高原高寒戰(zhàn)時(shí)環(huán)境肢體槍彈傷后電解質(zhì)代謝的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究

殷作明，李素芝，胡德耀，葉 峰，楊志煥，林秀來，宋 俊，賴西南，石權(quán)貴，何代平，李 楠，何蓉城，孫克勤

低海拔地區(qū)嚴(yán)重創(chuàng)傷后電解質(zhì)代謝的特點(diǎn)曾有少量報(bào)道［1］，但關(guān)于高原高寒地區(qū)平戰(zhàn)時(shí)環(huán)境下火器傷后血漿電解質(zhì)的代謝特點(diǎn)至今國內(nèi)外未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)在高原高寒環(huán)境現(xiàn)場，模擬戰(zhàn)時(shí)因素，以豬肢體槍彈傷為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑒?dòng)態(tài)觀察高原高寒地區(qū)平時(shí)、戰(zhàn)時(shí)環(huán)境槍彈傷后血漿鉀、鈉、氯和鈣、鎂、磷的含量的變化，了解高原高寒環(huán)境火器傷后血漿電解質(zhì)的代謝特點(diǎn)及其變化規(guī)律，為該地區(qū)戰(zhàn)時(shí)火器傷的救治提供理論依據(jù)。

材料與方法

1 動(dòng)物及分組

實(shí)驗(yàn)小型豬24頭，體重15～25kg，均為雌性，隨機(jī)分為3組，每組8頭。(1)高原戰(zhàn)時(shí)致傷組(GZ):海拔351m地區(qū)小型豬由地面到達(dá)3 670m高海拔地區(qū)(無階梯適應(yīng))，在過度勞累(每隔1小時(shí)奔跑5分鐘)、饑餓(每日2餐，每餐飼料量與正常飼養(yǎng)組相同)、寒冷(－18～5℃)和應(yīng)激(以鞭炮等每2小時(shí)驚嚇1分鐘)等環(huán)境下模擬戰(zhàn)時(shí)因素72小時(shí)然后致傷實(shí)驗(yàn)，致傷后即停止模擬戰(zhàn)時(shí)環(huán)境，與高原平原致傷組同等條件飼養(yǎng);(2)高原平時(shí)致傷組(GP):動(dòng)物進(jìn)藏同GZ組，但進(jìn)藏后在正常飼養(yǎng)條件(海拔3 670m，氣溫－5～10℃，每日3餐，休息)下適應(yīng)2周后致傷實(shí)驗(yàn);(3)平原平時(shí)致傷組(PP):海拔為351m地區(qū)小型豬，在16～22℃的環(huán)境下致傷實(shí)驗(yàn)。除環(huán)境因素和戰(zhàn)時(shí)因素外，其余飼養(yǎng)條件均與前兩組相同。傷后各組動(dòng)物每日3餐飼養(yǎng)，但不進(jìn)行輸液等治療。

2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

清醒豬仰臥懸吊固定于射擊架上，用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)槍(7．62mm 鋼心彈丸、重 7．9g、長度 32．3mm)射距20m致傷后肢肌肉豐滿處，傷后不清創(chuàng)、立即包扎。平原子彈撞擊組織速度為(660．54 ±14．22)m/s、高原子彈撞擊組織速度為(701．43 ±2．98)m/s。

3 實(shí)驗(yàn)時(shí)項(xiàng)點(diǎn)

分別于傷前、傷后 30 分鐘，2、6、12 小時(shí)，1、2、3、5、7、10、14 天采靜脈血測定鉀、鈉、氯和鈣、鎂、磷的含量。

4 指標(biāo)檢測

用Lisa400全自動(dòng)生化分析儀測定鉀、鈉、氯和鈣、鎂、磷的含量，鉀、鈉、氯試劑包(批號021220)由上海復(fù)星長征醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)有限公司生產(chǎn)，鈣(批號 L10838)、鎂(批號L10822)、磷(批號 L20469)試劑盒均由上海長征康仁醫(yī)學(xué)科學(xué)有限公司生產(chǎn)。

