高熱大鼠不同程度寒顫模型的構(gòu)建

吳冬梅，鄭翠紅，吳冠虹，李華萍

(1.福建醫(yī)科大學(xué)護理學(xué)院，福州 350108； 2.福建衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福州 350101； 3.福建省級機關(guān)醫(yī)院，福州 350003)

研究報告

高熱大鼠不同程度寒顫模型的構(gòu)建

吳冬梅1，鄭翠紅2*，吳冠虹1，李華萍3

(1.福建醫(yī)科大學(xué)護理學(xué)院，福州 350108； 2.福建衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福州 350101； 3.福建省級機關(guān)醫(yī)院，福州 350003)

目的探索高熱大鼠降溫處理過程中發(fā)生寒顫的體溫閾值，構(gòu)建不同程度寒顫大鼠模型。方法使用20%干酵母混懸液將體重為(200±20)g、基礎(chǔ)體溫為36.8℃～38.3℃的雄性SD大鼠致熱，選取致熱成功的大鼠40只，隨機分為4組，每組10只，分別使用10、20、40 mL冰袋對高熱大鼠施行頸部和腋下探索性降溫處理30 min，對照組不進行降溫。觀察大鼠寒顫的表現(xiàn)、監(jiān)測大鼠發(fā)生寒顫的肛溫閾值。結(jié)果高熱大鼠在降溫處理30 min內(nèi)，對照組和10 mL冰袋組大鼠身體任一部位均未發(fā)生寒顫；20 mL冰袋組大鼠發(fā)生輕度寒顫，表現(xiàn)為豎毛，頭、頸部顫抖，伴或不伴上肢顫抖，發(fā)生輕度寒顫的平均肛溫閾值為37.25℃，輕度寒顫發(fā)生率為100%；40 mL冰袋組大鼠發(fā)生重度寒顫，表現(xiàn)為豎毛，頭、頸部、四肢和軀干均劇烈顫抖，尾巴肌張力增強，發(fā)生重度寒顫的平均肛溫閾值為37.07℃，重度寒顫發(fā)生率為90%。結(jié)論對高熱大鼠進行冰袋降溫干預(yù)可以構(gòu)建出較為理想的無寒顫、輕度寒顫、重度寒顫模型。

寒顫；模型；不同程度；高熱大鼠

寒顫為機體骨骼肌的快速節(jié)律性收縮，是機體對中樞低體溫的代償反應(yīng)，以增加熱能來抵抗溫度過低的保護性應(yīng)激反應(yīng)，常表現(xiàn)為戰(zhàn)栗、肌強直或躁動不安。研究表明，寒顫是冷療過程中一項常見的并發(fā)癥，發(fā)生寒顫會增強機體的新陳代謝、影響冷療效果并容易引起機體生理及心理的不適[1]。寒顫發(fā)生的部位主要有咀嚼肌、頸部、胸前區(qū)、四肢和軀干。床邊寒顫評估表是Badjatia等[2]學(xué)者根據(jù)寒顫發(fā)生部位的不同將寒顫分為輕度、中度和重度三個等級，用于寒顫評估。但目前尚缺乏不同程度寒顫的動物模型，為此，本研究欲對高熱大鼠采用冰袋降溫的方法構(gòu)建出不同程度寒顫動物模型，為研究寒顫對機體的影響提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1實驗動物

SPF級雄性SD大鼠，10周齡，體重(200±20)g，由上海斯萊克動物實驗中心購入[SCXK(滬)2012-0002]。飼養(yǎng)于福建衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院動物實驗中心[SYXK(閩)2012-0006]。并按實驗動物使用的3R原則給予人道的關(guān)懷。

1.2主要試劑與儀器

0.9%氯化鈉注射液，批號：H31021690，上海信誼金朱藥業(yè)有限公司；高活性干酵母粉，批號：CF20150728，安琪酵母股份有限公司；戊巴比妥鈉，批號：WS40140220，德國Merck公司；3% ～5%苦味酸溶液，批號：20020701，廣東臺山粵僑化工廠；液體石蠟，批號：031202，江西德誠制藥有限公司。

AEG-220電子分析天平(日本SHIMADZU公司)；TD-116075體重計(余姚市金諾天平儀器有限公司)；BCD-186KB冰箱(青島海爾股份有限公司)；CR·W12水銀肛溫計(上海醫(yī)用儀表廠)；3.2 cm×4 cm及4.0 cm×6.0 cm PE自封袋(京東商城斯圖旗艦店，1481050517)；大鼠固定器、燒杯、量筒、注射器(福建衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院動物實驗室提供)。

