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减 压 病
减压病是一种因环境压力降低过快而引起的疾病。本病系法国的Triger首先报道,1878年PaulBert经动物实验证实本病系减压速度过快造成的,组织内所出现的气泡主要成分是氮气。此后学者们进行了大量的实验和临床观察,对本病的病因、发病机理、临床表现和治疗有了进一步的了解。本病的名称很多,如沉箱病、潜涵病、潜水性瘫痪、气泡栓塞症、气压病、屈肢症等。目前统称减压病。
【病因】
①潜水作业时因事故出水过快;②潜艇人员水下出艇(水下脱险或出艇执行任务)上浮出水过快;③沉箱、隧道作业人员减压不规范(减压过快);④加压舱或高压舱内工作人员减压过快;⑤飞行员高空失事,机舱破坏漏气,压力突然降低;③近年来沿海地区渔民,不规范的潜水有大量减压病发生。
【发病机理】
1.组织内气泡的形成在高气压环境下工作,呼吸空气,空气中的氮气与氧气同时从肺泡弥散到肺毛细血管血液中,随血流运送到周身组织,经组织的毛细血管再弥散到组织、细胞并溶解在组织、细胞内。环境的压力越高,停留的时间越长,溶解在组织、细胞内的氮气越多,这个过程称氮的饱和过程(参考“氮气的饱和规律”),经一定时间氮在体内达饱和状态。当环境压力降低时,由于外界氮气分压低于体内氮的分压,溶解在体内多余的氮气,必须慢慢弥散到毛细血管血液内,随血流运送到肺、再弥散到肺泡,呼出体外。这个过程称脱饱和。氮的脱饱和与氮的饱和过程相同,需要一定时间。虽然氮的脱饱和过程有过饱和安全特性(经大量实验已经证实氮的过饱和安全系数为1.6~1.4:1),但是,如果减压速度过快,超出了过饱和安全范围,溶解在组织内的氮气,不能继续保持其溶解状态,游离出来,在体内 形成气泡,造成减压病。气泡的产生速度很快,几秒钟或几分钟即可形成。
根据物理学的规律,液体中的气体从溶解状态游离出来形成气泡,必须具备的条件是该气体必需处于过饱和状态。此外,还受以下因素的影响。
(1)静水压力:组织液、淋巴液、血液内的过他和的氮气分压必须大于静水压力,才容易形成游离的气泡。血管内的静水压力大致等于血压与氮气分压之和。动脉内血压较大,而静脉和毛细血管内血压较低,所以减压病的气泡多发生在静脉和毛细血管内。
(2)液体的表面张力:气泡形成过程中必须克服液体的表面张力,在体液中以脑脊液和淋巴液的表面张力较低,所以在淋巴管内较易发生气泡。
(3)机械震荡:震动、剧烈活动会加速气泡在肌肉、肌位、关节囊、韧带、筋膜等组织形成。
(4)其他:如需要有气泡形成的核心—气体核。有人认为在组织内即存在气体核。
2.气泡易发部位 气泡可以出现在细胞内、组织、淋巴和血液内。①细胞内气泡多见于脂肪细胞。细胞内气泡体积可以很小,也可大到将细胞胀破;② 组织内气抱,好发于氮溶解较多,血循环较差,氮脱饱和较困难的组织,如脂肪、肌腱、韧带、关节囊、黄骨髓、脊髓及神经髓鞘等部位;③淋巴管内;④组织液、脑脊液、关节腔液、眼房水及玻璃体液、内耳的淋巴液等;⑤血管内气泡,一般先出现在静脉系统和毛细血管内。静脉和毛细血管血液内的气泡积累到一定量,可以经肺进入动脉系统。严重减压病时,也可见到气泡直接出现在动脉系统内。
3.气泡的致病机理
(1)机械压迫:充满气泡的血管,尤其是动脉会发生扭曲、痉挛、栓塞,可引起组织、器官的缺血、缺氧、出血和梗塞。血管内气泡会使外围阻力增加,加重心脏负担。微循环内的气泡会使血流缓慢、血液瘀滞,微循环功能障碍。组织内气泡还会不断增大,主要因为组织内溶解的氮气张力大于气泡内的氮分压,故组织内溶解的氮气会不断地向气泡内弥散。气泡体积不断增大,其机械压迫作用逐渐增强。
