大蒜素對感染性休克大鼠血流動力學和血液流變學的影響

張 昆

（武安市第一人民醫院急診醫學科，武安 056300）

感染性休克是指由微生物及其毒素等所引發的膿毒病綜合征伴休克，因此又稱為膿毒性休克，以持續性低血壓、低血氧飽和度、代謝性酸中毒、多器官功能障礙等為主要臨床癥狀，病死率高達46%～82%[1]。Hasslacher J等[2]研究發現，感染性休克將導致具有舒張血管作用的炎性因子大量釋放，進而引發全身血管舒張、血流分布改變，繼而出現動脈血壓下降及灌注不足，反而加重感染性休克；此外，感染性休克患者還存在心肌收縮功能、全身血管阻力明顯下降進而影響血流動力學的病理機制。文俞心[3]研究報道休克狀態下，內皮細胞受損且產生功能障礙，在白細胞黏附、血小板與凝血系統被激活，機體將在高凝狀態下形成微栓，造成微循環阻塞。劉杰等[4]和楊增強等[5]研究發現血流動力學指標和血液流變學指標改變是感染性休克最重要的病理機制，既往研究發現大蒜素具有改善缺血再灌注大鼠血流動力學和血液流變學的藥理學作用[6-7]，本研究通過制備感染性休克大鼠并給予大蒜素進行干預治療，研究大蒜素對感染性休克后血流動力學指標和血液流變學指標的影響，進一步探討大蒜素對感染性休克的保護作用機制。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 健康清潔級Wistar大鼠，雄性，8周齡，體質量220～260 g，購自河北醫科大學實驗動物中心提供[SCXK（冀）：2013-1-003]。

1.2 藥物與試劑 大蒜素注射液（黑龍江江世藥業有限公司，規格：2 mL∶30 mg，批號：20160419）；血脂指標[總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）]檢測試劑盒（深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司，批號分別為：1607004、1609013、1701008、1607025）。

1.3 實驗方法

1.3.1 感染性休克大鼠模型的制備與分組、給藥 取實驗用大鼠，參照李欽等[8]報道的通過尾靜脈注射脂多糖（5 mg/kg）的方法復制感染性休克大鼠模型，將100只模型大鼠按照隨機數字表法分為模型組、大蒜素（3、6、12、24 mg/kg）組，每組 20 只；另取20只大鼠設為正常對照組。配置濃度為3、6、12、24 mg/mL的大蒜素溶液，大蒜素各劑量組分別腹腔注射給予相應濃度藥物（1 mL/kg），模型組和正常對照組分別給予生理鹽水（1 mL/kg），24 h行各指標檢測。

1.3.2 血流動力學指標監測 腹腔注射烏拉坦實施麻醉，分離右側頸總動脈、切開、插管并通過MS4000U-1C生物信號定量記錄分析系統（廣州市飛龍達科技有限公司）監測各組大鼠血流動力學指標：動脈收縮壓（SAP）、動脈舒張壓（DAP）、平均動脈壓（MAP）、左心室內壓峰值（LVSP），心室內壓最大上升速率（lv+dp/dtmax）、心室內壓達峰時間（t-dp/dtmax）。

1.3.3 血液流變學指標監測 經腹主動脈取血，加肝素抗凝，通過LBY-N6 Compact型全自動血液流變儀（北京普利生儀器有限公司）檢測各組大鼠血液流變學指標：全血黏性（低切、中切、高切）、血漿黏度，計算紅細胞聚集指數、紅細胞變性指數、紅細胞剛性指數。

1.3.4 血脂指標檢測 腹主動脈取血并離心（轉速1 500 r/min，離心10 min）取血清，根據各試劑盒要求進行相應處理后，通過生化分析儀測定各組大鼠血清血脂指標（TC、TG、LDL-C、HDL-C）。

1.4 統計學處理 采用SPSS15.0進行統計分析，實驗數據用均數±標準差（x±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗，p＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 大蒜素對感染性休克大鼠血流動力學的影響

