模拟失重或微重力条件下中心静脉压变化的研究进展
作者：汪德生 孙 磊 向求鲁 任 维
单位：航天医学工程研究所，北京100094
关键词：模拟失重；微重力；中心静脉压；肺循环
航天医学与医学工程990616摘要：微重力(μG)时体液头向转移可能是引起机体一系列变化的始动力。中心静脉压(CVP)是衡量模拟失重(SW)或μG时体液头向转移的一个重要指标，也是持续监测心充盈压唯一可能的手段。同时CVP与神经体液调节关系密切。近年航天医学研究表明：μG早期没有出现CVP升高，与以前SW的结果存在直接矛盾。本文概述SW时CVP的变化、μG时CVP的变化、SW或μG时的防护措施对CVP的影响和μG时CVP下降机理，阐明应建立更合适的1GSW模型，并提出进行低压区特别是肺循环及多系统综合研究的必要性。
中图分类号：R852.22 文献标识码：A 文章编号：1002-0837(1999)06-0459-05
, 百拇医药
The Progress in Research on Changes of Central Venous
Pressure under Simulated Weightlessness and Microgravity
WANG De-sheng, Sun Lei, Xiang Qiu-lu, Ren Wei
Address reprint requests to:WANG De-sheng.Institute of Space
Medico-Engineering,Beijing 100094,China
Abstract: One of the most profound circulatory changes that occur in man during exposure to microgravity(μG) is a cephalad redistribution of fluid. Central v e nous pressure(CVP) is not only an important standard for determining the ceph a lad redistribution of fluid but also the unique valuable means for measuring con tinuously cardiac filling pressure under simulated weightlessness (SW) and μG , and has a relationship with nerohumoral regulation. With the development of man ned spaceflight, the researches in space suggested that CVP did not increase, wh ich is directly contradictory to the previous results under SW. This paper mainl y discusses the changes of CVP and the effects of countermeasures on CVP under S W and μG, and the mechanisms of decreased CVP under μG. It is postulated that more suitab le SW models, more studies about the area of low pressure including especially p u lmonary circulation, and comprehensive studies in multiple systems are needed.
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Key words:simulated weightlessness；microgravity；central venous pressu re；pulmonary circulation
重力对心充盈压和血管内血液分布有明显影响。微重力(μG)时，静水压接近消失,中心体液发生明显变化。要了解这一转移的动力学，需要持续监测心充盈压，中心静脉压(CVP)是达到这一目的唯一可能的手段。在进行基于1G头低位卧床(HDT)、浸水等SW及抛物线飞行的真实短暂μG时的研究后，研究者们预料:静水压力梯度丧失及血液和组织液从腿部转移到胸部会升高CVP，CVP升高导致心房过度扩张，引起Henry—Gauer反射，脑接受了由于过多血容量所致的心房感受器的牵张反射信息，抑制垂体后叶抗利尿激素释放，导致多尿，减少循环容量，逆转心房过度扩张。这一心血管对μG的急性反应模型，广为研究者们接受，并成为以后研究和分析的基础。然而，μG时研究较一致地表明：早期心脏扩张，血容量降低，没有出现CVP升高或多尿。真实μG期间的CVP及其它测量数据与以前SW中的结果存在直接矛盾，表明以前1GSW通常不能精确预料实际μG下的变化，标志着这一理论体系受到了前所未有的挑战。下面就SW时CVP的变化、μG时CVP的变化、SW或μG下的防护措施对CVP的影响和μG时CVP下降机理作一简要概述。
