高原官兵睡眠障碍与认知障碍研究进展

王欢欢，刘 霖，陈开兵，钱小顺，韩继明

1延安大学医学院，陕西延安 716000；2 解放军总医院 国家老年疾病临床医学研究中心，北京 100853；3 解放军总医院第二医学中心 呼吸与危重症医学科，北京 100853；4 甘肃中医药大学附属医院 睡眠中心，甘肃兰州 730000

高原特殊的地理环境及气候特点对人体生理、心理产生诸多影响，严重时还会危及生命健康[1]。已有研究表明高原驻训官兵随海拔高度增加，睡眠困扰、脑功能改变、焦虑等问题不断涌现[2-3]。其中，睡眠障碍与认知障碍是尤为突出的两大问题，倍受军事作业医学关注。临床调研发现，高原驻训官兵睡眠障碍(sleep disorders，SD)发生率高达67.9%，不仅引起心理效能及体育活动能力下降，还会导致神经、呼吸等多个系统发生器质性或功能性损害[4-5]。同时，认知障碍(cognitive impairment，CI) 常与睡眠障碍并存，其破坏性强，直接影响军队战斗力[6-7]。鉴于此，本文围绕高原官兵睡眠障碍和认知障碍最新研究进行论述，为高原官兵阶段性驻防策略提供新见解。

1 高原官兵睡眠障碍和认知障碍的特征与机制

1.1高原睡眠障碍 睡眠障碍是驻训官兵进入高原后最常见问题。刘清源等[5]调查显示高原驻训官兵睡眠障碍发生率达67.9%，较陈涛等[8]、曹军胜等[9]的调研结果(48.1%、41.5%)显著增高。睡眠障碍系指在睡眠-觉醒过程中身体表现出的功能障碍[4]。驻训官兵进入高原后基于低氧血症，睡眠状况不容乐观，失眠(52.53%)、睡眠不足综合征(48.34%)及鼾症(41.01%) 为最常见的睡眠疾病类型[10-11]。睡眠效率低下、总睡眠时间不变但慢波睡眠减少、周期性呼吸伴脑电图α 节律紊乱、脑血流量代偿后减少是高原睡眠障碍特征表现[4]。但随着驻防时间延长，其睡眠质量较前略有提高，主要体现在睡眠时间、睡眠效率、睡眠障碍和日间功能，可能是由于机体对低压低氧环境的适应[12]。

高原官兵睡眠障碍发生机制一直备受关注。从平原到高原的官兵在低压低氧环境下机体发生代偿反应，动脉血氧分压降低，脑血流量增加，引起脑血管扩张、脑细胞水肿，导致睡眠中枢功能障碍。且缺氧环境下，机体反射性呼吸加深加快，导致肺过度换气，发生低碳酸血症和呼吸性碱中毒，出现高原周期性中枢性睡眠呼吸暂停，这是睡眠破坏和大脑缺氧加重的重要原因[13]。高原寒冷、干燥的环境会降低高原官兵呼吸防御功能，易引起病原菌侵袭，发生炎症反应，导致呼吸道炎性水肿，影响其睡眠质量。

1.2高原认知障碍 认知障碍指在觉醒状态下始终存在的受自我意识控制的一个或多个认知域受损表现出的功能障碍，分为两种类型：介于正常衰老与轻度痴呆之间的轻度认知障碍；有脑血管病危险因素或脑血管病的血管性认知障碍[14]。前者具有早期干预价值，是近年来国际上广泛关注的重点。高原驻训官兵普遍存在轻度认知障碍，主要表现为短时记忆力差，注意广度下降，复杂思维判断力及思维灵活性迟缓等，影响身心效能[7]。史菊红等[7]研究显示高原驻训官兵认知障碍与社会支持存在负向作用，睡眠质量差、创伤经历、焦虑负性情绪是高原官兵轻度认知障碍的危险因素。射击作为官兵技能与战术、速度与时间深度契合的一种军事能力体现，广受认知功能影响，高原官兵较低海拔官兵反应时间明显延长，目标追踪速度显著下降，射击成绩整体水平随之下降，提示反应速度对军事活动绩效有较好预测效能[15]。

