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高原軍事作業(yè)醫(yī)學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向思考

2016-02-20 14:40:34剛,袁超,李
西南國防醫(yī)藥 2016年1期
關(guān)鍵詞:腦力低氧高原

羅 剛,袁 超,李 鵬

高原軍事作業(yè)醫(yī)學(xué)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向思考

羅剛,袁超,李鵬

高原;軍事作業(yè);體能;認(rèn)知;軍事醫(yī)學(xué)

隨著軍事醫(yī)學(xué)從傷病醫(yī)學(xué)向能力醫(yī)學(xué)轉(zhuǎn)型,軍事作業(yè)醫(yī)學(xué)的研究日益受到各國的重視。美軍近年把軍事作業(yè)醫(yī)學(xué)研究的目標(biāo)定位于通過及時(shí)實(shí)用的手段,確保每一位軍人在任一環(huán)境和時(shí)刻的健康和作業(yè)效能,并尤其重視高原、寒區(qū)和熱區(qū)等特殊環(huán)境下的作業(yè)能力研究[1-2]。我國國土的1/6位于海拔3000 m以上的高原地區(qū)[3],高原低氧、寒冷等因素能對包括勞動能力在內(nèi)的人體機(jī)能產(chǎn)生重要影響。我軍高原軍事作業(yè)醫(yī)學(xué)研究盡管起步較早,但當(dāng)前新軍事變革和我軍使命任務(wù)的拓展,對該學(xué)科的研究提出了更高的要求。本研究將對國內(nèi)外高原軍事作業(yè)醫(yī)學(xué)研究進(jìn)行總結(jié)和展望,希望能對我軍在該領(lǐng)域的發(fā)展方向有所啟示。

1 高原軍事作業(yè)醫(yī)學(xué)的研究現(xiàn)狀

1.1高原環(huán)境對腦體作業(yè)能力的影響及機(jī)制國內(nèi)外普遍認(rèn)為,高原環(huán)境下人的腦體作業(yè)能力明顯下降,海拔越高,缺氧越重,作業(yè)能力下降越明顯。如美軍近年觀察到士兵的射擊成績在3500 m地區(qū)和平原相比沒有明顯變化,但在進(jìn)入4300 m地區(qū)8 d和30 d時(shí)均顯著低于平原成績[4]。一般認(rèn)為,初入高原時(shí)腦力和體力下降最明顯,隨著對低氧的習(xí)服可以有所恢復(fù),但始終達(dá)不到其在平原的水平,甚至?xí)S著高原居留年限的延長逐漸加重[5]。高原低氧對體力的影響主要表現(xiàn)為有氧勞動能力下降,而無氧勞動能力無明顯改變,但無氧勞動之后,乳酸性氧債的增加和疲勞感更加明顯。高原環(huán)境導(dǎo)致腦力作業(yè)能力的降低是多方面的,包括感知、記憶、思維、情感等[6],研究發(fā)現(xiàn),復(fù)雜的認(rèn)知功能和經(jīng)過訓(xùn)練獲得的腦力技能在低氧環(huán)境下更易受到損害[7]。個(gè)體因素、睡眠質(zhì)量、情緒狀態(tài)等是高原認(rèn)知功能降低的重要影響因素。

高原體力作業(yè)能力降低的機(jī)制與組織細(xì)胞缺氧、呼吸和循環(huán)系統(tǒng)負(fù)荷增加、骨骼肌功能下降、無氧閾降低、致疲勞物質(zhì)堆積等因素有關(guān)。中樞性疲勞也可能在高原體力降低中發(fā)揮重要作用。高原腦力降低的機(jī)制包括,皮層與海馬等腦區(qū)神經(jīng)元氧化性與炎性損傷、神經(jīng)遞質(zhì)及受體變化、大腦興奮與抑制的平衡被破壞、突觸功能的降低等。隨著功能性磁共振(fMRI)、事件相關(guān)電位(ERP)、基因與蛋白組學(xué)等新技術(shù)的應(yīng)用[8],近年對高原低氧導(dǎo)致認(rèn)知能力降低的機(jī)制有了更多的了解,如觀察到各腦區(qū)活動度和灰白質(zhì)比例的變化,膠質(zhì)細(xì)胞及炎癥機(jī)制在低氧神經(jīng)損傷中的重要作用等,反映出高原認(rèn)知損傷這一現(xiàn)象背后機(jī)制的復(fù)雜性。