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SW时CVP的变化
Aborelius等[1]的坐位浸水研究表明，早期平均右心房压与未浸水坐位时相比，在浸水吸入空气时升高为24.5±1.0cmH2O,吸入氧气时升高为23.1±1.0cmH2O。与Begin等、Echt等、Lange等实验结果有较好的一致性。浸水初期[2]，CVP立即升高到比HDT时还高出5.4cmH2O，浸水期间的循环反应和血液动力学变化包括每搏量、心输出量要比HDT更明显一些，3～4h后所有变化均回到基础水平。
由于浸水SW的局限性及诸多弊病，70年代末期Nixon等[3]及80年代初期Blomqvist等在人体HDT期间测量了CVP，结果有较好的一致性。Nixon等采用8名受试者经皮插入CVP导管，平卧位时平均CVP的值为5.7±0.6cmH2O；5°HDT30min为7.9±1.6cmH2O；5～40min期间峰值为8.5±1.0cmH2O(30min,P<0.02),接近90min回到对照水平。因此，CVP快速、一过性升高。与Echt等的正常人平卧位快速灌注液体引起总血容量增加10%产生的CVP相当[10]。左心室舒张末直径在CVP回到基础值时(90min)达到峰值，24h依然有轻微增加。Gaffney等[4]也报道在HDT期间CVP升高2.7±4.1cmH2O。可见HDT初期的CVP及心脏的尺寸与浸水的研究结果很相似。
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也有测量SW动物CVP的报道。Shellock等[5]为了确定哪种大鼠头低位悬吊角度更能反映μG早期人体中心体液的适应，测量了CVP的变化。-20°、-45°牵拉悬吊组CVP的值在悬吊8h期间均显著升高，8h后-20°悬吊组出现下降趋势，-45°悬吊组持续升高。头低位悬吊24h，此时-20°悬吊组CVP回到基础值，而-45°悬吊组CVP表现为持续升高。表明-20°悬吊组比-45°悬吊组适应早。人体心血管系统对SW或μG的急性反应在12h已经完成[6]，因此-20°悬吊组更能反映μG早期人体中心体液的变化。作者认为，随后CVP的下降归因于静脉血管顺应性的变化，特别是在肺循环区域。肺循环区域是具有高扩张性的系统，易容纳大量变化的血容量。Popovic等-20°线束悬吊大鼠，没有评价悬吊早期右心房的压力变化，24h测右心房的压力仍保持在基线水平之上。以上两次研究结果存在差异,可以解释为大鼠悬吊方法不同。Popovic等后来的研究中，采用相同的动物模型，数据表明：血液动力学反应的持续升高可能与升高的“应急激素”水平有关，因为“应急激素”水平升高与这一血液动力学参数的适应趋势一致。Popovic等的假设是：大鼠在头低位悬吊期间代谢升高，对心输出量有贡献，可能大鼠头低位悬吊期间“应急激素”水平升高也影响到所有血液动力学反应。
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由此可见，SW动物和人体的实验中，无论与坐位(人)或平卧位(人或动物)相比，SW初期CVP升高。
μG时CVP的变化
以前抛物线飞行20 s的研究[7]中，由于技术限制，仅能在抛物线飞行期间进行坐位研究，此实验中采用了静脉插导管和应变管压传感器测量CVP。由于高G值，可能影响实验结果。1G坐位时CVP的值是3.8±1.9cmH2O,1G平卧位时为6.8±1.0cmH2O，抛物线飞行期间为9.2±1.0cmH2O,比1G平卧位时显著升高(P<0.05)。Foldager等[8]重新进行了抛物线飞行实验，但对Norsk等[7]的实验作了改进，实验期间增加了平卧位测量，而且使用了与SpacelabD-2飞行时相同的设备。μG时着重平卧位测量的原因如下：(1)此次研究的主要目的是验证假设—μG初期阶段，CVP可能升高到1G平卧位水平之上；(2)其它研究者以前也把平卧位当作参照体位；(3)当受试者处于平卧位时，认为掺入的20 s高G值对随之而来的μG时的结果影响较小。这次实验结果为：从1G平卧位时8.8±1.7cmH2O降至μG时平卧位6.8±1.9cmH2O(P<0.05)；从1G平卧/腿部抬高时10.9±2.2cmH2O降至μG时平卧/腿部抬高时6.8±2.6cmH2O(P<0.05,n=6);从1G坐位时3.8±1.9cmH2O升至μG时坐位时6.3±1.9cmH2O(P<0.05,n=6);从1G立位时0.1±3.5cmH2O升至μG时立位4.8±3.4cmH2O(P<0.05,n=4)。因此，μG时与平卧位及平卧位/腿部抬高位相比下降，而与坐位及立位相比升高。结果的差异可能是由于体位的不同。
