口服丙酮酸鹽糖液對(duì)致死性失血性休克大鼠臟器功能及存活率的影響

喻文 羅紅敏 鐘毓賢 周方強(qiáng) 謝志毅 胡森

【摘要】目的 研究和比較口服丙酮酸鈉-葡萄糖-電解質(zhì)液（PGES）與碳酸氫鈉-葡糖糖-電解質(zhì)液（BGES）對(duì)致死性失血性休克大鼠的復(fù)蘇效果。方法 60只成年雄性SD大鼠行胃造瘺置管及左側(cè)股、動(dòng)靜插管后經(jīng)股動(dòng)脈按45%TBV（全身血容量）放血后，按隨機(jī)數(shù)字法分為三組（每組20只）：不復(fù)蘇組（NR組），口服丙酮酸鹽糖液組（PGES組）和口服碳酸氫鹽糖液組（BGES組）。NR組不接受任何液體或藥物治療； PGES組和BGES組于失血后30 min開始經(jīng)胃造瘺管采用微量泵6 h內(nèi)勻速輸入2倍失血量提前預(yù)熱的PGES或BGES。失血前，失血后0、1、2、4 h 取血測(cè)定血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、肌酐（Cr）、磷酸肌酸激酶同工酶（CK-MB）和腸脂肪酸結(jié)合蛋白（iFABP）指標(biāo)。另84只大鼠隨機(jī)分為NR組（n=24）、PGES組（n=24）、BGES組（n=24）和手術(shù)后不放血對(duì)照組（NH，n=12），各休克組處理同前，NH組行胃造瘺及動(dòng)靜脈置管術(shù)但不放血，分別觀察各組動(dòng)物存活時(shí)間并進(jìn)行24 h生存分析。結(jié)果 PGES組和BGES組大鼠的24 h存活率顯著高于NR組（11/24 vs. 1/24，χ2=18，087，P<0，01； 5/24 vs. 1/24，χ2=6，445，P<0，05），且PGES組24 h存活率顯著高于BGES組（11/24 vs. 5/24，χ2=4，02，P<0，05）。臟器功能觀察中NR及兩口服補(bǔ)液組失血休克后1、2、4 h的指標(biāo)： ALT、CK-MB、Cr和iFABP均分別顯著高于失血前水平（P<0，01）；失血后2 h和4 h時(shí)間點(diǎn)PGES和BGES組的以上所有指標(biāo)均分別顯著低于NR組（P<0，01），且PGES組明顯低于BGES組（P<0，05）。結(jié)論 口服含丙酮酸鹽的ORS液 （PGES）在改善致死性失血性休克大鼠的臟器功能指標(biāo)及延長動(dòng)物生存的效果優(yōu)于含碳酸氫鹽的ORS液（BGES）。WHO推薦的ORS液有望得到進(jìn)一步改良，丙酮酸鹽糖液有可能成為無靜脈復(fù)蘇條件下救治致死性失血休克的首選口服補(bǔ)液鹽。

【關(guān)鍵詞】失血；休克；口服補(bǔ)液；丙酮酸鹽；腸脂肪酸結(jié)合蛋白；存活率

Effects of oral pyruvate-glucose-electrolyte solution on organ function and survival in resuscitation of lethal hemorrhagic shock rats Yu Wen， Luo Hongmin， Zhong Yuxian， Zhou Fangqiang， Xie Zhiyi， Hu Sen. Intensive Care Unit of Haidian Hospital， Beijing 100080，China

