孫興國(guó)，William W. Stringer，尹 希，葛萬(wàn)剛，王桂芝,4，呂 婧,,5，劉 方,4， 慈 政,4，Karlman Wasserman

(1.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 國(guó)家心血管病中心阜外醫(yī)院 心血管疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，心血管病國(guó)家臨床醫(yī)學(xué)研究中心， 北京 100037；2.美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校Harbor-UCLA 醫(yī)學(xué)中心內(nèi)科學(xué)系，洛杉磯生物醫(yī)學(xué)研究院，圣約翰心血管研究中心，美國(guó)加州90502；3.河北醫(yī)科大學(xué)第四人民醫(yī)院功能科，石家莊 050000；4.山東省濰坊醫(yī)學(xué)院麻醉學(xué)系臨床麻醉學(xué)教研室和臨床醫(yī)學(xué)系，濰坊261061；5.廣州市第一人民醫(yī)院麻醉科，廣州 510180）

代謝、血液堿化和純氧影響呼吸調(diào)控的人體實(shí)驗(yàn)研究II：血液堿化后運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)*

孫興國(guó)1,2△，William W. Stringer2，尹 希1,3，葛萬(wàn)剛1，王桂芝2,4，呂 婧1,2,5，劉 方1,4， 慈 政1,4，Karlman Wasserman2

(1.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 國(guó)家心血管病中心阜外醫(yī)院 心血管疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，心血管病國(guó)家臨床醫(yī)學(xué)研究中心， 北京 100037；2.美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校Harbor-UCLA 醫(yī)學(xué)中心內(nèi)科學(xué)系，洛杉磯生物醫(yī)學(xué)研究院，圣約翰心血管研究中心，美國(guó)加州90502；3.河北醫(yī)科大學(xué)第四人民醫(yī)院功能科，石家莊 050000；4.山東省濰坊醫(yī)學(xué)院麻醉學(xué)系臨床麻醉學(xué)教研室和臨床醫(yī)學(xué)系，濰坊261061；5.廣州市第一人民醫(yī)院麻醉科，廣州 510180）

目的：在完成吸入室內(nèi)空氣狀態(tài)下癥狀限制性最大極限心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)(CPET)和動(dòng)脈血?dú)庵笜?biāo)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討體液酸堿度和CO2含量對(duì)呼吸調(diào)控的影響。方法：選正常志愿者5名，給予5%NaHCO3(總量0.3 g/kg)分次口服，每5 min口服75 ml(3.75g )。總量服完1 h后，重復(fù)CPET。于靜息、熱身、運(yùn)動(dòng)及恢復(fù)期，連續(xù)測(cè)定肺通氣指標(biāo)及每分鐘動(dòng)脈取樣的血?dú)庵笜?biāo)變化，并與本人在非堿化血液條件下對(duì)照數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)比較。結(jié)果：堿化血液之后，CPET期間隨著運(yùn)動(dòng)功率逐步遞增，氣體交換和血?dú)庵笜?biāo)的反應(yīng)模式與非堿化血液對(duì)照相似（P＞0.05）；即與靜息狀態(tài)比較，每分通氣量、潮氣量、呼吸頻率、V·O2、V·CO2均呈現(xiàn)近于線性漸進(jìn)性遞增(P＜0.05～0.001)。與堿化血液前吸入室內(nèi)空氣的對(duì)照比較：在堿化血液條件下，所有時(shí)間點(diǎn)血紅蛋白濃度，PaCO2與pH均顯著提高(P＜0.05)；除無(wú)氧閾P(yáng)aCO2減低外，只有熱身狀態(tài)呈增高態(tài)勢(shì)，統(tǒng)計(jì)學(xué)有顯著差異(P＜0.05)；而PaO2無(wú)差異(P＞0.05)，各狀態(tài)均較對(duì)照狀態(tài)減低，除恢復(fù)期外均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)。與非堿化血液對(duì)照比較，除靜息每分通氣量低于對(duì)照(P＜0.05）外，所有通氣指標(biāo)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。結(jié)論：堿化血液條件下， 盡管有更高的CaCO2, PaCO2和 pHa平均水平及更低的Hba和[H+]a平均水平，機(jī)體對(duì)CPET的呼吸反應(yīng)模式基本相似。

堿化血液；心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)；呼吸反應(yīng)模式；室內(nèi)空氣；呼吸頻率；潮氣量；分鐘通氣量；