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80年代中末期，认为μG时流体静压消失，从臂静脉到上腔静脉始终是扩张的，前肘部的压力应该至少与CVP一样高。Kirsch等[6，9]报道了Spacelab-1和SpacelabD-1前肘静脉的测量值。两次测量均采用Gauer-Sieker法(臂下法)，受试者均为4名。SpacelabD-1任务的测量结果是：发射后22h,静脉压相当高，为8.1cmH2O，但比1G最后一次测量值(发射前2 d平卧位的测量值，具体数据报告上未列出)低，4h后下降到4.5cmH2O，着陆后4h和第1天,甚至有轻微升高。Spacelab-1任务的结果是：发射后20minCVP的值为5.5cmH2O,平均比飞行前最后一次测量低4cmH2O，之后进一步下降到3.5cmH2O，着陆后即刻尽管严重脱水，CVP仍明显升高，为7.3cmH2O，随后下降，直到着陆7d仍保持低水平。SLS-2飞行期间[10]，为了对比μG时周边静脉压和CVP，也为了记录这些区域的静脉压值，对2名受试者在拔出导管10cm过程中记录压力值，压力峰值升高到9cmH2O和18cmH2O，完全拔出时值为0cmH2O，而此时CVP保持在1～2cmH2O到0cmH2O之间。尽管胸内和胸外静脉之间存在开放的连接，μG时不存在静水压梯度差异，但测量结果存在很大差别，可能与被测部位周围组织的顺应性有密切关系。
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1991年6月的SLS-1飞行期间，首次采用一支长的液体充盈导管放置到胸内大静脉，测量1名航天员的CVP[11]。坐位时结果是5～6cmH2O,发射位时是10～12cmH2O。发射期间由于+3Gx的作用，CVP进一步升高至15～17cmH2O。进入μG，60s内下降至0～-3cmH2O。CVP保持在1～2cmH2O到0cmH2O，直至导管拔出。左心室内侧舒张末尺寸从4.6cm(飞行前平卧位的值)到飞行期间的5.2cm；左心室的舒张末容积从141ml到167ml；每搏量从68ml到89ml；心输出量从5.2 L/min到6.0 L/min。μG时CVP甚至比1G坐位时还低。这一观察与Krisch等[6，9]通过测量航天员周边静脉压来估计CVP的变化趋势一致。
1996年，Buckey等[10]又把SLS-1飞行期间的1名航天员与1993年6月的SLS-2的2名航天员的CVP作了综合报道。发射当天上午坐位CVP为8.4cmH2O；发射前1h平卧/腿部抬高为15cmH2O；进入μG10min为2.5cmH2O,之后保持在低水平。
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1993年4月的SpacelabD-2飞行任务中也对1名航天员作了CVP测量[8]。CVP在发射前10h平卧位为8.6cmH2O,头低位为10.5cmH2O，平卧/腿部抬高位是11.3cmH2O；发射前发射架上2.5h为17.0cmH2O；发射期间+3Gx为23.1cmH2O。航天员进入μG，CVP立即降至8.4cmH2O(第一个10min期间)，与飞行前平卧位水平相当，随后3h，CVP在2.7～8.4cmH2O之间波动。因此，μG时开始3h，CVP相当或低于1G平卧位水平。这次研究结果部分与Buckey等[10,11]在SLS-1任务时所测CVP一致，比Buckey等在μG时的测量值更接近于1G平卧位水平。这次结果与Lather等的结果一致,他们用经胸阻抗法测量人体抛物线飞行所造成的μG时中心血容量的变化，观察到抛物线飞行期间中心血容量比1G时稍微减少，而且不依赖于体位变化。SpacelabD-2的航天员的心率比发射前平卧位时低，心率的变化不能解释μG3h时CVP降低。
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另外，也有测量μG时动物CVP的报道。生物卫星轨道飞行期间，猴的CVP与1G平卧位水平相当。
SW或μG时防护措施对CVP的影响
为了寻找合适的对抗体液中心转移的方法，Gazenko等[12]采用8名健康男性受试者，观察膝关节以下的下体负压(LBNP)、局部负压(LNP)及大腿上1/3的气压(PEC)和机械阻塞套带(MEC)对中心循环的作用。采用双腔Swan-Ganz流量指示稀释漂浮导管，其远端在肺动脉中打开，近端在右心房中打开，保留7d。采用StathamP23Db电子压力计测量压力。采用2种方法对抗SW的影响。制度I：-30、-50、+40Torr；制度II：-60、-100、+60Torr。在平卧位、头高位+70°倾斜15min、20°HDT60min记录CVP、平均肺动脉压、心指数。结果表明，4种方法对中心循环的影响顺序是：LBNP、MEC、LNP、PEC。对比2种压力制度，制度I的效果更明显。