**英文标题：**Divers revisited: The ventilatory response to carbon dioxide in experienced scuba divers
中文标题：《重访潜水员：经验丰富的水肺潜水员对二氧化碳的通气反应》
**发表期刊：**Respiratory Medicine
**影响因子：**约4.2（2014年）
**发表时间：**2014年（在线发表：2014年2月20日）
**研究单位：**Christopher Matthew Norton Earing，英国班戈大学运动、健康与运动科学学院
文章简介
高碳酸血症（CO₂潴留）是水肺潜水中的重要安全隐患，可引发呼吸加深加快、头痛、头晕乃至意识丧失等症状。既往研究表明，潜水员的CO₂通气反应低于非潜水员，但这一差异是否受运动影响、是否源于中枢或外周化学感受器的适应，尚存争议。此前针对水肺潜水员的研究均在高氧条件下进行，尚无研究在低氧条件下评估外周化学感受器对CO₂通气反应的贡献。
2014年，英国班戈大学运动、健康与运动科学学院Christopher Matthew Norton Earing团队在Respiratory Medicine上发表了题为"Divers revisited: The ventilatory response to carbon dioxide in experienced scuba divers"的研究论文。该研究通过两项实验，系统评估了经验丰富的水肺潜水员在静息、运动及不同氧分压条件下对CO₂的通气反应，旨在明确潜水员CO₂通气反应降低的生理机制。
研究发现，经验丰富的水肺潜水员对CO₂的通气反应比对照组低约40%，且这一差异在运动（100瓦功率自行车，模拟潜水负荷）和不同氧分压（高氧、常氧、中度低氧）条件下均持续存在。在高氧+高碳酸血症及低氧+高碳酸血症条件下，潜水员的每分通气量变化均显著低于对照组，而两组对单纯低氧的通气反应无显著差异。这些结果提示，潜水员CO₂通气反应的降低主要源于中枢化学感受器的适应，而非外周颈动脉体功能的改变，为潜水员CO₂安全筛查提供了重要的生理学依据。
研究结论
水肺潜水员对CO₂的通气反应较低，低强度运动不会改变潜水员和对照组的CO₂敏感性。水肺潜水员中观察到的通气反应降低似乎局限于中枢化学感受器的适应，因为在低氧和高氧CO₂反应中，潜水员与非潜水员之间的通气驱动差异没有变化。此外，这些发现突显了水肺潜水员CO₂潴留的风险，并为以色列海军医学研究所对潜水员进行CO₂通气反应测试以用于生理训练筛查提供了额外支持。
研究结果
结果1. 静息与运动状态下CO₂通气反应
已知水肺潜水员的CO₂通气反应低于非潜水员，但运动是否会改变这一差异尚不明确，且潜水本身是一项以下肢推进为主、估计代谢当量约为7 METs的主动活动，运动对CO₂通气反应的影响具有重要的安全意义。
研究人员将11名经验丰富的水肺潜水员（平均潜水次数1045次，最大深度52.6 m）与11名匹配对照受试者进行比较，采用高氧CO₂重呼吸法（150 L道格拉斯袋充纯氧），分别在静息和100瓦功率自行车运动（模拟潜水典型负荷）条件下测定CO₂通气反应斜率，同时采集耳垂动脉化毛细血管血样进行血气分析（图1）。
结果显示，潜水组CO₂通气反应在静息（1.49 ± 0.33 l/min·mmHg⁻¹）和运动（1.22 ± 0.55 l/min·mmHg⁻¹）时均显著低于对照组（静息：2.08 ± 0.71；运动：2.05 ± 0.98 l/min·mmHg⁻¹，p < 0.05）（图1）。两组均未出现静息与运动之间通气反应斜率的显著变化，表明在模拟潜水负荷的运动强度下，运动对CO₂通气反应无调节作用，潜水员与对照组之间的差异持续存在（表3）。
图1. CO₂重呼吸时，从静息基线起每分通气量的变化与呼气末PCO₂的关系，分别在静息（a图）和运动（b图）条件下进行，其中△表示水肺潜水组，■表示对照组。水肺潜水员在静息和运动时的通气反应斜率均显著更低（p < 0.05）。数值表示均值 ± 标准差。
结果2. 不同氧分压条件下的通气反应
为明确潜水员CO₂通气反应降低是否涉及外周颈动脉体化学感受器的贡献，研究人员设计了包含高氧与低氧条件的实验，因为高氧可有效抑制外周化学感受器，而低氧则可激活颈动脉体并增强其对CO₂的敏感性。
研究人员将10名潜水员与10名对照受试者分别呼吸四种预混气体（环境空气；25% O₂/6% CO₂；13% O₂；13% O₂/6% CO₂），记录每种气体条件下从基线起每分通气量的变化，以评估高碳酸血症与中度低氧联合作用下的通气反应（图2）。
结果显示，呼吸环境空气时两组每分通气量无显著差异（潜水员：9.33 ± 2.94 l/min；对照组：10.32 ± 1.97 l/min）。单纯13% O₂低氧条件下两组通气变化亦无显著差异（潜水员：9.76 ± 3.62 l/min；对照组：11.58 ± 1.76 l/min）。然而，在高氧高碳酸血症（25% O₂/6% CO₂）条件下，潜水员每分通气量变化（18.54 ± 6.72 l/min）显著低于对照组（25.76 ± 6.12 l/min，p < 0.05）（图2）；在低氧高碳酸血症（13% O₂/6% CO₂）条件下，潜水员（22.42 ± 7.92 l/min）同样显著低于对照组（29.88 ± 8.05 l/min，p < 0.05）（图2）。两组对不同氧分压的通气反应差异在高氧与低氧条件下保持不变，提示潜水员CO₂通气反应的降低主要源于中枢化学敏感性的适应，而非外周颈动脉体功能的改变。两项实验中均未发现潜水经验与CO₂通气反应之间的相关性。
图2. 呼吸不同混合气体时，从静息基线起每分通气量的变化（l/min）。△表示水肺潜水员，■表示对照组；*表示两组间在各气体混合条件下存在显著差异（p < 0.05）。数值表示均值 ± 标准差。
