高原病

通常将海拔3000m以上地区称为高原。在高原环境中,l由于短期或长期适应不全引起以缺氧为突出表现的一组疾病称为高原病(diseases1of1high1altitude),l或称高原适应不全症(unacclimatization1to1high1altitude),l又称高山病(mountain1sickness)。高原病可分为:i①急性高原病(acute1mountain1sickness),l即急性高原反应(acute1high-altitude1reaction)、i高原肺水肿(highaltitude1pulmonary1edema)和高原脑水肿(high-altitude1cerebral1edema);②亚急性高原病;③慢性高原病(chronic1mountain1sickness)三种临床类型。高原病也可发生于海拔3000m以下地区。在亚洲、i非洲、i北美洲和南美洲,l有近约3000万人居住在高原上。长期在高原居住、i工作、i由平原移居或短期逗留高原的人均可发生高原病。随着旅游业发展,l高原病的发病率与日俱增。高原病是高原旅行者常见死亡原因。

【病因】

高原空气稀薄,l大气压和氧分压低、i昼夜温差大、i气候干燥、i寒冷,l紫外线辐射强。虽然高原地区大气层中氧含量(20.93%)不变,l由于大气压降低,l吸入气和肺泡氧分压及动脉血氧饱和度(oxygen1saturation,lSaO2)降低,l易发生缺氧。海平面大气压为760mmHg,l吸入气氧分压为160mmHg(21.16kPa),l肺泡氧分压约100mmHg(13.30kPa)。海拔8000m时大气压268mmHg(35.62kPa)约为海平面的1/3,l吸入气氧分压为57mmHg(7.46kPa)。随着海拔升高,l吸入气氧分压降低,l氧供严重障碍。高原病发病快慢、i严重程度和发病率与攀登高原速度、i海拔高度、i高原停留时间和个体易感性有关。1天内登上2700m高度时,l发病率约20%;登上4500m时发病率75%。急速攀登3000m以上高原会引起急性高原病,l可引起死亡。移居西藏高原的汉族男性慢性高原病发病率为13%,l女性1.6%;世居的藏族男性仅为1%。喜马拉雅山藏族人和尼泊尔土著人慢性高原病罕见。南美洲安第斯山人则极为常见,l可能与藏族人高原居住时间(250000年以上)较南美洲人(<30000年)长、i对高原适应能力强有关。此外,l遗传因素也可能参与发病。发生高原肺水肿危险因素与登山速度、i上升高度、i寒冷、i摄盐过多、i服用安眠药、i剧烈运动和既往病史有关。男性较女性发病率高,l儿童更易发病。

【发病机制】

海拔高度不同,l对人体生理学影响也不同。海拔在1500~3500m时,l运动耐力降低,l通气量增加;海拔3500~4000m时,l动脉血氧饱和度降低到90%以下,l注意力减退、i肌肉精细协调能力下降;海拔5000m时,l动脉血氧饱和度降低到75%,l判断力下降,l肌肉运动功能障碍;海拔5500m以上时,l高原适应需要数周或数月或完全不能适应,l出现严重低氧血和低碳酸血;海拔7000m时,l动脉血氧饱和度降低到60%,l出现意识丧失;到达海拔8000m处时可引起死亡。低压性低氧血是急性高原病的主要原因。人体对高原低氧环境的生理适应所需时间因人而异,l通常需要1~3个月。高原适应表现:i通气量增加、i呼吸性碱中毒和肾脏碳酸氢盐排出增多。大部分旅行者和高原居住者能适应低氧应激,l不能适应者可发生急、i亚急或慢性高原病。海拔2400~2700m时动脉血氧饱和度仅轻度降低,l但人体不可避免出现高原反应,l可能存在其他发病机制。近年来核磁影像学研究提示,l登至高原后所有人均存在脑水肿。是否出现高原反应与机体脑脊液易位能力有关,l脑脊液与脑容量比值高者脑脊液易位能力强,l出现急性高原病危险性小。