实验还表明，为了刺激低压(心肺)感受器，似乎采用低压的LBNP、LNP即可；相反，刺激高压感受器仅在高的LBNP下方可。虽然套带在某种程度上可减小右心负荷，但对中心循环的作用很有限。Zoller等也表明在-5、-10、-20和-40Torr的LBNP的作用下，CVP分别下降42%、59%、74%和93%。Deytyarev等[13]报道了和平号航天员飞行中锻炼后静息状态下的最大CVP。研究目的是了解运动及套带对中心体液转移的防护作用。此实验采用了间接CVP测量方法[7]。它与直接CVP测量法有高度的相关性(r=0.95)。结果是飞行中CVP比1G平卧位高1.5倍(P<0.05)。飞行前平卧位CVP为4.5±0.9cmH2O(n＝14)；HDT时为7.6±0.9cmH2O(n＝14)。飞行中1～4月CVP为6.9±0.5cmH2O(n＝13)；1～11月CVP为7.8±0.6cmH2O(n＝21)。飞行后着陆即刻平卧位CVP为2.9±0.9cmH2O(n＝7)；飞行后5 d平卧位CVP为5.6±0.8cmH2O(n＝7)；飞行后13d平卧位CVP为4.2±0.9cmH2O(n＝5)。μG时CVP较飞行前平卧位高40%～80%，接近飞行前HDT时CVP的升高水平。这次测量的结果与前面涉及到的μG时CVP所存在的差异，可归因于直接法与间接法的不同、锻炼的影响、平均和最大CVP的不同。运用套带以后，CVP平均下降32%。表明下肢加压导致下肢容纳了足够大量的血液容量，作为起到保护作用的证据。大多数情况下，体育锻练恢复20min期间，比原始值低45%，接近于1G平卧位时的CVP。
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μG时CVP下降机理
由以上CVP的变化可以看出，SW早期CVP升高有较好的一致性，抛物线飞行的短暂μG的研究趋向于较1G平卧位时CVP降低。尽管影响CVP测量的因素很多，在相同的真实μG时，直接法与间接法之间存在差异[8，11，13]，但还是偏向于早期CVP降低，可能表明已有的1GSW模型通常不能精确预料实际μG时的变化。探明μG时CVP下降机理很重要。
进入μG，航天员CVP突然出现快速下降，部分归因于发射期间加速度作用所致的胸部压力解除，就象人体离心模拟实验中所观察到的那样。Rothe把CVP下降机理概括为以下3点：(1)心收缩性增强；(2)静脉平滑肌松弛；(3)血容量减少。超声心动图检测的左心室收缩末容积和平均周径缩短率变化不明显，SpacelabD-2、SLS-1、SLS-2的航天员心率比发射前平卧位时低[8,11]，不支持交感活性增加的观点。μG时静脉容量增加，原因不是平滑肌松弛。围绕静脉和小静脉的组织压力可改变它们的容量。μG时固体组织压(固体结构对血管表面产生的压力作用)可能减小，这一效应可能相当于静脉平滑肌松弛。进入μG血容量减少的证据也存在：发射前，航天员通常处于平卧位/腿部抬高体位长达4h，产生多尿，一些乘员飞行前减少液体摄入，以便在发射架上避免这一情况发生；发射前体液丢失可能较多，归因于透气功能差的服装。这些复合因素导致进入μG前血容量已经减少。血浆容量在进入μG早期作了测量，表明有明显减少(10%～20%)。Latham等的抛物线飞行数据表明，μG前体液容量减少是导致CVP下降的原因之一。综合考虑静脉容量和血容量至少可以部分解释μG时CVP降低。
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预料μG时心室充盈、每搏量、心输出量也会出现与CVP一样降低。但超声心动图的数据[11]表明，μG开始1～2 d,心脏尺寸比1G平卧位时增大。μG早期用再呼吸法所测每搏量也有增加[14]，与超声心动图的数据[11]吻合。对这一结果有3种可能的解释：(1)太空中心肌扩张顺应性快速增加；(2)由于跨壁压升高，有效充盈压升高；(3)Starling机制的后效应。由于μG时产生的心肌扩张的间隙顺应性突然增加的机理尚不清楚，可能由于胸膜和/或固体组织压降低，使心脏外部跨壁压升高。1G时，由于肺自身重量，体液充盈的肺可能会对心脏外部产生一种压力，一旦进入μG，这一作用解除。1G时受试者处于立位，由于肺自身重量，肺顶部比肺底部胸膜内压小些。1G平卧位时，前后位梯度存在，没有重力作用时，心脏水平的胸膜内压可能负值更大。而且1G时心脏附近的压力受膈膜及腹部内容物影响。μG时腹部器官失重，不再产生任何压力。胸膜内压也受胸壁力学变化的影响，而Edyvean等表明：μG时胸壁力学特性发生变化。
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因此，μG时CVP下降机理可能归结为：(1)重力在组织中不再产生任何压力，可能改变所有心血管系统的顺应性，以致在含有相同容量的血液时压力处于低水平；(2)胸壁力学特性变化的影响；(3)血容量减少。