Corresponding anthor： Xie Zhiyi， Email： icuxiezhiyi@yahoo，cn

【Abstract】Objective To study the effects of oral rehydration with the solution of pyruvate-glucose-electrolyte （PGES） by comparison with the bicarbonate-glucose-electrolyte solution （BGES） on resuscitation in rats with lethal hemorrhagic shock.Methods Sixty adult male SD rats with intra-gastric tube， and cannulation of femoral artery and vein were subjected to 45% total blood volume loss from the femoral artery， and then randomly divided into three groups （n=20 in each group）： no fluid resuscitation group （NR）， oral fluid resuscitation with the PGES group （PGES） and oral fluid resuscitation with the BGES group （BGES）. In NR group， the animals received no fluid replacement or any other treatment. Rats in PGES and BGES groups were infused intra-gastrically with pre-warmed PGES or BGES in volume of 2 times shed blood given at 30 min after hemorrhage and completed within 6 hours. Blood samples in each group were collected from the abdominal aorta before or at 0， 1， 2， 4 h post hemorrhage to detect serum alanine aminotransferase （ALT）， creatinine （Cr）， creatine phosphate kinase isoenzyme （CK-MB） and intestinal fatty acid binding protein （iFABP）. Another 84 rats randomly divided into four groups： NR group （n=24），PGES group （n=24），BGES group （n=24），and no hemorrhage group （NH group， n=12）. Rats in the three hemorrhage groups were treated the same as described above， and the rats in NH group underwent the same surgical procedure without hemorrhage were served as the sham group. All these rats were observed for their 24-hour survival rates. Results The 24-hour survival rates of PGES and BGES groups were both significantly higher than the rate of NR group（11/24 vs. 1/24，χ2=18，087， P<0，01； 5/24 vs. 1/24，χ2=6，445， P<0，05）； the survival rate of PGES group was also significantly higher than that of BGES group （11/24 vs， 5/24，χ2=4，02， P<0，05）. All levels of ALT， CK-MB， Cr and iFABP in both the NR group and two oral resuscitation groups at 1 h， 2 h and 4 h post hemorrhage were significantly higher than those before the blood loss， respectively （P<0，01）. These biomarkers at 2 h， 4 h post hemorrhage were significantly lower in the PGES and BGES groups than those in NR group （P<0，01）； the serum levels of ALT， CK-MB， Cr and iFABP were significantly lower in the PGES group than those in the BGES group at 2 h and 4 h post hemorrhage， respectively （P<0，05）. Conclusions Present results demonstrated that the pyruvate-enriched oral re-hydration solution （ORS=PGES） was more effective in preserving the organ function and prolonging the animal survival after resuscitation of lethal hemorrhagic shock in comparison with the bicarbonate-containing ORS （BGES）. The oral re-hydration solution （PGES） recommended by the World Hygiene Organization （WHO ORS） may require further improvement in oral resuscitation of shock and the PGES may be recommended as a choice of oral re-hydration salts in the treatment of lethal hemorrhagic shock when intravenous administration is not available.

【Key words】Hemorrhage； Shock； Oral rehydration； Pyruvate； Intestinal fatty acid binding protein； Survival

戰(zhàn)、創(chuàng)（燒）傷引起的低血容量休克是戰(zhàn)爭和突發(fā)事故與災(zāi)害環(huán)境下傷員發(fā)生早期死亡或后繼臟器損害的主要原因[1]。由于交通破壞、后送延遲、液體供不應(yīng)求等困難使得現(xiàn)場常規(guī)靜脈液體復(fù)蘇難以或延遲實(shí)施，因此，在此類惡劣條件下，研究休克的非常規(guī)液體和藥物救治技術(shù)，對(duì)降低戰(zhàn)、創(chuàng)（燒）傷休克現(xiàn)場死亡和后期并發(fā)癥具有十分重要的意義。本研究觀察了45%血容量的失血性休克大鼠口服丙酮酸鹽糖液（PGES）與WHO推薦的碳酸氫鈉標(biāo)準(zhǔn)口服補(bǔ)液鹽（oral rehydration salt， ORS）液（BGES）對(duì)其臟器功能和存活率的影響，旨在為無靜脈補(bǔ)液條件下失血性休克的現(xiàn)場救治提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1，1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組

