熱習(xí)服過程中血液和尿液代謝物質(zhì)變化規(guī)律的研究.pdf

1、熱環(huán)境可分為濕熱環(huán)境和干熱環(huán)境。我國長江以南的大部分地區(qū)為濕熱環(huán)境，夏季溫度超過35℃，甚至40℃的極端高溫天氣并不罕見，并且晝夜溫差小，濕度高。這種高濕熱環(huán)境嚴(yán)重影響人體散熱，而在此環(huán)境下從事高強(qiáng)度體力活動(dòng)時(shí)，產(chǎn)熱增加和散熱困難更易導(dǎo)致體溫升高，熱應(yīng)激水平加劇，嚴(yán)重者可致熱應(yīng)激損傷、中暑甚至死亡。惡劣的高溫高濕天氣外加高強(qiáng)度的體力活動(dòng)是對(duì)我軍軍事作業(yè)的巨大挑戰(zhàn)。目前，全世界公認(rèn)的能有效地適應(yīng)熱環(huán)境，提高機(jī)體在熱環(huán)境下工作效率的方法為熱

2、習(xí)服。熱習(xí)服(heat acclimation)是指機(jī)體在長期熱環(huán)境刺激下，出現(xiàn)一系列提高機(jī)體對(duì)熱環(huán)境適應(yīng)性，降低對(duì)熱環(huán)境敏感性的反應(yīng)[1]。熱習(xí)服的訓(xùn)練方法有單純依靠長期熱暴露達(dá)到熱習(xí)服，或者長期有效地鍛煉有較好的體質(zhì)能更好地應(yīng)對(duì)熱環(huán)境，亦或是在熱環(huán)境下結(jié)合運(yùn)動(dòng)在較短的時(shí)間內(nèi)便可達(dá)到熱習(xí)服狀態(tài)。因此，熱習(xí)服訓(xùn)練是提高高熱地區(qū)我軍戰(zhàn)士戰(zhàn)斗力，為我軍挑選更適應(yīng)熱環(huán)境作業(yè)的優(yōu)秀戰(zhàn)士提供指導(dǎo)性意義。
　　當(dāng)前評(píng)價(jià)熱習(xí)服的方法多為一些物理

3、性指標(biāo)如核心溫度、口腔溫度或皮膚溫度的上升幅度、出汗率以及心率等指標(biāo)的變化來評(píng)判熱習(xí)服效果。然而，這些指標(biāo)缺乏一定的敏感性和特異性，并且波動(dòng)幅度較大，不利于在我軍軍事作業(yè)環(huán)境下檢測。因此，急需尋找熱習(xí)服相關(guān)的敏感度高，特異性好的標(biāo)志物。一般條件下，機(jī)體的生化代謝過程的改變，如酶、神經(jīng)遞質(zhì)、激素的分泌和受體活性的改變，以及與此相伴隨的代謝終末產(chǎn)物的變化，要早于體溫和心率等物理學(xué)指標(biāo)的變化，且其敏感性也可能高于物理學(xué)指標(biāo)。近年來的研究證明熱

4、習(xí)服過程中及熱習(xí)服后血液和唾液內(nèi)熱休克蛋白、應(yīng)激相關(guān)激素和神經(jīng)遞質(zhì)的變化，但有關(guān)在此過程中血液和體液內(nèi)代謝終末產(chǎn)物的變化規(guī)律及在熱習(xí)服程度判斷中的可能作用尚未見報(bào)道。代謝組學(xué)是一種發(fā)現(xiàn)分子標(biāo)志物的工具，能全面檢測機(jī)體體液或組織成分微小變化的高通量測量技術(shù)，廣泛地應(yīng)用于分子標(biāo)志物的篩選，為研究熱習(xí)服過程中血漿和尿液代謝物質(zhì)變化規(guī)律以及篩選熱習(xí)服相關(guān)的分子標(biāo)志物提供了可能。
　　本研究先構(gòu)建大鼠熱習(xí)服模型，檢測熱習(xí)服狀態(tài)下大鼠與未經(jīng)熱

5、習(xí)服大鼠血漿中代謝物質(zhì)變化的變化規(guī)律，篩選熱習(xí)服分子標(biāo)志物;再建立人體熱習(xí)服模型，檢測人體熱習(xí)服過程中血漿和尿液代謝產(chǎn)物的變化規(guī)律，以及比較試驗(yàn)組和對(duì)照組熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激前后血漿和尿液代謝產(chǎn)物變化，篩選熱習(xí)服分子標(biāo)志物。
　　第一部分熱習(xí)服影響大鼠血液代謝物質(zhì)的變化規(guī)律的研究
　　目的：探究熱習(xí)服對(duì)大鼠血漿代謝代謝產(chǎn)物的影響，篩選熱習(xí)服特異性標(biāo)志物。
　　方法：20只SD大鼠通過負(fù)重力竭游泳實(shí)驗(yàn)篩選出16只體格相當(dāng)?shù)拇笫?/p>