hargens等认为：从腿向头胸部体液转移可能在2s内发生，组织液转移可能超过几小时(2～5h)。Charles等认为：发射后几小时，左心与右心体液转移的时间不同，如果体液再分配经静脉发生，会很快通过右心，可能潴留于肺循环，再经过数小时后逐渐释放到体循环，同时表明：从下体到上体，体液转移是发生在3～6h的动力学过程。有趣的是，心血管系统适应μG后与1G立位时极为相似，即表明：μG时人体心血管会重新调整至1G立位状态。此结果出乎意料而又十分重要，它可提供人们对于生命本身特性的进一步认识。
因此，要进一步明确μG早期中心血液动力学状态，观察低压区特别是肺循环容量状态及其变化的时间过程非常重要。μG时，胸内压下降对测量值可能产生影响[8]。如果同时存在胸部容量增加和CVP下降，可能表明胸内压下降，是否是事实，将是未来飞行观察的重点。胸壁力学特性变化的影响也不容忽视。由于μG时CVP的测量受多种因素影响，而SW和μG早期中心容量的变化可能一致，从中心体液容量变化的角度来反映可能更切合实际。通过CVP下降的机理分析，也表明多系统综合研究很必要。以前1GSW通常不能精确预料实际μG时的变化，表明了建立更适当的1GSW模型很必要。
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参考文献
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收稿日期：1999-02-04, 百拇医药
单位：航天医学工程研究所，北京100094
关键词：模拟失重；微重力；中心静脉压；肺循环
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WANG De-sheng, Sun Lei, Xiang Qiu-lu, Ren Wei
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Abstract: One of the most profound circulatory changes that occur in man during exposure to microgravity(μG) is a cephalad redistribution of fluid. Central v e nous pressure(CVP) is not only an important standard for determining the ceph a lad redistribution of fluid but also the unique valuable means for measuring con tinuously cardiac filling pressure under simulated weightlessness (SW) and μG , and has a relationship with nerohumoral regulation. With the development of man ned spaceflight, the researches in space suggested that CVP did not increase, wh ich is directly contradictory to the previous results under SW. This paper mainl y discusses the changes of CVP and the effects of countermeasures on CVP under S W and μG, and the mechanisms of decreased CVP under μG. It is postulated that more suitab le SW models, more studies about the area of low pressure including especially p u lmonary circulation, and comprehensive studies in multiple systems are needed.
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SW时CVP的变化
Aborelius等[1]的坐位浸水研究表明，早期平均右心房压与未浸水坐位时相比，在浸水吸入空气时升高为24.5±1.0cmH2O,吸入氧气时升高为23.1±1.0cmH2O。与Begin等、Echt等、Lange等实验结果有较好的一致性。浸水初期[2]，CVP立即升高到比HDT时还高出5.4cmH2O，浸水期间的循环反应和血液动力学变化包括每搏量、心输出量要比HDT更明显一些，3～4h后所有变化均回到基础水平。
