急性少量、中量饮酒对健康汉族人群共济运动及自主神经功能的影响.pdf

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1、急性少量、中量饮酒对健康汉族人群共济运动 及自主神经功能的影响 李秀均邓世雄谢正祥 (重庆医科大学 基础医学院,重庆4 0 0 0 1 6 ) 摘要测量2 1例健康汉族自愿者少量、中量饮酒前后自主神经功能、血压、共济运动及血液中的酒精浓度,以 探讨急性少量、中量饮酒对健康汉族人群共济运动及自主神经功能的影响。结果发现饮酒后心率明显增加,自主神 经总功率明显降低;少量饮酒对卧位副交感神经功能有明显抑制作用,中量饮酒对副交感神经和交感神经功能均 有明显抑制作用;少量饮酒后站立位的收缩压和舒张压及卧位的舒张压明显降低;中量饮酒后两种体位的收缩压 和舒张压均明显降低;少量饮酒后有部分受试者出现共济失调

2、,中量饮酒后共济失调程度加重;自主神经功能、血 压及共济运动的变化程度与血液中的酒精浓度无显著相关性。结果表明少量、中量饮酒能引起部分受试者出现共 济失调,并能抑制自主神经功能,影响心血管的调节能力,随着酒精摄入量的增加,抑制作用进一步加强,这些均不 利于机体适应环境的急剧变化。 关键词酒精自主神经共济运动 A c u t eE f f e c t s o f L o wa n dMo d e r a t eD o s e s o f A l c o h o l o nC o o r d i n a t e Mo t o ra n dA u t o n o mi cN e r v o u s

3、F u n c t i o ni naG r o u po f He a l t h yHa n s L i X i u j u n D e n gS h i x i o n g X i eZ h e n g x i a n g ( C o l l e g e o fB a s i c Me d i c i n e, C h o n g q i n gMe d i c a l Un i v e r s i t y , C h o n g q i n g 4 0 0 0 1 6 , C h i n a ) A b s t r a c tT h e a u t o n o mi c n e r v

4、 o u s f u n c t i o n , b l o o d p r e s s u r e , c o o r d i n a t e mo t o ra n d b l o o d a l c o h o l c o n c e n t r a t i o n( B AC )o ft we n t y - o n eh e a l t h yHa nv o l u n t e e r swe r ee x a mi n e db e f o r ea n da f t e ra l c o h o l i n t a k e .T h e p u r p o s ewa st oa

5、 s s e s st h ea c u t ee f f e c t so fl o w a n dmo d e r a t ed o s e so fa l c o h o lo nt h e i rc o o r d i n a t emo t o ra n d a u t o n o mi cn e r v o u sf u n c t i o n .T h er e s u l t s s h o we dt h a t a f t e r a l c o h o l i n t a k et h es u b j e c t s h e a r t r a t ei n c r e

6、 a s e da n dt h e t o t a lp o we rv a l u e( T P V)d e c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y .Af t e rt h ei n t a k eo fa l c o h o l a tl o w d o s e ,t h ep a r a s y mp a t h e t i c n e r v o u sf u n c t i o no f t h es u b j e c t sl y i n gs u p o i n ewa si n h i b i t e ds i g n i f i c

7、 a n t l y .Af t e rt h ei n t a k eo f a l c o h o l a t mo d e r a t e d o s e ,b o t ht h ep a r a s y mp a t h e t i ca n dt h es y mp a t h e t i cn e r v o u sf u n c t i o n swe r ei n h i b i t e d .Af t e rt h ei n t a k eo f a l c o h o l a t l o wd o s e ,b o t ht h es y s t o l i cp r e

8、s s u r ea n dt h ed i a s t o l i cp r e s s u r eo f t h es u b j e c t ss t a n d i n gu p - r i g h t we r ed e c r e a s e d a n dt h ed i a s t o l i cp r e s s u r eo f t h o s el y i n gs u p i n ewe r ea l s od e c r e a s e d .Af t e r t h ei n t a k eo f a l c o h o l a t mo d e r a t ed

9、o s e , t h es y s t o l i ca n dd i a s t o l i c p r e s s u r e s o f t h es u b j e c t s ,e i t h e r l y i n gs u p i n eo r s t a n d i n gu p - r i g h t ,we r ed e c r e a s e d .S o me s u b j e c t ss h o we da t a x i aa f t e rt h ei n t a k eo f a l c o h o l a t l o w d o s e , a n ds

