亞低溫液體與常溫液體對(duì)高溫高濕環(huán)境下失血性休克大鼠復(fù)蘇效果的對(duì)照研究

施冬冬，陳前芬，覃燕律，武貴林，陳伯成*

(1.廣西醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，廣西 南寧；2.解放軍第923 醫(yī)院麻醉科，廣西 南寧)

0 引言

高溫高濕環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利于機(jī)體的情況，如體溫上升、水電解質(zhì)失衡、體溫調(diào)節(jié)中樞紊亂、心血管系統(tǒng)損傷、炎癥介質(zhì)聚集等，從而致使運(yùn)動(dòng)能力下降、疲勞，引起機(jī)體損傷[1]。持續(xù)熱暴露會(huì)使機(jī)體熱休克，嚴(yán)重影響機(jī)體正常的生理功能，有報(bào)道稱高溫誘導(dǎo)的熱休克是熱環(huán)境下動(dòng)物死亡的重要原因，死亡率可高達(dá)17%～80%[2]。在高溫高濕環(huán)境下出現(xiàn)HS 時(shí)，為保證組織的灌流供血，機(jī)體代償性增加心臟做功，提高心率以增加心輸出量[3-4]，高負(fù)荷和高代謝會(huì)進(jìn)一步加重機(jī)體損傷，及早的進(jìn)行補(bǔ)液是治療的關(guān)鍵。程新等[5-6]人研究認(rèn)為在休克早期低溫液體(4℃)復(fù)蘇可有效降低高溫高濕環(huán)境大鼠體溫、抑制炎癥介質(zhì)釋放，可以改善高溫高濕環(huán)境下大鼠HS 的復(fù)蘇效果。HS 時(shí)往往需要盡快地補(bǔ)液維持循環(huán)系統(tǒng)，但較低的溫度液體快速進(jìn)入體內(nèi)會(huì)使機(jī)體的凝血功能、血小板等改變[7]，同時(shí)低溫補(bǔ)液技術(shù)的其他危險(xiǎn)因素和并發(fā)癥尚不清楚。到目前為止，現(xiàn)有的文獻(xiàn)中缺乏對(duì)亞低溫液體治療HS 的報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)采用亞低溫液體(12±1.5)℃對(duì)高溫高濕環(huán)境下HS 大鼠復(fù)蘇，旨在評(píng)估此補(bǔ)液方式可行性以及復(fù)蘇效果，以期為高溫高濕環(huán)境下HS 的治療研究提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

3 月齡健康SD 雄性大鼠24 只(由廣西醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供)，普通環(huán)境下飼養(yǎng)，體重相仿(280±20)g。將24 只SD 雄性大鼠HS 造模成功后隨機(jī)分為兩組，每組12 只，對(duì)照組：為常溫液體組，液體溫度控制在(23±1.5)℃；觀察組：為亞低溫液體組，液體溫度控制在(12±1.5)℃。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)器械及試劑

BL-420S 型生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(成都泰萌有限公司生產(chǎn))，海爾空調(diào)(青島海爾空調(diào)電子有限公司生產(chǎn))，取暖器(奧德爾實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn))，溫濕度計(jì)(濟(jì)南仁碩電子科技有限公司生產(chǎn))，水合氯醛(上?；瘜W(xué)試劑公司生產(chǎn))，4%多聚甲醛PBS 溶液(武漢博士德生物有限公司生產(chǎn))，乳酸鈉林格試液、0.9%生理鹽水(福州邁新生物技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn))。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 HS 模型建立