由于浸水SW的局限性及诸多弊病，70年代末期Nixon等[3]及80年代初期Blomqvist等在人体HDT期间测量了CVP，结果有较好的一致性。Nixon等采用8名受试者经皮插入CVP导管，平卧位时平均CVP的值为5.7±0.6cmH2O；5°HDT30min为7.9±1.6cmH2O；5～40min期间峰值为8.5±1.0cmH2O(30min,P<0.02),接近90min回到对照水平。因此，CVP快速、一过性升高。与Echt等的正常人平卧位快速灌注液体引起总血容量增加10%产生的CVP相当[10]。左心室舒张末直径在CVP回到基础值时(90min)达到峰值，24h依然有轻微增加。Gaffney等[4]也报道在HDT期间CVP升高2.7±4.1cmH2O。可见HDT初期的CVP及心脏的尺寸与浸水的研究结果很相似。
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也有测量SW动物CVP的报道。Shellock等[5]为了确定哪种大鼠头低位悬吊角度更能反映μG早期人体中心体液的适应，测量了CVP的变化。-20°、-45°牵拉悬吊组CVP的值在悬吊8h期间均显著升高，8h后-20°悬吊组出现下降趋势，-45°悬吊组持续升高。头低位悬吊24h，此时-20°悬吊组CVP回到基础值，而-45°悬吊组CVP表现为持续升高。表明-20°悬吊组比-45°悬吊组适应早。人体心血管系统对SW或μG的急性反应在12h已经完成[6]，因此-20°悬吊组更能反映μG早期人体中心体液的变化。作者认为，随后CVP的下降归因于静脉血管顺应性的变化，特别是在肺循环区域。肺循环区域是具有高扩张性的系统，易容纳大量变化的血容量。Popovic等-20°线束悬吊大鼠，没有评价悬吊早期右心房的压力变化，24h测右心房的压力仍保持在基线水平之上。以上两次研究结果存在差异,可以解释为大鼠悬吊方法不同。Popovic等后来的研究中，采用相同的动物模型，数据表明：血液动力学反应的持续升高可能与升高的“应急激素”水平有关，因为“应急激素”水平升高与这一血液动力学参数的适应趋势一致。Popovic等的假设是：大鼠在头低位悬吊期间代谢升高，对心输出量有贡献，可能大鼠头低位悬吊期间“应急激素”水平升高也影响到所有血液动力学反应。
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由此可见，SW动物和人体的实验中，无论与坐位(人)或平卧位(人或动物)相比，SW初期CVP升高。
μG时CVP的变化
以前抛物线飞行20 s的研究[7]中，由于技术限制，仅能在抛物线飞行期间进行坐位研究，此实验中采用了静脉插导管和应变管压传感器测量CVP。由于高G值，可能影响实验结果。1G坐位时CVP的值是3.8±1.9cmH2O,1G平卧位时为6.8±1.0cmH2O，抛物线飞行期间为9.2±1.0cmH2O,比1G平卧位时显著升高(P<0.05)。Foldager等[8]重新进行了抛物线飞行实验，但对Norsk等[7]的实验作了改进，实验期间增加了平卧位测量，而且使用了与SpacelabD-2飞行时相同的设备。μG时着重平卧位测量的原因如下：(1)此次研究的主要目的是验证假设—μG初期阶段，CVP可能升高到1G平卧位水平之上；(2)其它研究者以前也把平卧位当作参照体位；(3)当受试者处于平卧位时，认为掺入的20 s高G值对随之而来的μG时的结果影响较小。这次实验结果为：从1G平卧位时8.8±1.7cmH2O降至μG时平卧位6.8±1.9cmH2O(P<0.05)；从1G平卧/腿部抬高时10.9±2.2cmH2O降至μG时平卧/腿部抬高时6.8±2.6cmH2O(P<0.05,n=6);从1G坐位时3.8±1.9cmH2O升至μG时坐位时6.3±1.9cmH2O(P<0.05,n=6);从1G立位时0.1±3.5cmH2O升至μG时立位4.8±3.4cmH2O(P<0.05,n=4)。因此，μG时与平卧位及平卧位/腿部抬高位相比下降，而与坐位及立位相比升高。结果的差异可能是由于体位的不同。
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80年代中末期，认为μG时流体静压消失，从臂静脉到上腔静脉始终是扩张的，前肘部的压力应该至少与CVP一样高。Kirsch等[6，9]报道了Spacelab-1和SpacelabD-1前肘静脉的测量值。两次测量均采用Gauer-Sieker法(臂下法)，受试者均为4名。SpacelabD-1任务的测量结果是：发射后22h,静脉压相当高，为8.1cmH2O，但比1G最后一次测量值(发射前2 d平卧位的测量值，具体数据报告上未列出)低，4h后下降到4.5cmH2O，着陆后4h和第1天,甚至有轻微升高。Spacelab-1任务的结果是：发射后20minCVP的值为5.5cmH2O,平均比飞行前最后一次测量低4cmH2O，之后进一步下降到3.5cmH2O，着陆后即刻尽管严重脱水，CVP仍明显升高，为7.3cmH2O，随后下降，直到着陆7d仍保持低水平。SLS-2飞行期间[10]，为了对比μG时周边静脉压和CVP，也为了记录这些区域的静脉压值，对2名受试者在拔出导管10cm过程中记录压力值，压力峰值升高到9cmH2O和18cmH2O，完全拔出时值为0cmH2O，而此时CVP保持在1～2cmH2O到0cmH2O之间。尽管胸内和胸外静脉之间存在开放的连接，μG时不存在静水压梯度差异，但测量结果存在很大差别，可能与被测部位周围组织的顺应性有密切关系。
