亞高原與高原地區(qū)綿羊多臟器功能障礙綜合癥血清生化指標(biāo)的比較

王紅義，馮小明，史智勇，陸 璐，牛廷獻(xiàn)

(蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院動物實(shí)驗(yàn)科，蘭州 730050)

亞高原與高原地區(qū)綿羊多臟器功能障礙綜合癥血清生化指標(biāo)的比較

王紅義，馮小明，史智勇，陸 璐，牛廷獻(xiàn)

(蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院動物實(shí)驗(yàn)科，蘭州 730050)

目的 本文旨在通過不同的海拔高原地區(qū)的多臟器功能障礙綜合征(MODS)綿羊模型的生化指標(biāo)來探討MODS的高原性發(fā)病特點(diǎn)。方法 將12只綿羊隨機(jī)分為兩組，每組6只，分別在高原地區(qū)夏河?？撇菰?平均海拔在3100 m)和亞高原地區(qū)蘭州市(平均海拔在1520 m)，動物全麻后，以6 μg/kg內(nèi)毒素(LPS)于30 min內(nèi)靜脈泵入建立MODS模型。觀察各組的體征表現(xiàn)，測定不同時點(diǎn)各組血清生化指標(biāo)的改變。結(jié)果 高原地區(qū)的MODS模型綿羊死亡率以及不同時段血清的CK、CK－MB、AST、ALT、CRE生化指標(biāo)明顯高出亞高原地區(qū)，只有 ALP指標(biāo)亞高原地區(qū)與高原地區(qū)的變化基本相近。結(jié)論 MODS在伴隨著海拔升高的高原地區(qū)危害程度更大。

多臟器功能障礙綜合征;內(nèi)毒素;死亡率;生化指標(biāo)

多臟器功能障礙綜合征(MODS)指在嚴(yán)重創(chuàng)傷、感染、休克等原發(fā)病發(fā)生24 h后，同時或序貫出現(xiàn)2個或2個以上系統(tǒng)器官功能不全的綜合征，國內(nèi)資料統(tǒng)計MODS的總病死率約為39% ～53.5%［1－3］，國外為 40%～80% 左右［4，5］。它具有發(fā)病急、進(jìn)展快、病死率高的特點(diǎn)，是ICU患者最重要的死亡原因［6］。盡管近30年對其發(fā)病機(jī)制和防治研究進(jìn)行了深入探索，但炎癥應(yīng)激反應(yīng)鏈參與了MODS調(diào)控的全過程，在不同的地域，因其氣候、海拔、環(huán)境等因素的不同是否也會成為MODS發(fā)病的一個潛在影響因素，尚有許多問題值得探索研究。

本研究利用內(nèi)毒素(LPS)建立綿羊 MODS模型，并對此模型在高原地區(qū)夏河?？撇菰?平均海拔在3100 m以上)和亞高原蘭州市中心(平均海拔在1520 m)條件下，分別對綿羊靜注LPS建立綿羊MODS模型，對不同海拔地域的MODS綿羊模型的血清生化指標(biāo)進(jìn)行檢測，比較它們在不同的海拔高度下各項(xiàng)生化指標(biāo)以及死亡率的變化，以此來探討MODS在高原地區(qū)的發(fā)病特點(diǎn)。

1 材料和方法

1.1 動物與分組

12只杜泊綿羊(蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院動物實(shí)驗(yàn)科提供，實(shí)驗(yàn)動物使用許可證號:SYXK(軍)2009－022)，雌雄各半，體重(20±1.5)kg，隨機(jī)分為2組，每組各6只。全價飼料飼養(yǎng)。

