環(huán)境低溫對(duì)失血性休克豬流動(dòng)力學(xué)及氧動(dòng)力學(xué)的影響

環(huán)境低溫對(duì)失血性休克豬流動(dòng)力學(xué)及氧動(dòng)力學(xué)的影響

失血性休克（hs）是士兵去世的主要原因，其治療一直是戰(zhàn)傷外科研究的重點(diǎn)。在我國(guó)東北及高海拔地區(qū)的冬季,室外溫度常在0℃以下,在這種環(huán)境下一旦發(fā)生HS,傷病員就要面對(duì)休克和低溫的雙重考驗(yàn)。但是目前,環(huán)境低溫對(duì)HS的影響,臨床研究和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)論尚不統(tǒng)一。大量回顧性臨床資料表明環(huán)境低溫是造成HS患者預(yù)后不良的主要原因,雖然也有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)支持這一結(jié)論,但更多的研究發(fā)現(xiàn)低溫環(huán)境暴露非但沒有加重HS的病情,反而改善了HS的預(yù)后。為了對(duì)這一矛盾現(xiàn)象做出合理解釋,本研究觀察模擬低溫環(huán)境對(duì)HS豬血流動(dòng)力學(xué)、氧動(dòng)力學(xué)、核心體溫及預(yù)后的影響。1材料和方法1.1儀器、試床及冷柜S/5多功能監(jiān)護(hù)儀(芬蘭Datex-Ohmeda);Vigilance心排量量護(hù)儀(美國(guó)EdwardsSystemsTechnology);BayerRapidlab865型血?dú)夥治鰞x(德國(guó)拜耳公司);中心靜脈導(dǎo)管及肺動(dòng)脈漂浮導(dǎo)管(美國(guó)愛德華生命科學(xué)公司);壓力傳感器(新加坡BiosensorsInternationalPET.Ltd);SD/SC-376BP型低溫冷柜(浙江星星公司);巴馬香豬[合格證號(hào)SYXK(軍)2007-001,黑龍江省雙鴨山市實(shí)創(chuàng)科技小型豬養(yǎng)殖中心]。1.2調(diào)整呼吸頻率及溫度清潔級(jí)健康成年巴馬香豬32只,雌雄不拘,體重17~25kg,實(shí)驗(yàn)前12h禁食,自由飲水。采用氯胺酮20mg/kg及阿托品0.5mg肌內(nèi)注射誘導(dǎo)麻醉,1.5%~2.0%異氟醚面罩吸入5min后行氣管內(nèi)插管,呼吸機(jī)輔助呼吸。調(diào)整呼吸頻率為14~16次/min,潮氣量為10ml/kg,設(shè)定FiO2為25%,FiN2為75%,此模式可維持PO2在100mmHg左右,PCO2在40mmHg左右。在無(wú)菌條件下于右側(cè)頸部切開,顯露右側(cè)頸外靜脈,插入肺動(dòng)脈導(dǎo)管,用于監(jiān)測(cè)肺動(dòng)脈溫度、肺動(dòng)脈壓和混合靜脈血氧濃度;右側(cè)腹股溝區(qū)切開,顯露右側(cè)股動(dòng)、靜脈,分別插入深靜脈導(dǎo)管,用于放血、監(jiān)測(cè)血壓和中心靜脈壓等;直腸內(nèi)放置溫敏電極用于監(jiān)測(cè)直腸溫度。外科操作一般在90min內(nèi)可完成,手術(shù)過程中通過保溫毯及燈泡加溫維持豬核心體溫在38.5~39.5℃。操作結(jié)束后調(diào)整吸入醚濃度在1.0%~1.5%以保證豬不躁動(dòng)(以四肢無(wú)扭動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)),穩(wěn)定60min后開始基礎(chǔ)檢測(cè)及模型建立。1.3不同濃度k-l平均動(dòng)脈壓采用定容性失血性休克模型,通過股靜脈在15min內(nèi)勻速放出40%血量(按30ml/kg體重計(jì)算),放血開始前進(jìn)行基礎(chǔ)檢測(cè),記為休克0min。