2.1.1 大蒜素對感染性休克大鼠lv+dp/dtmax、t-dp/dtmax的影響 模型組大鼠lv+dp/dtmax較正常對照組大鼠顯著降低且t-dp/dtmax顯著升高，差異有統計學意義（p＜0.01）。與模型組比較發現，6、12、24 mg/kg大蒜素能夠顯著升高心室內壓最大上升速率（lv+dp/dtmax）并顯著縮短心室內壓達峰時間（t-dp/dtmax），差異有統計學意義（p＜0.05或p＜0.01）。12 mg/kg大蒜素組 lv+dp/dtmax、t-dp/dtmax與 24 mg/kg大蒜素組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。結果見表1。

表1 各組大鼠lv+dp/dtmax、t-dp/dtmaxTab.1 Lv+dp/dtmax,t-dp/dtmaxof the rats in each group

表1 各組大鼠lv+dp/dtmax、t-dp/dtmaxTab.1 Lv+dp/dtmax,t-dp/dtmaxof the rats in each group

注：與正常對照組比較，**p＜0.01；與模型組比較，#p＜0.05，##p＜0.01。

組別動物數lv+dp/dtmax（mmHg/s）t-dp/dtmax（m/s）正常對照組 20 4.13±1.01 3.86±0.75模型組 20 1.94±0.42** 1.73±0.58**大蒜素 3 mg/kg組 20 2.17±0.48 2.01±0.52大蒜素 6 mg/kg組 20 3.05±0.67# 2.56±0.64#大蒜素 12 mg/kg組 20 3.75±0.86## 2.89±0.76#大蒜素 24 mg/kg組 20 3.61±0.80## 3.04±0.72##

2.1.2 大蒜素對感染性休克大鼠SAP、DAP、MAP、LVSP的影響 模型組大鼠 SAP、DAP、MAP、LVSP較正常對照組均顯著降低，差異有統計學意義（p＜0.05 或p＜0.01）；與模型組比較發現，6、12、24 mg/kg大蒜素能夠升高感染性休克大鼠SAP、DAP、MAP、LVSP，差異有統計學意義（p＜0.05 或p＜0.01）。12mg/kg大蒜素組 SAP、DAP、MAP、LVSP 與 24mg/kg大蒜素組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。結果見表2。

2.2 大蒜素對感染性休克大鼠血液流變學的影響

2.2.1 大蒜素對感染性休克大鼠全血黏性、血漿黏度的影響 模型組大鼠全血黏度（低切、中切、高切）較正常對照組顯著升高，差異有統計學意義（p＜0.05），血漿黏度較正常對照組也顯著升高，差異有統計學意義（p＜0.01）。與模型組比較發現，6、12、24 mg/kg大蒜素能夠顯著降低腦缺血再灌注大鼠全血黏度（低切、中切、高切）及血漿黏度（p＜0.05或p＜0.01）。12mg/kg大蒜素組全血黏性（低切、中切、高切）、血漿黏度與24 mg/kg大蒜素組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。結果見表 3。

表 2 各組大鼠 SAP、DAP、MAP、LVSPTab.2 SAP,DAP,MAP,LVSP of the rats in each group

表 2 各組大鼠 SAP、DAP、MAP、LVSPTab.2 SAP,DAP,MAP,LVSP of the rats in each group

注：與正常對照組比較，**p＜0.01；與模型組比較，#p＜0.05，##p＜0.01。

組別 動物數 SAP DAP MAP LVSP正常對照組 20 124.71±23.69 85.42±14.93 98.46±16.04 117.28±7.30模型組 20 53.28±11.75** 33.78±4.58** 42.15±8.72** 67.35±9.24**大蒜素 3 mg/kg組 20 59.06±13.14 38.19±5.07 50.38±8.41 71.08±8.37大蒜素 6 mg/kg組 20 74.38±14.29# 43.82±7.93# 59.75±10.03# 77.13±8.40#大蒜素 12 mg/kg組 20 88.72±25.80## 54.90±12.82## 62.01±12.17# 79.04±10.25#大蒜素 24 mg/kg組 20 90.47±26.58## 52.71±13.24## 63.18±12.33# 82.19±12.93##