動(dòng)脈血中絕大部分CO2(88%)是以碳酸氫鹽的形式存在，物理溶解和氨基甲酸基團(tuán)攜帶的CO2分別只占5%和7%。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)脈血中CO2含量受體液pH和PaCO2波動(dòng)的影響而發(fā)生變化[1,2]。運(yùn)動(dòng)需要心肺整體反應(yīng)以滿足肌肉運(yùn)動(dòng)增加的需氧量，氣體交換測(cè)試法是測(cè)定運(yùn)動(dòng)受限的基本方法。心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)(CPET)可以檢測(cè)細(xì)胞與外環(huán)境氣體交換的能力，是目前人體整體功能檢測(cè)的唯一方法[3-5]。

CO2及[H+]對(duì)人體呼吸調(diào)控的影響一直是生理學(xué)的重要研究課題。據(jù)報(bào)道，早期航空航天等應(yīng)用生理學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行了CO2對(duì)肺通氣功能影響的研究[6]國(guó)外研究報(bào)道急性呼吸性堿中毒降低運(yùn)動(dòng)初始攝氧動(dòng)力學(xué)的主要因素[7,8]。但是，有關(guān)人體運(yùn)動(dòng)前急性血液堿化對(duì)呼吸調(diào)控和動(dòng)力學(xué)效應(yīng)影響的研究很少。以往用氧化磷酸化模型[9]研究表明，肌肉細(xì)胞的堿化[10]、提高血液pH值[11]以及運(yùn)動(dòng)初始時(shí)抑制無(wú)氧糖酵解在加速肌肉的氧化磷酸化中起重要作用。因此，本文用NaHCO3堿化血液，進(jìn)而觀察對(duì)運(yùn)動(dòng)呼吸調(diào)控和O2代謝動(dòng)力學(xué)的影響。

本文作為系列試驗(yàn)的第二部分，以在吸入室內(nèi)空氣條件下進(jìn)行的CPET運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的呼吸反應(yīng)作為對(duì)照[12]，通過(guò)堿化血液改變體內(nèi)酸堿度和CO2含量后，檢測(cè)在心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中通氣功能指標(biāo)的變化，以探討酸堿度和CO2含量對(duì)呼吸調(diào)控的影響，并與隨后在堿化血液基礎(chǔ)上吸入純氧進(jìn)行運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)觀察的影響進(jìn)行比較[13]。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

1.2 為尋找合適的個(gè)體化功率遞增速率進(jìn)行CPET預(yù)試驗(yàn)

1.3 呼吸氣體交換測(cè)定和系統(tǒng)標(biāo)定

1.4 動(dòng)、靜脈導(dǎo)管置入和血液采樣準(zhǔn)備

1.5 正式CPET方案的對(duì)照-室內(nèi)空氣CPET

1.6 各種指標(biāo)及其百分預(yù)計(jì)值的計(jì)算和測(cè)定

1.1 至1.6參見室內(nèi)空氣CPET方法[12,13]。

1.7 血液堿化后室內(nèi)空氣CPET

志愿者作完吸入室內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)后，休息2 h。然后口服5% NaHCO3(0.3 g/kg)，分5～8次完成[口服75 ml(3.75 g)/5 min]。服用完全部NaHCO3后休息1 h，使NaHCO3充分吸收。此后再開始進(jìn)行CPET檢查，運(yùn)動(dòng)方案見1.5，記錄通氣指標(biāo)以及血?dú)庵笜?biāo)。各種指標(biāo)及其百分預(yù)計(jì)值的計(jì)算和測(cè)定見1.6。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。采用雙側(cè)檢驗(yàn)。計(jì)量資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示。對(duì)于連續(xù)動(dòng)態(tài)測(cè)定的通氣指標(biāo)及動(dòng)脈血?dú)庵笜?biāo)等參數(shù)，在不同時(shí)間之間進(jìn)行單因素方差分析并兩兩比較；并與在吸入室內(nèi)空氣條件下不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)測(cè)得的各參數(shù)進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 正常志愿者極限運(yùn)動(dòng)時(shí)間和功率