取健康SD 大鼠24 只，實(shí)驗(yàn)前將大鼠常規(guī)禁食6 小時(shí)，自由飲水。后將大鼠暴露在氣象條件為干球溫度(37±0.5)℃，相對(duì)濕度(65±5)%的高溫高濕環(huán)境中，大鼠可以自由活動(dòng)預(yù)適應(yīng)環(huán)境。采用Wigger’s 改良法制備失血性休克大鼠模型，大鼠予10%水合氯醛腹腔注射麻醉，劑量為0.32mL/100g，仰臥固定于鼠板上。大鼠右側(cè)頸動(dòng)脈，左側(cè)股靜脈插管放置24G 留置針，連接三通，導(dǎo)管及三通內(nèi)充滿肝素。右側(cè)頸動(dòng)脈插管處進(jìn)行放血及平均動(dòng)脈壓(Mean arterial pressure，MAP)等血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)監(jiān)測(cè)；股靜脈用于回輸液體，維持血壓及建立休克穩(wěn)定后補(bǔ)液通道；熱暴露開始至熱暴露60min，予電子溫度計(jì)每隔10min 測(cè)量大鼠直腸溫度。置管操作后待大鼠血壓穩(wěn)定，自頸動(dòng)脈快速放血至MAP 40mmHg(1mmHg=0.133kPa)，將放出的血液裝入無菌儲(chǔ)血瓶中。隨后20 min 內(nèi)若MAP 高于45mmHg 則緩慢放血，若MAP 低于25mmHg 則自股靜脈緩慢輸入自體血，使MAP 維持在35±5mmHg。從熱暴露開始至20min 內(nèi)建立好失血性休克模型。

表3 兩組大鼠熱暴露下直腸溫度比較(℃)

1.3.2 液體復(fù)蘇

將500mL 生理鹽水預(yù)先放入冰箱冷藏至12℃維持，接普通輸液管，將液體與輸液管一同放入自制的保溫裝置中，再將受保護(hù)的輸液管與大鼠股靜脈相連接，熱暴露20min 內(nèi)制備成功高溫高濕環(huán)境下HS 大鼠，模型建立成功后開始回輸自體血，并輸入2 倍量的乳酸鈉林格溶液，輸液泵控制回輸速度均為1.5mL·kg-1·min-1持續(xù)，對(duì)照組采用(23±1.5)℃乳酸鈉林格溶液，觀察組采用(12±1.5)℃乳酸鈉林格溶液。

1.3.3 觀察指標(biāo)

比較兩組大鼠3h 平均存活時(shí)間(min)及3h 存活率(%)。選擇液體復(fù)蘇30min 后，分別從大鼠頸動(dòng)脈采取1mL 血測(cè)血清LD值(pg/mL)。熱暴露開始(0min)，每隔10min 記錄大鼠直腸溫度至熱暴露60min。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)兩組觀察指標(biāo)進(jìn)行比較，3h 存活時(shí)間、30min LD 值、直腸溫度采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，行t 檢驗(yàn)，3h 存活率(%)表示，行χ2檢驗(yàn)；檢驗(yàn)水準(zhǔn)均設(shè)為P＜0.05，表示兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 比較兩組HS 大鼠3 小時(shí)存活時(shí)間和存活率

液體復(fù)蘇后3h 時(shí)，觀察組存活時(shí)間高于對(duì)照組，觀察組大鼠存活率為83.3%(10/12)明顯優(yōu)于對(duì)照組33.3%(4/12)，兩組大鼠3h 存活時(shí)間和存活率比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=8.401，P＜0.05；χ2=6.671，P=0.013)，見表1。

表1 兩組大鼠3h 存活時(shí)間，min)、存活率(n，%)與比較

表1 兩組大鼠3h 存活時(shí)間，min)、存活率(n，%)與比較

組別 存活時(shí)間(min) 存活數(shù)(只) 死亡數(shù)(只) 存活率觀察組 147.08±13.60 10 2 83.3對(duì)照組 85.44±21.44 4 8 33.3統(tǒng)計(jì)值 t=8.401 χ2=6.671 P 值 P＜0.05 P=0.013

2.2 比較兩組大鼠復(fù)蘇后30min 時(shí)血清LD 值

觀察組血清LD 值為(2.59±0.50)pg/mL 較對(duì)照組(4.75±0.95)pg/mL低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-6.387，P＜0.05)，見表2。

表2 兩組大鼠液體復(fù)蘇后30min 時(shí)血清LD 值比較

2.3 熱暴露下大鼠直腸溫度

熱暴露開始(0min)，每隔10min 監(jiān)測(cè)大鼠直腸溫度，見表3。輸入不同溫度液體間差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，觀察組大鼠直腸溫度低于對(duì)照組；受熱暴露時(shí)間影響，熱暴露后，大鼠直腸溫度逐漸升高；隨著熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，觀察組和對(duì)照組大鼠直腸溫度升高幅度不同，對(duì)照組大鼠直腸溫度升高幅度較大。