1.神经系统11大脑皮质对缺氧最敏感,l对急或慢性缺氧有适应能力。初期缺氧引起脑血流量增加,l严重缺氧刺激过度通气引起脑血流减少。到达海拔3800m高地12h后脑血流增加33%,l随着适应,l脑血流增加逐渐减少,l5天后脑血流增加降至13%。血管内静水压增加,l由于压力梯度使血管内液体进入脑腔隙。影像学研究表明,l高原脑水肿病人存在血管源性水肿。严重缺氧损伤ATP依赖性“钠泵”功能,l引起脑细胞水钠潴留,l细胞肿胀,l产生高原脑水肿。部分患者缺氧时抗利尿激素分泌增加,l进一步加重脑水肿。此外,l缺氧引起一些介质(如缓激肽、i一氧化氮合酶、i血管内皮生长因子等)释放,l加重脑水肿。进入高原最初数日在慢速动眼睡眠期发生严重失眠,l入睡后易醒。睡眠中,l50%时间出现周期性Cheyne-Stokes呼吸,l进一步加重低氧血和脑缺氧,l快速动眼睡眠期恢复正常呼吸。低氧血和低碳酸血是周期性呼吸的原因。高原适应后,l周期性呼吸消失。碳酸酐酶抑制药能预防周期性呼吸。

2.呼吸系统11吸入高原低氧空气导致动脉血氧分压降低,l刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器使呼吸加深、i加快、i通气量增加、iPaCO2降低和血pH升高,l发生呼吸性碱中毒。海拔低于3500m时,l适应4~7天后,l肾脏通过排出过多碳酸氢盐恢复血pH。急性缺氧引起肺小动脉痉挛,l肺血管阻力增加,l肺动脉压急剧升高。肺局部毛细血管不能代偿肺动脉高压时,l肺毛细血管静脉压升高,l血管内皮损伤、i通透性增加、i血浆渗出,l产生高原肺水肿。生物活性物质(花生四烯酸、iPG、iTXA2)加重毛细血管内皮损伤发生渗漏,l出现痰中带血。肺动脉高压与血内皮素水平升高有关。登山运动员血内皮素水平较正常人升高两倍。血内皮素与血管内皮细胞受体结合,l通过活化钙通道收缩血管。氧供改善后,l血内皮素水平和肺动脉压下降。慢性高原病者,l呼吸中枢对二氧化碳敏感性和外周化学感受器对低氧敏感性降低,l肺泡通气不足,l出现肺弥散功能障碍。长期处于低氧环境可引起肺小动脉平滑肌肥厚及内膜纤维化导致肺动脉高压,l最终发生慢性高原病。对高原适应的世居者,l肺容积增大、i肺活量增加和肺动脉压正常。

3.心血管系统11缺氧早期心血管系统反应心率增快、i心排血量增加,l心搏量无明显变化。进入高原数日后,l静息心率降低,l心排血量与每分通气量比例恢复正常。缺氧容易引起冠状动脉和脑动脉血管扩张,l过度通气发生低碳酸血使脑血管收缩。进入高原最初数日多数人血容量减少,l其原因包括:i①过度通气不显性丢失增加;②血管内液外移;③运动、i寒冷和低氧引起多尿。多尿是高原有效适应的一种标志。

缺氧刺激使血液儿茶酚胺、i垂体加压素和糖皮质激素水平升高、iRAAS活性增强、i血压升高。长期缺氧可使心肌损伤、i肾上腺皮质功能减退、i血容量相对不足、i微血管扩张、i收缩压降低和脉压变小。慢性缺氧引起继发性红细胞增多症、i血液黏滞度增高,l心脏负荷增加。

4.血液系统11进入高原后,l氧与血红蛋白结合量及分布到身体组织的量减少,l这种情况称为缺氧。在高原主要有两种携氧适应机制促使氧运输:i①红细胞增多:i进入高原第一日多尿引起血液浓缩、i血红蛋白水平升高。此后2~3周,l低氧血刺激肾脏分泌红细胞生成素(erythropoietin,lEPO),lEPO刺激骨髓造血组织,l使红细胞生成增加、i血红蛋白水平持续升高,l组织缺氧改善。随着海拔降低,lEPO生成逐渐减少。返回海平面3周后,l血红蛋白水平降到正常水平;②血红蛋白分子构型改变:i影响氧与血红蛋白亲和力。发热、i酸中毒等应激情况时氧解离曲线右移;低温和碱中毒时氧解离曲线左移。高原缺氧情况下,l氧解离曲线偏移对氧运输有明显影响。低氧血刺激红细胞2,l3-二磷酸甘油酯(2,l3-DPG)生成增加,l2,l3-DPG降低氧与血红蛋白的亲和力,l增加组织氧利用。在海平面,l氧解离曲线偏移对氧运输影响不大。