10、 o mes h o we da g g r a v a t e da t a x i aa f t e ri n t a k eo f a l c o h o l a tmo d e r a t ed o s eo f a l c o h o l .T h e r ewa sn or e l a t i o n s h i po f B ACwi t ht h ed e g r e eo f c h a n g e si na u t o n o mi c n e r v o u sf u n c t i o n ,b l o o dp r e s s u r ea n da t a x i

11、 a .T h er e s u l t si n d i c a t e dt h a ta t a x i awa si n d u c e dt oc o meo na n dt h e a u t o n o mi cn e r v o u sf u n c t i o nwa si n h i b i t e di ns o mes u b j e c t swh oh a dt a k e nl o w a n dmo d e r a t ed o s e so f a l c o h o l , a n d t h ec a r d i o v a s c u l a rr e

12、g u l a t i o nwa sa f f e c t e dt o o .T h e s es u g g e s t e dt h a tt h ei n c r e a s eo fa l c o h o l i n t a k ei sa d v e r s et o h u ma nb o d y sa d a p t a t i o nt ot h es h a r pc h a n g eo f c i r c u ms t a n c e . Ke yw o r d s Al c o h o lAu t o n o mi cn e r v eC o o r d i n a

13、 t emo t o r 通讯作者。E - ma i l :x i a o b a n ma i l . c q u ms . e d u . c n . 生物医学工程学杂志 JB i o me dE n g = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 2 0 0 6 ; 2 3 ( 3 ) :6 3 5 6 3 9 1 前言 酒精在给人们带来欢乐的同时,也带来了危害。 人们在

14、研究酒精对健康、生活、生产及安全的不良影 响时较关注慢性酒精中毒和急性大量饮酒后的危害 性,而忽略了急性少量和中量饮酒对自主神经功能 的影响。 由心电信号提取的心动周期信号( He a r t p e r i o d s i g n a l ,HP S)中 的 心 率 变 异 性( He a r t r a t e v a r i a b i l i t y ,HR V) ,指连续心搏间瞬时心率的微小 变化,通常情况下指逐次心跳间R - R波间期的微小 变化,体现了神经体液调节变化的程度,蕴涵了心血 管系统调节的大量生理信息,通过对这些信号进行 提取和分析可定量评估心交感、迷走神经活动的强 弱

15、和相互作用 1 。 本实验应用HP S分析系统对健康汉族人群摄 入少量和中量酒精前后自主神经功能变化进行定量 分析,并结合血压、共济运动试验及血液中的酒精浓 度( B l o o da l c o h o l c o n c e n t r a t i o n ,B AC ) ,探讨急性 少量和中量饮酒对人体调节能力的影响,旨在为禁 酒相关的法规制定提供基础性的实验依据,为健康 教育和安全生产提供正确的指导。 2 材料与方法 2 . 1 观察对象 2 1例健康自愿者,男性1 7例,女性4例,年龄2 2 3 0岁(平均2 8 2 . 3岁) ,汉族,有饮酒史,但无酒 精过敏和酒精依赖史。4 8h

16、内无饮酒和服用药物 史,受试前一夜睡眠保持在8h以上,无任何不适。 2 . 2 主要实验器材 2 . 2 . 1 HP S分析系统 1 , 2 ( 重庆医科大学生物医学 工程研究室提供)仰卧位和站立位分别采集心电 信 号8mi n ,提取R - R间期序列作为HP S ,对提取的 HP S信号作快速傅立叶变换求HP S的功率谱。功率 谱分为三带:超低频带( Ul t r a l o w f r e q u e n c yb a n d , UF B ) ,0 . 0 2 0 . 0 4Hz ,反映交感神经的活动;低频 带( L o wf r e q u e n c yb a n d ,L F

17、B ) , 0 . 0 4 0 . 1 4Hz ,是 一个过渡或混合带,几乎没有任何生理意义;高频带 ( Hi g hf r e q u e n c yb a n d ,HF B ) , 0 . 1 4 0 . 5Hz ,反映 副交感神经的活动。评价自主神经功能的常用参数: 平均心率( Me a nh e a r tr a t e , MHR) ,单位为次/ mi n ; 超低频带的绝对功率( Ab s o l u t ep o we ri n u l t r a l o w f r e q u e n c yb a n d , AP U) ,单位为ms 2, 反映 交感神经的活动; 高频带的