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1991年6月的SLS-1飞行期间，首次采用一支长的液体充盈导管放置到胸内大静脉，测量1名航天员的CVP[11]。坐位时结果是5～6cmH2O,发射位时是10～12cmH2O。发射期间由于+3Gx的作用，CVP进一步升高至15～17cmH2O。进入μG，60s内下降至0～-3cmH2O。CVP保持在1～2cmH2O到0cmH2O，直至导管拔出。左心室内侧舒张末尺寸从4.6cm(飞行前平卧位的值)到飞行期间的5.2cm；左心室的舒张末容积从141ml到167ml；每搏量从68ml到89ml；心输出量从5.2 L/min到6.0 L/min。μG时CVP甚至比1G坐位时还低。这一观察与Krisch等[6，9]通过测量航天员周边静脉压来估计CVP的变化趋势一致。
1996年，Buckey等[10]又把SLS-1飞行期间的1名航天员与1993年6月的SLS-2的2名航天员的CVP作了综合报道。发射当天上午坐位CVP为8.4cmH2O；发射前1h平卧/腿部抬高为15cmH2O；进入μG10min为2.5cmH2O,之后保持在低水平。
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1993年4月的SpacelabD-2飞行任务中也对1名航天员作了CVP测量[8]。CVP在发射前10h平卧位为8.6cmH2O,头低位为10.5cmH2O，平卧/腿部抬高位是11.3cmH2O；发射前发射架上2.5h为17.0cmH2O；发射期间+3Gx为23.1cmH2O。航天员进入μG，CVP立即降至8.4cmH2O(第一个10min期间)，与飞行前平卧位水平相当，随后3h，CVP在2.7～8.4cmH2O之间波动。因此，μG时开始3h，CVP相当或低于1G平卧位水平。这次研究结果部分与Buckey等[10,11]在SLS-1任务时所测CVP一致，比Buckey等在μG时的测量值更接近于1G平卧位水平。这次结果与Lather等的结果一致,他们用经胸阻抗法测量人体抛物线飞行所造成的μG时中心血容量的变化，观察到抛物线飞行期间中心血容量比1G时稍微减少，而且不依赖于体位变化。SpacelabD-2的航天员的心率比发射前平卧位时低，心率的变化不能解释μG3h时CVP降低。
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另外，也有测量μG时动物CVP的报道。生物卫星轨道飞行期间，猴的CVP与1G平卧位水平相当。
SW或μG时防护措施对CVP的影响
为了寻找合适的对抗体液中心转移的方法，Gazenko等[12]采用8名健康男性受试者，观察膝关节以下的下体负压(LBNP)、局部负压(LNP)及大腿上1/3的气压(PEC)和机械阻塞套带(MEC)对中心循环的作用。采用双腔Swan-Ganz流量指示稀释漂浮导管，其远端在肺动脉中打开，近端在右心房中打开，保留7d。采用StathamP23Db电子压力计测量压力。采用2种方法对抗SW的影响。制度I：-30、-50、+40Torr；制度II：-60、-100、+60Torr。在平卧位、头高位+70°倾斜15min、20°HDT60min记录CVP、平均肺动脉压、心指数。结果表明，4种方法对中心循环的影响顺序是：LBNP、MEC、LNP、PEC。对比2种压力制度，制度I的效果更明显。实验还表明，为了刺激低压(心肺)感受器，似乎采用低压的LBNP、LNP即可；相反，刺激高压感受器仅在高的LBNP下方可。虽然套带在某种程度上可减小右心负荷，但对中心循环的作用很有限。Zoller等也表明在-5、-10、-20和-40Torr的LBNP的作用下，CVP分别下降42%、59%、74%和93%。Deytyarev等[13]报道了和平号航天员飞行中锻炼后静息状态下的最大CVP。研究目的是了解运动及套带对中心体液转移的防护作用。此实验采用了间接CVP测量方法[7]。它与直接CVP测量法有高度的相关性(r=0.95)。结果是飞行中CVP比1G平卧位高1.5倍(P<0.05)。飞行前平卧位CVP为4.5±0.9cmH2O(n＝14)；HDT时为7.6±0.9cmH2O(n＝14)。飞行中1～4月CVP为6.9±0.5cmH2O(n＝13)；1～11月CVP为7.8±0.6cmH2O(n＝21)。飞行后着陆即刻平卧位CVP为2.9±0.9cmH2O(n＝7)；飞行后5 d平卧位CVP为5.6±0.8cmH2O(n＝7)；飞行后13d平卧位CVP为4.2±0.9cmH2O(n＝5)。μG时CVP较飞行前平卧位高40%～80%，接近飞行前HDT时CVP的升高水平。这次测量的结果与前面涉及到的μG时CVP所存在的差异，可归因于直接法与间接法的不同、锻炼的影响、平均和最大CVP的不同。运用套带以后，CVP平均下降32%。表明下肢加压导致下肢容纳了足够大量的血液容量，作为起到保护作用的证据。大多数情况下，体育锻练恢复20min期间，比原始值低45%，接近于1G平卧位时的CVP。