當(dāng)平均動(dòng)脈壓(MAP)降到50mmHg時(shí)將吸入醚濃度調(diào)整到1.0%,MAP降到40mmHg時(shí)調(diào)整到0.5%,MAP降到30mmHg以下時(shí)調(diào)整到0.2%,放血結(jié)束后5min為便于觀察組間差異將吸入醚濃度調(diào)整到1.0%。在動(dòng)物出現(xiàn)躁動(dòng)等應(yīng)激表現(xiàn)時(shí)給予嗎啡15mg靜脈注射,嗎啡劑量飽和后可給予維庫(kù)溴銨0.2mg/kg靜脈注射。實(shí)驗(yàn)過程中所有動(dòng)物不進(jìn)行液體復(fù)蘇,觀察終點(diǎn)為休克后240min或動(dòng)物死亡。1.4休克模型建立環(huán)境32只巴馬香豬隨機(jī)分為4組(n=8)。(1)正常對(duì)照組(C組):置管后不建立休克模型,在室溫(22℃)下觀察;(2)室溫休克組(A組):模型建立后置于室溫下觀察;(3)低溫休克組(H組):模型建立后置于-10℃環(huán)境下觀察;(4)保溫休克組(F組):模型建立后置于室溫下觀察并維持肺動(dòng)脈溫度為38.5~39.5℃。1.5結(jié)果氧動(dòng)力學(xué)指標(biāo)休克模型建立前(0min)、休克模型建立后60min內(nèi)每15min及其后的每30min記錄或檢測(cè)1次肺動(dòng)脈溫度(Tp)、直腸溫度(Tr)、心率(HR)、MAP、肺動(dòng)脈壓(PAP)、肺動(dòng)脈楔壓(PAWP)、中心靜脈壓(CVP)、心輸出量(CO)、血紅蛋白(Hb)、混合靜脈血氧飽和度(SvO2)及動(dòng)脈血?dú)夥治鼋Y(jié)果。氧動(dòng)力學(xué)指標(biāo)按下列公式換算:氧攝取率(O2ER)=VO2/DO2=(CaO2-CvO2)/CaO2×100%;氧供指數(shù)(DO2I)=CaO2×CI×10;氧耗指數(shù)(VO2I)=(CaO2-CvO2)×10×CI。其中VO2=(CaO2-CvO2)×CI,DO2=CaO2×CI,CaO2=1.38×Hb×SaO2,CvO2=1.38×Hb×SvO2,CI=CO/體表面積。1.6統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS11.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)據(jù)結(jié)果以表示,多組間比較采用單因素方差分析,進(jìn)一步兩兩比較采用LSD-t法,生存分析采用Kaplan-Meier法,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2結(jié)果2.1兩組tp的比較正常對(duì)照組雖未建立HS模型,但Tp在休克后15min就下降至36℃并在觀察期間一直維持在35~36℃。室溫休克組的Tp變化趨勢(shì)與正常對(duì)照組相似,兩組各時(shí)間點(diǎn)比較無(wú)顯著差異(P>0.05)。低溫休克組Tp在前120min內(nèi)與正常對(duì)照組和室溫休克組比較無(wú)顯著差異(P>0.05),但從休克后120min開始明顯下降,與室溫休克組和正常對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);與保溫休克組比較,正常對(duì)照組、室溫休克組、低溫休克組Tp明顯下降(P<0.05,圖1)。Tr與Tp的變化趨勢(shì)相同(數(shù)據(jù)未提供)。2.2血?dú)夥治鲋笜?biāo)的變化2.3溫室休克和低溫休克組hr各時(shí)間點(diǎn)的比較表1建模后3個(gè)休克組的HR從100次/min左右迅速上升至160~180次/min,并始終維持在較高水平,與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。