度PBG实验.分别测定了3种压力制度PBG的抗荷性能,并对主观感觉进行评分.结果 1.6、2.4及 3.2 kPa/G 3种压力制度PBG的抗荷性能分别为2.00±0.31、2.54±0.32及2.44±0.31G;主观感觉评分表明,2.4 kPa/G压力制度PBG优于其它两者. 结论 PBG系统的压力制度以采用2.4 kPa/G为佳.这样,既可保证PBG的抗荷性能,又可减轻PBG的副作用.
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一氧化氮合酶抑制剂对7d尾部悬吊大鼠心血管脱锻炼的对抗效应
目的揭示模拟微重力大鼠心血管脱锻炼(CVD)病理生理学变化;探索一氧化氮合酶抑制剂对抗模拟微重力大鼠CVD的效应.方法 -30° 7 d尾部悬吊(TS 7 d)模拟微重力生理效应.Wistar大鼠被随机分成3组:自由活动对照组(CON)、7 d尾部悬吊组(TS 7 d)和7 d尾部悬吊后用药组(TS 7 d+ L-NAME ).头向上倾斜90°(+90°HUT)120 min模拟立位应激时的生理效应(simulated orthostatism, SO).10-6 M N-硝基-L-精氨酸甲酯(N-nitro-L-arginine methylester, L-NAME)经舌下静脉注射给药.PowerLab生理记录系统检测SO 120 min颈动脉压和肢Ⅱ导心电, 分析平均动脉压(MAP)和心率(HR).结果 CON大鼠仅在SO 120 min 时出现一次低血压、心动过缓情节,TS 7 d大鼠出现7次低血压、心动过缓情节, TS 7 d+L-NAME 大鼠仅MAP在SO 10 min与CON大鼠比显著升高,其余参数在平卧位或SO期间与CON大鼠变化无差异. 结论 TS 7 d大鼠出现的CVD与NO产生量增加有关, 10-6 M L-NAME能较好对抗CVD效应,可能与L-NAME同NOS结合增加外周血管阻力和中枢交感输出增加有关,L-NAME对血管周神经和肺循环动脉系统的作用在其中的贡献有待于进一步研究.
关键词： 失重模拟 心血管脱锻炼 N-硝基-L-精氨酸甲酯 对抗措施 -
内关穴位刺激对抗模拟失重大鼠心功能变化的研究
目的 研究内关穴位刺激对抗模拟失重大鼠心功能变化的作用,探索对抗失重环境下生理学变化的新措施.方法 采用尾部悬吊模拟失重生理效应.大鼠随机分成3组:对照组(Con),尾吊30天组(TS),尾吊30天加内关穴位隔日刺激组(TS+ neiguan),每组10只大鼠.结果 与Con组比,TS组和TS+ neiguan大鼠空腹体重明显下降(P＜0.05).超声心动图指标TS组室间隔舒张末期厚度(IVSd)、室间隔收缩末期厚度(IVSs)、左室短轴缩短率(FS)、左室舒张末期后壁厚度(LVPWd)下降(P＜0.05);左室舒张末期内径(LVDd)和左室射血分数(EF)显著下降(P＜0.01);心率(HR)显著升高.穴位刺激组尽管所有指标有类似于TS组的变化趋势,但与Con组相比,差别无统计学意义,且TS+neiguan组LVDd明显高于TS组(P＜0.01).去甲肾上腺素(NE)和肾上腺素(EPI)含量TS大鼠均明显高于对照组(P＜0.01)和TS+ neiguan组(P＜0.05);TS+neiguan与Con组比无明显差别.血清血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)和皮质酮(CORT)含量各组间无差别.醛固酮(ALD)含量TS组和TS+neiguan组明显高于Con组(P ＜0.05,P＜0.01).结论 模拟失重主要引起左心室功能降低和结构变化,心血管调节功能变化,内关穴位刺激能较好对抗这些不利影响,在对抗失重生理变化方面可能有较好应用前景.
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21d头低位卧床期间第一周和后一周下体负压锻炼对立位耐力和心功能的影响
目的观察在21 d头低位卧床的第一周和后一周进行下体负压锻炼对立位耐力和心功能的影响. 方法 12名健康男性志愿者,随机分为对照组和LBNP组,每组6人,均参加-6°头低位倾斜卧床实验.对照组在卧床期间不做任何处理,LBNP组在卧床第一周和后一周,每天进行1 h、-30 mmHg的下体负压锻炼.卧床前和卧床第10、21天在倾斜床上进行3次立位耐力检查,卧床期间测量心脏泵血和收缩功能等指标. 结果卧床前两组12名被试者均顺利通过立位耐力检查.卧床第10和21天,对照组所有被试者均不能通过立位耐力检查,而下体负压组仅有1人未通过,卧床第21天下体负压组(19.7±0.9 min)平均耐受时间较对照组(15.0±3.2 min)显著延长(P<0.05).对照组每搏输出量(SV)及心输出量(CO)在卧床第3、10天较卧床前显著降低(P<0.05),而LBNP组SV及CO在卧床期间均无显著性变化;两组的射血前期(PEP)/左室射血时间(LVET)在卧床第3、14天均显著升高(P<0.05).两组间比较,LBNP组PEP/LVET在卧床第3天较对照组显著降低(P<0.05),LVET在卧床第3、7和14天较对照组显著升高(P<0.05).结论 21 d头低位卧床可引起立位耐力、心脏泵血和收缩功能显著降低;在21 d头低位卧床的第一周和后一周进行下体负压(-30 mmHg,1 h/d)锻炼,可显著提高立位耐力,有效地对抗头低位卧床引起的心脏泵血和收缩功能的降低.
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航天员腰痛研究的进展
本文首先综述了航天飞行及模拟失重实验中腰痛的发生情况,以及与航天员腰痛相关的组织在航天及卧床实验中的研究概况;其次,分析了航天飞行任务中航天员发生腰痛的可能机制;后介绍了相应的对抗措施,旨在为航天飞行中航天员腰痛的防治提供参考.
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国际空间站上的空间生命科学研究与进展
第一批长期考查组进驻国际空间站(ISS)开始长期载人飞行活动,揭开了人类航天史上崭新的一页,迄今已成功完成14批长期考查组飞行任务.在航天飞行中,航天员受到微重力、辐射、昼夜节律变化、隔离等异常环境因素的影响.为保障航天员长期飞行的健康,在ISS上已开展或将要开展的空间生命科学研究共计59项.这些研究探讨了长期失重引起骨皮质下骨质丧失与恢复的速度,骨骼肌萎缩与功能降低的特点,脊髓兴奋性降低,以及免疫功能降低与病毒再度活化的关系.另外,亦观察了长期隔离导致航天员心理与行为的变化,昼夜快速转换对睡眠的影响,并发现长期辐射可能引起白内障与肿瘤,也可能导致生殖、神经系统的损害,甚至会诱发遗传性病变.同时在飞行过程中检验了药物、运动、营养与振动等对抗措施的有效性,并进一步观测这些对抗措施对不同系统的防护效果.这些研究结果 为发展新一代、针对性更强的对抗措施奠定了坚实基础.
