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烫伤大鼠心肌功能经不同晶体液容量治疗的效果评价

添加时间:2017-07-10 15:37
  大面积烫伤后,机体会发生低血容量休克、酸碱平衡紊乱、电解质失调和乳酸增多等并发症,可导致各个器官功能受损,严重的可影响心肌收缩和舒张功能及其顺应性,及时进行容量治疗可防止上述并发症发生。目前,对烫伤患者进行容量治疗的研究进展较多[1-4],主要根据患者的电解质情况、生命体征、中心静脉压(CVP)和尿量等选择静脉输注合适的液体。有研究[5]结果表明,烫伤后,最佳的治疗方案是第1个24h内以补充晶体液为主,同时应适当补充胶体液。本研究旨在评价不同晶体液容量治疗对烫伤大鼠早期心肌功能的影响。
  
  1材料与方法。
  
  1.1实 验 动 物。
  
  选 取 健 康 雄 性Wistar大 鼠80只,体重250~300g,3~4个月龄,由动物研究所提供,并通过医院研究所鉴定合格后用于研究。采用随机数字表法将大鼠随机分入正常对照组、0.9%氯化钠注射液组(氯化钠组)、乳酸钠林格注射液组(乳酸钠林格组)和复方电解质注射液组(复方电解质组),每组20只。
  
  1.2方法。
  
  1.2.1烫伤模型的制备。
  
  参照参考文献[6-9]中介绍的方法制备氯化钠组、乳酸钠林格组和复方电解质组大鼠Ⅲ度烫伤模型。肌内注射氯胺酮50mg/kg(生产批号为H35020148,福建古田药业有限公司)麻醉后备皮,于右侧颈部注射1%利多卡因5mL,切开颈部,行右颈静脉穿刺,置入聚乙烯导管(内含50 U肝素的0.9%氯化钠注射液1mL),向前推进至靠近右心房,缝合切口。置管后禁食8h,予七氟烷吸入麻醉,将大鼠置于半圆柱形的 烫 伤 船 上,有 两 个 大 小 分 别 为4cm×3cm和5cm×3cm的圆孔,根据大鼠的体表面积(BSA,根据Meeh-Rubner公式计算,BSA=2/3×10.1×体重)选择圆孔,BSA<120cm2选择小孔,>120cm2选择大孔。预先把大鼠的烫伤面积设定为其BSA的25%~30%.将大鼠的背部和腹部皮肤紧贴于烫伤圆孔,将船浸于100 ℃热水中停留10s,然后擦去残留在皮肤上的热水,以防扩大烫伤面积。正常对照组不作任何处理。
  
  1.2.2心脏实验前准备。
  
  烫伤模型制备成功后立即进行容量治疗,于大鼠颈内静脉穿刺置管,连接LP2000-P2输液泵(北京鑫禾丰有限公司),氯化钠组、乳酸钠林格组和复方电解质组分别给予静 脉 注 射0.9%氯 化 钠 注 射 液 (批 号 为GS1101068,广州百特有限公司)、乳酸钠林格注射液(批号为GS1101001,广州百特有限公司)和复方电解质注射液(批号为S1012153,广州百特有限公司),在每小时和每个烫伤面积百分比下,先以0.33mL/kg静脉输注4h,随后以0.13mL/kg静脉输注44h[10-12].正常对照组大鼠仅予口服饮水,不予静脉补液。3种晶体液的成分见表1.
  
  1.2.3心功能实验。
  
  容量治疗24h时,每组随机取10只大鼠,静脉注射肝素1 000U和腹腔内注射戊巴比妥钠35mg/kg麻醉后,取出心脏,固定。
  
  于心脏上方55cm处预置一滴定管,一端连接左心房插管,另一端连接主动脉和肺动脉,分别行主动脉和肺动脉插管,构成一个循环,同时用心房气泡捕捉器放置在左心房插管距离的高度为7.5~20.0cm处吸 取 气 泡,以 排 空 心 脏 里 残 留 的 空气[13].用灌注液K-H液行左心房灌注[14].开始的5~10min内,给予15cmH2O(1cm H2O=0.098kPa)的心房灌注压,维持压强稳定后,分别在左心房灌注压为7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0cmH2O时, 主 动 脉 端 接DP5000ADynaPulse动态血压监护仪(北京中凯德科贸有限公司),在端口安装一探头测量心排血量(CO,用心脏的干重进行标准化),将海鹰HY6000彩色多普勒超声显像仪(广州市瑞桥贸易有限公司)的探头贴于表面处测量左心室等容收缩期左心室压力上升最大速率(+dp/dt)、等容舒张期左心室压力下降最大速率 (-dp/dt)[13]和主动 脉峰值 收缩压[9];根据公式心肌每搏功=CO×主动脉峰值收缩压,计算心肌每搏功。
  