18、绝对功率( Ab s o l u t e p o we ri nh i g h e rf r e q u e n c yb a n d , AP H) ,单 位 为 ms 2, 反映迷走神经的活动; 总功率( T o t a l p o we r v a l u e , T P V) ,单位为ms 2, 为超低频带、低频带及高 频带的功率之和,反映自主神经系统对心脏控制的 总输出; 超低频带功率/高频带功率比值( R a t i o o f AP U t oAP H, R UH) ,反映交感、迷走神经的平 衡特征。 2 . 2 . 2 其它器材电子血压计(松下电器) , 5 2 % ( V/

19、V)白酒(重庆市江津酒厂订制) ,食物(花生、牛 肉干) ,顶空气相色谱仪(重庆川仪九厂) 。 2 . 3 实验方法和步骤 ( 1 )饮酒或进食前,嘱受试者取平卧位和站立位 分别进行8mi n的心电信号采集,提取HP S 。所有 HP S提取均在上午8 : 0 0 1 2 : 0 0 , 室温1 8 2 5 , 并测量各体位的血压,采样期间保持清醒、全身放松 状态。 ( 2 )饮酒或进食:少量饮酒,按0 . 3g / k g饮酒( 1 k g体重摄入0 . 3g酒精) 3 ; 中量饮酒,按0 . 6 4g / k g 饮酒( 1千克体重摄入0 . 6 4g酒精) 4 。两次饮酒时 间相隔4 8

20、h以上,饮酒时配有食物佐酒( 5 0g牛肉 干, 5 0g花生) ;自身空白对照时仅给予上述食物。 该过程在1 0mi n内结束。 ( 3 )进食或饮酒后4 0mi n ,再次进行HP S采样 和测量血压。 ( 4 )饮酒者在上述过程结束后(饮酒后4 0 6 0 mi n ) ,抽取肘静脉血5ml ,低温保存, 2 4h内用顶空 气相色谱仪检测B AC 。 ( 5 )共济运动试验:包括单腿独立试验、步行回 转试验以及指鼻试验 5 。 2 . 4 统计学方法 本实验数据用均值标准差( x - s )表示,应用 S AS统计软件系统按数据是否属于正态分布分别 进行t检验和配对样本的符号秩和检验,并

21、进行相 关性分析,以P0 . 0 5 。 ( 2 )少量饮酒对自主神经、血压及共济运动的影 响:由表2可见,少量饮酒后平卧和站立位的心率较 饮酒前明显增快, P 0 . 0 5 。 ( 6 )少量、中量饮酒后B AC分别为0 0 . 0 4 3 %、 736 第3期李秀均等。急性少量、 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 中量饮酒对健康汉族人群共济运动及自主神经功能的影

22、响 0 . 0 3 1 %0 . 0 8 5 %。MHR 、 AP U、 AP H、血压及共济 失调的变化程度与B AC均无显著相关性, P0 . 0 5 。 表4少量、中量饮酒后各参数的比较 T a b l e4 T h ec o mp a r i s o no f p a r a me t e r s a f t e rl o wd o s ea n dmo d e r a t ed o s eo f a l c o h o l i n t a k e 参数 平卧位 少量饮酒中量饮酒 P 站立位 少量饮酒中量饮酒 P MHR8 3 . 8 2 1 6 . 0 89 1 . 3 0 2 1

23、. 5 00 . 0 5 。这说明酒精能引起共济失调,并且 在同一个体随着B AC增加,共济失调的程度加重, 但B AC具体在多少才发生共济失调的个体差异较 大。 ( 2 )本实验中自身对照摄入无酒精食物前后相 同体位的各项参数值均无显著变化( P0 . 0 5 ) ,说 明本试验所提供的无酒精食物的品种及剂量对自主 神经功能无明显影响。 少量饮酒后,平卧位时反映交感神经活动的 AP U无显著降低, 但反映迷走神经活动的AP H显 著下降, R UH显著增高,这意味着迷走神经比交感 神经更易受到酒精影响,出现紧张性明显降低,并且 伴有交感-迷走神经平衡失调。尽管饮酒后站立位的 交感、迷走神经仍

24、维持于相对平衡状态( R UH无显 著性变化, P0 . 0 5 ) ,但AP U、 AP H均显著下降,表 明酒精使交感和迷走神经活动能力均降低;反映自 主神经对心脏控制总输出量的T P V也显著下降。 中量饮酒后,仰卧位和站立位时反映交感、迷走 神经活动的AP U和AP H及反映自主神经总活动能 力 的T P V均表现为显著下降,并伴有反映交感、迷 走神经活动平衡状况的R UH显著升高。这意味着 随着酒精摄入量增加,不但出现交感和副交感神经 及自主神经整体活动能力减弱,并且伴有交感、迷走 神经的平衡失调。尽管饮酒后交感和副交感神经的 紧张性均明显降低,但R UH升高提示了交感神经 的紧张性

