飛行訓練前后飛行員血清鐵和血紅蛋白及膽紅素的變化

趙超，祝筱姬，張春梅，任婧婧，張定益，郭思潤，王莉莉，竇寧

飛行訓練前后飛行員血清鐵和血紅蛋白及膽紅素的變化

趙超，祝筱姬，張春梅，任婧婧，張定益，郭思潤，王莉莉，竇寧

目的檢測戰斗機飛行員飛行訓練前后血清鐵、血紅蛋白、膽紅素生化指標變化，探討其指標與冠狀動脈疾病發生的相關性。方法飛行員組為殲轟-7飛行員40名，對照組為地勤人員40名，在飛行前和飛行后分別采取肘靜脈血標本進行檢測分析。結果血清鐵在1、2、3次飛后與飛前比較顯著降低（P＜0.01）；血紅蛋白在1、2、3次飛后與飛前比較顯著降低（P＜0.01，P＜0.05）；膽紅素在1、2、3次飛后比飛前顯著降低（P＜0.01），結論殲轟-7飛行員飛行訓練后血清鐵、血紅蛋白、膽紅素水平隨著飛行強度的增加而降低加重，但這種生化指標的變化仍在正常生理范圍。長期和反復的狀態，可能會成為飛行員容易發生冠狀動脈疾病的危險因素之一。

飛行員；飛行訓練；血清鐵；血紅蛋白；膽紅素

血清鐵、血紅蛋白、膽紅素三者之間存在密切相關性，其中血清鐵是合成后兩者的重要元素。研究表明，高強度運動會影響機體血清鐵、血紅蛋白、膽紅素的生理代謝[1-3]。飛行訓練屬一種特殊環境的運動，機體內血清鐵的代謝會受加速度、低氣壓缺氧、體液丟失、應激等多因素的影響[4-6]。飛行訓練前后飛行員血清鐵、血紅蛋白、膽紅素生化指標變化如何，國內外文獻報道甚少。本研究通過對高性能戰斗機飛行員飛行訓練前后血清鐵、血紅蛋白、膽紅素生化指標的檢測，以探討飛行員生化指標的變化與冠狀動脈疾病的發生有無相關性。

1 對象與方法

1.1 研究對象飛行員組：飛行員40名，男性，年齡24～44歲，身高168～178 cm，體重60～85 kg，飛行總時間300～4 400 h。飛機種類為殲轟-7。飛行高度5 km，飛行載荷4 G，飛行時間80 min/次，飛行間隔時間20 min。飛行時戴頭盔、穿載荷服、吸混合氧。地勤組：地勤人員40名，男性，年齡22～44歲，身高165～180 cm，體重60～87 kg。所有人員既往身體健康，無血液系統疾病史，平時堅持體育鍛煉，近1周內未服用各種藥物。

1.2 檢測方法

1.2.1 標本采集飛行員40名，上午飛行訓練登機前1 h和每次飛行訓練結束離機后10 min抽取肘靜脈血4 ml。地勤人員40名，早晨8：00抽取肘靜脈血4 ml。將1 ml靜脈血沿管壁緩慢注入含1.5～2.0 mg/dl的EDTA－K2抗凝試管內，輕輕顛倒混勻，2 h內完成血細胞檢測分析；將3 ml靜脈血緩緩注入干燥試管，離心分離血清，3 h內完成血清鐵和膽紅素的檢測分析。

1.2.2 檢測方法血紅蛋白采用日本Sysmex公司產XT-2000i全自動血細胞分析儀及配套試劑按儀器操作說明書規范進行；血清鐵和膽紅素采用瑞士Roche公司產MODULAR P800型全自動生化分析儀及原裝配套試劑盒按儀器操作說明書規范進行。

2 結果

血清鐵在1、2、3次飛后，與地勤組和飛前比較均有統計學差異（P＜0.01）；血紅蛋白在1、2、3次飛后，與地勤組和飛前比較均有統計學差異（P＜0.01，P＜0.05）；膽紅素在1、2、3次飛后，與地勤組和飛前比較均有統計學差異（P＜0.01），見表1。

表1 飛行訓練前后血紅蛋白、血清鐵和膽紅素檢測結果（±s，n＝40）

表1 飛行訓練前后血紅蛋白、血清鐵和膽紅素檢測結果（±s，n＝40）

與飛前比較，*P＜0.01，#P＜0.05

?