3 討論

正常人的體溫受體溫調(diào)節(jié)中樞所調(diào)控，并通過神經(jīng)、體液因素使產(chǎn)熱和散熱過程在一定條件下呈動(dòng)態(tài)平衡，使機(jī)體保持在相對(duì)恒定的體溫范圍內(nèi)[8]。體溫過高會(huì)導(dǎo)致機(jī)體代謝增加，疾病也因此預(yù)后不良甚至導(dǎo)致死亡[9]。失血量超過全身總血量的20%時(shí)，機(jī)體會(huì)出現(xiàn)休克表現(xiàn)，刺激機(jī)體釋放過量炎癥介質(zhì)形成“瀑布樣”連鎖放大反應(yīng)。組織缺血缺氧引起代謝性酸中毒，影響了細(xì)胞各種膜的屏障功能，細(xì)胞膜受損后引起通透性增加及細(xì)胞膜上離子泵的功能衰竭。此時(shí)，為保證組織的灌流供血，機(jī)體代償性增加心臟做功，提高心率以增加心輸出量[3,10]。此時(shí)如不及時(shí)補(bǔ)充有效循環(huán)血量，各個(gè)臟器得不到及時(shí)的供氧，最終導(dǎo)致各個(gè)臟器不同程度損害。高溫高濕環(huán)境下，機(jī)體的綜合代謝率提高，產(chǎn)熱與散熱失衡，較易發(fā)生內(nèi)環(huán)境紊亂，同時(shí)機(jī)體對(duì)休克后的應(yīng)激抵抗能力也相應(yīng)降低，導(dǎo)致在發(fā)生失血性休克后機(jī)體的損傷更加嚴(yán)重和復(fù)雜。機(jī)體不僅有效循環(huán)血量銳減，全身各臟器灌注不足，機(jī)體深部的體溫也難以散發(fā)[11]，早期的補(bǔ)液對(duì)于休克復(fù)蘇來說極為關(guān)鍵。

3.1 靜脈輸注液體溫度、速度及制劑

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于亞低溫的定義指的是用于機(jī)體的核心溫度，通常為28～36℃[12-14]。但對(duì)于亞低溫液體的概念，目前尚未有人定義，生活中通常認(rèn)為常溫液體為15～25℃，從現(xiàn)有的文獻(xiàn)研究來看，低溫液體的溫度基本控制在0～10℃(通常采用4℃)[15]，因此本實(shí)驗(yàn)中將10～15℃液體定義為亞低溫液體，行HS 大鼠液體復(fù)蘇時(shí)，觀察組液體溫度維持在(12±1.5)℃，對(duì)照組液體維持在(23±1.5)℃。大部分研究者在對(duì)成人高熱降溫的研究中仍沿用40～60 滴/min 的速度[16]，被認(rèn)為是安全的，但對(duì)于存在HS 因素需要快速補(bǔ)液的情況下，過快的輸液速度會(huì)刺激血管壁，影響血小板、凝血功能。本研究中采用輸液泵控制回輸速度為1.5mL·kg-1·min-1，以達(dá)到液體復(fù)蘇的目的。輸注的液體選擇以單純的溶酶的乳酸鈉林格液，其優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)行有效的循環(huán)灌注，可以代替部分輸血以維持循環(huán)穩(wěn)定[17]。

3.2 HS 大鼠的造模

本實(shí)驗(yàn)采用改良Wigger’s 法通過在高溫高濕環(huán)境下進(jìn)行HS大鼠造模，在之前的研究中，已經(jīng)證明這種模型成功可行[5-6]。但對(duì)于大鼠而言，血管細(xì)小，采用4℃液體輸注時(shí)血管收縮痙攣發(fā)生率較高，影響輸液效果，因此本研究采用亞低溫液體進(jìn)行研究，觀察3h 存活時(shí)間(min)、存活率(%)、30min 時(shí)的血清LD 值，復(fù)蘇60min 內(nèi)核心體溫變化。