5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

1 傷后豬血漿鈣、鎂、磷含量的變化

槍彈傷后，平原平時(shí)組血鈣有下降的趨勢，在7～10天下降較顯著。高原平時(shí)組變化趨勢與平原組相似，但整體血鈣水平均較平原組低。高原戰(zhàn)時(shí)組傷后3～5天有較嚴(yán)重的低血鈣現(xiàn)象。槍彈傷后血漿鎂的變化更為顯著，平原組在傷后12小時(shí)～3天較傷前有一個(gè)顯著的降低，高原平時(shí)組在傷后的6～12小時(shí)和2～3天有一個(gè)較為顯著的下降，下降程度較高原平時(shí)組顯著。高原戰(zhàn)時(shí)組傷后6小時(shí)～1天和3天有嚴(yán)重的低鎂血癥，降低程度非常顯著高于高原平時(shí)組。平原組Pi3+在傷后的2～6小時(shí)有一個(gè)輕度升高，然后逐漸下降，值5天時(shí)恢復(fù)正常水平。高原平時(shí)組6小時(shí)有一個(gè)輕度升高，在7～14天有顯著降低。高原戰(zhàn)時(shí)組傷后30分鐘～2小時(shí)有一個(gè)顯著下降，此后變化趨勢與高原平時(shí)組一致(表1)。

2 傷后豬血漿鉀、鈉、氯的變化

三組傷后早期血鉀有增高的趨勢，但與傷前無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，后期變化不顯著。三組動(dòng)物在傷后30分鐘～2小時(shí)血鈉有下降的趨勢、以平原組下降的幅度稍大;傷后6小時(shí)高原戰(zhàn)時(shí)組顯著高于傷前、有輕度水鈉潴留，而平原組無升高;此后逐漸下降，高原戰(zhàn)時(shí)組傷后7天出現(xiàn)的輕度低鈉血癥。平原組傷后血氯有一定的波動(dòng)，但未出現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的改變，高原平時(shí)組傷后30分鐘和2天以后有顯著的下降，高原戰(zhàn)時(shí)組12小時(shí)即開始有顯著的下降，下降程度較高原平時(shí)組顯著(表2)。

表1 傷后豬血漿鈣、鎂、磷的變化(±s)

表1 傷后豬血漿鈣、鎂、磷的變化(±s)

與 GP組比較:#P ＜0．05，##P ＜0．01;與 PP組比較:*P ＜0．05，＊＊P ＜0．01;與傷前比較:$P ＜0．05，$$P ＜0．01

組別 傷前傷 后10min 30min 2h 6h 12h 1d 2d 3d 5d 7d 10d Ca2+(mmol/L)GZ 2．77 ± 3．03 ± 3．03 ± 2．90 ± 2．60 ± 2．45 ± 2．63 ± 1．40 ± 2．00 ± 2．26 ± 2．28 ± 2．31 ±0．10## 0．28## 0．31## 0．21# 0．13$ 0．15##$$0．19# 0．15##$$0．03##$$0．05$$ 0．06$$ 0．17$$GP 2．15 ± 2．37 ± 2．22 ± 2．50 ± 264 ± 2．11 ± 2．39 ± 2．32 ± 2．42 ± 2．22 ± 2．13 ± 2．20 ±0．09＊＊ 0．08＊＊$$0．09＊＊ 0．09＊＊$$0．12＊＊$$0．05＊＊ 0．18＊＊$0．16＊＊$0．11＊＊$$0．04＊＊ 0．14＊＊ 0．24*PP 3．47 ± 3．53 ± 3．38 ± 3．4 ± 3．48 ± 3．5 ± 3．15 ± 3．30 ± 3．30 ± 3．05 ± 2．84 ± 3．11 ±0．18 0．24 0．41 0．23 0．13 0．25 0．16$ 0．26 0．19 0．25$ 0．21$$ 0．16$Mg2+(mmol/L)GZ 1．09 ± 0．97 ± 0．80 ± 0．45 ± 0．00 ± 0．35 ± 0．81 ± 0．22 ± 0．83 ± 0．78 ± 0．77 ± 0．87 ±0．13 0．10 0．07 0．08 0．00##$$0．09#$$ 0．04# 0．09##$$0．03#$$ 0．10$$ 0．06$$ 0．14$$GP 0．93 ± 0．96 ± 0．83 ± 0．47 ± 0．48 ± 0．82 ± 0．65 ± 0．51 ± 0．75 ± 0．87 ±0．0 20．86 ± 0．86 ±0．11 0．13 0．15 0．14＊＊$$0．11＊＊$$0．07 0．15$$ 0．12＊＊$$0．06$$ 0．03 0．04 PP 0．95 ± 0．95 ± 0．96 ± 1．0 ± 0．72 ± 0．8 ± 0．71 ± 0．71 ± 0．81 ± 0．88 ± 0．89 ± 0．90 ±0．06 0．12 0．11 0．16 0．06$$ 0．06$$ 0．07$$ 0．05$$ 0．09$ 0．06 0．06 0．08 Pi3+(mmol/L)GZ 2．39 ± 2．12 ± 2．04 ± 2．56 ± 2．44 ± 2．49 ± 2．23 ± 2．33 ± 2．21 ± 2．08 ± 2．11 ± 1．92 ±0．09 0．29# 0．25#$ 0．16#$ 0．27 0．12 0．14$ 0．15 0．13$ 0．17$$ 0．08$$ 0．25$$GP 2．39 ± 2．45 ± 2．41 ± 2．80 ± 2．54 ± 2．58 ± 2．37 ± 2．12 ± 2．26 ± 1．97 ± 1．98 ± 2．03 ±0．13 0．15 0．21 0．23$$ 0．21* 0．15＊＊$0．19＊＊ 0．26$ 0．20 0．09*$$0．07*$$0．11*$PP 2．38 ± 2．45 ± 2．62 ± 2．70 ± 2．21 ± 1．90 ± 1．80 ± 1．82 ± 2．22 ± 2．21 ± 2．22 ± 2．29 ±0．08 0．10 0．20$ 0．23$ 0．25 0．25$$ 0．23$$ 0．25$$ 0．18 0．20 0．15$0．22