(2)气泡的表面活性作用:Harrey等(1944年)、PhilP (1972年)以及Richter(1978年)先后用显微镜观察减压病人体内气泡,发现在气泡的气一血界面上有一层约20nm厚的电子密集层,有人称之为嗜清膜。这层膜的结构众说不一。有人认为是血浆蛋白;有人认为是脂蛋白或球蛋白。总之,这层蛋白分子在表面张力和电动力的作用下,分子排列顺序和性质发生了改变,产生了疏水特性,表面活性增强。可以增强血小板的粘附力。使得很多血小板集聚并粘附在气泡表面,然后释放出大量活性物质[包括;5一羟色胺、肾上腺素、组胺、缓激肽、儿茶酚胺、二磷酸腺苷(ADP)、血小板第IV因子等]。这些活性物质可以收缩平滑肌,使小动脉和支气管痉挛;刺激并加速血小板的聚集、粘附、裂解,释放出更多活性物质。最终可导致弥漫性血管内凝血(DIC)。
4.脂肪栓子的致病作用 脂肪细胞和其他细胞内的气泡体积增大后可以将细胞涨破,游离出来的脂肪颗粒和细胞残块,可以造成全身脏器栓塞。肺栓塞(脂肪或气泡)后,肺细胞可以释放5-羟色胺、组胺、缓激肽、前列腺素、平滑肌活性因素(SMAF)等,引起支气管平滑肌痉挛、毛细血管渗透性增加、导致肺水肿。
【易发因素】
有以下因素存在时,机体容易发生减压病:
1.环境压力 环境压力越高就越容易发生减压病,病情越严重。
2.暴露时间 在高气压环境(工作)暴露时间越长,机体的氮气饱和越充分,组织内溶解的氮越多,发病率高,病情越重。
3.减压速度 减压速度越快,越容易形成气泡,减压病的发生率越高,症状越重。
4.环境温度 在高温环境中暴露,由于温度高机体血流快,组织血液灌注量大,组织的氮气饱和进程决。减压时环境温度低,血流慢,血液灌注量减少,不利于机体氮气脱饱和。因此,在高气压环境中工作(暴露)环境温度高,减压时温度低,都容易发生减压病。
5.体内二氧化碳分压 组织内二氧化碳增多,可引起微循环痉挛,血流量减少,不利干氮气脱饱和。体内二氧化碳潴留时容易发生减压病。
6.肢体活动强度 在高压环境中强体力劳动可以增加血液循环县,组织代谢旺盛,二氧化碳增多,酸性代谢产物增多,可加速机体氮气的饱和。减压时往往活动减少(安静等待减压),不利于氮气脱饱和,容易发生减压病。
7.个体因素
(1)年龄:40岁以上的人因心血管功能逐渐衰退,不利于氮气脱饱和。有人统计一组沉箱工作人员减压病发病率与年龄的关系。20~24岁组300人,发生减压病40人(发病率1.33%);30~34岁组257人,发病63人(24.5%);40~44岁组230人,发病73人(31.7%); 50~55岁组236人,发病78人(33.l%)。
(2)身体素质差、患其他慢性疾病如:慢性心肺病、骨关节炎症或损伤、大面积皮肤瘢痕、肥胖脂肪过多的人易发生减压病。
(3)精神状态:精神紧张、恐惧、情绪不稳、激动、睡眠不足、休息不好、酒后容易发生减压病。
(4)初次进入高压环境容易发生减压病。一般经过多次潜水或进高压舱,或经过潜水训练可以减少减压病的发病率。。
【病理】
因急性减压病死亡病例尸检可见血管内有大块凝血,血管、心脏、大脑、脊髓、肝、脾、肠、肾、关节囊等组织内有大量气泡。肺明显充血、水肿、出血、气肿及肺不张。大脑及脊髓的损害比较严重,表现血管内有气泡、血管周围渗出、出血、瘀血、神经细胞及胶质细胞水肿、变性、坏死。慢性减压病死亡病例均死亡于脑、脊髓损伤后截瘫、继发褥疮、肺感染、营养不良、衰竭。组织和血管内一般已见不到气泡,但也见过病后33天死亡的病人体内仍有气泡。
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