1.2高原軍事作業(yè)能力的評價(jià)方法勞動時(shí)心率是評價(jià)體力勞動能力最簡單和基礎(chǔ)性的指標(biāo),但其在高原的應(yīng)用有一定局限性。首先高原靜息心率的個(gè)體差異較大;其次高原低氧時(shí),隨著運(yùn)動強(qiáng)度的增大,許多人心率升高到大約140~150次/min后,不再像平原時(shí)那樣繼續(xù)升高達(dá)170次/min以上,這影響了心率及其衍生指標(biāo)如PWC170在評價(jià)高原體力中的應(yīng)用。最大攝氧量(VO2max)能很好反映心肺功能和血液攜氧能力,被認(rèn)為是評價(jià)高原體能的理想指標(biāo),我軍在20世紀(jì)90年代制定的高原士兵體能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(GJB 2559-1996),其中有氧運(yùn)動能力即采用VO2max和1000 m跑進(jìn)行測定,由于直接測定VO2max對儀器和受試者要求較高,該標(biāo)準(zhǔn)通過肺活量、心率、海拔高度等指標(biāo)間接估算VO2max,具有一定的便捷性。此外,無氧代謝閾、臺階指數(shù)、心功能適應(yīng)指數(shù)、12 min跑和6 min步行距離等也都被用于高原體能評價(jià)[9],但缺乏對上述指標(biāo)科學(xué)性的系統(tǒng)研究。

目前,國內(nèi)外評價(jià)高原腦力的研究中,多采用以衡量完成系列腦力任務(wù)效率和準(zhǔn)確性的行為學(xué)指標(biāo),但測試方法和工具很不統(tǒng)一,受檢測指標(biāo)的低氧敏感性、檢測方法的友好性、測試中腦力負(fù)荷的程度等因素影響,研究結(jié)論也不一致。相比之下,美軍的同類研究多統(tǒng)一使用由其國防部研制的自動化神經(jīng)心理評估系統(tǒng) (automated neuropsychological assessment metrics,ANAM),該測試在計(jì)算機(jī)上完成,專門針對軍人特點(diǎn)所開發(fā),被廣泛應(yīng)用于研究各種作業(yè)有害因素對腦功能的影響[10]。

1.3維護(hù)高原軍事作業(yè)能力的措施研究階梯習(xí)服和預(yù)缺氧被公認(rèn)是最有效的預(yù)防急性高原病、提高進(jìn)入高原后作業(yè)能力的預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練方法[11]。各國軍隊(duì)提出的階梯習(xí)服程序盡管有所不同,但基本思想是一致的,即限制每天攀登高度,同時(shí)結(jié)合中等強(qiáng)度的體育鍛煉,逐步適應(yīng)高原低氧環(huán)境[12]。進(jìn)駐高原前預(yù)缺氧訓(xùn)練的效果主要取決于間斷性缺氧的程度、時(shí)間和次數(shù)[13]。近年認(rèn)為局部組織缺血預(yù)處理也具有提高缺氧耐受力、促進(jìn)腦體作業(yè)能力的效果,但其實(shí)際作用存在爭議[14]。初入和久居高原者低流量吸氧也能提高體能和認(rèn)知能力,利用高壓氧艙或人工富氧室也可達(dá)到類似的促進(jìn)效果[15],可能與給氧后各系統(tǒng)的能量代謝障礙得到緩解,損傷得以修復(fù)有關(guān)。但由于組織細(xì)胞的缺氧只是暫時(shí)解決,一旦停止給氧后,腦體功能可能會逐漸降低到給氧前水平。

在促進(jìn)高原作業(yè)能力的營養(yǎng)措施和藥物方面,國內(nèi)外一致認(rèn)為,進(jìn)入高原早期,高糖膳食能增強(qiáng)機(jī)體的習(xí)服能力,提高體力和腦力[16]。動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),一些具有抗氧化作用的維生素、微量元素和氨基酸也具有改善高原勞動能力的效果[17]。此外,通過適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)策略,還可以預(yù)防在高原的體重降低和機(jī)體成分發(fā)生變化,也具有維護(hù)體力的效果[18]。在藥物方面,美軍發(fā)現(xiàn)乙酰唑胺、西地那非、地塞米松等具有提高高原作業(yè)效能的作用[19],但實(shí)際效果還存在爭議,如有研究發(fā)現(xiàn)乙酰唑胺不具有提高高原腦力的作用[20]。在天然藥物方面,印軍觀察發(fā)現(xiàn)草藥復(fù)合制劑能夠提高高原人群的生理機(jī)能,我軍也發(fā)現(xiàn)中藏藥如銀杏葉、紅景天、黨參、剌五加等對改善高原腦力和體力具有較好的效果[21],其中的抗缺氧成分有望成為提高高原作業(yè)能力的候選藥物。