6、，隨機(jī)分為熱習(xí)服組和對(duì)照組(n=8)，熱習(xí)服組大鼠經(jīng)2 h/d熱習(xí)服訓(xùn)練，對(duì)照組大鼠不做相應(yīng)處理，14d后的次日采集兩組大鼠眼眶血。休息4d后所有大鼠均經(jīng)熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激30 min，麻醉后取腹主動(dòng)脈血并離心取血漿。使用Bruker600 MHZ核磁共振檢測兩組大鼠血漿中代謝產(chǎn)物的1HNMR譜，分析熱習(xí)服及熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激后血漿代謝產(chǎn)物的變化。
　　結(jié)果：與對(duì)照組相比，熱習(xí)服組大鼠在熱習(xí)服后血漿中不飽和脂肪酸、谷氨酸、脂質(zhì)和二甲胺的含

7、量升高，而葡萄糖、肌醇、牛磺酸、蘇氨酸和三甲胺氧化物含量均下降（P＜0.05）;而在熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激后，熱習(xí)服組大鼠血漿中三甲胺氧化物、谷氨酸和脂質(zhì)的含量均下降（P＜0.05）。
　　結(jié)論：經(jīng)熱習(xí)服和熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激后，大鼠血漿中代謝物質(zhì)發(fā)生明顯變化。三甲胺氧化物有可能作為熱習(xí)服的指示性標(biāo)志物，為制定熱習(xí)服客觀評(píng)價(jià)體系提供有意義的線索。
　　第二部分熱習(xí)服影響人體血液和尿液代謝物質(zhì)的變化規(guī)律的研究
　　目的：探討人體熱習(xí)服

8、過程中代謝物質(zhì)的變化規(guī)律以及熱習(xí)服對(duì)機(jī)體的保護(hù)作用，篩選熱習(xí)服特異性的分子標(biāo)志物。
　　方法：124名學(xué)兵經(jīng)過給予一次熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激后，根據(jù)身高、體重丟失率、口腔溫度差以及心率差指標(biāo)篩選出49名合格學(xué)兵。將挑選好的49名學(xué)兵隨機(jī)分為試驗(yàn)組（25名）和對(duì)照組（24名），每組取前20名參加試驗(yàn)，剩下為替補(bǔ)人員。試驗(yàn)組學(xué)兵每天進(jìn)行1h為期14d的高溫中強(qiáng)度的熱習(xí)服訓(xùn)練;對(duì)照組學(xué)兵則自由活動(dòng)1h，為期14d。休息4d后，試驗(yàn)組和對(duì)照組同時(shí)

9、進(jìn)行熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激試驗(yàn)，分別在熱習(xí)服試驗(yàn)的第1d、8d、15d、熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激當(dāng)日試驗(yàn)前、后采集兩組學(xué)兵的靜脈血和晨起首次中段尿液，采用核磁共振法檢測兩組血漿和尿液代謝物質(zhì)的含量。
　　結(jié)果：熱習(xí)服試驗(yàn)第8d與第1d相比，試驗(yàn)組血漿中二甲胺氧化物、谷氨酸、不飽和脂肪酸和乳酸的含量上升(P＜0.05)，而三甲胺氧化物、葡萄糖、肌醇、蘇氨酸和脂質(zhì)的含量下降（P＜0.05）;熱習(xí)服試驗(yàn)第15d較第8d相比，試驗(yàn)組血漿中不飽和脂肪酸和脂質(zhì)

10、的含量上升(P＜0.05)，而三甲胺氧化物、葡萄糖、蘇氨酸和乳酸的含量下降（P＜0.05）。與對(duì)照組相比，試驗(yàn)組熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激前血漿中谷氨酸、脂質(zhì)和乳酸的含量上升，而三甲胺氧化物和蘇氨酸的含量下降(P＜0.05);熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激后，試驗(yàn)組血漿中二甲胺氧化物的含量升高，而葡萄糖、蘇氨酸、三甲胺氧化物、谷氨酸、乳酸和脂質(zhì)的含量降低（P＜0.05）。但是，在熱習(xí)服過程中和熱環(huán)境運(yùn)動(dòng)刺激前后，兩組間尿液代謝物質(zhì)含量未發(fā)現(xiàn)明顯變化(P＞0.05)