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μG时CVP下降机理
由以上CVP的变化可以看出，SW早期CVP升高有较好的一致性，抛物线飞行的短暂μG的研究趋向于较1G平卧位时CVP降低。尽管影响CVP测量的因素很多，在相同的真实μG时，直接法与间接法之间存在差异[8，11，13]，但还是偏向于早期CVP降低，可能表明已有的1GSW模型通常不能精确预料实际μG时的变化。探明μG时CVP下降机理很重要。
进入μG，航天员CVP突然出现快速下降，部分归因于发射期间加速度作用所致的胸部压力解除，就象人体离心模拟实验中所观察到的那样。Rothe把CVP下降机理概括为以下3点：(1)心收缩性增强；(2)静脉平滑肌松弛；(3)血容量减少。超声心动图检测的左心室收缩末容积和平均周径缩短率变化不明显，SpacelabD-2、SLS-1、SLS-2的航天员心率比发射前平卧位时低[8,11]，不支持交感活性增加的观点。μG时静脉容量增加，原因不是平滑肌松弛。围绕静脉和小静脉的组织压力可改变它们的容量。μG时固体组织压(固体结构对血管表面产生的压力作用)可能减小，这一效应可能相当于静脉平滑肌松弛。进入μG血容量减少的证据也存在：发射前，航天员通常处于平卧位/腿部抬高体位长达4h，产生多尿，一些乘员飞行前减少液体摄入，以便在发射架上避免这一情况发生；发射前体液丢失可能较多，归因于透气功能差的服装。这些复合因素导致进入μG前血容量已经减少。血浆容量在进入μG早期作了测量，表明有明显减少(10%～20%)。Latham等的抛物线飞行数据表明，μG前体液容量减少是导致CVP下降的原因之一。综合考虑静脉容量和血容量至少可以部分解释μG时CVP降低。
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预料μG时心室充盈、每搏量、心输出量也会出现与CVP一样降低。但超声心动图的数据[11]表明，μG开始1～2 d,心脏尺寸比1G平卧位时增大。μG早期用再呼吸法所测每搏量也有增加[14]，与超声心动图的数据[11]吻合。对这一结果有3种可能的解释：(1)太空中心肌扩张顺应性快速增加；(2)由于跨壁压升高，有效充盈压升高；(3)Starling机制的后效应。由于μG时产生的心肌扩张的间隙顺应性突然增加的机理尚不清楚，可能由于胸膜和/或固体组织压降低，使心脏外部跨壁压升高。1G时，由于肺自身重量，体液充盈的肺可能会对心脏外部产生一种压力，一旦进入μG，这一作用解除。1G时受试者处于立位，由于肺自身重量，肺顶部比肺底部胸膜内压小些。1G平卧位时，前后位梯度存在，没有重力作用时，心脏水平的胸膜内压可能负值更大。而且1G时心脏附近的压力受膈膜及腹部内容物影响。μG时腹部器官失重，不再产生任何压力。胸膜内压也受胸壁力学变化的影响，而Edyvean等表明：μG时胸壁力学特性发生变化。
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因此，μG时CVP下降机理可能归结为：(1)重力在组织中不再产生任何压力，可能改变所有心血管系统的顺应性，以致在含有相同容量的血液时压力处于低水平；(2)胸壁力学特性变化的影响；(3)血容量减少。
hargens等认为：从腿向头胸部体液转移可能在2s内发生，组织液转移可能超过几小时(2～5h)。Charles等认为：发射后几小时，左心与右心体液转移的时间不同，如果体液再分配经静脉发生，会很快通过右心，可能潴留于肺循环，再经过数小时后逐渐释放到体循环，同时表明：从下体到上体，体液转移是发生在3～6h的动力学过程。有趣的是，心血管系统适应μG后与1G立位时极为相似，即表明：μG时人体心血管会重新调整至1G立位状态。此结果出乎意料而又十分重要，它可提供人们对于生命本身特性的进一步认识。
因此，要进一步明确μG早期中心血液动力学状态，观察低压区特别是肺循环容量状态及其变化的时间过程非常重要。μG时，胸内压下降对测量值可能产生影响[8]。如果同时存在胸部容量增加和CVP下降，可能表明胸内压下降，是否是事实，将是未来飞行观察的重点。胸壁力学特性变化的影响也不容忽视。由于μG时CVP的测量受多种因素影响，而SW和μG早期中心容量的变化可能一致，从中心体液容量变化的角度来反映可能更切合实际。通过CVP下降的机理分析，也表明多系统综合研究很必要。以前1GSW通常不能精确预料实际μG时的变化，表明了建立更适当的1GSW模型很必要。
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收稿日期：1999-02-04, 百拇医药