表2 傷后豬血漿鉀、鈉、氯的變化(mmol/L，±s)

表2 傷后豬血漿鉀、鈉、氯的變化(mmol/L，±s)

與 GP組比較:#P ＜0．05，##P ＜0．01;與 PP組比較:*P ＜0．05，＊＊P ＜0．01;與傷前比較:$P ＜0．05，$$P＜0．01

組別 傷前傷 后10min 30min 2h 6h 12h 1d 2d 3d 5d 7d 10d K+(mmol/L)GZ 4．45 ± 4．76 ± 4．43 ± 4．34 ± 4．37 ± 4．12 ± 4．40 ± 4．38 ± 3．81 ± 4．07 ± 4．07 ± 4．12 ±0．31 0．28## 0．24 0．2 0．23 0．46 0．72 0．57 0．22##$$0．44 0．36 0．17$GP 4．27 ± 4．14 ± 4．17 ± 4．33 ± 4．44 ± 4．67 ± 4．75 ± 4．27 ± 4．44 ± 3．86 ± 3．95 ± 4．08 ±0．37 0．27 0．32 0．58 0．43 0．42* 0．41＊＊$0．56 0．38 0．19 0．40 0．60 PP 3．99 ± 3．97 ± 4．16 ± 4．20 ± 4．05 ± 4．10 ± 3．87 ± 3．85 ± 4．13 ± 3．61 ± 3．57 ± 4．03 ±0．15 0．22 0．01 0．34 0．19 0．35 0．17 0．24 0．68 0．48 0．18$$ 0．64 Na+(mmol/L)GZ 141．0 ± 140．2 ± 140．5 ± 143．7 ± 136．0 ± 138．7 ± 137．4 ± 137．0 ± 135．2 ± 134．9 ± 135．1 ± 136．0 ±1．7 1．0 1．1 1．6$ 1．4#$$ 0．8#$ 2．0#$$ 0．5#$$ 2．0##$$ 2．5#$$ 2．2$$ 4．5$GP 141．0 ± 139．6 ± 140．1 ± 142．6 ± 138．8 ± 141．1 ± 139．6 ± 139．0 ± 140．0 ± 138．7 ± 135．7 ± 135．6 ±2．1 2．6* 2．5 2．4* 1．6$ 1．8* 0．9 1．8 1．0 2．1 1．8$ 1．2*$$PP 140．6 ± 136．4 ± 138．6 ± 139．0 ± 138．5 ± 136．9 ± 136．7 ± 136．3 ± 138．5 ± 137．6 ± 139．2 ± 140．8 ±3．3 2．0$ 1．6 1．8 3．8 2．8 3．5 5．2 3．3 3．8 1．5 4．7 Cl－(mmol/L)GZ 101．9 ± 104．0 ± 103．6 ± 103．5 ± 97．4 ± 98．0 ± 100．0 ± 98．2 ± 97．1 ± 97．7 ± 99．3 ± 99．0 ±1．0# 1．2#$$ 2．4 1．9 1．8##$$ 1．9##$$ 2．6 1．6##$$ 1．8##$$ 3．1#$ 2．3$ 4．2 GP 106．3 ± 100．6 ± 102．8 ± 105．2 ± 102．1 ± 105．7 ± 101．9 ± 103．3 ± 102．2 ± 103．3 ± 99．5 ± 99．5 ±3．0 2．4*$$ 2．5＊＊$ 3．3 1．4*$ 3．3 0．5$ 1．2$ 1．2＊＊$ 3．5 0．1＊＊$$0．1＊＊$$PP 107．5 ± 104．7 ± 107．2 ± 107．4 ± 108．4 ± 106．7 ± 102．5 ± 102．8 ± 107．8 ± 102．7 ± 107．0 ± 107．3 ±4．8 2．6 1．3 2．5 3．6 4．5 2．6 2．6 2．3 4．0 2．4 2．4