1.3實驗方法

1.3.1 實驗準(zhǔn)備

冰袋制作：選擇不透水、溫度通透性好的3.2 cm×4.0 cm和4.0 cm×6.0 cm 的PE材質(zhì)冰袋，分別注入清水約10 mL和20 mL。將冰袋做好標(biāo)記，放入冰箱24 h冷凍備用，冰箱溫度為-18℃，使用時用三層無紡紗布包裹。

20%干酵母混懸液的制備：稱取干酵母 2 g，置于燒杯中，加入0.9%氯化鈉10 mL，攪拌均勻，最后定容為10 mL(20%)。

實驗動物：正式試驗前，先用3% ～5%的苦味酸溶液標(biāo)記大鼠，隨后將大鼠置于溫度(23.0±2.0)℃，相對濕度 (50.0±2.0)%中適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d，實驗前1 d早上08:00、下午14:00、晚上20:00三次測量大鼠肛溫，實驗日晨08:00再次測量大鼠肛溫，每次測量前用凡士林潤滑肛溫計，插入大鼠直腸約3 cm，2 ～3 min后待讀數(shù)穩(wěn)定后讀取并記錄，最后計算四次的平均值，作為基礎(chǔ)體溫。

1.3.2 大鼠致熱

納入實驗當(dāng)天體溫及基礎(chǔ)體溫在36.8℃～38.3℃，體重在180～220 g的大鼠，排除單次體溫>38.3℃，或者相鄰兩次體溫差值>0.8℃的大鼠。實驗前6 h禁食不禁水，測定肛溫前讓大鼠自然排空糞便并稱重。用固定器將符合標(biāo)準(zhǔn)的大鼠固定，在其背部皮下注射20%干酵母混懸液10 mL/kg體質(zhì)量。觀察體溫變化，與基礎(chǔ)體溫相比較，若干酵母注射后6～7 h體溫升高≥0.8℃，則認為大鼠致熱成功[3]。體溫升高<0.8℃的大鼠，予以剔除；

1.3.3 不同寒顫程度大鼠模型的建立

隨機分組：篩選符合致熱成功的大鼠40只。根據(jù)簡單隨機化分組的方法將大鼠隨機分配到對照組(不進行降溫處理組)；10 mL冰袋組(使用一個3.2 cm×4.0 cm冰袋對大鼠進行頸部降溫處理)；20 mL冰袋組(使用兩個3.2 cm×4.0 cm冰袋對大鼠雙側(cè)腋下降溫處理組)；40 mL冰袋組(使用兩個4.0 cm×6.0 cm冰袋對大鼠雙側(cè)腋下降溫處理組)；每組各10只大鼠。

麻醉大鼠：用2%戊巴比妥鈉按40 mg/kg劑量對高熱大鼠進行腹腔注射。

降溫處理：當(dāng)麻醉致大鼠翻背反射消失時，取俯臥位，針對各組高熱狀態(tài)的大鼠相對應(yīng)地采取冰袋降溫措施，降溫時間為30 min。

寒顫觀察：記錄降溫過程中大鼠發(fā)生寒顫的情況，包括寒顫開始的時間、發(fā)生寒顫時體溫閾值、寒顫發(fā)生部位、寒顫表現(xiàn)、寒顫結(jié)束時間等。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法

2 實驗結(jié)果

2.1一般資料

四組大鼠體重、基礎(chǔ)體溫、致熱體溫差異無顯著性(P> 0.05)。(見表1)

2.2寒顫觀察

本研究中對照組和10 mL冰袋組大鼠均未發(fā)生寒顫，10 mL冰袋組大鼠降溫處理30 min內(nèi)均未發(fā)生寒顫，即軀體任一部位均未發(fā)生顫抖；20 mL冰袋組和40 mL冰袋組的大鼠均發(fā)生寒顫。其中20 mL冰袋組大鼠平均降溫10.4 min時10只大鼠均出現(xiàn)豎毛、頭、頸部顫抖，伴或不伴上肢顫抖，平均為降溫處理結(jié)束后11.7 min寒顫停止；40 mL冰袋組的大鼠平均降溫7.78 min 10只大鼠均出現(xiàn)豎毛、頭、頸部和上肢顫抖，平均降溫17.33 min 9只大鼠均出現(xiàn)四肢及軀干顫抖，伴或不伴翹尾巴，平均為降溫處理結(jié)束后13.33 min寒顫停止。大鼠發(fā)生寒顫有一個過程，一般先出現(xiàn)豎毛，從頭、頸部顫抖開始、頭部可觸到震顫波，然后上肢顫抖，接著下肢、軀干顫抖，寒顫劇烈時還會出現(xiàn)翹尾巴及機體對抗冷刺激出現(xiàn)軀體側(cè)翻的表現(xiàn)。但寒顫發(fā)生的次數(shù)以及每次寒顫持續(xù)的時間存在較大的變化，無法進行準(zhǔn)確的監(jiān)測。