室溫休克組和低溫休克組的HR在各時(shí)間點(diǎn)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);在前90min內(nèi)保溫休克組HR的變化趨勢(shì)與室溫休克組和低溫休克組相同(P>0.05),但從休克后90min開始與室溫休克組差別逐漸明顯(P<0.05)。3個(gè)休克組各時(shí)間點(diǎn)的MAP及MPAP變化差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,表1)。2.4個(gè)休克組voi的比較建模后3個(gè)休克組的DO2I均從正常水平[500ml/(min·m2)]迅速下降至200ml/(min·m2)左右,并始終維持在該水平,3組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但均明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。同樣,3個(gè)休克組的VO2I在建模后也明顯下降,并維持在較低水平,與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),其中低溫休克組與室溫休克組各時(shí)間點(diǎn)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),而從休克后90min開始保溫休克組VO2I逐漸升高,低溫休克組和室溫休克組比較差異顯著,但仍明顯低于對(duì)照組(P<0.05)。建模后3個(gè)休克組的O2ER迅速升高,與對(duì)照組比較差異顯著(P<0.05),但3組間比較無(wú)明顯差異(P>0.05,表1)。2.5兩組溫休克大鼠的生存情況比較觀察期間室溫休克組和低溫休克組均無(wú)動(dòng)物死亡,而保溫休克組有4只動(dòng)物分別于45、60、120、180min死亡,Kaplan-Meier生存分析顯示保溫休克組與其他3組比較差異顯著(P=0.025)。3環(huán)境低溫對(duì)hs的影響在野外及戰(zhàn)場(chǎng)條件下,HS患者經(jīng)常遇到低溫等不利的救治條件。據(jù)報(bào)道,美軍在阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)上經(jīng)常要在低于0℃的環(huán)境下經(jīng)4~6h才能將傷病員從受傷地送達(dá)戰(zhàn)地醫(yī)院,因此研究環(huán)境低溫對(duì)HS自然病程的影響具有重要意義。豬在體溫調(diào)控機(jī)制及心血管系統(tǒng)對(duì)HS反應(yīng)等方面與人相似,常用于研究HS對(duì)血流動(dòng)力學(xué)的影響,故本實(shí)驗(yàn)采用定容性豬HS模型。本研究發(fā)現(xiàn),環(huán)境低溫雖然使HS豬的核心溫度進(jìn)行性下降,且在休克120min后更為明顯,但其血流動(dòng)力學(xué)、血?dú)夥治?、氧?dòng)力學(xué)指標(biāo)及預(yù)后與室溫休克組比較均無(wú)明顯差異,某些指標(biāo)甚至還有改善的趨勢(shì)。相反,保溫休克組雖然核心溫度正常,且血?dú)庵笜?biāo)、MAP、MPAP、DO2I及O2ER與室溫休克組比較均無(wú)明顯差異,但其HR、VO2I、乳酸及預(yù)后均較室溫休克組明顯惡化。O2ER雖未表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但保溫休克組始終保持在高水平,而低溫休克組卻降低明顯。上述數(shù)據(jù)顯示,環(huán)境低溫對(duì)HS有益,加溫保護(hù)對(duì)HS有害。雖然本研究結(jié)果顯示環(huán)境低溫對(duì)HS有益,與文獻(xiàn)報(bào)道類似,但進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)麻醉過程對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了重要影響,可能是造成本研究結(jié)果與臨床觀念矛盾的根本原因。