  K-H液中电解质含量:NaCl 118 mmol/L、KCl 4.7mmol/L、MgSO42.4mmol/L、KH2PO41.2mmol/L、NaHCO325mmol/L、CaCl22.8mmol/L和 葡 萄 糖5.5mmol/L.
  
  1.2.4 ATP和磷酸肌酸(CP)测定。
  
  心功能实验结束后,取大鼠左心室心尖部分,于液氮中冷冻,并置于-60℃保存;取心尖部分组织2g立即放入10mL 0.03mol/L过氯酸溶液中,剪碎匀浆,低温 (约4 ℃)29 200×g离 心,取 上 清 液 用6mol/L氢氧化钾中和至pH值为7.0,再离心去除沉淀,通过微孔滤膜,提取2mL离心液分别装入ATP试剂盒(沈阳中科靓马生物工程有限公司)和CP试剂盒(北京美科美生物医学科技有限公司)。应用ModulusTM单管型多功能检测仪器(北京原平皓生物技术有限公司)和Waters高效液相色谱仪(ALC/244型,上海齐翠电子科技有限公司)分别测定ATP和CP含量,测量原理类似Sampedro和Ruiz-Granados荧光法[15].
  
  1.2.5乳 酸 离 子 浓 度 测 定。
  
  应 用 美 国 雅 培i-STAT300全自动血气分析仪(上海纪革森实业有限公司)测定乳酸离子浓度。分别于容量治疗1、4、8、12、24、48h时测定并记录各组另外10只大鼠的乳酸离子浓度,容量治疗4、8、12、24、48h时记录大鼠的收缩压(SBP)、心率、CVP和尿量,观察并记录容量治疗6、24、48h时大鼠的生存情况。
  
  1.3统计学处理。
  
  应用SPSS 11.5统计学软件。 呈正态分布的计量资料以x-±s表示,组间比较采用单因素方差分析;计数资料以频数(n)和百分率(%)表示,组间比较采用Fisher's精确概率法。以P<0.05为差异有统计学意义。
  
  2结果。
  
  2.1不同左心房灌注压时大鼠各项心功能指标。
  
  氯化 钠组左心 房灌注压为7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0cmH2O时 的CO、+dp/dt、-dp/dt、心肌每搏功和主动脉峰值收缩压均显着低于正常对照组同灌注压时(P值分别<0.01、0.05)。乳酸钠林格组左心房灌注压为7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0cmH2O时的CO,灌注压为15.0、17.5、20.0cmH2O时 的+dp/dt和20.0cmH2O时的-dp/dt均显着低于正常对照组同灌注压时(P值均<0.05),左心房灌注压为7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0cmH2O时的心肌每搏功和主动脉峰值收缩压均显着高于氯化钠组同灌注压时(P值分别<0.05、0.01)。复方电解质组左心房灌注压为7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0cmH2O时的+dp/dt、-dp/dt均显着高于正常对照组同灌注压时(P值分别<0.05、0.01),CO、+dp/dt、-dp/dt、心肌每搏功和主动脉峰值收缩压均显着高于氯化钠组同灌注压时(P值分别<0.01、0.05)。见表2.
  
  2.2容量治疗期间不同时间点的乳酸离子浓度。
  
  氯化钠组容量治疗1、4、8、12h时和乳酸钠林格组容量治疗1、4、8、12、24、48h时的乳酸离子浓度均显着高于正常对照组同时间点 (P值分别<0.05、0.01),复方电解质组容量治疗各时间点的乳酸离子浓度与正常对照组间的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。乳酸钠林格组容量治疗1、4、8、12、24、48h时的乳酸离子浓度均显着高于氯化钠组同时间点(P值分别<0.05、0.01)。复方电解质组容量治疗1、4、8、12、48h时的乳酸离子浓度均显着低于氯化钠组同时间点 (P值均<0.05),治疗1、4、8、12、24h时的乳酸离子浓度均显着低于乳酸钠林格组同时间点 (P值分别<0.05、0.01)。见表3.
  