受試者在堿化血液后按預(yù)計(jì)方案行CPET檢查，達(dá)到無(wú)氧閾和峰值功率時(shí)間與正常對(duì)照組一致，除1例受試者于遞增功率運(yùn)動(dòng)第3分鐘達(dá)到無(wú)氧閾、第8分鐘達(dá)到峰值外，其余受試者均于遞增功率運(yùn)動(dòng)第4分鐘達(dá)到無(wú)氧閾、第9分鐘達(dá)到峰值。志愿者達(dá)到AT時(shí)的運(yùn)動(dòng)功率為100～180W、達(dá)到極限的最大功率負(fù)荷是225～360 W（表1，表1見彩圖頁(yè)VI）。

2.2 運(yùn)動(dòng)中肺通氣指標(biāo)連續(xù)動(dòng)態(tài)變化

在堿化血液后的CPET運(yùn)動(dòng)期間，通氣指標(biāo)連續(xù)動(dòng)態(tài)變化見表2和圖1（表2見彩圖頁(yè)VI，圖1見彩圖頁(yè)VII）。運(yùn)動(dòng)中隨著運(yùn)動(dòng)功率逐步遞增，每分?jǐn)z氧量(每搏攝氧量和心率的乘積)逐步遞增，呈現(xiàn)直線性漸進(jìn)性反應(yīng)(P＜0.05)：平均ΔΔW=10.19，分鐘通氣量(呼吸頻率和潮氣量的乘積)均呈現(xiàn)近似直線性漸進(jìn)性遞增(P＜0.05)：潮氣量和呼吸頻率在低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)增加不顯著(P＞0.05)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度超過(guò)無(wú)氧閾水平后才顯著增加(P＜0.05)。隨運(yùn)動(dòng)功率增加近線性上升，無(wú)氧閾之后上升速率逐步增大直至恢復(fù)期開始下降。

2.3 運(yùn)動(dòng)中動(dòng)脈血?dú)庵笜?biāo)連續(xù)動(dòng)態(tài)變化

在堿化血液后的CPET運(yùn)動(dòng)期間，動(dòng)脈血?dú)庵笜?biāo)連續(xù)動(dòng)態(tài)變化見表2和圖2（表2見彩圖頁(yè)VI，圖2見彩圖頁(yè)VIII）。各指標(biāo)的變化趨勢(shì)方向與正常對(duì)照基本一致。在堿化血液后的CPET運(yùn)動(dòng)期間，PaO2一直維持高水平不變(P＞0.05); PaCO2逐步提高，到達(dá)無(wú)氧閾后2 min開始顯著下降(P＜0.05)；動(dòng)脈血pH值從高水平逐漸降低；無(wú)負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)最高，隨后逐漸下降，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷超過(guò)無(wú)氧閾水平后迅速降低(P＜0.05)；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中乳酸水平逐漸升高，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷達(dá)到無(wú)氧閾水平后迅速增高(P＜0.05)；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中血紅蛋白水平逐漸增高，運(yùn)動(dòng)達(dá)峰值狀態(tài)時(shí)明顯增高(P＜0.05)；動(dòng)脈血氧飽和度一直維持正常水平。

2.4 各運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與非堿化血液室內(nèi)空氣對(duì)照比較

在堿化血液后的CPET運(yùn)動(dòng)期間，動(dòng)脈血液pH值較非堿化血液運(yùn)動(dòng)時(shí)明顯增高，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)；在靜息狀態(tài)、峰值狀態(tài)及恢復(fù)期，乳酸水平均較非堿化血液CPET測(cè)定時(shí)明顯增高(P＜0.05)；各個(gè)狀態(tài)下血紅蛋白濃度均較非堿化血液CPET測(cè)定時(shí)減低，除恢復(fù)期外均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)。在堿化血液后的CPET運(yùn)動(dòng)期間，PET CO2較非堿化血液CPET測(cè)定時(shí)增高，無(wú)負(fù)荷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（即熱身狀態(tài)）、無(wú)氧閾及峰值狀態(tài)均有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)；靜息狀態(tài)及無(wú)負(fù)荷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，呼吸頻率較非堿化血液CPET測(cè)定時(shí)減低(P＜0.05)，無(wú)氧閾水平增高(P＞0.05)，峰值水平及恢復(fù)期基本無(wú)變化；靜息狀態(tài)下每分通氣量較非堿化血液CPET測(cè)定時(shí)明顯減低(P＜0.05)，其余各狀態(tài)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05）；各狀態(tài)下均無(wú)明顯差異(P＞0.05); 除了最大運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的RER（即）明顯增高(P＜0.05)外，各狀態(tài)下RER均無(wú)明顯差異(P＞0.05，圖1，圖2，圖1見彩圖頁(yè)VII，圖2見彩圖頁(yè)VIII）。