雄性SD大鼠，購自軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院動(dòng)物中心，8～10周齡，體質(zhì)量250～300 g。恒溫恒濕條件下適應(yīng)性喂養(yǎng)1周，實(shí)驗(yàn)前禁食12 h，自由飲水。按隨機(jī)數(shù)字表法將動(dòng)物分為指標(biāo)檢測(cè)組：失血不復(fù)蘇組（NR，n=20）、失血口服丙酮酸鹽糖液組（PGES，n=20）和失血口服碳酸氫鹽糖液組（BGES，n=20）；生存率觀察組： NR組（n=24）、PGES組（n=24）、 BGES組（n=24）和不失血手術(shù)對(duì)照組（NH，n=12）。NR組和NH組不接受任何液體或藥物治療，PGES組和BGES組于失血30 min后經(jīng)胃造瘺管采用微量泵6 h內(nèi)勻速輸注2倍失血量的PGES或BGES。

1，2 動(dòng)物模型制備

大鼠異氟醚（4%誘導(dǎo)，1%～2%維持）麻醉后，于劍突下1 cm打開腹腔行胃造口置管術(shù)，并行左側(cè)股動(dòng)、靜脈插管。根據(jù)Shults等[2]的方法進(jìn)行改良，在大鼠清醒狀態(tài)下經(jīng)股動(dòng)脈按45% TBV（全身血容量）（TBV=體質(zhì)量×0，06+0，77）分兩次放血（前5 min 30%，間隔15 min，后10 min 15%），使平均動(dòng)脈壓（MAP）維持20～30 mmHg （1 mmHg=0，133 kPa）水平穩(wěn)定30 min制備致死性失血性休克模型。

1，3 液體配方

丙酮酸鹽糖液（PGES）：溶解3，5 g 氯化鈉、3，5 g 丙酮酸鈉、1，5 g 氯化鉀和20 g（無水）葡萄糖于蒸餾水中至1000 mL；碳酸氫鹽糖液（ BGES）：溶解3，5 g氯化鈉、2，5 g碳酸氫鈉、1，5 g氯化鉀和20 g（無水）葡萄糖于蒸餾水中至1000 mL，使用前置均于37 ℃恒溫水浴箱預(yù)熱處理。PGES配方由解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院燒傷研究所胡森教授和美國芝加哥費(fèi)森尤斯透析中心周方強(qiáng)教授研制并提供。

1，4 指標(biāo)檢測(cè)及方法

指標(biāo)檢測(cè)組大鼠于失血前及失血后0、1、2、4 h采用心肺功能監(jiān)護(hù)儀（picco-PLUS， 德國PULSION公司）測(cè)定平均動(dòng)脈壓（MAP），并通過腹主動(dòng)脈取血；采用全自動(dòng)生化儀（7170A型，日本HITACHI公司）檢測(cè)血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、肌酐（Cr）、磷酸肌酸激酶同工酶（CK-MB）；雙抗夾心ELISA試劑盒（美國R﹠D公司）測(cè)定腸脂肪酸結(jié)合蛋白（iFABP）。生存率觀察組記錄各組大鼠失血后生存時(shí)間，并進(jìn)行24 h生存分析。

1，5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 17，0統(tǒng)計(jì)軟件，計(jì)量數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，組間分析用F檢驗(yàn)或Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)，生存率分析比較采用Log-rank檢驗(yàn)，P<0，05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2，1 生存率

NH組所有大鼠24 h全部存活，NR組的大部分大鼠（21/24）均死于失血后4 h內(nèi)；PGES組和BGES組的大鼠24 h存活率均顯著高于NR組（11/24 vs. 1/24，χ2=18，087，P<0，01；5/24 vs. 1/24，χ2=6，445，P<0，05）；PGES組24 h大鼠存活率高于BGES組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（11/24 vs. 5/24，χ2=4，02，P<0，05）。圖1。

