中国青年人动脉血pH值与地理因素的关系
【摘要】 目的 建立青年人(18-39岁)动脉血血气分析血pH值正常值与地理因素之间的回归模型。方法 收集全国各地区数据及各地区地理因素指标，对中国青年人动脉血pH值与地理因素的关系进行研究。结果 得出中国青年人动脉血pH值与地理因素之间的回归方程。结论 如果知道中国任何地区的地理因素指标，就可以应用此方程方便地推算出中国青年人动脉血pH值的正常参考值，实际应用于各地临床血气分析pH正常值参考值的预测。
【关键词】 血气分析；pH值；地理因素；逐步回归分析
Relationship between pH value of Chinese youth? arterial blood and geographical factors in China
ABSTRACT: Objective To build a regression equation which can indicate the relationship between pH value of Chinese youth? arterial blood and geographical factors in China. Methods We collected pH value of young and geographical factors in China, and studied the relationship between them. Results We worked out a regression equation which could indicate the relationship between the pH value of Chinese youth? arterial blood and the geographical indicators. Conclusion If knowing the geographical indicators of each area in China, we can estimate the pH reference value of young people?s arterial blood by using the equation.
KEY WORDS: blood gas analysis; pH value; geographical indicator; stepwise regression analysis
成年人动脉血血气分析pH值正常参考值是血气分析的重要指标。动脉血血气分析是对呼吸系统疾病进行诊断和防治的基本依据，已成为临床必要的检测项目之一[1]。我国幅员辽阔，地貌复杂，各地区之间的地理因素相差甚远，而目前临床上动脉血血气分析所使用的同一正常参考值，并未考虑地理因素等环境因素的影响，因此未必适用于每一个地区。本研究旨在建立中国青年人动脉血气分析血pH值正常参考值与地理因素之间的回归模型。
1 材料与方法
1.1 资料中血液标本的采集部位 动脉血血气分析的血液标本最好直接采取动脉血(包括桡、股、肱、肘、足背动脉血)，其次是采取手指、脚趾、耳垂的动脉化血。本文在收集资料的过程中发现大多使用的血液标本是动脉血和耳垂的动脉化血，两种方法的测定结果无明显差异(P>0.05)[2]。因此，本研究标本采集首选动脉血，如没有动脉血测定的数据，则选择动脉化耳垂血。
1.2 动脉血血气分析pH值正常参考值资料的选取 共选择全国40个地区的5651例数据[3?16]。这些数据分布于全国23个省、自治区、直辖市内，根据区划原则将中国分为八个区，每个区均有数据分布。
1.3 地理因素的选取 所选取的地理因素指标取材于有关著作和辞典,选取指标为地形和气候指标，地形指标为海拔高度，其次指标为气象部门常用的气候统计指标。选取的地理指标有9项：海拔高度X1(m)、年平均气温X2(℃)、年降水量X3(mm)、气温年较差X4(℃)、一月平均气温X5(℃)、七月平均气温X6(℃)、年平均相对湿度X7(%)、无霜期X8(d)、年日照时数X9(h)。
1.4 数据分析方法 直线回归分析：将动脉血血气分析的血pH值正常参考值作为因变量，X1-9作为自变量，运用SPSS 13.0 统计软件中“直线回归分析方法”得出每个地理指标(X1-9)与中国青年人动脉血血气分析的pH值正常参考值(pH)的相关性，的中国青年人动脉血血气分析pH值正常参考值与各项地理指标(X1-9)之间的简单相关系数[17?20]。逐步回归分析：逐步回归分析的基本思想是各个自变量指标依次进入回归方程，与因变量进行相关性分析，相关不大的变量自动剔除，最后得出与因变量关系最为显著的自变量的回归模型。将动脉血血气分析血pH值正常参考值作为因变量，X1-9作为自变量，运用SPSS 13.0 统计软件中“逐步回归分析方法”，剔除相关性不大的指标，保留与动脉血气分析pH值相关性较大的指标，并得出逐步回归方程。
1.5 地理分区 根据地理规划原则和有关文献，将全国划分为八个区，分别为西北区、晋陕内蒙古区、东北区、青藏区、华北区、西南区、长江中下游区和东南区，每区均选择代表地点进行预测，将预测值与实测值进行单因素方差检验，得出二者之间的差别程度。
2 结果