表3 各組大鼠全血黏度、血漿黏度Tab.3 Whole blood viscosity,plasma viscosity of the rats in each group（mPa/s

表3 各組大鼠全血黏度、血漿黏度Tab.3 Whole blood viscosity,plasma viscosity of the rats in each group（mPa/s

注：與正常對照組比較，*p＜0.05，**p＜0.01；與模型組比較，#p＜0.05，##p＜0.01。

組別 動物數 全血黏度 血漿黏度低切 中切 高切正常對照組 20 10.23±0.71 5.59±0.46 4.13±0.38 1.20±0.13模型組 20 13.80±1.42*7.05±0.58*5.36±0.59*1.83±0.15**大蒜素 3 mg/kg組 20 13.11±1.54 6.68±0.73 4.82±0.47 1.61±0.17大蒜素 6 mg/kg組 20 11.78±0.93 5.87±0.61#4.50±0.51#1.45±0.13#大蒜素 12 mg/kg組 20 11.06±1.04#5.62±0.43#4.27±0.38#1.28±0.10##大蒜素 24 mg/kg組 20 10.95±1.23#5.57±0.45#4.21±0.40#1.30±0.12##

2.2.2 大蒜素對感染性休克大鼠紅細胞聚集指數、剛性指數、變形指數的影響 模型組大鼠紅細胞聚集指數、剛性指數較正常對照組顯著升高而紅細胞變形指數顯著降低（p＜0.05或p＜0.01）；與模型組比較發現，6、12、24 mg/kg大蒜素能夠顯著降低感染性休克大鼠紅細胞聚集指數、剛性指數并顯著升高紅細胞變形指數（p＜0.05或p＜0.01）。12 mg/kg大蒜素組紅細胞聚集指數、剛性指數、變形指數與24 mg/kg大蒜素組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。結果見表4。

表4 各組大鼠紅細胞聚集指數、剛性指數、變形指數Tab.4 Erythrocyte aggregation index,rigidity index,deformation index of rats in each group

表4 各組大鼠紅細胞聚集指數、剛性指數、變形指數Tab.4 Erythrocyte aggregation index,rigidity index,deformation index of rats in each group

注：與正常對照組比較，*p＜0.05，**p＜0.01；與模型組比較，#p＜0．05，##p＜0.01。

紅細胞變形指數正常對照組 20 2.28±0.19 8.96±1.04 1.17±0.11模型組 20 3.42±0.37* 13.07±1.85**0.63±0.08**大蒜素 3 mg/kg組 20 2.91±0.40 11.78±2.17 0.71±0.10大蒜素 6 mg/kg組 20 2.63±0.36# 11.20±1.37# 0.85±0.07#大蒜素 12 mg/kg組 20 2.48±0.27# 10.68±1.13# 0.90±0.08##大蒜素 24 mg/kg組 20 2.41±0.31# 10.04±1.45# 0.98±0.09##組別 動物數 紅細胞聚集指數紅細胞剛性指數

2.3 大蒜素對感染性休克大鼠血清血脂的影響 模型組大鼠血清中血脂TC、TG、LDL-C含量較正常對照組顯著升高且HDL-C含量顯著降低，差異有統計學意義（p＜0.01）；與模型組比較發現，6、12、24 mg/kg大蒜素能夠顯著降低感染性休克大鼠血清TC、TG、LDL-C 含量，差異有統計學意義（p＜0.05，p＜0.01），12、24 mg/kg大蒜素能夠顯著升高HDL-C含量，差異有統計學意義（p＜0.05）。12 mg/kg大蒜素組TC、TG、LDL-C、HDL-C 與 24 mg/kg大蒜素組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。結果見表5。