2 下一步的研究方向設(shè)想

2.1注重高原實(shí)戰(zhàn)化背景下腦力作業(yè)能力維護(hù)相關(guān)研究當(dāng)前,軍事勞動已逐漸從力量型向智力型轉(zhuǎn)化,高技術(shù)戰(zhàn)爭條件下,指戰(zhàn)員必須同時(shí)接受、分析和處理大量信息,要求其必須保持健康的高級神經(jīng)活動能力,因此,針對高原腦力作業(yè)能力的變化規(guī)律和維護(hù)措施研究非常重要。一是應(yīng)在實(shí)戰(zhàn)化的背景下,研究高原低氧因素復(fù)合現(xiàn)代戰(zhàn)爭心理應(yīng)激對腦力的疊加影響;二是應(yīng)結(jié)合軍兵種特點(diǎn),研究各種作業(yè)有害因素,如噪聲、輻射、有害氣體復(fù)合高原因素對腦力的綜合影響;三是應(yīng)借鑒腦科學(xué)的發(fā)展成果,深入研究高原腦力下降的內(nèi)在機(jī)制,尋找通過藥物、營養(yǎng)和訓(xùn)練等進(jìn)行干預(yù)的有效靶點(diǎn)。

2.2完善高原腦體軍事作業(yè)能力系列評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)高原軍人的腦體作業(yè)能力,對維護(hù)戰(zhàn)斗力、指導(dǎo)人員選拔和訓(xùn)練、預(yù)防事故等具有重要意義,也有利于客觀評價(jià)各種干預(yù)措施的真實(shí)效果。我軍曾制定的高原士兵體能評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對于指導(dǎo)高原部隊(duì)訓(xùn)練發(fā)揮了重要作用,但還需要針對實(shí)戰(zhàn)化需求、評價(jià)方法的準(zhǔn)確性和可操作性進(jìn)一步修訂和優(yōu)化。在高原軍人腦力作業(yè)效能評估方面,目前尚無一套科學(xué)全面的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)針對高原軍人的適宜性,篩選出若干靈敏性高、可行性強(qiáng)、與軍事作業(yè)能力聯(lián)系緊密的檢測指標(biāo),建立行為學(xué)、生理、生化指標(biāo)等相結(jié)合的評價(jià)方法。在上述研究基礎(chǔ)上,還可以開發(fā)出一套可評估及預(yù)測不同海拔、進(jìn)駐高原不同時(shí)間、不同個(gè)體因素的高原軍人腦體作業(yè)能力的信息化系統(tǒng)。

2.3創(chuàng)新和集成高原軍事作業(yè)能力實(shí)用性維護(hù)措施在高原適應(yīng)性訓(xùn)練方面,盡管階梯習(xí)服和預(yù)缺氧訓(xùn)練的效果確切,但限于訓(xùn)練耗時(shí)長、效果維持時(shí)間有限,對于常駐平原部隊(duì)短時(shí)間快速移動遂行高原突發(fā)性軍事任務(wù)的適宜性并不強(qiáng),應(yīng)研究如何在平原士兵體能訓(xùn)練中開展能持久有效提高高原作業(yè)能力的實(shí)用性訓(xùn)練內(nèi)容。另一方面,對于高原常駐部隊(duì),目前尚無進(jìn)入高原后不同階段和不同海拔的軍事訓(xùn)練衛(wèi)生規(guī)程,需要瞄準(zhǔn)實(shí)戰(zhàn)需求,針對訓(xùn)練的模式方法、適宜的強(qiáng)度等進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)的研究。

目前從維護(hù)高原人群健康和提高高原作業(yè)能力角度已研發(fā)的營養(yǎng)制劑和藥物種類很多,但多數(shù)效果并不確切,應(yīng)制定科學(xué)統(tǒng)一的細(xì)胞、動物和人群層面的優(yōu)效性篩選標(biāo)準(zhǔn)。對于效果肯定的品種,應(yīng)穩(wěn)定配方和劑型,盡快配發(fā)部隊(duì)。過去對提高高原腦力的營養(yǎng)策略研究重視不夠,從膳食營養(yǎng)角度保障高原軍人腦功能,可能有較好的應(yīng)用前景。

3 結(jié)語

軍人在戰(zhàn)爭中不僅要能夠生存,而且要能夠打贏。隨著國家核心利益的拓展,我軍在高原遂行各種類型軍事任務(wù)越來越頻繁,衛(wèi)勤需求越來越迫切。通過多學(xué)科協(xié)作,多措并舉,加快維護(hù)軍人在高原腦體作業(yè)能力系列技術(shù)、方案和裝備的研究及勤務(wù)轉(zhuǎn)化,將為我軍在高原的戰(zhàn)斗力提升起到不可估量的作用。

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R 82/135.6

A

1004-0188(2016)01-0080-04

10.3969/j.issn.1004-0188.2016.01.029

軍隊(duì)“十二五”重大項(xiàng)目(AWS14L005)

400038重慶,第三軍醫(yī)大學(xué)高原軍事醫(yī)學(xué)系

李鵬,電話:0801-752393;E-mail:lipengv@aliyun. com

(2015-09-08)

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