中华急诊医学杂志  2015, Vol. 24 Issue (2): 180-182
单纯肢体远隔缺血后处理及联合亚低温治疗对猪心肺复苏后心功能的疗效评价
叶森, 徐杰丰, 王茉莉, 陈国锋, 汪正权, 李子龙, 周文华    
作者单位:315400 浙江省余姚,宁波大学医学院附属余姚市人民医院急诊科 宁波大学急诊医学研究所(叶森、徐杰丰、王茉莉、陈国锋、汪正权、李子龙);
宁波大学医学院(周文华)

心脏骤停(CA)是一个全球性的公共卫生问题。据统计,我国每年死于CA的患者高达54.4万[1]。近年来,心肺复苏(CPR)指南的不断更新,已明显提高CA的复苏成功率,然而并未改善患者的出院存活率[2, 3]。有调查显示,复苏后的死因中有23%归因于心血管功能障碍[4]

近年来,经肢体实施的远隔缺血后处理(RIpostC)受到越来越多的关注。经肢体实施的RIpostC介导的心脏保护作用,已经在多种心肌缺血-再灌注损伤动物模型如猪[5]、兔[6]、大鼠[7]等中得到证实。CA/CPR作为缺血-再灌注损伤的特殊形式,表现为全身性的缺血-再灌注损伤,亦可能从RIpostC中获益。此外,亚低温治疗对复苏后神经及心血管系统有明确的保护作用,已为美国心脏病协会心肺复苏指南所推荐[8]
因此,在本研究中笔者将塑造心肺复苏的猪模型,评价远隔缺血后处理、远隔缺血后处理联合亚低温治疗对猪心肺复苏后心功能的影响。

1 材料与方法 1.1 动物准备

国产健康白猪21头,雄性,体质量35~40 kg,上海甲干生物科技有限公司提供,动物合格证号SCXK(沪)2010-0028。实验前动物禁食12 h,不禁水。氯胺酮20 mg/kg肌注诱导麻醉,戊巴比妥钠首剂30 mg/kg静脉全麻,实验中间断予戊巴比妥钠8 mg/kg维持麻醉状态。麻醉后行气管插管,呼吸机辅助通气,频率15次/min,潮气量15 mL/kg,氧浓度21%。经右股动脉置管至腹主动脉监测动脉血压及体温,经右股静脉置管至右房监测右房压,经右锁骨下静脉置管放置诱颤电极至右心室。所有动静脉导管预充2.5 U/mL肝素盐水,并通过压力转换器(美国EDWARDS)连接心电监护仪(深圳Mindray BeneView T6型)。采集基线状态数据,包括体温、血流动力学、动脉血气及乳酸、肌钙蛋白I(cTNI)、B型钠尿肽前体(NT-proBNP)等。

1.2 实验分组

所有动物在复苏前随机(随机数字法)分入3组:对照组(Control)、远隔缺血后处理组(RIpostC)、远隔缺血后处理联合亚低温组(RIpostC +Cooling)。每组7头。RIpostC组和RIpostC +Cooling组在CPR开始的同时,立即用输液皮条捆绑右下肢实现远隔肢体缺血,以缺血5 min与再灌注5 min为1循环,循环4次。RIpostC +Cooling组在复苏后5 min开始用控温毯(Hirtz HICO-VARIO THERM550型)诱导低温并维持至32~34 ℃4 h,4 h后去除控温毯自然复温。其余两组在实验中用控温毯保持体温在(37.5±0.5)℃。

1.3 心肺复苏猪模型制作

经右心室电极放电诱导室颤 10 min,然后开始CPR。CPR包括人工胸外按压(深度5 cm、频率100 次/min)和人工球囊辅助通气(氧浓度100%),按压与呼吸之比为30∶ 2。在CPR 2.5min,静脉予以肾上腺素20 μg/kg,之后每间隔3 min重复一次。在CPR 5 min,予以150 J的双向波电除颤1次。若血压恢复,平均动脉压≥60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)维持5 min以上,考虑自主循环恢复(ROSC)。若ROSC未恢复,立即再进行2 min的CPR,然后电除颤1次。该流程最多重复5次,如果实验动物仍未达到ROSC,则认为复苏失败,动物死亡。

1.4 复苏后观察

所有动物在复苏后进行机械通气并连续观察4 h,记录每组动物的复苏情况。整个实验过程全程监测平均动脉压、心率、右房压、心电以及体温。每30 min用PICCO(德国PULSION)监测复苏后全心射血分数(GEF)、每搏输出量(SV)等心功能参数。复苏后2、4、24 h采血离心,ELISA法检测cTNI、NT-proBNP(试剂盒由上海美轩生物科技有限公司提供)。复苏4 h后去除动物机械通气及动静脉置管,用控温毯肛表继续监测体温2 h。

1.5 统计学方法

应用SPSS 19.0统计软件进行统计学处理,计量资料用均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用单因素方差分析及SNK-q检验,以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果 2.1 三组动物基础参数比较

3组动物复苏前体质量、血气分析、体温、血流动力学参数(包括心率、平均动脉压)以及除颤次数和复苏时间比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表 1

表 1 三组动物基本资料(x±s)

指标

Control
(n=7)
RIpostC
(n=7)
RIpostC+Cooling
(n=7)
体质量 (kg)38 ± 2 37 ± 137 ± 2
PaO2 (mmHg)94 ±1695 ± 1790 ±11
PaCO2 (mmHg)40 ± 639 ± 541 ± 5
pH7.48 ± 0.057.48 ± 0.067.49 ± 0.03
中心血温 (℃)37.4 ± 0.337.4 ± 0.537.4 ± 0.3
心率 (次/min)114 ± 11109 ± 7113 ± 10
平均动脉压 (mmHg)112 ± 6111 ± 8110 ± 4
除颤次数(次)3 ± 23 ± 23 ± 2
复苏时间 (min) 6.7 ± 3.77.0 ± 3.76.7 ± 3.7
2.2 体温变化比较