【病理】

高原病基本病理学特征是细胞肿胀,l脑、i肺及外周血管常发生血小板、i纤维蛋白栓子和静脉血栓。

1.急性高原反应11急性高原反应没有特征性病理学变化。

2.高原肺水肿11两肺重量明显增加、i充血和水肿,l水肿液成分近似血浆。小气道和肺泡内有纤维蛋白渗出和透明膜形成,l肺泡壁与毛细血管壁细胞膜变性、i血管明显扩张和充血,l通透性增加。肺毛细血管及肺中、i小动脉内散在血栓形成。

3.高原脑水肿11肉眼可见大脑皮质和软脑膜血管充血。镜下可见脑组织点状出血、i脑细胞及其间质水肿、i局部毛细血管损伤、i红细胞淤滞和血小板聚集、i部分脑细胞变性坏死,l有脑疝形成。

4.慢性高原病11右心室增大、i室壁增厚、i室腔扩张、i心肌细胞浊肿、i心肌坏死灶和纤维断裂和间质增生、i水肿。右肺下动脉干扩张,l其弹性纤维消失;肺小动脉中层肌肉肥厚、i结缔组织增生;肺细小动脉硬化。

【临床表现】

(一)急性高原病

通常易发生于反复进入高原未适应的年轻人,l表现从轻度头痛、i疲劳、i胸闷、i气短、i呼吸困难到严重肺、i脑水肿和昏迷。

1.急性高原反应11发生于25%~40%快速攀登高原的健康人。发病与否和攀登速度和高度有关,l与年龄、i性别无关。一天内登上海拔2000m(6600英尺)以上地区6h内或24h后发病,l是一种良性自限性过程。轻者表现双额部疼痛、i心悸、i胸闷、i气短、i厌食、i恶心、i呕吐、i乏力,l中枢神经系统症状与饮酒过量时相同。有些病人出现口唇和甲床发绀,l手、i足和颜面水肿。如无严重失水,l在高原停留24~48h后症状缓解,l5日后症状消失。再次进入相同高原环境时,l约20%病例可再次发病。严重病例可发生高原肺水肿和/或高原脑水肿。初始临床表现与预后无关。

2.高原肺水肿11又称肺性高山病(pulmonary1puna),l是常见致命的高原病;多见于25岁以下男性,l发病率为0.5%~15%。通常在快速进入高原地区后2~4天发病,l多数患者于进入高原后次日夜间出现症状。65%病人在3500~4000m高度发病,l35%在4500m以上高度发病。先天或获得性肺循环功能障碍者较易发病。根据临床表现,l分为两种类型:i①Ⅰ型:i从低海拔区到高海拔区;②Ⅱ型:i久居高原者到低海拔区居住2~7天后重返原地出现急性高原反应,l早期表现劳力性呼吸困难、i干咳,l肺部干、i湿性啰音。登上高原第2~4天症状加重,l休息也不缓解,l随之发生发绀、i心动过速、i端坐呼吸、i咯白色或粉红色泡沫样痰,l双肺弥散性湿性啰音,l逐渐出现昏迷。部分病例轻度发热(<38℃)。如不治疗,l6~12h死亡。过劳、i寒冷、i呼吸道感染、i服用安眠药者易发病。反复发生高原肺水肿或在海拔较低(1500m)处发生肺水肿者,l应除外先天性肺动脉畸形。高原支气管炎是吸入高流量干冷空气引起的非感染性气管炎,l应与高原肺水肿鉴别。

3.高原视网膜出血11海拔4200m以上发病率约4%;5100m以上发病率高于50%;6400m时几乎100%。常与快速攀登有关。可表现短暂失明、i视力模糊和视野缺损。眼底镜检查可见:i视网膜静、i动脉扩张;点片状、i火焰状或弥散性视网膜出血;也可见玻璃体出血、i视乳头水肿;眼压无改变。返回低海拔区时,l大部分病人10~14天视网膜出血自行恢复,l不遗留视力障碍。高原视网膜出血(high-altitude1retinal1hemorrhages)是高原脑水肿先兆。

4.高原脑水肿11又称神经性高山病(nervous1puna),l是罕见且最严重的急性高原病。大多数进人海拔3600m以上地区1~3天后发病。高原旅行者发病率<1%。表现剧烈头痛伴呕吐、i精神错乱、i共济失调、i幻听、i幻视、i言语障碍、i定向力障碍、i步态不稳、i木僵或昏迷。昏迷前可出现局限性神经病学体征,l部分发生惊厥。疾病早期即可小脑共济失调。大脑功能障碍是高原脑水肿主要特征。出现症状12h内昏迷者,l病死率在60%以上。