1.2 模型建立［2］與實(shí)驗(yàn)安排

實(shí)驗(yàn)動物均用速眠新Ⅱ號(1.5mL/kg)(軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍事獸醫(yī)研究 長春，吉獸藥試字(2004)005013)肌注麻醉后，LPS(血清型為:O127:B8，批號為64H4010，美國 Sigma公司)按6 μg/kg于30 min內(nèi)經(jīng)前肢橈靜脈泵入。隨機(jī)取6只羊在蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院動物實(shí)驗(yàn)科(海拔1520 m)7月上旬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，另外6只與7月下旬將綿羊激進(jìn)到夏河?？撇菰?海拔3100 m)進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

1.3 血清生化指標(biāo)的測定

分別于 0 h、3 h、6 h、12 h、24 h、48 h 和 72 h 經(jīng)頸靜脈采血(動物死亡前)，測定生化指標(biāo)(CK、CKMB、AST、ALT、ALP、CRE)。

1.4 MODS的診斷標(biāo)準(zhǔn)

參照胡森等［3］提出的動物發(fā)生 MODS時各個器官功能障礙分期診斷標(biāo)準(zhǔn)和評分標(biāo)準(zhǔn)。在注射LPS后出現(xiàn)2個或2個以上器官或系統(tǒng)功能障礙判定為 MODS。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示，利用SPSS 7.0統(tǒng)計分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，兩組之間比較采用t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 體征表現(xiàn)及死亡率

分別在不同海拔兩次給綿羊靜脈泵入LPS大約1 h后，馬上出現(xiàn)呼吸頻率加快，心率快而不齊，3 h后腹脹，尿頻，不能站立，運(yùn)動障礙。但是蘭州實(shí)驗(yàn)組出同樣癥狀要稍遲緩一點(diǎn)。?？茖?shí)驗(yàn)組:6 h后，2只綿羊因呼吸窘迫、心律失常、血壓下降，繼之心衰死亡，12 h后又有2只死亡，24 h后最后1只羊也相繼死亡，所剩最后1只羊耐過恢復(fù)正常。蘭州實(shí)驗(yàn)組:6 h后，1只綿羊因呼吸窘迫、心律失常、血壓下降，繼之心衰死亡，12 h后又有1只死亡，24 h后最后2只羊也相繼死亡，所剩最后2只羊耐過恢復(fù)正常。?？茖?shí)驗(yàn)組和蘭州實(shí)驗(yàn)組的死亡率分別為:17%和33%。結(jié)果表明在海拔高的地域MODS的發(fā)病更嚴(yán)重，死亡率更高;相對海拔低的地域LPS靜注后的體征表現(xiàn)稍輕，相對于高海拔地區(qū)，死亡率明顯降低。

2.2 血清生化指標(biāo)的變化

在不同海拔的地區(qū)兩組羊靜注LPS的結(jié)果:①CK:在每組實(shí)驗(yàn)羊靜注LPS之前，S組的CK值高于L組(P＜0.05)，在靜注 LPS之后3 h～12 h，S組的CK值顯著高于L組(P ＜0.01)，24h S組的CK值高于L組(P ＜0.05)，48h后CK值開始逐漸降低，最后逐漸趨于正常。② CK－MB:在每組實(shí)驗(yàn)羊靜注 LPS之前和之后的 3 h～12 h，S組的 CK－MB值高于L組(P ＜0.05)，24 h后CK值開始逐漸降低，最后逐漸趨于正常。③AST:在每組實(shí)驗(yàn)羊靜注LPS之前和之后的3 h，S組的AST值和L組沒有明顯的區(qū)別，12 h～48 h，AST值，S組的 AST值高于 L組(P ＜0.05)，直到72 h時AST值逐漸降低，最后逐漸趨于正常。④ ALT:在每組實(shí)驗(yàn)羊靜注LPS之前和之后的3 h，S組的ALT值和L組沒有明顯的區(qū)別，12 h～72 h，S組的 ALT值高于 L組(P＜0.05)。⑤ ALP:在每組實(shí)驗(yàn)羊靜注 LPS之前，L組的ALP值明顯高于S組(P ＜0.01)，3 h時L組的ALP值高于S組(P ＜0.05)，在12 h之后，兩組值沒有明顯區(qū)別。⑥ CRE:在每組實(shí)驗(yàn)羊靜注LPS之前和之后的12 h，S組的CRE值和L組沒有明顯的區(qū)別，但是到24 h之后，S組的 CRE值和高于 L組(P＜0.05)。(表1)