2，2 MAP

45%血容量失血后0 h點(diǎn)MAP迅速下降至35 mmHg以下，NR組MAP于失血后1 h代償升高至失血前50%左右，后持續(xù)下降直至動(dòng)物死亡；口服補(bǔ)液各組MAP迅速上升，于1、2、4 h時(shí)間點(diǎn)顯著高于NR組（P<0，01），且PGES組在各時(shí)間點(diǎn)均顯著高于BGES組（P<0，01），失血后4 h PGES組MAP可恢復(fù)至失血前水平75%以上。見表1。

2，3 臟器功能指標(biāo)

NR及兩口服補(bǔ)液組失血后1、2、4 h各時(shí)間點(diǎn)的臟器功能指標(biāo) ALT、CK-MB、Cr和iFABP均分別顯著高于失血前水平（P<0，01）；失血后2 h和4 h PGES組和BGES組的以上各指標(biāo)均分別顯著低于NR組（P<0，01），且PGES組低于BGES組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0，05）。見表2。

3 討論

在戰(zhàn)場、突發(fā)事故或?yàn)?zāi)害現(xiàn)場，短時(shí)間可出現(xiàn)大批低血容量休克傷員，同時(shí)又由于環(huán)境惡劣、交通破壞、缺乏后送條件、醫(yī)療資源匱乏、夜間無照明條件等困難，以致輸血、輸液等常規(guī)抗休克手段難以實(shí)施或延遲實(shí)施，從而導(dǎo)致傷員病死率及并發(fā)癥大大增加[3]。早期及時(shí)的液體復(fù)蘇是低血容量休克救治成功與否的關(guān)鍵。在靜脈補(bǔ)液難以及時(shí)實(shí)施的情況（如偏遠(yuǎn)地區(qū)、戰(zhàn)爭、災(zāi)害等）下，選擇口服或胃腸道補(bǔ)液若能達(dá)到相同或近似的復(fù)蘇效果，對(duì)于減少現(xiàn)場死亡或延長生命、為后繼治療爭取時(shí)間具有積極意義[4]。

國內(nèi)外多項(xiàng)研究表明，失血性休克或燒傷患者口服或經(jīng)胃腸道液體復(fù)蘇能夠部分替代靜脈液體復(fù)蘇，起到擴(kuò)充血容量、維持血壓、改善組織器官灌注及延長生命作用[5-8]。再者，口服補(bǔ)液鹽 （ORS）干粉攜帶方便，加可飲用水即可制成口服溶液，對(duì)無茵要求不如靜脈輸液那樣嚴(yán)格，用于大批休克傷員的救治時(shí)間也少于靜脈補(bǔ)液，對(duì)于戰(zhàn)場或現(xiàn)場自救和互救將是一個(gè)不錯(cuò)的選擇[3]。以往大多數(shù)口服補(bǔ)液配方為WHO推薦的碳酸氫鈉標(biāo)準(zhǔn)ORS，其成分為含葡萄糖、電解質(zhì)和堿劑，用于大規(guī)模小兒腹瀉效果良好，也適用于燒傷的口服復(fù)蘇，并取得了初步的臨床效果[9-10]。本實(shí)驗(yàn)室前期設(shè)計(jì)了40%血容量失血后非麻醉狀態(tài)下實(shí)施口服補(bǔ)液的動(dòng)物模型，研究了口服ORS液復(fù)蘇對(duì)失血性休克大鼠臟器功能指標(biāo)和預(yù)后的影響，結(jié)果顯示大鼠失血后24 h與不補(bǔ)液組相比，口服ORS液能顯著增加平均動(dòng)脈壓、恢復(fù)內(nèi)臟灌流，還能維持血容量和血漿滲透壓，減輕臟器功能損害，增加動(dòng)物失血性休克的存活率[11]。