(二)亚急性高原病

常发生于边防战士。在海拔5800m地区驻扎三个月以上或在6500m地区驻扎数周即可发病。许多症状与急性高原病相似,l主要有肺心病、i心功能障碍、i液体潴留和红细胞增多症表现。无慢性高原病的明显发绀和肺泡通气减低表现。如不尽快转运到海拔较低区或供氧,l常可致死。

(三)慢性高原病

又称Monge病,l较少见。主要发生在久居或世居4000m以上高原的人。南美洲安第斯山土著人和北美落矶山人发病率明显高于藏族土著人。有以下几种临床类型:i

1.慢性高原反应11急性高原反应持续三个月以上不恢复者称为慢性高原反应(chronic1high1altitude1reaction)。表现头痛、i头晕、i失眠、i记忆力减退、i注意力不集中、i疲乏、i心悸、i气短、i食欲不振、i消化不良、i手足麻木、i颜面水肿,l有时出现心律失常或短暂性昏厥。

2.高原红细胞增多症11红细胞增多症是继发于高原缺氧的一种生理适应代偿反应。常表现头晕、i头痛、i记忆力减退、i失眠、i颜面发绀或杵状指。红细胞计数超过7×1012/L,l血红蛋白在180g/L以上,l血细胞比容超过60%。由于血液黏滞性过高,l可有脑微血栓形成,l出现短暂脑缺血发作(transient1ischemic1attacks,lTIA)。

3.高原血压改变11久居或世居高原者通常血压偏低,l血压低于90/60mmHg时,l常伴有头痛、i头晕、i疲倦和失眠等症状。血压升高者可诊断高原高血压。临床表现与原发性高血压相似,l很少引起心和肾脏损害,l也有合并高原心脏病或高原红细胞增多症。少数高原高血压患者可转变为高原低血压。

4.高原心脏病11多见于高原出生婴幼儿。成年人移居高原6~12个月后发病。主要表现心悸、i气短、i胸闷和咳嗽。右心衰竭者有发绀、i水肿、i颈静脉怒张、i心律失常、i肝大和腹水。有的患者间断出现上气道阻塞、i睡眠呼吸暂停或打鼾,l应与Pickwickian综合征鉴别。

【实验室和辅助检查】

1.血液学检查11急性高原病患者可有轻度白细胞增多和血液浓缩;慢性者红细胞计数常超过7.0×1012/L,l血红蛋白浓度高于170g/L(高者250g/L),l血细胞比容60%~80%。高原肺水肿患者,l动脉血气分析显示低氧血、i低碳酸血和呼吸性碱中毒;高原心脏病者显示PaCO2增高和低氧血。

2.心电图检查11慢性高原病患者心电图显示电轴右偏、i肺型P波、i右室肥厚劳损、iT波倒置或右束支阻滞。

3.胸部X线检查11高原肺水肿时X线检查显示心脏大小正常,l双侧肺野有弥漫性斑片或云絮状模糊阴影,l肺门区阴影明显,l右侧较左侧为重。高原心脏病者可见肺动脉突出、i右肺下动脉干横径>15mm和右心室增大。

4.肺功能检查11慢性高原病患者肺活量下降,l峰值呼气流速降低,l每分通气量下降。肺动脉导管检查肺动脉压及右房压升高,lPCWP正常。

【诊断和鉴别诊断】

高原病的诊断依据:i①进入海拔较高或高原地区后发病;②其症状与海拔高度、i进入高原速度及有无适应明显相关;③易地治疗或氧疗明显有效。诊断的关键是对治疗的反应。

高原病应与低温、i肺或中枢神经系统感染等鉴别。在发病现场应鉴别如下:i

1.急性高原反应11应与病毒综合征、i急性胃肠炎和原有疾病加重鉴别。

2.高原肺水肿11应与肺炎、i高原支气管炎、i肺栓塞或梗死、i气胸、i哮喘或心源性肺水肿鉴别。

3.高原脑水肿11尚应与代谢性或中毒性脑病、i脑血管意外或颅脑创伤鉴别。

【治疗】

(一)急性高原病

1.急性高原反应11大多数患者可自行恢复。

(1)休息:i急性高原反应症状未改善前,l应终止攀登,l卧床休息和补充液体。

(2)氧疗:i经鼻管或面罩吸氧(1~2L/分)后,l几乎全部患者症状缓解。

(3)药物治疗:i头痛者应用阿司匹林、i对乙酰氨基酚、i布洛芬或普鲁氯哌嗪;恶心和呕吐者,l肌注丙氯拉嗪(甲哌氯丙嗪);严重者,l口服地塞米松(4mg,l每6h一次)或乙酰唑胺(250mg,l每8h一次);或联合应用乙酰唑胺(500mg,l午后顿服)与地塞米松(4mg,l每12h一次)。