表1 各組不同時點(diǎn)血清生化指標(biāo)的比較Tab.1 Comparison biochemical indexes in serum in different time in each group

3 討論

嚴(yán)重感染、創(chuàng)傷、休克等誘發(fā)的ARDS/MODS是一個復(fù)雜的病理生理過程，最終序貫性出現(xiàn)多器官功能障礙。內(nèi)毒素介導(dǎo)的MODS模型具有致傷因素單一、造模方法便捷等優(yōu)點(diǎn)。大鼠、兔、綿羊和犬等動物均可用于建立 MODS模型［7－10］，但不同動物對LPS的敏感性不同，兔對LPS敏感性較高，造模死亡率高，犬對LPS不敏感，大鼠等小動物動靜脈采血量有限、不易動態(tài)觀察［11］;因此綿羊是復(fù)制 MODS模型較為理想的動物，在小劑量LPS作用下就能形成SIRS，繼而誘發(fā) MODS［12］;綿羊?yàn)榇笮蛣游?，其病理生理變化與人相近［13］，便于實(shí)驗(yàn)觀察。在前期實(shí)驗(yàn)中，我們 3 μg/kg 和6 μg/kg LPS 均能成功地建立MODS模型，因3 μg/kg LPS的致死率較低，影響結(jié)局的比較，故采用6 μg/kg LPS建立MODS模型。

本研究顯示靜注LPS后，首先出現(xiàn)肺損傷，表現(xiàn)為呼吸急促，2 h降至最低，6 h后個別綿羊肺損傷嚴(yán)重而死亡;同時心跳加速，伴有心肌梗塞，心臟功能的減退;而胃腸道、肝、腎功能的損傷出現(xiàn)相對較晚，實(shí)驗(yàn)動物的胃腸脹氣顯著，48 h達(dá)到高峰，存活下來的動物72 h后逐漸改善。這種內(nèi)毒素所致的MODS模型，其臟器功能出現(xiàn)障礙的時序性原因目前尚不明確，可能是肺臟對LPS損傷的敏感性高，故出現(xiàn)反應(yīng)早、變化快。

本研究結(jié)果表明，內(nèi)毒素所致的綿羊MODS的肺、肝、腎等臟器的損傷，在不同的海拔區(qū)域所表現(xiàn)出的炎癥反應(yīng)有很大的區(qū)別，因?yàn)椴煌暮０螚l件下，缺氧程度不同，在肺損傷嚴(yán)重程度也隨之不同，所引起的動物死亡率也是有明顯的差別。在高海拔地區(qū)所出現(xiàn)的內(nèi)毒素繼發(fā)的全身炎癥反應(yīng)明顯比低海拔地區(qū)強(qiáng)烈，同時高原地區(qū)MODS死亡率也是明顯高于亞高原地區(qū)。

本研究結(jié)果表明，CK、CK－MB、AST、ALT 和 CRE兩組實(shí)驗(yàn)指標(biāo)在不同時點(diǎn)高原地區(qū)明顯或者顯著的高于亞高原地區(qū)(P＜0.05或 P＜0.01)，只有ALP兩組實(shí)驗(yàn)動物之間的變化沒有明顯區(qū)別。在注入LPS前，高原地區(qū)CK、CK－MB值就高于亞高原地區(qū)，在注入LPS后開始升高(3 h)，并且高原地區(qū)的升高幅度明顯高于亞高原地區(qū)，直到24 h之后逐漸降低。肌酸激酶主要存在于骨骼肌和心肌，血清肌酸激酶是由骨骼肌和心肌細(xì)胞內(nèi)的肌酸激酶透過細(xì)胞膜進(jìn)入血液的結(jié)果。