2.5 CPET核心功能指標(biāo)

堿化血液后的CPET運(yùn)動(dòng)期間，心肺代謝等整體功能核心指標(biāo)見彩圖頁(yè)XI表4。峰值氧耗量為(3.66±0.54)L/min，無(wú)氧閾時(shí)耗氧量為(1.95±0.55) L/min，峰值氧脈搏為(20.59±2.75)ml/beat，攝氧通氣效率為（51.36±10.27）ml/L，CO2排出通氣效率為22.32±2.49，以上各值占預(yù)計(jì)值的百分比分別為113.78%±15.71%、113.28%±30.67%、107.58%±8.34%、116.67%±21.46%和93.31%±9.05%。上述核心指標(biāo)與非堿化血液吸入室內(nèi)空氣狀態(tài)下行CPET檢查所測(cè)得數(shù)據(jù)相比，均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。

3 討論

在堿化血液后的CPET運(yùn)動(dòng)中，隨著運(yùn)動(dòng)功率的遞增，潮氣量、每分通氣量、每分肺泡通氣量和肺泡通氣量均呈現(xiàn)直線性漸進(jìn)性遞增；在低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸頻率增快不顯著，超過(guò)無(wú)氧閾水平呼吸頻率才顯著增快，其呼吸反應(yīng)模式與非堿化血液呼吸室內(nèi)空氣對(duì)照的呼吸反應(yīng)模式相似，說(shuō)明堿化血液只是改變基礎(chǔ)狀態(tài)，改變血液中PaCO2和[H+]a的平均值，對(duì)運(yùn)動(dòng)中因代謝率改變導(dǎo)致的呼吸反應(yīng)模式并無(wú)明顯影響。在堿化血液后的CPET運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)脈血氧濃度一直維持正常水平不變(P＞0.05)，PaCO2逐步提高到無(wú)氧閾后開始顯著下降(P＜0.05)，動(dòng)脈血pH值逐漸降低；在無(wú)負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)[HCO3-]最高，隨后逐漸下降，超過(guò)無(wú)氧閾水平后迅速降低(P＜0.05)；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中乳酸水平逐漸升高，達(dá)到無(wú)氧閾水平后迅速增高(P＜0.05)；運(yùn)動(dòng)過(guò)程中血紅蛋白水平逐漸增高，峰值狀態(tài)時(shí)明顯增高(P＜0.05)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，緩沖乳酸產(chǎn)生額外的CO2以及血中減低均可增加血中的酸當(dāng)量，運(yùn)動(dòng)期間只要?jiǎng)用}血pH持續(xù)下降，就會(huì)刺激通氣調(diào)節(jié)機(jī)制，使通氣繼續(xù)增加[14]。生成的乳酸通過(guò)[H+]刺激呼吸，引起通氣增強(qiáng)。通氣增強(qiáng)可誘使肺泡氧分壓增高，進(jìn)一步維持甚至升高PaO2，使機(jī)體能夠繼續(xù)高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)。大量研究均描述了人在運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生血液濃縮[15,16]，功率高于AT時(shí)，細(xì)胞的滲透壓升高，細(xì)胞外水分將移入細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞外液的減少將使血紅蛋白濃度升高，并提高動(dòng)脈血氧含量。

在堿化血液后的CPET運(yùn)動(dòng)中，動(dòng)脈血pH值較非堿化血液吸入室內(nèi)空氣時(shí)明顯增高，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)；在靜息狀態(tài)、峰值狀態(tài)及恢復(fù)期，乳酸水平較非堿化血液吸入室內(nèi)空氣時(shí)明顯增高(P＜0.05)；各狀態(tài)血紅蛋白濃度均較非堿化血液吸入室內(nèi)空氣時(shí)減低，除恢復(fù)期外均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)?？诜﨨aHCO3充分吸收后使血液堿化，所以動(dòng)脈血pH值、濃度增高；由于短時(shí)間內(nèi)服用大量液體使血液稀釋，造成血紅蛋白濃度下降。

