代谢、血液碱化和纯氧影响呼吸调控的人体实验研究Ⅰ：运动试验

目的：在整体整合生理学医学理论的指导下,通过分析正常人运动期间心肺代谢等多系统功能整体整合的连续动态变化,探讨正常环境运动状态下呼吸反应模式的调控机理。方法：选正常志愿者5名,在美国洛杉矶加州大学Harbor-UCLA医学中心分别进行动脉置管,在常温室内空气状态下完成症状限制性最大极限心肺运动试验（CPET）。在运动过程中,连续测定肺通气指标及每分钟动脉取样的血气分析指标的变化,对CPET期间呼吸气体交换和血气指标的动态变化进行统计分析。结果：在CPET期间,随着运动功率逐步递增,分钟摄氧量（每呼吸摄氧量×呼吸频率=每搏摄氧量×心率）和分钟通气量（潮气量×呼吸频率）均呈现近于线性渐进性递增（与静息状态比较,P〈0.05~0.001）;在运动超过无氧阈和呼吸代偿点后,分钟通气量的上升反应更加显著。结论：人体在运动过程中,为了克服自行车功率计的阻力而发生代谢率改变,呼吸随代谢改变而变化,高强度运动时酸性代谢产物堆积更加加剧呼吸反应。

代谢、血液碱化和纯氧影响呼吸调控的人体实验研究Ⅱ：血液碱化后运动试验

目的：在完成吸入室内空气状态下症状限制性最大极限心肺运动试验（CPET）和动脉血气指标动态变化规律的基础上,进一步探讨体液酸碱度和CO2含量对呼吸调控的影响。方法：选正常志愿者5名,给予5%Na HCO3（总量0.3 g/kg）分次口服,每5 min口服75 ml（3.75g）。总量服完1 h后,重复CPET。于静息、热身、运动及恢复期,连续测定肺通气指标及每分钟动脉取样的血气指标变化,并与本人在非碱化血液条件下对照数据进行配对t检验比较。结果：碱化血液之后,CPET期间随着运动功率逐步递增,气体交换和血气指标的反应模式与非碱化血液对照相似（P〉0.05）;即与静息状态比较,每分通气量、潮气量、呼吸频率、V4O2、V4CO2均呈现近于线性渐进性递增（P〈0.05~0.001）。与碱化血液前吸入室内空气的对照比较：在碱化血液条件下,所有时间点血红蛋白浓度,PaCO2与p H均显著提高（P〈0.05）;除无氧阈Pa CO2减低外,只有热身状态呈增高态势,统计学有显著差异（P〈0.05）;而PaO2无差异（P〉0.05）,各状态均较对照状态减低,除恢复期外均有统计学差异（P〈0.05）。与非碱化血液对照比较,除静息每分通气量低于对照（P〈0.05）外,所有通气指标均无统计学差异（P〉0.05）。结论：碱化血液条件下,尽管有更高的Ca CO2,Pa CO2和p Ha平均水平及更低的Hba和[H＋]a平均水平,机体对CPET的呼吸反应模式基本相似。

代谢、血液碱化和纯氧影响呼吸调控的人体实验研究Ⅲ：血液碱化后纯氧运动试验

目的:在急性血液碱化前、后空气吸入下完成症状限制性最大极限心肺运动试验(CPET)的基础上,本文探讨在血液碱化后吸入纯氧对呼吸调控的影响。方法:正常志愿者5名在碱化血液后呼吸纯氧CPET,在静息、热身、运动及恢复期,连续测定肺通换气指标及每分钟动脉取样的血气指标,对CPET期间的呼吸气体交换和血气指标的动态变化进行分析,同时与急性碱化血液前、后空气CPET数据比较。结果:碱化血液后吸入纯氧运动呼吸反应与急性碱化血液前、后空气CPET呼吸反应基本一致。CPET期间,各运动状态下的每分通气量均与对照组相似(P>0.05);仅静息每分通气量较血液碱化空气CPET略高(P<0.05),而其它状态和恢复2min时均相近(P>0.05)。潮气量仅峰值运动时较对照和血液碱化空气CPET略低(P<0.05);而运动过程和恢复2min时的潮气量均相近(P>0.05)。呼吸频率在各个时间与血液碱化前后CPET均无差异(P>0.05)。在碱化血液后吸入纯氧运动各个时期的Pa O2和Sa O2较碱化血液前后空气CPET时明显提高(P<0.001,P<0.05)。血红蛋白浓度虽然较急性血液碱化前后均低,但仅较血液碱化前显著降低(P<0.05),比血液碱化后差异不显著(P>0.05);开始时的Pa CO2较碱化血液前后空气CPET时降低(P<0.05),无氧阈时相近(P>0.05),但到峰值及恢复2 min时明显增高(P<0.05);p H仅较对照增高(P<0.05),但与碱化血液空气试验时无差异;乳酸水平较对照略高,但仅在热身和恢复期有差异(P<0.05)。纯氧提高了两人无氧阈和三人峰值运动的功率和时间。结论:虽然血液碱化给予纯氧,CPET呼吸反应与碱化血液前、后空气CPET呼吸反应模式相似,表明运动中呼吸反应主要取决于代谢变化,而非动脉血气平均值高低。

摄氧和二氧化碳排出通气效率是反映循环功能的指标

目的 观察正常人运动期间心肺代谢等多系统功能的连续动态变化,从整体整合角度探讨摄氧效率平台（OUEP）和CO2排出通气效率（（V）E/（V）CO2最低值）在循环系统中的生理意义.方法 选正常志愿者5名,在美国洛杉矶加大Harbor-UCLA医学中心分别在动脉和中心静脉置管后完成症状限制性最大极限心肺运动试验（CPET）,每分钟动、静脉取样进行血气分析,计算血液动力学指标、肺通换气指标、摄氧通气效率（OUE,即（V）O2/（V）E）和（V）E/（V）CO2等连续变化.结果 CPET期间随着功率逐步递增,心排出量、心率、混合静脉血氧浓度、动静脉氧差、分钟通气量、分钟肺泡通气量、潮气量、肺泡通气量与肺通气血流比值均呈现近于线性渐进性递增（与静息状态比较,P＜0.05 ～0.01）;动脉血氧浓度一直维持高水平无明显变化（P＞0.05）;每搏输出量、呼吸频率、动脉血PCO2、动脉血氢离子浓度和死腔通气比值运动中均有明显变化（与静息状态比较,P＜0.05 ～0.01）,但变化非单一方向线性模式.运动中OUE先从静息状态的30.9±3.3明显升高（与静息和上个运动状态比较,P均＜0.05）,大约无氧阈水平数分钟达到最高平台为46.0±4.7（与上个运动状态比较,P＞0.05）,无氧阈后开始显著下降（与上个运动状态比较,P＜0.05）,到峰值运动时的36.6±4.4.而（V）E/（V）CO2先从静息状态的39.2±6.5显著下降（与静息和上个运动状态比较,P均＜0.05）,约在无氧阈接近最低值,随后持续数分钟形成低值平台为24.2 ±2.4（与上个运动状态比较,P＞0.05）,过呼吸代偿点后再显著上升（与上个运动状态比较,P＜ 0.05）,到达峰值运动时的25.9 ±2.7.结论 CPET中人体心肺代谢功能同时变化,在无肺通气受限前提下,无氧阈前的OUEP和无氧阈后的（V）E/（V）CO2最低值是反映血液循环功能的指标.