心肺复苏(cardiopulmonary resuscitation, CPR)是对心搏骤停患者的一系列抢救措施。尽管CPR技术日趋成熟和普及^[1]，但心搏骤停患者ROSC后能否存活, 缺血缺氧对脑损伤以及CPR后的脑缺血-再灌注损伤仍然是至关重要的。研究显示，CPR存活者中也有40%~50%伴有不同程度的神经功能障碍^[2]，脑复苏同样也是CPR成功的关键^[3]。

缺血-再灌注损伤(ischemia reperfusion injury, I/R)机制涉及复杂级联或链式效应，其中炎症反应、氧化应激等在I/R中占重要位置^[4]。白介素-6(IL-6) 作为炎症因子的代表在血清内的表达与缺血缺氧性脑损伤密切相关，是I/R程度的重要指标^[5]。S100B蛋白浓度在有确切的脑损伤患者血清中表达显著高于正常人，可作为评价心肺复苏后早期脑组织损伤程度的指标^[6]。当脑组织在急性缺血缺氧状态下，因脑血红蛋白(Ngb)能可逆的结合氧，对维持脑组织中神经细胞正常功能起重要作用^[7-10]。超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内重要的抗氧化酶，是清除自由基的首要物质，对抗与阻断因氧自由基对细胞造成的损害，并及时修复受损细胞。可作为评价脑损伤程度的关键指标^[11]。乌司他丁(ulinastatin, UTI)是人工提取的蛋白酶抑制剂，对胰蛋白酶等多种酶有抑制作用，具有稳定溶酶体膜，抑制溶酶体酶的释放，抑制心肌抑制因子产生，清除氧自由基及抑制炎症介质释放的作用，能降低组织损伤^[12-14], 对主要脏器和系统发挥保护效用^[15-16]。本研究旨在观察乌司他丁对脑组织缺血缺氧造成的损伤和再灌注损伤的影响，观察CPR即刻给予乌司他丁是否对脑组织具有保护作用。

健康雄性北京长白猪16头，3~4月龄，体质量(30±2) kg，室温环境下饲养。于内蒙古医科大学实验室进行实验。

16头造模后存活12头，随机数字法分为对照组、UTI组各6头；A为对照组，开始进行CPR同时缓慢静推5 mL生理盐水；B为UTI组，开始进行CPR同时缓慢静推UTI 100 kU(溶于生理盐水5 mL)。每3 h注射1次，直至复苏后12 h(第12 h不给药)。

实验猪术前12 h禁食、2 h禁水。束缚四肢后经耳缘静脉予戊巴比妥钠30 mg/kg全身麻醉，后以8 mg/(kg·h)维持麻醉。全麻后气管插管，接呼吸机辅助通气，监测肢导心电图。暴露右颈内静脉或右股静脉留置6F鞘管，放置刺激电极(四级电极)至右心室。经右侧股动脉监测动脉压(图 1A)。

A：实验猪制颤前准备；B：实验猪电除颤 图 1 实验动物模型制备和电除颤 Figure 1 Preparation of experimental swine to induce ventricular fibrillation and to treat with electric defibrillation

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应用S1S2程控刺激法诱发猪室颤以制作心脏骤停模型：经右颈内静脉置管并插入电极导管，连接程控刺激仪，予S1S1(350 ms/40 V)固频脉冲刺激，每次刺激 < 5 s，当心电监测出现宽大畸形QRS波，说明电极在右心室。给予S1S2(300/200 ms/40 V)比例8:1步长-10 ms程控刺激，每次刺激 < 5 s，直至诱发室颤。结果16头猪应用S1S2程控刺激致颤成功，致颤间期范围在110~180 ms，(158±21) ms。4头猪在应用S1S1(350 ms)固频刺激判断电极位置时就诱发室颤，室颤4 min后复苏未成功，12头猪室颤4 min内除颤均成功。该方法成功率高，操作简单，对心脏刺激较小，是心脏骤停动物模型的常用方法。

CPR：持续室颤4 min，双向波100~150 J除颤至复律，A电极板位于猪心尖部，S电极板位于心底部(间隔距离大于5 cm)(图 1B)，以30:2按压/通气比例进行CPR，同时给药。2 min评估一次是否复苏成功，若未成功，重复上述操作，30 min仍未成功，视为实验动物死亡。

室颤前(T0)、再灌注2 h(T1)、4 h(T2)、6 h(T3)、12 h(T4)。

动物处死前再次麻醉，快速取材、固定24 h，脱水、透明，包埋切片，脱蜡，HE染色。随机挑选切片显微镜下观察缺血区病理形态学改变。

本实验数据处理采用SPSS 17.0统计软件，分析检验变量是否为正态分布。计量资料以均数±标准差(x±s)表示，组间均数比较采用成组t检验，连续性资料的比较采用重复测量资料的方差分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

两组实验猪诱颤成功时心室波均呈连续大幅度波形，大小不等，形态不同(图 2)、两组实验猪CPR成功后心电图均恢复自主心律(图 3)。

图 2 室颤心电图 Figure 2 Electrocardiogram of ventricular fibrillation

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图 3 除颤后心电图 Figure 3 Electrocardiogram after ventricular defibrillation