Li 等[16]的研究中，官兵前往高海拔驻地前，在平原地区进行相应的认知功能训练，以期规避高原不良反应，保证军事任务的完成。但此试验结果与预期假设相悖，高强度训练产生的认知优势在高海拔急性低氧暴露时并无优势，训练有素的高原官兵在视觉反应准确性、听觉反应速度、追踪目标测试中报告正确点的能力较未训练的高原受试者表现出更大的下降。可能原因是高原低压低氧导致脑供氧不足，发生脑损伤。众所周知，大脑是最容易受到缺氧损伤的区域，与神经可塑性密切相关[17]。突触作为负责神经元之间通讯的细胞结构，是训练依赖型神经可塑性中的关键细胞结构。突触效能的改变在训练依赖的认知改善中起首要作用，但在缺氧条件下很容易被破坏。低氧直接影响神经递质突触释放和突触功能有关的活性因子表达而引发CI[16-18]。

2 高原官兵睡眠障碍与认知障碍的关系

胡明侠等[10]对我国高原驻防官兵睡眠疾病的流行病学调查发现，失眠发生率达52.53%，其睡眠质量各因子得分与智商、记忆在内的认知水平指标呈显著负相关，表明高原驻训官兵睡眠质量直接影响认知水平。另外，有研究证实人体神经系统功能恢复依赖于良好的睡眠，慢波睡眠时期脑内蛋白质合成加快，新神经突触联系有效建立，促进人体精力恢复[19]。失眠官兵入睡困难，睡眠觉醒频繁，慢波睡眠减少，直接导致下丘脑-垂体-肾上腺轴功能紊乱，影响大脑神经营养因子(包括脑源性和胶质源性神经营养因子)对神经元和胶质细胞的营养支持，造成认知功能损害[20]。且失眠还会造成大脑前额皮质血流量下降，前额皮质是大脑执行、行为功能等认知活动的主要区域，通过影响前额皮质也可损害认知功能[19]。

睡眠不足综合征是高原驻训官兵第二大常见睡眠疾病，涵盖睡眠质量差、睡眠时间不足或过长以及睡眠时间不规律[21]。关于自我报告睡眠质量的研究表明睡眠时间长短与认知障碍呈U 型关系，男性认知能力受损与睡眠时间短有关，女性与睡眠时间长有关[22-23]。高原官兵普遍主诉睡眠时间不足、睡眠质量差，其认知障碍程度也随主诉睡眠障碍的加重出现上升趋势[5,7]。官兵在高原适应过程中长期限制和破坏睡眠会减弱神经元环状单磷酸腺苷-蛋白激酶A(cAMP-PKA) 信号传导而削弱海马神经元的可塑性和记忆过程，当睡眠受限长期发生时，海马细胞增殖和神经发生减少，海马体积随之减小，导致认知功能受损[17]。Tau 是脑脊液中相对稳定的一种微管相关蛋白，也是阿尔茨海默病相关神经变性的一种加速器。一项临床试验表明一晚的睡眠剥夺会提高脑脊液中Tau 蛋白水平，在人类脑脊液中增加了50%，在小鼠间质液中增加了100%，可见“睡眠不足”与认知功能间有很密切的联系[22]。

鼾症是高原官兵常见睡眠障碍之一，包括单纯性鼾症与睡眠呼吸暂停综合征，是临床多发的一种潜在致死性睡眠呼吸障碍疾患。随着病情发展，可导致高血压病、心脑血管病等一系列合并症[24]。高原鼾症官兵夜间睡眠期间由于颏舌肌松弛，咽壁因呼吸道内的负压塌陷，造成气息出入受阻、上气道阻塞，引发间歇性低氧血症。加之高原环境氧气稀薄，气压低会加剧呼吸障碍，引起睡眠结构紊乱。因此，保持鼾症官兵上呼吸道通畅是高原医学认知障碍领域的关注热点。

