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浅析血液滤过对中暑休克犬血清酶和内毒素的影响

减小字体 增大字体 作者:591代写毕业论文网  来源:http://www.591lw.com  发布时间:2012-10-15 23:57:00

中暑(heatstroke,HS)是指在高温作业环境下,由于热平衡和(或)水盐代谢紊乱而引起的以中枢神经系统和(或)心血管障碍为主要表现的急性疾病[1],临床分为轻症HS和重症HS。在部队训练、抗震、抢险、救灾、高温作业时常有重症HS的发生[2]。重症HS发病凶险,病死率高,且存活患者常遗留不同程度的中枢神经系统后遗症[3-5]。HS时当体温升高到一定程度,肠道内毒素大量进入血液循环,导致HS内毒素(endotoxin,ET)血症[6];由于内毒素的直接或间接作用,组织缺血缺氧及机体自由基清除系统功能下降等因素,使各类自由基增多,组织和血液中脂质过氧化物和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量增高,进而导致细胞结构和功能的广泛损害,出现多器官功能障碍[4,7-8]。本研究前期的资料已证实:对重症HS休克犬实施血液滤过(hemofiltration ,HF)能够早期快速降温、维持血流动力学稳定,并能纠正酸碱失衡和电解质紊乱[9]。本研究的目的是观察HF对重症HS休克犬血清酶(serum enzymes,SE)、ET和MDA水平的影响,并探讨其与重症HS犬生存率的关系。
  1 材料与方法
  1.1 材料
  1.1.1 动物及分组 普通级健康雄性杂种犬16只,体质量11.0~17.0 kg,由南京军区福州总院比较医学科提供。饲养于常温[温度(24.69± 1.28)℃,相对湿度(49.88±6.49)%)]。随机(随机数字法)分为中暑对照组(heat stroke,HS组)和中暑后血液滤过治疗组(HF组)各8只,两组犬体质量分别为(14.02±1.99)kg和(14.09±1.633)kg,差异无统计学意义(t=-0.082,P=0.935)。
  1.1.2 主要材料 仿真模拟高温气候舱(南方医科大学热卫系高温实验室研制)。多功能心电监护仪、有创连续动脉血压监测模块、直肠温度探头(荷兰飞利浦科技有限公司)。电脑型超声波加湿器(北京亚都室内环保科技有限公司)。BM-25连续性床边血液净化机(美国百特公司)和配套的体外循环管路。AV-600S聚砜膜滤器(德国Fresenius公司)。8Fr双腔静脉留置导管(美国Arrow公司)。
  1.1.3 主要试剂及仪器 内毒素试剂盒(湛江安度斯生物有限公司),丙二醛试剂盒(南京建成生物工程研究所),721-型分光光度计(厦门分析仪器厂),KDC-1044低速台式离心机(科大创新股份有限公司中佳分公司)。
  1.2 方法
  1.2.1 麻醉 实验前6 h禁食,实验时以盐酸氯氨酮40 mg/kg,阿托品 0.05 mg/kg肌注注射,实验过程小剂量追加氯胺酮以维持麻醉。麻醉成功后给予生理盐水200 ml直肠灌洗以清除直肠内残余粪便,之后插入直肠温度探头(插入肛门内10 cm),连续监测肛温代表中心体温(core temperature,Tc)。
  1.2.2 股静脉和股动脉置管 麻醉成功后以手触摸一侧股动脉搏动处,局部备皮、消毒、铺巾,逐层切开,解剖分离股动脉和股静脉,置入8 F双腔中心静脉导管,动脉端用于连续监测有创动脉血压和动脉血气,静脉端用于血液滤过通路和采集静脉血标本。
  1.2.3 重症HS休克犬模型建立 参照文献[10-12],采用整体高温来诱导HS。每次将两只犬(HS组和HF组各1只)同时置入温度(36±0.5)℃,相对湿度70%的仿真模拟高温气候舱内。HS休克形成的判断标准为肛温大于42℃,平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)瞬时下降>25 mm Hg。模型成功后立即出舱,HS组置于常温下观察,HF组立即接机行HF治疗。