25、相对增强,酒精对迷走神经的抑制作用更 明显。 无论摄入少量还是中量酒精后,绝大多数受试 者的心率表现为明显增加,这与酒精致自主神经受 抑制后,迷走神经受抑制更明显而交感神经紧张性 相对增强有关。生理条件下,心脏受交感-迷走神经 平衡调节,共同控制心脏的活动,但对心率的控制以 迷走神经活动占主导地位。因此,饮酒后迷走神经负 性变时作用减弱,而交感神经的正性变时、变传导的 作用相对增强,导致心率明显增加。实验中有2例受 试者在两次饮酒前后心率无明显变化,其机理不详。 除了少量饮酒后平卧位收缩压无显著性降低 外,其余饮酒后的血压均显著降低,甚至有7例受试 者酒后出现心悸、乏力,其中4例不能完成站立位

26、的 HP S采样,1例发生直立性晕厥。饮酒后血压降低 的机制可能为: 酒精及其代谢产物乙醛、脂肪酸乙 烷酯对心肌细胞有很强的毒性作用,影响心肌的舒 缩功能 8 ; 自主神经功能障碍引起心肌收缩力减 弱致心输出量下降; 交感神经紧张性降低后其缩 血管能力减弱; 酒精直接扩血管的效应强于交感 缩血管作用。低血压导致脑血流灌注不足,容易产生 疲劳和注意力不集中,可诱发和加重脑的潜在疾病, 并且可加重外伤性颅脑损伤的程度。 交感神经的主要功能是应急性,副交感神经的 主要功能是等稳性。只有这两种系统精密配合,才能 维持内环境的相对稳定,使器官和组织的功能活动 836 生 物 医 学 工 程 学 杂 志第

27、2 3 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 卷 处于最适水平 9 。本实验中少量、中量饮酒后相同体 位的各参数统计结果表明:站立位时随着饮酒量增 加反映自主神经活动的各参数及血压均未发生显著 性变化, P0 . 0 5 ,这可能提示少量饮酒后站立位时 酒精对自主神经抑制能力已很强,自主神经可调功 率较低,甚至可能达到了调节范围的极限。如果此时 环境发生急剧变化,自主神经

28、对心血管的调节能力 极差,无法适应已变化的环境。长期处于自主神经过 度抑制状态,将导致自主神经功能衰退。轻微的自主 神经功能衰退可以潜伏若干年无临床症状,一旦出 现临床症状,病情已发展到不可逆转阶段,甚至危及 病人的生命 1 0 。 少量和中量饮酒后能引起心率增加、自主神经 功能下降、血压降低,但上述各参数的变化程度与 B AC无显著相关性( P0 . 0 5 ) , 这说明虽然酒精对 自主神经和心血管系统的调节能力产生显著影响, 但个体差异较大,不同的个体影响程度也不同,其原 因可能与个体对酒精的敏感程度不同有关。 少量饮酒时有2例受试者的B AC为阴性,外在 行为表现未见明显异常(如,共济

29、运动试验阴性) ,但 其中1例的HR V参数值已发生明显变化( R UH增 高、心率加快、 AP U、 AP H 、 T P V均大幅度下降,血 压降低) ,另一例受试者的上述参数变化趋势与前者 相似,仅变化程度较小。其原因可能是酒精对自主神 经及心血管系统产生一过性影响或者酒精的代谢产 物乙醛对其产生了抑制作用。这一方面说明酒精对 人体影响的个体差异性较大,更重要的是表明自主 神经对酒精特别敏感,极易受到酒精的影响,饮酒后 出现躯体神经系统体征出现之前,自主神经的调节 能力已明显减弱。 参考文献 1X u X H, X i e Z X , C h e n L C . T h e v a r

30、i a t i o n o f c h a o t i c c h a r a c t e r i s t i c so f h e a r t p e r i o ds i g n a l ( HP S )wi t ha g ei nn o r ma l s u b j e c t s .C h i n e s eJ o u r n a l o fMe d i c a l P h y s i c s .1 9 9 6 , 1 3 ( 2 ) : 1 0 9 徐小红,谢正祥,陈良迟.正常人心动周期信号( HP S )的混 沌特征随年龄变化.中国医学物理学杂志. 1 9 9 6 , 1 3 (