3 討論

在生理狀態下，轉鐵蛋白僅1/3與鐵結合，稱血清鐵。鐵是人體代謝的重要元素，在紅細胞生成中起重要作用，亦參與多種其它細胞代謝過程。鐵調素是鐵代謝的調節激素，它可抑制腸道鐵的吸收和單核巨噬細胞系統鐵釋放[7]。研究證明，長時間高強度運動會導致鐵丟失增多及鐵分布紊亂[8-10]。人體的80%～85%血紅蛋白源于衰老紅細胞。正常血紅蛋白由血紅素和珠蛋白組成，而血紅素由卟啉和鐵合成[11]。大運動量可破壞機體內的鐵平衡，引起鐵缺乏，血紅蛋白含量降低，二者呈正相關[12]。人體內的膽紅素主要來自血紅蛋白的分解。正常成人，每天約有6 g血紅蛋白轉化為膽紅素。血紅蛋白首先分解為珠蛋白和血紅素。珠蛋白進一步被分解為氨基酸而被利用；血紅素在血紅素加氧酶的催化下，轉變為膽綠素[13]。膽綠素在膽綠素還原酶催化下，還原成膽紅素。膽紅素具有毒性，可引起大腦不可逆損害。膽紅素能夠抑制氧化低密度脂蛋白的產生，保護血管內皮功能，避免氧化低密度脂蛋白引起補體活化和炎癥反應帶來的損傷，阻止或減慢動脈粥樣硬化的進程[14]。研究表明，血紅素氧合酶1促進鐵的釋放，可改變鐵在體內的儲存分布，加速鐵蛋白的合成，保護血管內皮細胞免受氧化損傷[15]。可見，血清鐵、血紅蛋白、膽紅素的代謝過程是機體內環境穩態的重要組成部分，使機體在抗氧化、抗缺氧、抗炎癥、抑制氧化應激反應等方面發揮關鍵作用。

Specich等[6]研究發現，在運動應激狀態下，機體受血流變學作用、應激反應、免疫反應、炎癥參與，鐵等微量元素會發生異常變化，其機制仍不清楚。近期對一組運動員高強度訓練后的檢測數據表明，血清鐵、血紅蛋白、膽紅素水平均明顯下降，證實了血清鐵、血紅蛋白、膽紅素代謝三者間的相互依賴性[16-18]。胡德永等[19]報道，戰斗機飛行員血清鐵、血紅蛋白、膽紅素水平均明顯低于正常對照組。認為高性能戰斗機對機體會產生持續高加速度、高加速度增長率、高角加速度、高認知負荷、高視角負荷、留空時間長、在場時間長等不利影響，對血清鐵濃度轉鐵蛋白的生成影響之大。結果提示，膽紅素與血紅蛋白呈正相關，與血清鐵無相關性；血紅蛋白與血清鐵呈正相關。Kraml等[15]研究證實，機體鐵儲備與動脈硬化癥存在相關性。鐵與鐵蛋白結合在催化劑的作用下形成氧自由基形式，引起動脈硬化癥脂蛋白增多。結果推斷，高血清鐵蛋白在氧化應激作用下，可能成為冠狀動脈疾病的危險因素。正如Schwerner所指出的，機體處在低血清鐵和膽紅素水平，可增加冠狀動脈疾病發生概率[20，21]。

本文結果顯示，飛行訓練后飛行員血清鐵、血紅蛋白、膽紅素均較飛前顯著降低（P＜0.01），且隨飛行強度的增加而降低。飛行員與地勤人員亦有顯著性差異（P＜0.01，P＜0.05）。本文結果與國內報道一致[22]。結果提示，戰斗機升空進行高速機動飛行時，飛行員會受到正加速度、低氣壓、振動、吸純氧、噪聲、輻射、精神緊張等諸多因素影響，機體易發生“氧化應激反應”，血紅素氧合酶1系統不能被有效激活，或活性降低，使一氧化碳、鐵離子及膽綠素生成減少，從而合成膽紅素減少。膽紅素水平的降低，隨之機體抗炎及抗氧化能力下降，對血管內皮細胞保護作用功能減退，這樣會促進動脈粥樣硬化形成，增加冠狀動脈疾病發生的可能性。本文中飛行員的指標變化均在正常的生理可調控范圍內，但長期和反復的“疊加效應”，可能會成為飛行員容易發生冠狀動脈疾病的危險因素之一。因此，應引起高度重視，采取干預措施，對保障飛行安全，減少冠心病發生的危險因素及延長飛行員的飛行壽命具有重要意義。

[1]Malicevic S,Nesic D,Rosic I.Seasonal alterations in serum iron levels in elite football players[J].Srp Arh Celok Lek,2008,136(9-10):524-528.

[2]Burge CM.Hemoglobin in exercise adaptation[J].Exerc Sport Sci Rev,2010,38(2):41.

[3]Hirai N,Horiguchi S,Ohta M,et al.Elevated urinary biopyrrin excretion and oxidative bilirubin metabolism during 24-hour ultramarathon running[J].Rinsho Byori,2010,58(4):313-318.

[4]Beutler E，Hoffbrand AV，Cook JD.Iron deficiency and overload[J].Hematology Am Soc Hematol Educ Program，2003:40-61.