由此可見在高原地區(qū)，MODS在高原缺氧的條件下，對心臟的損傷更嚴(yán)重，可能導(dǎo)致心肌梗塞和心臟功能減退的危害更大。有報道稱在高海拔地區(qū)ALI/ARDS具有缺氧創(chuàng)傷雙重打擊因素和高原性與高滲性混合性肺水腫雙重病理生理性質(zhì)［14］。AST、ALT和CRE的升高比較緩慢，直到12 h后高原地區(qū)與亞高原地區(qū)才出現(xiàn)明顯的區(qū)別。綿羊在注入LPS后AST明顯升高且在12 h后高原組的升高幅度明顯高于亞高原組。這表明在MODS的形成過程中，LPS對肝臟的損傷在海拔高的地區(qū)更加明顯。ALT的變化盡管高原組在12 h后的變化明顯比亞高原組稍大，但是兩者的變化幅度在數(shù)理統(tǒng)計學(xué)上沒有明顯的區(qū)別。

高原環(huán)境具有低壓低氧寒冷日照時間長和日夜溫差大等特點(diǎn)，其中對動物機(jī)體的影響最大的是大氣壓力降低所導(dǎo)致的低氧，這種低氧刺激會導(dǎo)致機(jī)體生理生化機(jī)能產(chǎn)生一系列變化。導(dǎo)致低氧血癥的拐點(diǎn)雖然是比較恒定的，但隨著海拔上升造成低氧血癥的幾率則是在經(jīng)常變化的，這是強(qiáng)調(diào)在海拔≥1500 m變化拐點(diǎn)的起點(diǎn)劃分高原－平原分界線的初衷［15］，由此在海拔1500 m和3000 m這兩個跨度很大的梯度中，綿羊 MODS肺、肝、心等器官的損傷也顯現(xiàn)出很大的區(qū)別。

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Comparison Biochemical Indexes in Serum in Sub-highland between Highland in Multiple Organ Dysfunction Syndrome Induced in Sheep

WANG Hong－yi，F(xiàn)ENG Xiao－ming，SHI Zhi－yong，LU Lu，NIU Ting－xian
(Lanzhou General Hospital of PLA，Department of Animal Experiment，Lanzhou 730050，China)

Objective To investigate the morbility of MODS in different altitude and observe the change of blood biochemistry by the animal model of multiple orgen dysfunction syndrome(MODS)induced by lipopolysaccharide(LPS)in sheep.Methods 12 sheep were randomly separated into 2 groups，6 sheep each group:the highland region of Sangke prairie(average altitude 3100 m)，sub highland region of Lanzhou group(average altitude 1520 m).After anaesthetizing ，the MODS model was established by infusing 6 μg/kg LPS in 30 minutes intravenously in sheep.Then the physical sign appearance was observed and the indexes of blood biochemistry were determined in each group at different times.Results The sheep in Sangke group，the death rate was markedly raised.The CK、CK－MB、AST、ALT、CRE biochemical indexes was markedly higher compared with Lanzhou group，except ALP that was little change.Conclusion MODS has the more damage in multiple organ follow on the raising altitude at highland.

Multiple orgen dysfunction syndrome;Lipopolysaccharide;Death rate;Biochemical indexes

R332

A

1671－7856(2012)07－0056－04

10.3969.j.issn.1671.7856.2012.007.014

2012－07－05

甘肅省自然科學(xué)基金(1010RJZA052)。

王紅義(1980－)，男，技師，主要研究方向:人類疾病動物模型的建立及相關(guān)研究。

牛廷獻(xiàn)(1966－)，男，副主任技師，主要研究方向:MODS的發(fā)病機(jī)制及防治研究。E－mail:niutx10000@163.com。