31、2 ) :1 0 9 2L i Z Y,Ni uYH,X i eZ X ,e t a l .He a r tp e r i o ds i g n a l f o rf e t u s a n dp r e g n a n t wo ma ni np e r i n a t a l p e r i o d .J o u r n a l o f B i o me d i c a l E n g i n e e r i n g ,2 0 0 3 ; 2 0 ( 3 ) :5 0 7 李章勇,牛永红,谢正祥等. 围产期母亲和胎儿心动周期信号分析.生物医学工程学杂志. 2 0 0 3 ,2 0 ( 3

32、) :5 0 7 3Ne me s a n s z k y E , C s e p r e g iA. H2- r e c e p t o ra n t a g o n i s t sa n d a l c o h o l :c l i n i c a l s i g n i f i c a n c e .Or vHe t i l ,1 9 9 6 ; 1 3 7 ( 2 4 ) : 1 3 0 9 4R e e dS F ,P o r g e sS W,Ne wl i nD B .E f f e c to f a l c o h o l o nv a g a l r e g u l a t

33、i o n o fc a r d i o v a s c u l a rf u n c t i o n : c o n t r i b u t i o n s o ft h e p o l y v a g a l t h e o r yt ot h ep s y c h o p h y s i o l o g yo f a l c o h o l .E x pC l i n P s y c h o p h a r ma c o l , 1 9 9 9 , 7 ( 4 ) :4 8 4 5D e n gS X ,Z h a oX C ,Z h uB Z ,e ta l .R e l a t i

34、o nb e t we e nb l o o d a l c o h o l c o n c e n t r a t i o na n dd r i v i n ga b i l i t yi nC h o n g q i n g .C h i n e s e J o u r n a l o f T r a u ma ,2 0 0 4 ,2 0 ( 3 ) :1 3 2 邓世雄,赵新才,朱秉 忠等.重庆地区驾驶员血液中乙醇浓度与驾驶能力的关系.中 华创伤杂志.2 0 0 4 ,2 0 ( 3 ) :1 3 2 6T e t t aF ,J a c q u yJ ,Hi l d e b r a

35、n dJ ,e ta l .At a x i ai n d u c e db y s ma l l a mo u n t so f a l c o h o l .JNe u r o s u r gP s y c h i a t r y , 1 9 9 8 ; 6 5 : 3 7 0 7T e u b e r L , Wa t j i e n s F , J e n s e n L H. L i g a n d s f o r t h e b e n d i a z e n p i n eb i n d i n gs i t e .C u r r P h a r m D e s , 1 9 9

36、9 ; 5 ( 5 ) :3 1 7 8Yu a nZ M,J i a n gHT ,Z h o uP ,e ta l .E f f e c t so fa c u t el a r g e a mo u n t so f a l c o h o l i n g e s t i o no nh e mo d y n a mi c sa n dmy o c a r d i a l i nd o g s .C h i n e s eJ o u r n a l o fC a r d i o v a s c u l a rMe d i c i n e ,2 0 0 3 ; 8 ( 3 ) :1 5 3

37、 袁志明,蒋汉涛,周 艹 凡等.急性大量饮酒对犬血流 动力学和心肌力学的影响.中国心血管杂志.2 0 0 3 ;8 ( 3 ) : 1 5 3 9Wa n gZ D ,X uYH.Ve g e t a t i v en e r v o u ss y s t e m sp h y s i o l o g y - b a s e a n dc l i n i c . B e i j i n g : S c i e n c e P r e s s ,1 9 9 2 : 1 - 1 2 王子栋,徐有 恒主编.植物神经系统生理学-基础与临床.北京:科学出版社, 1 9 9 2 : 1 - 1 2 1 0

38、L i Z G.T h ed i a g n o s t i ca n dt h e r a p e u t i cr e c e n t d e v e l o p me n t so f a u t o n o mi cn e r v o u ss y s t e m sf u n c t i o n a le x h a u s t i o n . C h i n e s e J o u r n a l o fMe d i c a l P h y s i c s ,1 9 9 7 ; 1 4 ( s u p p l e me n t ) : 6 李 增 高.自主神经功能衰竭的诊治近况.中国医学物理学杂志. 1 9 9 7 ; 1 4 (增刊) :6 (收稿: 2 0 0 4 - 0 7 - 2 6 修回: 2 0 0 5 - 0 3 - 0 2 ) 936 第3期李秀均等。急性少量、 = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = 中量饮酒对健康汉族人群共济运动及自主神经功能的影响