Control组和RIpostC组在复苏后体温保持在(37.5±0.5)℃。RIpostC +Cooling组在复苏后105 min到达(34.0±0.4)℃,之后维持在32~34℃,最低体温为(32.7±0.3)℃(见图 1),自然复温2 h后体温上升至(37.2±0.2)℃。

BL:基础状态;VF:心室颤动;PC:胸外按压;DF:除颤。与Control组比较,aP<0.05;与 RIpostC组比较,bP<0.05 图 1 各组体温变化(℃)
2.3 心功能比较 2.3.1 每搏输出量(SV)比较

与Control组相比,RIpostC 组和RIpostC +Cooling组在复苏后SV均有明显改善(P<0.05)。其中复苏3 h后,RIpostC +Cooling组较RIpostC 组更有明显好转(P<0.05)。见图 2

BL:基础状态;VF:心室颤动;PC:胸外按压;DF:除颤。与Control组比较,aP<0.05;与 RIpostC组比较,bP<0.05 图 2 各组每搏输出量
2.3.2 全心射血分数(GEF)比较

与Control组相比,RIpostC 组和RIpostC +Cooling组在复苏后GEF均有明显改善(P<0.05)。其中复苏3.5 h后,RIpostC +Cooling组较RIpostC 组更有明显好转(P<0.05)。见图 3

BL:基础状态;VF:心室颤动;PC:胸外按压;DF:除颤。与Control组比较,aP<0.05;与 RIpostC组比较,bP<0.05 图 3 各组全心射血分数
2.3.3 肌钙蛋白I(cTNI)比较

与Control组相比,RIpostC 组和RIpostC +Cooling组在复苏后4 h及24 hcTNI均有明显好转(P<0.05)。其中复苏后24 h,RIpostC +Cooling组较RIpostC 组更低(P<0.05)。见表 2

表 2 各组肌钙蛋白I(pg/mL,x±s)
组别复苏前复苏后2 h复苏后4 h复苏后24 h
Control(n=7)138±21159±26361±53523±43
RIpostC(n=7)140±16155±21293±45a453±30a
RIpostC +Cooling(n=7)140±14150±8279±17a403±35ab
 注:与Control组比较,aP<0.05;与 RIpostC组比较,bP<0.05
2.3.4 B型钠尿肽前体(NT-proBNP)比较

与Control组相比,RIpostC 组和RIpostC +Cooling组在复苏后2 h、4 h及24 h NT-proBNP均有明显好转(P<0.05)。其中复苏后24 h,RIpostC +Cooling组较RIpostC 组更低(P<0.05)。见表 3

表 3 各组B型钠尿肽前体(pg/mLx±s)
组别复苏前复苏后2 h复苏后4 h复苏后24 h
Control(n=7)67±27264±87357±60338±62
RIpostC(n=7)65±20175±29274±35a250±45a
RIpostC +Cooling(n=7)69±29168±31a252±19a201±22ab
 注:与Control组比较,aP<0.05;与 RIpostC组比较,bP<0.05
3 讨论

通过本实验发现与Control组相比,RIpostC 组和RIpostC +Cooling组明显改善复苏后SV、GEF、cTNI与NT-proBNP,这说明远隔缺血后处理对心肺复苏后心功能有明显的保护作用。在复苏3 h后,即亚低温治疗到达目标温度约1 h后,RIpostC +Cooling组能获得比RIpostC 组更好的SV、GEF数据,这说明远隔缺血后处理联合亚低温能获得更佳的心脏保护作用,这在复苏后24 h的cTNI和NT-proBNP也得到体现。

缺血预处理被认为是迄今发现的最强大的心肌内源性抗缺血-再灌注损伤机制,已被广泛地应用在各种临床缺血事件的研究中。2000年Tang等[9]发现缺血预处理通过ATP敏感性钾通道的激活,明显改善复苏后大鼠的心功能及存活。然而,由于心脏骤停事件的不可预知性,缺血预处理在CPR领域的应用受到了限制。2003年,Zhao等[10]发现在缺血事件发生后给予缺血心肌短暂的缺血-再灌注处理同样能减轻心肌损伤,提出缺血后适应的概念。2005年,Kerendi等[11]发现通过对远隔器官如肾动脉进行缺血-再灌注处理,也能明显减轻心肌缺血-再灌注损伤,这种现象被称为远隔缺血后处理(RIpostC)。由于RIpostC能在疾病发生后实施,并能在一个容易评估并对缺血相对耐受的器官上进行,使得其临床应用可行性大大增加。

近年来,经肢体实施的RIpostC因其具有缺血耐受能力强、观察方便、实施简便易行等优点,受到越来越多的关注。其介导的心脏保护作用,已经在多种缺血-再灌注损伤动物模型 [5, 6, 7]中得到证实。目前发现的主要机理包括:(1)减轻活性氧的损伤,加强心肌抗氧化作用[12];(2)激活心肌δ受体[13];(3)通过上调Bcl-2的表达和抑制促凋亡基因caspase-3的活化,减少心肌细胞的坏死和凋亡[14];(4)激活磷脂酰肌醇3激酶/丝苏氨酸蛋白激酶信号转导通路 [15];(5)改善纤溶/抗纤溶系统功能,抑制血栓形成[16];(6)增加血红素加氧酶的表达[17]。在本次研究中,笔者首次发现经肢体实施的RIpostC对心肺复苏后心功能同样具有保护作用,同时联合亚低温可以获得更好的效果,这些都为心肺复苏后的综合治疗提供了重要的补充。

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