討 論

1 高原戰(zhàn)時(shí)槍彈傷后3～5天時(shí)機(jī)體有嚴(yán)重的低鈣血癥(血清 Ca2+＜2．25mmol/L)

火器傷后，平原平時(shí)組和高原平時(shí)組血鈣有明顯的下降趨勢，高原平時(shí)組整體血鈣水平均較平原組低，但血清Ca2+＞2．25mmol/L。而高原戰(zhàn)時(shí)組傷后3～5天有較嚴(yán)重的低血鈣，這可能由于骨骼肌Na+-K+-ATP 酶活性抑制［2］，激活 Na+-Ca2+交換系統(tǒng)，大量Ca2+內(nèi)流到細(xì)胞內(nèi)，導(dǎo)致血漿內(nèi)Ca2+降低;同時(shí)也導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)鈣超載，引起骨骼肌細(xì)胞的繼發(fā)損傷［3］。低鈣血癥影響心肌收縮力和心臟傳導(dǎo)，傷員出現(xiàn)心肌收縮力下降和骨骼肌張力增加，面部和肢端的麻木和針刺感。靜脈輸入氯化鈣或葡萄糖酸鈣可以糾正低鈣血癥。

2 高原戰(zhàn)時(shí)槍彈傷后6小時(shí)～1天和3天機(jī)體有嚴(yán)重的低鎂血癥(血清Mg2+＜0．7mmol/L)

本研究表明，高原戰(zhàn)時(shí)槍彈傷后出現(xiàn)嚴(yán)重的低鎂血癥，嚴(yán)重程度分別為高原戰(zhàn)時(shí)組＞高原平時(shí)組＞平原平時(shí)組。高原戰(zhàn)時(shí)組傷后2小時(shí)即有顯著降低，傷后12小時(shí)測不出，一直到傷后3天持續(xù)在低水平。有學(xué)者報(bào)道［1］嚴(yán)重顱腦損傷后也出現(xiàn)血漿鎂含量降低。Mg2+是人體內(nèi)必不可少的元素之一，鎂是以結(jié)合和游離兩種方式存在的，其含量占體內(nèi)陽離子的第4位，居細(xì)胞內(nèi)陽離子的第2位。它是許多酶的輔基，能激活體內(nèi)300多種酶，參與能量產(chǎn)生與消耗的過程。造成火器傷后血漿Mg2+含量降低的機(jī)理目前尚不完全清楚?？赡芘c磷脂酶C關(guān)系密切，傷后10分鐘之內(nèi)磷脂酶C即被激活引起膜結(jié)構(gòu)的破壞，導(dǎo)致游離鎂與膜成分結(jié)合，從而使游離鎂含量下降;隨著膜結(jié)構(gòu)破壞的加劇，結(jié)合有Mg2+的膜碎片被“清洗”掉，從而使鎂含量也下降［4］。