[H+]對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)是通過(guò)化學(xué)感受器和中樞感受器實(shí)現(xiàn)的。[H+]減低時(shí)呼吸抑制，呼吸頻率變慢，肺通氣量降低。血液堿化后pH值增高，[H+]濃度減低，與非堿化血液吸入室內(nèi)空氣對(duì)照比較，靜息狀態(tài)呼吸頻率及每分通氣量減低；其余通氣指標(biāo)在熱身、無(wú)氧閾、峰值及恢復(fù)2 min時(shí)均無(wú)顯著差異，表明運(yùn)動(dòng)過(guò)程中肺通氣隨功率增加發(fā)生的變化與基礎(chǔ)狀態(tài)的改變不相關(guān)，即改變血液中CO2濃度和[H+]的平均值對(duì)呼吸調(diào)控?zé)o明顯影響。Jerzy等研究發(fā)現(xiàn)堿化血液后在40%功率下運(yùn)動(dòng)，對(duì)動(dòng)力學(xué)無(wú)影響。實(shí)際上正常人呼吸時(shí)，只要用足夠快速的分析裝置，即可觀察到PaO2和PaCO2一直在一定范圍內(nèi)上下波動(dòng)，其“W”形波浪式信號(hào)的升降才是生命所必需，這種波浪式升降經(jīng)左心延遲到達(dá)動(dòng)脈才是吸呼時(shí)相自主切換的解釋[4-5，18-22]。

本研究的不足之處在于樣本量小，存在統(tǒng)計(jì)偏倚，未觀察到許多上升或下降趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。作者將加大樣本數(shù)量，繼續(xù)進(jìn)行該方面研究。

1. Lustgarten JA, Greno RJ, Byrd CG, et al. Evaluation of contemporary methods for serum CO2[J]. Clin Chem, 1976, 22(3)：374-378.

2. Siggsrd-Andersen O. The van Slyke equation[J]. Scand J Clin Invest, 1977, 146： 15-20.

3. 孫興國(guó). 心肺運(yùn)動(dòng)在臨床心血管病學(xué)的應(yīng)用價(jià)值和前景[J]. 中華心血管病學(xué)雜志, 2014, 42(4)： 347-351.

4. 孫興國(guó). 整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系： 人體功能一體化自主調(diào)控[J]. 中國(guó)循環(huán)雜志, 2013, 28(2)： 88-92.

5. 孫興國(guó). 生命整體調(diào)控新理論體系與心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)[J].醫(yī)學(xué)與哲學(xué)(人文社會(huì)醫(yī)學(xué)版), 2013, 34(3)： 22-27.

6. 陳芝村. 吸入不同濃度CO2對(duì)肺通氣功能影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 生理學(xué)報(bào), 1983, 37(1)： 84-89.

7. Hayashi N, Ishihara M, Tanaka A, et al. Impeding O2unloading in muscle delays oxygen uptake response to exercise onset in humans[J]. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 1999, 277(5 pt 2)： R1274-R1281.

8. Ward SA, Whipp BJ, Koyal S, et al. Influence of body CO2stores on ventilatory dynamics during exercise[J]. J Appl Physiol, 1983, 55(3)： 742-749.

9. Korzeniewski B, Zoladz JA. A model of oxidative phosphorylation in mammalian skeletal muscle[J]. Biophys Chem, 2001, 92(1-2)： 17-34.

10. Korzeniewski B, Zoladz JA. Influence of rapid changes in cytosolic pH on oxidative phosphorylation in skeletal muscle：theoretical studies[J]. Biochem J, 2002, 365(pt1)： 249-258.

11. Korzeniewski B, Zoladz JA. Factors determining the oxygen consumption rate (V·O2) on-kinetics in skeletal muscle[J]. Biochem J, 2004, 379(pt3)： 703-710.

12. 尹希，孫興國(guó)，Stringer WW，等. 代謝、血液堿化和純氧影響呼吸調(diào)控的人體實(shí)驗(yàn)研究I：運(yùn)動(dòng)試驗(yàn) [J]. 中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2015, 31(4)： 341-344.

13. 孫興國(guó)，Stringer WW，尹希，等. 代謝、血液堿化和純氧影響呼吸調(diào)控的人體實(shí)驗(yàn)研究III：血液堿化后純氧運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)[J]. 中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2015, 31(4)：349-352.

14. Casaburi R, Barstow TJ, Robinson T, et al. Influence of work rate on ventilatory and gas exchange kinetics[J]. J Appl Physiol, 1989, 67(2)： 547-555.

15. Beaumont W. Red cell volume with changes in plasma osmolarity during maximal exercise[J]. J Appl Physiol, 1973, 35(1)： 47-50.