(4)易地治疗11症状不缓解或恶化者,l将病人转至低海拔区,l下降300m可明显改善症状。

2.高原肺水肿

(1)休息:i绝对卧床休息,l注意保暖。

(2)氧疗:i应用通气面罩吸入40%~50%氧气(6~12L/min),l能有效缓解症状。有条件者可用便携式高压(Gamow)气囊治疗。

(3)易地:i氧疗无效时,l立即转运到低海拔区。降低海拔高度1500~3000m两天后多数患者恢复。

(4)药物:i不能及时转运者,l舌下含化或口服硝苯地平(10mg,l每4h一次)能使肺动脉压降低30%,l减轻症状。因患者常有脱水,l通常不用利尿药或硝酸甘油治疗。出现快速心房颤动时,l应用洋地黄和血小板抑制药(如阿司匹林、i双嘧达莫、i噻氯匹定或西洛他唑)。

通常经上述治疗后,l24~48h内病情改善。

3.高原脑水肿11治疗与急性高原反应和高原肺水肿基本相同。早期识别是治疗成功关键。

(1)易地治疗:i如果出现共济失调,l立即转运到低海拔区,l至少下降600米以上。

(2)氧疗:i应用通气面罩吸入40%~50%(2~4L/min)氧气,l保证血氧饱和度在90%以上。不能转运者应行便携式高压气囊治疗。

(3)药物治疗:i首先静脉注射地塞米松8mg,l继之4mg,l每6h静注一次。同时静脉呋塞米(40~80mg)或甘露醇降低颅内高压。有心力衰竭者,l不宜应用甘露醇治疗。最初24h,l保持尿量在900ml以上。

(4)通畅气道:i昏迷病人注意保持气道通畅,l必要时气管内插管。该病患者常存在呼吸性碱中毒,l不宜再用过度通气降低颅内高压。

(二)慢性高原病

1.易地11在可能情况下,l将病人移居到海拔较低地区。

2.氧疗11夜间给予低流量(1~2L/min)吸氧,l能缓解症状。

3.药物11应用乙酰唑胺(125mg,l2次/d)或醋酸甲羟孕酮(20mg,l3次/d)能改善氧饱和度。

4.静脉放血11可用作临时治疗措施。

【预防】

1.进入高原前应加强对高原环境、i生活特点及高原病知识的教育。

2.进入高原者应具备良好的身体素质和营养状态。患有器质性疾病、i严重神经衰弱及呼吸道感染者不宜进入高原地区。

3.进行适应性锻炼,l避免剧烈运动,l坚持阶梯升高原则。第一天攀登不超过3000m。继续至5000m时,l攀登速度为300~400m/d,l此后,l150~200m/d。初次进人高原后,l应减少活动量及劳动强度,l适应后逐渐增加活动量。

4.避免饮酒、i镇静安眠药和忌烟。少食多餐,l摄入低脂肪、i易消化、i高热量碳水化合物和维生素丰富的食物。同时保证充分液体摄入,l大量饮水能加速碳酸氢盐排出,l防止血液浓缩。

5.注意防冻保暖,l避免发生急性上呼吸道感染。

6.预防用药11如果不能阶梯上升时,l攀登前24h开始预防用药。乙酰唑胺250mg,l每8h一次;或地塞米松4mg,l每6h一次。

【预后】

急性高原病如能及时诊断和治疗,l一般预后良好,l延误诊断和治疗常可致死。高原肺水肿恢复者,l再次进入相同高原环境时容易复发。慢性高原病转移到平原后,l多在1~2个月内恢复。高原心脏病伴肺动脉高压和右室肥厚者,l一般不易恢复。发生高原病后能使原有疾病(冠心病、i肺部疾病和血红蛋白病)加重或恶化。

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