表 5 各組大鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C含量（Tab.5 Content of TC,TG,LDL-C,HDL-C of rats of each groupmmol/L

表 5 各組大鼠血清TC、TG、LDL-C、HDL-C含量（Tab.5 Content of TC,TG,LDL-C,HDL-C of rats of each groupmmol/L

注：與正常對照組比較，**p＜0.01；與模型組比較，#p＜0.05，##p＜0.01。

組別 動物數 TC TG LDL-C HDL-C正常對照組 20 1.81±0.36 0.57±0.13 0.68±0.17 0.93±0.27模型組 20 2.50±0.49**1.29±0.40**1.15±0.24**0.65±0.19**大蒜素3 mg/kg組 20 2.36±0.52 1.14±0.37 1.03±0.26 0.69±0.21大蒜素6 mg/kg組 20 1.92±0.47# 0.86±0.35# 0.90±0.19# 0.73±0.18大蒜素12 mg/kg組 20 1.88±0.41# 0.73±0.28## 0.81±0.22# 0.80±0.23#大蒜素24 mg/kg組 20 1.80±0.39## 0.62±0.16## 0.76±0.18##0.84±0.19#

3 討論

微循環障礙是感染性休克發生發展的重要病理基礎，與血流動力學和血液流變學異常密切相關[4-5]，以低血容量、持續性低血壓為主要臨床表現，最終引發多器官衰竭而危及生命。因此，以血流動力學和血液流變學為靶點進行干預治療，對改善組織血液灌注、減少器官損傷、抑制感染性休克進展具有重要意義。感染性休克能夠促進舒張血管作用炎性因子大量釋放而影響血流動力學[2]；致使內皮細胞損傷并阻礙其生產而影響血液流變學[3]；此外，劉霖敏等[9]研究發現，感染性休克多伴隨血清HDL-C含量降低且TC、TG、LDL-C含量升高，其中HDL-C能夠通過多種途徑抑制感染性休克進展，在感染性休克發生發展過程中HDL-C被大量消耗[10]。本實驗研究發現，經大蒜素（6～12 mg/kg）干預治療能夠有效改善血清血脂指標（降低血清TC、TG、LDL-C含量并提高HDL-C含量）。

正常的血流動力學對機體維持正常血壓和血流灌注非常重要，SAP、DAP、MAP、LVSP、lv+dp/dtmax以及t-dp/dtmax是監測機體血流動力學的常規指標[11-12]。而維持正常血液流變學對機體組織血液灌注尤其是對微循環非常重要，影響血液流變學的因素很多，包括全血黏度（低切、中切、高切）、血漿黏度，紅細胞聚集指數、變性指數、剛性指數等[7,13-14]。此外，感染性休克與機體血脂代謝異常密切相關[15-16]，其中TG、LDL-C含量增高將損害血管內皮光滑性，從而增加誘發血管狹窄甚至堵塞的危險性，而HDL-C能夠促進TC代謝而表現出對機體的保護作用[17]，而高血脂促進感染性休克的作用機制與其加重血液黏稠度、破壞血管壁導致血管狹窄，進而影響機體血流動力學與血液流變學有關[18-19]。本實驗研究發現，經大蒜素（6～12 mg/kg）干預治療能夠顯著改善感染性休克大鼠血流動力學指標（提高 SAP、DAP、MAP、LVSP，提高 v+dp/dtmax并縮短t-dp/dtmax）、改善血液流變學指標[降低全血黏度（低切、中切、高切）和血漿黏度，降低紅細胞聚集指數、剛性指數并提高紅細胞變形指數]。

綜上所述，大蒜素對感染性休克大鼠血流動力學和血液流變學具有一定的改善作用；作用機制可能與大蒜素調節血脂，升高 SAP、DAP、MAP、LVSP，提高v+dp/dtmax并縮短t-dp/dtmax，降低全血黏度和血漿黏度，降低紅細胞聚集指數、剛性指數并提高紅細胞變形指數有關。

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