正常對(duì)照組豬雖未建立HS模型,但核心溫度亦明顯下降,Tp在休克后15環(huán)境低溫對(duì)hs的影響35℃左右,平均降幅達(dá)4.0℃,其核心溫度下降的幅度和時(shí)相與室溫休克組比較無(wú)明顯差異,表明室溫休克組豬的核心溫度下降并非休克本身造成,而是由麻醉引起的外周血管擴(kuò)張和體溫調(diào)節(jié)中樞抑制所致。按照Bergstein等的觀點(diǎn),40%血容量喪失可能還不足以引起核心溫度下降。George等和Wu等在HS研究中也發(fā)現(xiàn)體表降溫法迅速降低核心溫度的實(shí)質(zhì)是麻醉產(chǎn)生的誘導(dǎo)性低溫,體表降溫只不過加快了降溫速度。另外,雖然低溫休克組的核心溫度下降比室溫休克組更明顯,后期兩者相差平均達(dá)3.0℃,但各項(xiàng)指標(biāo)并沒有表現(xiàn)出惡化趨勢(shì),考慮除誘導(dǎo)性低溫的保護(hù)作用外,麻醉?xiàng)l件下肌松劑對(duì)寒冷反應(yīng)的抑制也是重要原因。一般情況下,機(jī)體核心溫度下降后可出現(xiàn)劇烈的寒戰(zhàn)反應(yīng)。既往研究已證實(shí)機(jī)體寒戰(zhàn)反應(yīng)的發(fā)生80%是由于核心溫度下降造成的,體表溫度下降只發(fā)揮20%的作用。本研究中低溫休克組雖然體溫較低,但并未觀察到任何一只實(shí)驗(yàn)豬出現(xiàn)寒戰(zhàn)反應(yīng),考慮是由于寒戰(zhàn)反應(yīng)受抑在造成機(jī)體產(chǎn)熱減少、核心溫度下降的同時(shí),也必然降低了能量損耗,增加了組織細(xì)胞對(duì)損傷的耐受性。因此,我們雖然得出環(huán)境低溫對(duì)HS有益的結(jié)果,但應(yīng)充分考慮麻醉因素的影響。同樣,雖然本研究結(jié)果顯示維持核心溫度正常可導(dǎo)致HS豬死亡率明顯增加,但并不能因此否定保溫措施對(duì)HS的保護(hù)作用。休克時(shí)機(jī)體為保證重要臟器的灌注及核心溫度正常,通常四肢及末梢循環(huán)的血液供應(yīng)會(huì)減少,導(dǎo)致體表溫度下降,這是機(jī)體的一種代償機(jī)制,但國(guó)內(nèi)外在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)過程中均采用燈泡加溫及保溫毯保溫等措施維持核心溫度穩(wěn)定,這些保溫措施是從外向內(nèi)的,體表溫度升高必然導(dǎo)致末梢血管大量開放、擴(kuò)張,循環(huán)血容量被重新分布,對(duì)正常動(dòng)物可能影響不大,但對(duì)HS豬則會(huì)破壞已有的代償機(jī)制,其結(jié)果必然是有效循環(huán)血容量銳減,休克加重,死亡率增加。因此保溫休克組的情況只是實(shí)驗(yàn)條件下的特例,其結(jié)果并不能反映HS時(shí)的真實(shí)情況。本研究結(jié)果揭示了誘導(dǎo)性低溫對(duì)HS的作用,表明動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果與臨床認(rèn)知之間存在一定矛盾。目前雖然越來越多的研究表明HS時(shí)自發(fā)性低溫和誘導(dǎo)性低溫有著本質(zhì)區(qū)別:自發(fā)性低溫是因無(wú)氧代謝及能量產(chǎn)生不足引起的,其結(jié)果是ATP耗竭,出現(xiàn)低溫、酸中毒及凝血障礙惡性三聯(lián)征;而通過人為方法實(shí)現(xiàn)的誘導(dǎo)性低溫可使ATP得以保存,細(xì)胞耐受應(yīng)激能力增強(qiáng)。但實(shí)際工作中很難將二者區(qū)別開來,尤其是開展誘導(dǎo)性低溫時(shí),仍有很多實(shí)際問題尚未解決。本研究雖未得出低溫環(huán)境對(duì)HS有害的結(jié)論,但發(fā)現(xiàn)麻醉是影響實(shí)驗(yàn)