  2.3大鼠心肌组织ATP和CP含量。
  
  正常对照 组、氯化钠组、乳酸钠林格组和复方电解质组的心肌组织ATP含量分别为(23.3±1.5)、(19.1±1.1)、(17.6±0.6)和(21.6±1.6)μmol/mg,氯化钠组、乳酸钠林格组ATP含量均显着低于正常对照组(P值分别<0.05、0.01),复方电解质组与正常对照组间ATP含量的差异无统计学意义(P>0.05);乳酸钠林格组的ATP含量显着低于氯化钠组(P<0.05),复方电解质组的ATP含量显着高于氯化钠组(P<0.05)。正常对照组、氯化钠组、乳酸钠林格组和复方电解质组的心肌组织CP含量分别为(24.3±2.2)、(23.1±2.2)、(22.2±2.3)和(23.2±2.5)μmol/mg,各组间心肌CP含量的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。
  
  2.4容量治疗期间不同时间点大鼠生存率。
  
  氯化钠组容量治疗24、48h时和乳酸钠林格组容量治疗48h时的大鼠生存率均显着低于正常对照组同时间点(P值均<0.05),乳酸钠林格组容量治疗24h时和复方电解质组容量治疗24、48h时的大鼠生存率均显着高于氯化钠组同时间点(P值均<0.05),复方电解质组容量治疗48h时的大鼠生存率 显 着 高 于 乳 酸 钠 林 格 组 同 时 间 点 (P<0.05)。见表4.
  
  2.5容量治疗期间不同时间点SBP、心率、CVP和尿量。
  
  氯化钠组容量治疗4、8、12、24、48h时和乳酸钠林格组容量治疗12、24、48h时的SBP均显着低于正常对照组同时间点(P值分别<0.05、0.01);氯化钠组容量治疗4、8h时的心率均显着快于正常对照组同时间点(P值均<0.05),氯化钠组容量治疗12、24、48h时和乳酸钠林格组容量治疗48h时的心率均显着慢于正常对照组同时间点(P值分别<0.05、0.01);氯化钠组容量治疗12、24、48h时和乳酸钠林格组容量治疗24、48h时的CVP均显着低于正常对照组同时间点(P值分别<0.05、0.01),氯化钠组容量治疗12、24、48h时和乳酸钠林格组容量治疗48h时的尿量均显着少于正常对照组同时 间点 (P值分别<0.05、0.01)。乳酸钠林格组容量治疗12、24、48h时和复方电解质组容量治疗4、8、12、24、48h时的SBP均显着高于氯化钠组同时间点(P值分别<0.05、0.01);乳酸钠林格组容量治疗24、48h时和复方电解质组容量治疗12、24、48h时的心率均显着快 于 氯 化 钠 组 同 时 间 点 (P值 分 别<0.01、0.05),复方电解质组容量治疗8h的心率显着慢于氯化钠组同时间点(P<0.05);乳酸钠林格组容量治疗48h时和复方电解质组容量治疗12、24、48h时的CVP均显着高于氯化钠组同时间点(P值分别<0.05、0.01);乳酸钠林格组容量治疗后24、48h时和复方电解质组容量治疗12、24、48h时的 尿 量 均 显 着 多 于 氯 化 钠 组 同 时 间 点(P值分别<0.05、0.01)。见表5.
  
  3讨论。
  

  大面积热伤后48~72h为休克期,其原因为热伤组织毛细血管通透性增加,血浆渗出,有效回流量减少。热伤休克为低血容量休克,烫伤面积越大,深度越深,休克发生得越早而严重,且持续时间越长,并有明显的电解质紊乱和血浆渗透压改变;其主要表现为血液浓缩、低钠血症、酸中毒或低蛋白血症。热伤休克的基本变化是微循环血流动力学改变和弥漫性血管内凝血形成等,其代谢特点是缺血、缺氧和代谢性酸中毒,再灌注损伤和内毒素易位,组织缺氧、肝脏糖异生和氧化功能损伤后乳酸大量生成,使 血浆 乳酸 水平上升了600%[16-17],最终导致多器官功能障碍综合征发生。据报道,高乳酸水平可增加机体氧债,损伤心肌功能[18],当乳酸水平降低时,烫伤者的存活率提高[19].醋酸盐有利于出血性休克的治疗[20-22],减轻代谢性酸中毒的程度。
  