  1.2.4 血液滤过 采用膜面积1.4 m2的AV600S聚砜膜空心纤维血液滤过器。首先用25 U/ml肝素生理盐水循环管路30 min,然后将预先采集的200 ml犬全血输入血管通路待机。血流速率为70 ml/min,置换速度200 ml/kg?h,按前稀释法输入;首剂肝素用量1250 U/kg,于血滤前1 min从动脉端推入,维持用量625 U/(kg?h),通过微量推注泵从滤器前泵入。HF时间为3 h。置换液配方:钠离子138.28 mmol/L ,氯离子106.58 mmol/L,碳酸氢根35.72 mmol/L,钙离子2.71 mmol/L,镁离子1.52 mmol/L,葡萄糖9.26 mmol/L,钾离子4.02 mmol/L。置换液温度为(24.69±1.28)℃。
  1.2.5 SE测定 测定HS前(Pre-HS)、HS休克时(0 h)、HS后1、2、3 h血清肌酸磷酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)、天冬氨酸转移酶(AST)、丙氨酸转移酶(ALT)。上述生化指标应用全自动生化分析仪测定,每次测定均由专业人员进行质量控制。
  1.2.6 ET 、MDA检测 应用终点显色法测定HS前(Pre-HS)、HS休克时(0 h)、HS后1、2、3 h血清ET水平。同时用总胆汁酸酸循环酶法测定血清MDA含量,严格按照试剂盒说明书操作。
  1.3 统计学方法
  计量资料以均数±标准差(x±s )表示,采用SPSS 11.0 统计分析软件包,均数间比较采用独立样本t检验,组内比较采用配对t检验。采用Log-rank检验进行生存率分析,以P<0.05为差异具有统计学意义。
  2 结果 2.1 两组犬HS休克后的一般情况
  入舱后犬肛温逐渐升高,呼吸逐渐变深变快,心率逐渐增快,血压逐渐升高,达到休克时血压突然下降,部分犬出现一过性抽搐。两组犬热暴露达到休克的时间分别为(107.00±28.52 )min和(111.38±22.24) min(t=-0.354,P=0.729)。
  2.2 两组犬SE的变化
  中暑时(0 h)两组犬血清CK、LDH、ALT、AST均较HS前(Pre-HS)明显升高(P<0.01),且两组之间比较差异无统计学意义(P>0.05);中暑后1、2、3 h HS组SE继续明显上升,HF组亦有缓慢上升,但上升幅度明显低于HS组,中暑后各时间点比较HF组SE明显低于HS组(P<0.05和0.01)。见表1。
  2.3 两组犬血清ET变化
  两组犬中暑前(Pre-HS)血清ET分别为0.047±0.015 和0.049±0.013,差异无统计学意义(P>0.05);中暑时(0 h)两组犬血清ET分别为0.117±0.026 和0.120±0.029,明显高于中暑前(P<0.01),且两组之间比较,差异无统计学意义(P>0.05);中暑后1 h、2 h、3 h HS组ET继续明显上升,而HF组亦有缓慢上升,但上升幅度明显低于HS组,两组犬ET分别为0.149±0.023和0.126±0.021,0.171±0.028 和0.131±0.025,0.231±0.052 和0.142±0.024,中暑后2 h和3 h HF组ET明显低于HS组(P<0.05和 0.01)。见图1。
  2.4 两组犬血清MDA变化
  两组犬中暑前(Pre-HS)血清MDA分别为4.23±0.47 和 4.24±0.44,差异无统计学意义(P>0.05);中暑时(0 h)两组犬血清MDA分别为6.52±0.58 和 6.75±0.53,明显高于中暑前(P<0.01),且两组之间比较差异无统计学意义(P>0.05);中暑后1、2、3 h HS组MDA继续明显上升,而HF组逐渐下降,两组犬MDA分别为6.89±0.73 和 5.94±0.55,7.29±0.62 和 5.11±0.70,8.63±0.66 和 4.86±0.62,中暑后1、2、3 h HF组MDA明显低于HS组(P<0.05和 0.01)。见图2。