16. SenayLC, RogersG, Jocste P. Changes in blood plasma during progressive treadmill and cycle exercise[J]. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol, 1980, 49(1)： 59-65.

17. Zoladz JA, Szkutnik Z, Duda K, et al. Preexercise metabolic alkalosis induced via bicarbonate ingestion accelerates VO2kinetics at the onset of a high-power-output exercise in humans[J]. J Appl Physiol, 2005, 98(3)： 895-904.

18. Sun XG, GuoZY. New theory of breathing control： a complex model integrates multi-systems[J]. FASEB J, 2011, 25：1b634.

19. Sun XG, Guo ZY. Decreased magnitudes of arterial O2and CO2oscillation explain Cheyne-Stokes periodic breathing pattern in heart failure patients[J]. FASEB J, 2011, 25：847.24.

20. 孫興國(guó). 整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系概論I：呼吸調(diào)控新視野[J].中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2015, 31(4)： 295-301.

21. 孫興國(guó). 整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系概論II：循環(huán)調(diào)控新視野[J].中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2015, 31(4)： 302-307.

22. 孫興國(guó). 整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系概論III：呼吸循環(huán)代謝一體化調(diào)控中神經(jīng)體液作用模式新理念[J].中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2015, 31(4)： 308-315.

Human experiments of metabolism, blood alkalization and oxygen effect
on control and regulation of breathing II: room air exercise test after blood alkalization

SUN Xing-guo1，2△, STRINGER WW2, YIN Xi1,3, GE Wan-gang1, WANG Gui-zhi2，4,LV Jing1,2,5, LIU Fang1,4, CI Zheng1,4, WASSERMAN K2
(1.State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Fuwai Hospital, National Research Center of Clinic Medicine for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100037, China; 2. Department of medicine, Los Angeles Biomedical Research Institute at Harbor-UCLA Medical Center, University of California at Los Angeles, St. John’s Cardiovascular Research Center, California 90502; 3. The 4thPeople’s Hospital Affiliated Hebei Medical University, Shijiazhuang 050000; 4. Departments of Anesthesiology and Clinical Medicine, Weifang Medical University, Weifang 261061; 5. Department of Anesthesiology, the 1stPeople’s Hospital of Guangzhou, Guangzhou 510180, China)

Objective: Basis on the dynamic changes of the ventilation and arterial blood gas parameters to symptom-limited maximum cardiopulmonary exercise testing (CPET),we further investigate the ef f ect of alkalized blood by drinking 5% NaHCO3on ventilation during exercise. Methods: Aer drinking 5% NaHCO375 ml (3.75 g) every 5 min, total dosage of 0.3 g/Kg, 5 volunteers repeated CPET. All CPET and ABG data changes were analyzed and calculated. At the same time, CPET and ABG parameters aer alkalized blood were compared with those before alkalized blood (control) used paired t test. Results: Aer alkalized blood, CPET response patterns of parameters of ventilation, gas exchange and arterial blood gas were very similar (P＞0.05). All minute ventilation, tidal volume, respiratory rate, oxygen uptake and carbon dioxide elimination were gradually increased from resting stage (P＜0.05～0.001), according to the increase of power loading. During CPET aer alkalized blood,ABG parameters were compared with those of control: hemoglobin concentrations were lower，CaCO2and pHa were increased at all stages（P＜0.05）.e PaCO2increased trend was clear, however only signif i cantly at warm-up from 42 to 45 mmHg （P＜0.05）. Compared with those of control, only the minute ventilation was decreased from 13 to 11 L/min at resting (P＜0.05). Conclusion: Even with higher mean CaCO2, PaCO2and pHa, lower Hba and [H+]a, the CPET response patterns of ventilatory parameters aer alkalized blood were similar.

blood alkalization; cardiopulmonary exercise testing; respiratory response pattern；room air; respiratory frequency; tidal volume; minute ventilation

R332.3

A

1000-6834 (2015) 04-345-007

＊ 【基金項(xiàng)目】國(guó)家自然科學(xué)基金醫(yī)學(xué)科學(xué)部面上項(xiàng)目（81470204）；國(guó)家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)課題(2012AA021009);中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院國(guó)家心血管病中心科研開發(fā)啟動(dòng)基金（2012-YJR02)

2015- 06-05

2015-07-05

△【通訊作者】Tel： 010-88398300 ；E-mail： xgsun@labiomed.org