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*

doi:10.12047/j.cjap.0116.2015.011

中国应用生理学杂志 ›› 2015, Vol. 31 ›› Issue (4): 341-347.doi: 10.12047/j.cjap.0116.2015.011

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^*

尹希^1,3, 孙兴国^1,2,△, William W. Stringer², 王桂芝^2,4, 吕婧^1,2,5, 葛万刚¹, 刘方^1,4, 慈政^1,4, Karlman Wasserman²

1.中国医学科学院北京协和医学院国家心血管病中心阜外医院心血管疾病国家重点实验室,心血管病国家临床医学研究中心, 北京 100037;
2.美国加州大学洛杉矶分校Harbor-UCLA 医学中心,洛杉矶生物医学研究院,圣约翰心血管研究中心,美国加州90502;
3.河北医科大学第四人民医院功能科,石家庄 050000;
4.山东省潍坊医学院麻醉学系临床麻醉学教研室和临床医学系,潍坊261061;
5.广州市第一人民医院麻醉科,广州 510180

收稿日期:2015-04-20 修回日期:2015-07-05 发布日期:2021-11-12
通讯作者: ^△Tel: 010-88398300, E-mail: xgsun@labiomed.org
基金资助:
*国家自然科学基金医学科学部面上项目（81470204）; 国家高新技术研究发展计划(863计划)课题(2012AA021009); 中国医学科学院国家心血管病中心科研开发启动基金（2012-YJR02)

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

YIN Xi^1,3, SUN Xing-guo^1,2,△, STRINGER WW², WANG Gui-zhi^2,4, LV Jing^1,2,5, GE Wan-gang¹, LIU Fang^1,4, CI Zheng^1,4, 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. 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 4th People'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 1st People's Hospital of Guangzhou, Guangzhou 510180, China

Received:2015-04-20 Revised:2015-07-05 Published:2021-11-12

摘要/Abstract

摘要： 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。

关键词: 心肺运动试验, 呼吸反应模式, 室内空气, 呼吸频率, 潮气量, 分钟通气量

Abstract: Objective: Under the guidance of the holistic integrative physiology medicine, we reanalyzed the data during symptom-limited maximum cardiopulmonary exercise testing (CPET) in order to investigate control and regulatory mechanism of breathing. Methods: This study investigated 5 normal volunteers who accepted artery catheter, performed CPET room air. Continuous measured pulmonary ventilation parameters and per minute arterial blood gas (ABG) analysis sample parameters during exercise. All CPET and ABGdata changes were standard analyzed and calculated. Results: With gradually increasing power, minute oxygen uptake(every breath oxygen uptake × respiratory rate = O₂paulse × heart rate) and minute ventilation (tidal volume × respiratory rate) showed nearly linear progressive increase during the CPET(compared with the rest stage, P<0.05 ~ 0.001); Minute ventilation increased even more significant after the anaerobic threshold (AT) and respiratory compensation point. PaO₂ was increased at recovery 2 minutes (P<0.05); PaCO₂ was decreased after anaerobic threshold 2 minutes (P<0.05); [H⁺]a was increased from AT (P<0.05), and rapidly raised at last 2 minutes, remained high at recovery. Lactate was increased rapidly from AT (compared with resting,P<0.05);bicarbonate decreased rapidly from AT ( compared with resting,P<0.05) and it's changed direction was contrary to lactic acid. Conclusion: In order to overcome the resistance of the power during exercise, metabolic rate othe body increased, respiratory change depend upon the change metabolism, and the accumulation of acidic products exacerbated respiratory reactions at high intensity exercise.

Key words: cardiopulmonary exercise testing, respiratory response pattern, room air, respiratory rate, tidal volume, minute ventilation

中图分类号:

R332.3

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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^*

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