  CO是每分钟左心室或右心室射入主动脉或肺动脉的血量,左、右心室的输出量基本相等,是评价循环系统效率高低的重要指标;+dp/dt是等容收缩期左心室压力上升的速率,用于评价心肌的收缩功能;-dp/dt是等容舒张期左心室压力下降的速率,用于评价心肌的舒张功能;心肌每搏功和主动脉峰值收缩压也是反映心肌收缩功能和顺应性的指标。本研究结果显示,氯化钠组左心房灌注压为7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0cmH2O时的CO、+dp/dt、-dp/dt、心肌每搏功和主动脉峰值收缩压均显着低于正常对照组同灌注压时,表明氯化钠组经容量治疗后心肌的收缩和舒张功能并未改善;乳酸钠林格组左心房灌注压为7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0cmH2O时的CO,灌注压为15.0、17.5、20.0cmH2O时的+dp/dt和20.0cmH2O时的-dp/dt均显着低于正常对照组同灌注压时,灌注压为7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0cmH2O时的心肌每搏功和主动脉峰值收缩压均显着高于氯化钠组同灌注压时,表明治疗初期乳酸钠林格注射液能纠正热伤性休克,改善心肌的收缩和舒张功能,但随着时间延长,补液量增多,机体乳酸离子浓度升高,抑制了心肌的收缩和舒张功能[18],使+dp/dt和-dp/dt显着低于正常对照组;复方电解质组左心房灌注压为7.5、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0cmH2O时+dp/dt、-dp/dt均显着高于正常对照组同灌注压时,CO、+dp/dt、-dp/dt、心肌每搏功和主动脉峰值收缩压均显着高于氯化钠组同灌注压时,表明复方电解质注射液对心肌收缩功能的改善作用优于0.9%氯化钠溶液和乳酸钠林格注射液,能较好地维持接近正常的CO,随着补液量增多,醋酸根离子增多,但不影响心肌的舒张功能。最高心肌每搏功和主动脉峰值收缩压出现于复方电解质组,最大值分别为(71±4)g·m和(91±8)mmHg,表明复方电解质注射液能维持心肌每搏功和主动脉峰值收缩压。
  
  机体严重热伤后处于低血容量休克时,组织低灌注和细胞缺氧,糖的有氧氧化受阻,无氧酵解增强,乳酸生成显着增多并于组织内蓄积,导致乳酸性酸中毒,使心肌ATP生成减少,从而影响心肌功能和顺应性[18].氯化钠组输注的0.9%氯化钠注射液不能改善大鼠的心肌功能和顺应性,乳酸钠林格组输注乳酸钠林格注射液后于短时间内能改善大鼠的心肌功能,因液体中含有乳酸,随着输液量增多,机体的乳酸水平升高。酸中毒时H+与Ca2+竞争,抑制细胞外Ca2+与肌钙蛋白的钙受体结合,粗肌丝上的横桥与细肌丝不能结合并发生摆动,阻止Ca2+介导的Ca2+释放(CICR),抑制心肌收缩。此外,酸中毒时H+与Ca2+竞争抑制钙泵将Ca2+排出细胞外,使细胞质内Ca2+浓度未能下降,从而抑制心肌细胞舒张。酸中毒后可减少心肌ATP生成,不利于心肌功能的改善[18].复方电解质组的心肌收缩功能和顺应性指标最好,其可能原因是复方电解质注射液中含有醋酸盐,毒性小[23-24],能转化成碳酸盐,加速乳酸的代谢,降低乳酸水平[25-26],减少细胞外的H+生成,改善热伤后机体酸中毒从而抑制CICR,并改善心肌的收缩和舒张功能,减轻乳酸对心肌ATP生成的抑制,更有利于改善心肌功能和顺应性。本研究结果显示,复方电解质组容量治疗48h时大鼠的生存率显着高于氯化钠组和乳酸钠林格组同时间点,各时间点的SBP、心率、CVP和尿量均接近正常对照组。
  
  综上所述,在严重热伤引起的低血容量休克中,输注复方电解质溶液可减轻烫伤大鼠早期的心肌损伤,降低机体早期乳酸水平,减轻乳酸对心肌ATP生成的抑制,更有利于维持有效循环血量,改善的心肌的收缩和舒张功能,提高心肌顺应性,提高大鼠生存率。