2.1 直线回归分析的结果 中国青年人动脉血血气分析的pH值正常参考值与各项地理指标(X1-9)之间的简单相关系数分别为：r1=0.632(P=0.000)，r2=-0.609(P=0.000)，r3=-0.366(P<0.01)，r4=0.047(P>0.05)，r5=-0.411(P<0.01)，r6=-0.638(P=0.000)，r7=-0.386(P<0.01)，r8=-0.681(P=0.000)，r9=0.336(P<0.05)。从相关分析得出的相关系数来看中国青年人动脉血血气分析pH值正常参考值与X1(海拔高度)、X2(年平均气温)、X3(年降水量)、X5(一月平均气温)、X6(七月平均气温)、X7(年平均相对湿度)、X8(无霜期)和X9(年日照时数)之间具有显著相关性(P<0.05)，与X4(气温年较差)无相关性。
2.2 逐步回归分析的结果 运用逐步回归分析方法得出中国青年人动脉血血气分析pH值正常参考值与各项地理指标(X1-9)之间的逐步回归方程为：pH=7.462-0.00672×X4-0.000182×X8R=0.724，R2=0.524F=26.518，P=0.000<0.01pH的预测区间为[pH-0.027，pH+0.027]，说明此回归方程是显著的。运用逐步回归分析方法，X8(无霜期)和X4(气温年较差)进入方程，其他指标被自动剔除掉，说明中国青年人的动脉血血气分析pH值正常参考值与X4(气温年较差)和X8(无霜期)关系最为显著。相关分析中可以看到X4与pH值关系不显著，但最后进入逐步回归方程，其原因是X4其本身与X8具有线性关系。
2.3 各地区实测值与预测值的比较 按照地理规划原则将中国分为8个区，分别为：西北区、晋陕内蒙古区、东北区、青藏区、华北区、西南区、长江中下游区和东南区。在此8个区域内选择代表地点进行预测，并与实测值进行比较，各地区预测值与实测值见表1。
表1 中国青年人的血pH实测值与预测值（略）
Table 1 Chinese youth? adult?s predictive value and true value of pH
将各地区代表地点实测值与预测值之间进行单因素方差检验，可得出：F=2.527, P=0.134>0.05。此检验说明各地区代表地点实测值和预测值高度一致，二者无统计学差异。
3 讨论
3.1 血pH值的临床意义 pH值是反应血液氢离子[H+]浓度的负对数：pH=pK+log[HCO-3] [H2CO3]，pK=6.1(上式中的pK为HCO-3/H2CO3的离解常数)动脉血pH值是判断酸碱平衡调节中机体代偿程度最重要的标志。它反映体内呼吸和代谢性因素综合作用的结果；pH值过低或过高均能严重影响机体的生物活性，包括各种酶系统、电解质转运和细胞代谢等功能。pH取决于血液中碳酸氢盐缓冲对(BHCO3/H2CO3)，其中BHCO3由肾脏调节，H2CO3由肺调节。我们在临床工作中一般认为当其比例为20∶1时，血pH值为7.40。pH低于7.35为失代偿性酸中毒，高于7.45为失代偿性碱中毒，代偿性酸、碱中毒时pH在正常范围内。但是，此时未考虑到地理因素的影响，pH值的实际正常参考值在不同地区、不同性别、不同人群中都有可能不相同。
3.2 不同地理环境对pH值的作用 地理环境是由大气、水、土壤、生物和矿物等各种地理要素组成的有机整体。它是人类赖以生存的物质基础。人的机体与地理环境处于一个矛盾统一的过程中；生命有机体一方面不断的从地理环境中摄取营养物质，同时也向地理环境排泄废物。在进行这种新陈代谢的物质交换过程中，也伴随着能量的交换，最后形成了人与地理环境物质交换的动态平衡。因此，相同地理环境下的动脉血血气分析pH值正常值应该是相同的，不同地理环境下的动脉血血气分析pH值正常参考值应该是不同的。动脉血血气分析pH值正常参考值与地理因素之间应该是有依赖关系的。随海拔高度的增加，对血气的影响越明显，高海拔低大气压，低氧分压，势必影响机体的酸碱调节，高原低氧性刺激使通气增加，而过度又引起血液碱化，伴随动脉血氧分压的降低，又使缺氧性刺激不能发挥其全部作用，此复杂的呼吸生理适应机制造成了高海拔地区人的酸碱平衡情况不同于平原地区。所以，不能忽略某个地区地理因素对动脉血气分析的影响，应强调地理因素各不相同的地区具有各自的pH值正常参考值。临床医生如果盲目用诸多报道的动脉血血气分析pH值正常参考值，有时就会对患者的病情判断出现偏差，严重影响临床诊断的准确性。
3.3 回归方程的临床应用 通过对上述指标与地理因素之间的直线回归分析可以看出中国青年人的血pH值这项指标与所选地理因素均有或大或小的相关性，并且不是单一相关，而是与地理因素的多重相关，不能用单一的地理因素来解释中国青年人的血pH值变化，需要多方面考虑地理因素对此项指标的影响。通过研究动脉血血气分析pH值正常参考值与地理因素的关系，揭示出中国青年人动脉血血气分析pH值正常参考值的地理分布规律，对制定动脉血血气分析pH值正常参考值的标准提供了的依据。用本文所研究的预测模型可以方便地估算出我国任意青年人的动脉血血气分析pH值正常参考值。从而，丰富了我国生、临床医学和医学地理学的内容。
基金项目：国家科学基金资助项目(No.40371004)
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