3.3 觀察指標(biāo)分析

高溫高濕環(huán)境可加重失血性休克的病理變化，增加炎癥介質(zhì)的釋放，引起機(jī)體發(fā)生炎癥反應(yīng)，產(chǎn)生生理性應(yīng)激。有實(shí)驗(yàn)顯示，失血性休克大鼠進(jìn)入高溫高濕環(huán)境后，隨著肛溫的升高，外周熱感受器及控制心臟活動(dòng)的神經(jīng)元件的神經(jīng)反射作用、中樞溫?zé)岣惺芷餮簻囟茸兓瘜?duì)心臟的影響使心率明顯加快，呼吸頻率也代償性增加，超過了機(jī)體的代償能力，加速了動(dòng)物的死亡[18]。本研究中，在高溫高濕環(huán)境下，失血性休克造模成功后，以相同速度分別輸入亞低溫及常溫液體，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)大鼠直腸溫度的變化，結(jié)果顯示，當(dāng)輸入亞低溫液體時(shí)，大鼠直腸溫度逐漸升高；隨著熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，觀察組和對(duì)照組大鼠直腸溫度升高幅度不同，對(duì)照組大鼠直腸溫度升高幅度較大。許多學(xué)者表示，當(dāng)機(jī)體發(fā)生休克時(shí)，組織缺血缺氧引起體內(nèi)LD 升高，若長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)高水平的血清LD，通常患者預(yù)后越差[19]。故檢測(cè)血清LD 濃度可判斷全身無氧代謝的狀況，它是高度反映組織缺氧的敏感指標(biāo)之一。當(dāng)本實(shí)驗(yàn)液體復(fù)蘇30min 時(shí)，觀察組死亡1 例，對(duì)照組死亡5 例，對(duì)存活的大鼠血清LD 值分析觀察組低于對(duì)照組，提示亞低溫液體復(fù)蘇可以更好的改善組織缺氧狀態(tài)。液體復(fù)蘇3h 時(shí)觀察組HS 大鼠生存時(shí)間和存活率優(yōu)于對(duì)照組，說明在高溫高濕環(huán)境下亞低溫液體復(fù)蘇效果要優(yōu)于常溫液體組。

3.4 研究的局限性

(1)本實(shí)驗(yàn)中所選用大鼠數(shù)量較少，對(duì)于存活率的研究還需要更大量的數(shù)據(jù)支撐，其次大鼠對(duì)于高溫高濕環(huán)境下休克的耐受能力不佳，如果選用新西蘭大白兔可能更好。(2)比較了亞低溫液體組[液體溫度維持在(12±1.5)℃]及常溫液體組[液體溫度維持在(23±1.5)℃]兩組的復(fù)蘇效果，但未能更準(zhǔn)確篩選出合適的液體溫度范圍。(3)僅對(duì)兩組不同溫度液體補(bǔ)液30min 后大鼠血清LD 的比較，沒有對(duì)補(bǔ)液后更長(zhǎng)時(shí)間的LD 值以及其他炎癥指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，無法體現(xiàn)出兩組不同溫度液體復(fù)蘇后炎癥指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化過程。

4 結(jié)論

綜上所述，亞低溫液體在高溫高濕環(huán)境下對(duì)HS 大鼠復(fù)蘇，具有一定的可行性和較好的效果。隨著全球氣候變暖，在高溫高濕環(huán)境下作業(yè)時(shí)，機(jī)體由于產(chǎn)熱與散熱失衡，體溫中樞調(diào)節(jié)障礙，人體核心體溫迅速上升，對(duì)于創(chuàng)傷失血性休克，此時(shí)快速降低人體核心體溫與快速補(bǔ)充血容量糾正休克同等重要。亞低溫液體復(fù)蘇能補(bǔ)充血容量的同時(shí)，有效降低人體核心溫度，改善組織缺氧狀態(tài)，有效保護(hù)腦細(xì)胞，其在高溫高濕環(huán)境下休克時(shí)的使用前景值得期待。