口服補(bǔ)液雖然作為靜脈補(bǔ)液的替代途徑能解決部分問題，但嚴(yán)重低血容量休克時(shí)由于胃腸道嚴(yán)重缺血缺氧，以及不完全復(fù)蘇后引起的缺血-再灌注損傷，導(dǎo)致大量氧自由基及各種炎癥介質(zhì)和細(xì)胞毒性因子的合成和釋放，作用于腸黏膜上皮細(xì)胞導(dǎo)致胃腸屏障功能破壞，直接影響口服液體復(fù)蘇的效果[4]。因此，抑制腸道局部炎癥損害對(duì)于減輕休克時(shí)腸組織損傷，改善腸胃腸吸收功能乃至提高口服及胃腸道補(bǔ)液效果都至關(guān)重要。在保護(hù)休克復(fù)蘇后臟器，尤其是腸道缺血-再灌注損傷及炎癥反應(yīng)的液體配方中，丙酮酸根離子（pyruvate） 因同時(shí)具有在嚴(yán)重缺氧或無氧條件下改善能量代謝[12-13]，優(yōu)異的糾正酸中毒[14-15]，并有抗氧化、抑制炎癥反應(yīng)[13，15]等特性，從而提高組織器官對(duì)缺氧的耐受性，在靜脈休克復(fù)蘇中備受關(guān)注。丙酮酸鹽不僅改善重要臟器包括腸道的功能 [16-18]， 同時(shí)延長休克動(dòng)物的生存時(shí)間 [19-21]。

本研究采用丙酮酸鈉（鹽）替代WHO推薦的標(biāo)準(zhǔn)ORS液中的堿劑—碳酸氫鈉，制備新的丙酮酸鈉-葡糖糖-電解質(zhì)口服液（PGES）的研究尚未見國內(nèi)外報(bào)道。實(shí)驗(yàn)結(jié)果首次顯示，大鼠45%血容量失血后1、2、4 h，口服丙酮酸鹽糖液平均動(dòng)脈壓顯著高于不補(bǔ)液組及口服碳酸氫鹽糖液組；失血后2、4 h各臟器功能指標(biāo)顯著改善，失血24 h存活率（45，8%）顯著高于休克對(duì)照組（4，2%）及口服碳酸氫鹽糖液組（20，8%）。這說明45%血容量失血后口服丙酮酸鹽糖液能有效提高平均動(dòng)脈壓，減輕休克后心、肝、腎、腸等器官功能損害，降低早期病死率，有潛力成為戰(zhàn)爭或突發(fā)事故及災(zāi)害時(shí)無靜脈補(bǔ)液條件下救治低血容量休克的ORS有效液體配方。

以上結(jié)果僅是初步的，本實(shí)驗(yàn)口服液輸入途徑是通過胃造瘺管輸液泵勻速緩慢補(bǔ)充，休克現(xiàn)場傷員復(fù)蘇可能需要更加簡便的方式，如胃管或直接口服，口服補(bǔ)液量及速度還需要進(jìn)一步探索。此外，和WHO 的枸櫞酸鈉改良配方的療效比較實(shí)驗(yàn)尚在進(jìn)行中，丙酮酸鹽糖口服液是否也優(yōu)于枸櫞酸鹽糖液，并適用于失血性休克傷員現(xiàn)場救治，還有待在多種休克動(dòng)物模型中進(jìn)行深入研究。

綜上所述，口服丙酮酸鹽糖液可以改善致死性失血性休克大鼠的早期器官功能，提高其生存率，可能成為在無靜脈補(bǔ)液條件下低血容量性休克的首選緊急救治方法，可為后續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)及治療爭取時(shí)間。

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（收稿日期：2013-04-28）

（本文編輯：邵菊芳）

DOI：10，3760/cma，j，issn，1671-0282，2014，01，007

基金項(xiàng)目：全軍醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)研究“十一五”計(jì)劃專項(xiàng)課題（06Z055）

作者單位：100080 北京，北京市海淀醫(yī)院急危重癥醫(yī)學(xué)部（喻文、謝志毅）；解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院燒傷研究所休克與多器官障礙實(shí)驗(yàn)室（羅紅敏、鐘毓賢、胡森）；美國芝加哥費(fèi)森尤斯透析中心（周方強(qiáng)）

通信作者：謝志毅，Email：icuxiezhiyi@yahoo，cn

P24-29