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40×10倍光镜下，对照组脑组织重度缺血改变，细胞数目减少，层次杂乱，细胞染色不均，胞体呈多边形，且变性、坏死、水肿数目多。胞核固缩，核仁不清，细胞间隙增宽(图 4A)；UTI组猪脑组织呈轻度缺血改变，细胞数目正常，排列较整齐，胞浆丰富且呈均一蓝染，胞核大，核仁较清晰(图 4B)，因细胞数目、染色、水肿变性细胞数、胞核染色等均为评价细胞缺血的指标，且HE染色观察是从形态方面来反映细胞缺血情况, 因此本研究结果显示UTI组缺血较对照组轻。从而评估了UTI对脑组织细胞损伤的减弱作用。

图 4 对照组12 h(A)和UTI组12 h(B)猪脑组织病理形态学改变(HE×400) Figure 4 The histopathological changes of swine brain tissues in control group and UTI group at 12 h after CPR(HE×400)

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室颤前，两组猪血清IL-6水平差异无统计学意义(P＞0.05)。室颤后两组该指标水平在复苏后2 h开始升高，而后随时间的延长逐渐升高。在2~12 h，对照组血清IL-6水平明显高于UTI组，差异有统计学意义(P＜0.05)。见表 1。

室颤前，两组猪血清S100B蛋白水平差异无统计学意义(P＞0.05)。室颤后，两组S100B蛋白水平在复苏后2 h开始升高，在2~6 h，两组S100B蛋白水平随时间延长逐渐升高，但对照组该指标明显高于UTI组，差异有统计学意义(P＜0.05)；在12 h时该指标仍继续升高，但两组差异无统计学意义(P＞0.05)，见表 2。

室颤前，两组SOD活性差异无统计学意义(P＞0.05)。室颤后，两组在2 h时该指标无明显改变，两组比较，差异无统计学意义(P＞0.05)；4~12 h两组中SOD活性均随时间的延长降低，但UTI组SOD活性明显高于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)，见表 3。

室颤前，两组猪血清Ngb浓度差异无统计学意义(P＞0.05)。室颤后，两组在复苏后在2~12 h时其血清Ngb浓度随时间的延长均逐渐升高，且对照组血清Ngb浓度明显高于UTI组，差异有统计学意义(P＜0.01)，见表 4。

Ngb对组织的氧代谢、传递及利用起重要作用，当机体发生缺血缺氧性损伤时，细胞的携氧能力降低，Ngb反应性增高，可缓解组织缺氧情况，其高表达可部分拮抗I/R损伤所产生的应激反应，以及反应后继发的神经元创伤，减少对机体的冲击。本实验中ROSC后2~12 h，两组血清Ngb水平均明显升高，也体现了I/R早期脑组织缺氧损伤的程度，而UTI的用药明显降低了Ngb的高表达，说明复苏时应用UTI对组织器官的携氧、储氧功能具有极大的保护作用。

缺血缺氧性损伤后机体的应激反应、炎症反应系统在ROSC早期启动，随着致炎因子增多，损伤逐渐扩大，IL-6刺激机体发生炎症反应同时引起血管活性物质产生，并通过链式扩大效应造成广泛组织损伤。本实验中ROSC后2~12 h，两组血清IL-6水平均明显升高，说明脑组织I/R损伤重，而UTI组在用药后各时间点表达均低于对照组，说明复苏时应用UTI在抑制血管活性物质生成、清除氧自由基及阻碍炎症反应发生等方面也起到重要作用。

S100B蛋白对血脑屏障有保护作用，严重缺血缺氧损伤会破坏血脑屏障，S100B蛋白仅在此时才能通过血脑屏障进入血液。本实验结果显示，ROSC后2~6 h，两组血清S100B蛋白水平均明显升高，说明I/R损伤极严重，而UTI组在复苏2~6 h表达均明显低于对照组，充分说明UTI复苏早期给药对血脑屏障系统具有保护作用。

SOD具有对抗组织内氧化应激反应能力。当机体发生I/R损伤时，脑组织内皮细胞损伤，大量氧自由基产生，进而形成链式扩大效应。本实验中，在ROSC后4~12 h，两组血清SOD表达均显著下降，而UTI组在各时点的表达均明显高于对照组，表明复苏时应用UTI可以提高组织抗氧化应激等能力。

光镜下，ROSC后对照组猪脑组织出现缺血改变。室颤后脑组织出现持续缺血缺氧，在约4 min后脑内储存的能量即消耗殆尽，此时细胞外Na⁺内流，触发Na⁺-Ca²⁺交换体，增加Ca²⁺内流，细胞内钙超载又激活蛋白酶，直接破坏生物膜的完整性，进一步扩大炎症、氧化应激反应^[17]。UTI组药物干预后较对照组猪脑组织病理损伤有明显减轻。

本实验除颤能量选择为双向波100~150 J，系通过预实验期间进行双向波70-100-150 J依次递增试验得出结论，直接选择双向波100-150 J可迅速除颤成功。

综上所述，本研究显示心肺复苏时早期应用UTI能够减轻复苏后实验猪脑组织缺血缺氧造成的损伤，减轻脑缺血-再灌注I/R造成的早期损伤，降低Ngb、IL-6、S100B蛋白的高表达，提高SOD的表达。复苏时早期应用UTI可能与减少ROSC后早期能量消耗、减轻炎症反应和钙超载、减少氧自由基释放等级联效应有关。