3 高原官兵睡眠与认知障碍防治新策略

3.1氧疗 高压氧是治疗高原睡眠障碍的有效手段之一，90%以上的睡眠障碍者经高压氧治疗后睡眠得到明显改善[25]。驻训官兵在完成高原任务前进行高压氧治疗，可以有效改善气体交换，增强氧合能力，提高血氧张力，增加组织氧含量和氧储备，并加速乳酸清除，减轻缺氧对组织的损伤，降低睡眠障碍与认知障碍的发生率，增强高原官兵体能与抵抗力，提高作业效率[26]。由于官兵高原驻训的机动性，便携式高原野战增压帐篷应运而生，通过加压方式增加帐篷内氧分压，纠正低氧导致的睡眠障碍。在海拔3 700 m、4 200 m、5 200 m，使用增压帐篷的驻训官兵夜间睡眠时平均SpO2、最低SpO2较不增压组显著提高，自发微觉醒及呼吸性事件明显减少，其效果在实践中得到验证[27]。

3.2药物治疗 增加睡眠时间是改善认知障碍最简单可行且安全的方法，通过使用睡眠药物，如唑吡坦、扎来普隆、乙酰唑胺等强制增加睡眠时间，可有效改善主客观睡眠质量，不影响睡眠结构，不降低通气和血氧饱和度，缓解睡眠障碍，是防治高原驻训官兵认知障碍的一种可行策略[28]。近年来，多项临床研究表明，相较于传统西药的成瘾性，中药效果更加温和，包括消痰解郁方、红景天、复方丹参滴丸等，对高原驻训官兵睡眠质量提高有显著作用[29]。

3.3健康宣教和心理疏导 孟旭阳等[30]研究显示正式开展高原实训前，对参与高原外训官兵进行高原卫勤知识宣讲，使其一定程度上掌握了应对睡眠困扰、负性情绪等的方法，增进了对高原环境下作业的心理适应性，对睡眠与认知功能产生了积极促进作用。部队领导可依据不同时期、不同任务目的等驻训特点对高原官兵进行个性化健康宣教，对可能出现的高原驻训问题提供早预防、早控制的解决方案，保证高原官兵身心健康，提高军事战斗力及作业能力。此外，陈涛等[8]采用认知行为疗法中的认知重建技术，通过帮助个体改正歪曲思维，重构合理认知，进而改善睡眠问题。情绪作为高海拔环境下一个重要应激因素，对驻训官兵的调节、适应能力提出新挑战[3]。定期对高原驻训官兵实施个人或团体认知行为训练，问题突出者进行多次一对一心理咨询，可促进其恢复到正常的生活工作状态。

3.4阶梯适应法 Guo 等[31]研究发现，4 d 短期高海拔暴露对改善人的神经行为参数(包括情绪状态和认知表现)有更好的效果。与3 个月长期高海拔暴露组相比，其负性情绪明显降低，认知表现更好，感觉运动、注意力和精神运动能力更佳，甚至急性高山病的患病率更低。驻训官兵高原环境下的生活工作需要适应过程，官兵进入高原时，采用由低到高、短期暴露、缓慢行进的阶梯适应法驻训高原，使机体代偿功能通过适度调节逐步升高，减轻高原环境对驻训官兵睡眠和认知功能影响。但此方法对急进高原作业官兵难以实施。

4 结语

睡眠障碍和认知障碍在高原官兵中普遍存在。睡眠障碍通常会影响认知功能，导致官兵高原作业效能降低。轻度认知障碍是官兵进驻高原后普遍反应，发生认知障碍的高原官兵普遍伴随睡眠质量低下。目前高原官兵通过干预睡眠提高认知功能的相关研究较少。未来我们将加深对官兵的高原医学研究，为促进我军高原整体军事卫勤保障提供参考依据。