[5]Grosbois B，Decaux O，Cador B，et al.Human iron deficiency[J].Bull Acad Natl Med，2005,189(8):1649-1663.

[6]Specich M，Pineau A，Ballereau F.Minerals，trace elements and related biological variable in athletes and during physical activity[J].Clin Chim Acta，2001,312(1-2):1-11.

[7]Wood S，張興榮.鐵代謝[J].國外醫學消化系統分冊，1990，10(3):174-175.

[8]聶集林，劉君雯.運動對鐵代謝及鐵調素的影響研究[J].現代預防醫學，2011，38(3):444-445.

[9]曹建民，田野，趙杰修，等.運動與鐵代謝[J].北京體育大學學報，2003，26(3):331-335.

[10]薛統，高欣.不同營養干預對運動性貧血大鼠紅細胞及鐵代謝指標的影響[J].北京體育大學學報，2009，32(8):62-64.

[11]李蓉生.正常鐵代謝及血紅蛋白的合成[J].中國全科醫學，2006，9(19):1579-1580.

[12]林文弢，徐國琴，翁錫全.遞增負荷運動引起運動性血紅蛋白低下的特點及機制[J].北京體育大學學報，2011，34(5):52-59.

[13]Doré S,Takahashi M,Ferris CD,et al.Bilirubin,formed by activation of heme oxygenase-2,protects neurons against oxidative stress injury[J].Proc Natl Acad Sci U S A,1999,96(5):2445-2450.

[14]Kawamura K，Ishikawa k，Wada Y，et al.Bilirubin from heme oxygenase-1 attenuates vascular endothelial activation and dysfunction[J].Thromb Vasc Biol，2005,25(1):155-160.

[15]Kraml P，Potockova J，Koprivova H，et al.Ferritin，oxidative stress and corconary atherosclerosis[J].Vnitr Lek，2004,50(3):197-202.

[16]McClung JP,Karl JP,Cable SJ,et al.Longitudinal decrements in iron status during military training in female soldiers[J].Br J Nutr,2009,102(4):605-609.

[17]Schumacher YO,Wenning M,Robinson N,et al.Diurnal and exercise-related variability of haemoglobin and reticulocytes in athletes[J].Int J Sports Med,2010,31(4):225-230.

[18]Fallon KE.The clinical utility of screening of biochemical parameters in elite athletes:analysis of 100 cases[J].Br J Sports Med,2008，42(5):334-337.

[19]胡德永，王建國，張雷，等.戰斗機飛行員血清膽紅素與血清鐵蛋白等指標的相關性研究[J].中國療養醫學，2011，20(1):3-5.

[20]Schwerner HA，Jackson WG，Tolan G，et al.Association of low serum concentration of bilirubin with increased risk of coronary artery disease[J].Clin Chem，1994,40(1):18-23.

[21]Schwertner HA,Fischer JR Jr.Comparison of various lipid,lipoprotein,and bilirubin combinations as risk factors for predicting coronary artery disease[J].Atherosclerosis,2000,150(2):381-387.

[22]宋明輝，曹國強，張麗梅，等.飛行員血清膽紅素與血脂水平變化的關系[J].中華航空航天醫學雜志，2006,17(1):51-52.

[2011-06-17收稿，2011-07-19修回]

Changes of serum iron,hemoglobin,bilirubin metabolism pre-and post-flight training of pilots

ZHAO Chao,ZHU Xiao-ji,ZHANG Chun-mei,et al.
Department of Med.Laboratory,the 89th Hospital of PLA,Weifang,Shandong 261021,China

ObjectiveTo determine changes of serum iron,hemoglobin,bilirubin biochemical indicators before and after flight training of pilots the and its relativity to coronary artery disease.MethodsThe serum iron,hemoglobin,bilirubin indexes of 40 pilots were detected at pre-and post-flight;at same time the 40 ground crews as control group.ResultsSerum iron of the 1st postflight,the 2nd postflight,the 3rd postflight were significantly lower than preflight(P<0.01).Hemoglobin of the 1st postflight,2nd postflight,3rd postflight were significantly lower than preflight(P<0.01,P<0.05).Bilirubin of the 1st post-flight,the 2nd post-flight,the 3rd post-flight were significantly lower than preflight(P<0.01).ConclusionFor JH-7 pilots postflight training serum iron,hemoglobin,bilirubin level are more lower along with the flight strength increases,but the biochemical indicators are in the normal physiological range.Long-term and repeated status may make pilots susceptible to risk factors of coronary artery disease.

Pilot;Flight training;Serum iron;Hemoglobin;Bilirubin

R852

A

261021山東濰坊，89醫院檢驗科（趙超，張春梅，任婧婧），呼吸科（祝筱姬）；261051山東濰坊，94303部隊醫院（張定益，郭思潤，王莉莉，竇寧）

祝筱姬，Email:xiaojizhu@163.com

[本文編輯：韓仲琪王慶法]