近年來的研究表明，鎂含量的變化影響著神經(jīng)細(xì)胞生理、生化狀態(tài)，調(diào)節(jié)多種神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，對繼發(fā)性腦損害的發(fā)生發(fā)展過程發(fā)揮了重要的作用，因此在高原作戰(zhàn)更易出現(xiàn)精神失常等問題，應(yīng)引起高度重視。低鎂狀態(tài)可能加重火器傷，使死亡率增加?？赡茉蛴幸韵?個(gè)方面:(1)對代謝的影響［5］，從生物能量學(xué)觀點(diǎn)來看Mg2+是所有轉(zhuǎn)磷酸酶反應(yīng)所必須的;火器傷后Mg2+的丟失，使多種酶失活，能量產(chǎn)生減少。(2)對離子平衡的影響［6］，Mg2+主要通過兩方面影響細(xì)胞內(nèi)外的離子平衡。一方面，生理濃度的Mg2+可維持細(xì)胞膜上Na+-K+-ATP酶的活性，保持正常的Na+-K+交換，防止細(xì)胞水腫;同時(shí)，細(xì)胞外的Mg2+被認(rèn)為是“天然的生理性鈣拮抗劑”，它通過與Ca2+競爭結(jié)合位點(diǎn)而抑制鈣內(nèi)流。此外，它還通過Mg2+-Ga2+交換，防止細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載。另一方面，細(xì)胞內(nèi)Mg2+被認(rèn)為是一種內(nèi)源性的N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體拮抗劑，它以電壓依賴方式通過阻斷NMDA受體偶聯(lián)的離子通道，防止Na+、Ca2+內(nèi)流，K+外流?；鹌鱾?，Mg2+濃度的降低通過影響上述環(huán)節(jié)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+超載、細(xì)胞水腫。這可能也是高原創(chuàng)傷后機(jī)體對復(fù)蘇液體耐受力差的原因之一，因此，我們在處理高原戰(zhàn)時(shí)火器傷時(shí)要充分考慮全身因素，適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充Mg2+，可以對戰(zhàn)傷后顱腦并發(fā)癥發(fā)揮預(yù)防和治療作用。

3 高原戰(zhàn)時(shí)槍彈傷后12小時(shí)機(jī)體即開始出現(xiàn)K+、Na+、Cl－和 Pi3+的逐漸降低

三組傷后6小時(shí)血鈉有一個(gè)顯著的升高，這主要由于傷后強(qiáng)而持久的應(yīng)激反應(yīng)［7］導(dǎo)致體內(nèi)血管升壓素和醛固酮過度分泌，尿量明顯減少，反映腎血流量減少，腎小球?yàn)V過率下降，腎小管重吸收減少，以保留體液及電解質(zhì)，維持有效血循環(huán)量。受傷12小時(shí)后三組血鈉逐漸降低，至傷后7天時(shí)高原戰(zhàn)時(shí)組出現(xiàn)輕度低鈉血癥(＜135mmol/L)，其余各組、各時(shí)項(xiàng)點(diǎn)均未達(dá)到診斷標(biāo)準(zhǔn)。這可能與高原戰(zhàn)時(shí)組進(jìn)食水不足、機(jī)體脫水等因素有關(guān)。因此，高原戰(zhàn)時(shí)應(yīng)注意水鹽的補(bǔ)充。三組K+、Cl－和Pi3+均在傷后12小時(shí)開始逐漸降低，嚴(yán)重程度依次為高原戰(zhàn)時(shí)組＞高原平時(shí)組＞平原平時(shí)組，但都未低于正常值的低限。

可見高原戰(zhàn)時(shí)火器傷后早期伴有嚴(yán)重的低鈣血癥和低鎂血癥，后期伴有輕度的低鈉血癥，傷后12小時(shí)開始伴有磷、鉀和氯的逐漸降低。我們在救治高原戰(zhàn)時(shí)火器傷傷員時(shí)應(yīng)引起足夠的重視，應(yīng)注意即時(shí)補(bǔ)充鈣、鎂、鈉等電解質(zhì)。

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