  3 讨 论
  HS的发生机制是由于身体内部和或外部的热负荷超过了机体的散热能力,使身体过度蓄热所致。由于高热、液体丢失、酸中毒及电解质紊乱等,可引起肌细胞膜完整性受损,甚至引起横纹肌溶解,导致血清CK、LDH、AST和ALT活性非特异性增高[13-14]。高热可直接损伤细胞膜或细胞膜内结构,使蛋白质热变性,改变脂膜的流动性,损伤线粒体等,从而造成组织细胞的广泛损伤,引起多脏器损害。临床观察到重症HS患者常有不同程度的SE改变,其中以CK、AST、LDH和ALT改变最明显,有作者认为其可作为对HS病情及其预后判断的重要参考指标[10,15]。本实验发现犬HS休克时血清CK、LDH、ALT、AST均较HS前明显升高(P<0.01),HS后1、2、3 h HS组SE继续上升,与文献报道一致。HF组HS后1、2、3 h SE亦有缓慢上升,但上升幅度明显低于HS组,提示HF可降低HS休克犬的SE水平,其机制可能与滤器聚砜膜空心纤维材料的部分吸附作用有关,更重要的可能是HF的迅速降温作用和改变了HS犬的内环境,使组织细胞的损伤减轻所致,因为AV-600滤器的截留相对分子质量约为30 000,理论上不能透过酶类大分子。
  ET血症在重症急性胰腺炎、急性肝功能衰竭等重症疾病的发生发展过程中扮演重要角色[16]。ET是脓毒症的主要促发剂,可促发机体促炎细胞因子过度释放,导致炎症反应失控,造成全身炎症反应综合征和多脏器损害[17]。HS时机体高热和内脏血流减少,使胃肠道屏障功能受损,通透性增加,ET进入血液循环[6]。ET血症激活机体的防御反应,包括致炎因子IL-β和TNF-α的分泌等,后者诱发了全身炎症反应,导致机体凝血、出血、细胞坏死及多脏器损害[14,18-19]。本研究发现犬HS休克时血清ET明显高于HS前(P<0.01),且HS后1、2、3 h HS组ET继续明显上升,而HF组上升缓慢,HS暑后2 h和3 h HF组ET明显低于HS组,提示HF可降低HS休克犬血清ET水平。由于ET的化学结构成分复杂,其相对分子质量10 000~1 000 000,可部分通过滤膜,临床上如果应用截留分子量更大的滤器[20-21],或联合血浆置换及血液灌流等技术可能会清除更多的ET,达到更理想的治疗效果。
  高温环境下,由于ET的直接或间接作用,组织缺血缺氧及机体自由基清除系统功能下降等因素,使各类自由基增多,组织和血液中脂质过氧化物含量增高[7],而 MDA是机体一种重要的脂质过氧化产物,它的量可以反映机体内脂质过氧化的水平[4]。本研究发现HS犬休克时血清MDA明显高于HS前(P<0.01),HS后1、2、3 h HS组MDA继续明显上升,而HF组逐渐下降,HS后1 h、2 h、3 h HF组MDA明显低于HS组(P<0.05和0.01),提示HF可显著降低HS休克犬的MDA水平,因为MDA为小分子,其相对分子质量为72,工程学上认为可通过滤膜孔被清除。
  HF已广泛用于各种危重症的治疗,已成为各种急危重症患者抢救不可缺少的重要平台之一[22-23],本研究前期的资料已证实[9],对重症HS休克犬实施HF治疗能够早期快速降温、维持血流动力学稳定,并能纠正酸碱失衡和电解质紊乱。本实验结果HF组中位生存期为180 min,HS组为75 min,生存率差异具有统计学意义,说明HF能够改善重症HS犬的预后,延长其存活时间,减少病死率。其机制除与HF能早期快速降温、维持血流动力学稳定和纠正酸碱失衡及电解质紊乱有关外,还可能与清除血清MDA、部分清除血清ET,并最终减轻组织细胞的损伤和降低血清酶有关。 志谢:南方医科大学热卫系高温实验室罗炳德教授和郭进强老师在实验和技术方面给予的帮助!
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