2.3不同寒顫程度大鼠模型

根據(jù)高熱大鼠降溫處理過程中寒顫表現(xiàn)可建立出理想的不同程度寒顫模型。其中40 mL冰袋組有1只大鼠與其余9只大鼠表現(xiàn)差異大，降溫過程中僅出現(xiàn)豎毛、頭、頸部及上肢顫抖，未出現(xiàn)四肢及軀體的顫抖，因此將其剔除后構(gòu)建出不同程度寒顫大鼠模型。(見表2)

2.4寒顫閾值

根據(jù)構(gòu)建出的不同寒顫程度大鼠模型及實驗中的監(jiān)測，發(fā)生輕度寒顫的平均肛溫閾值為37.25℃；發(fā)生重度寒顫的平均肛溫閾值為37.07℃。

表1 大鼠基礎(chǔ)狀況(n=10)

表2 不同程度寒顫大鼠模型

3 討論

3.1高熱大鼠對于冷刺激的耐受能力有限

對于高熱機體，冰袋降溫通過傳導(dǎo)散熱可達到較好的降溫效果，降溫處理會引起皮膚和內(nèi)臟器官血管收縮，可降低新陳代謝，洪利芬等[4]研究表明降溫可減少腦耗氧量。然而，低溫治療容易引起寒顫[5，6]。本研究中，冰袋降溫對于高熱大鼠來說是一個刺激，不同個體對冷刺激的適應(yīng)水平不同。當(dāng)寒冷刺激達到一定程度時，中心體溫低于體溫調(diào)定點，冷敏神經(jīng)元受到刺激并使得產(chǎn)熱裝置興奮，引起血管收縮和寒顫發(fā)生。

Otte等[7]研究表明，由于皮下脂肪厚度的差異，降溫部位不同會影響到降溫效果。淺層皮膚因冷覺感受器較溫覺感受器多，對冷刺激也較敏感，因此，實驗過程中選用大鼠皮膚較薄的頸部及腋下為冰袋降溫部位。本研究中對照組和使用10 mL冰袋降溫處理 30 min組大鼠軀體任一部位均未發(fā)生寒顫表現(xiàn)，與吳冠虹等[8]的研究結(jié)果相一致：使用10 mL冰袋為高熱大鼠降溫合理，是其可以耐受的范圍，不會引起寒顫發(fā)生。使用20ml冰袋即超出了大鼠的耐受范圍，本研究中20 mL冰袋降溫30 min組大鼠均發(fā)生了輕度寒顫，表現(xiàn)為頭、頸部顫抖，伴或不伴上肢顫抖，輕度寒顫發(fā)生率為100%；40 mL冰袋降溫30 min組大鼠發(fā)生重度寒顫，表現(xiàn)為頭、頸部、四肢及軀干均顫抖，伴或不伴翹尾巴，重度寒顫發(fā)生率為90%。

3.2大鼠寒顫程度與冰袋含量呈現(xiàn)正相關(guān)

國外學(xué)者[1]研究表明物理降溫時降溫期易發(fā)生寒顫，發(fā)生寒顫可使機體的耗氧量增加100% ～300%，并且肌束顫動會引起機體極大的不適。近年來，在為患者進行物理降溫的過程中，臨床工作者也越來越關(guān)注到寒顫對機體的危害。Logan等[9]提出應(yīng)對寒顫患者進行有效管理，但臨床工作中可變因素較多，比較難以監(jiān)測到患者發(fā)生不同程度寒顫時的狀況，因此，本研究通過對高熱大鼠降溫處理時冰袋大小的控制，監(jiān)測大鼠寒顫狀況，構(gòu)建出不同程度寒顫動物模型。結(jié)果表明，大鼠寒顫程度與冰袋含量呈現(xiàn)正相關(guān)，使用冰袋量越大，大鼠發(fā)生寒顫的可能性就越大，且程度越深，即出現(xiàn)震顫的部位越多，震顫的幅度越大。此外，大鼠發(fā)生重度寒顫的體溫閾值稍低于發(fā)生輕度寒顫的體溫閾值，這與重度寒顫大鼠在相同時間內(nèi)使用較大量的冰袋有關(guān)。

3.3不同程度寒顫大鼠模型劃分依據(jù)

本研究通過使用不同含量冰袋對高熱大鼠進行降溫，根據(jù)降溫處理過程中大鼠的表現(xiàn)，并結(jié)合床邊寒顫評估表[2]構(gòu)建出較理想的不同程度寒顫大鼠模型。由于個體差異，將40 mL冰袋組中與其余9只大鼠表現(xiàn)差異大的1只大鼠剔除后構(gòu)建出無寒顫、輕度寒顫、重度寒顫大鼠模型，具體見表2。大鼠發(fā)生寒顫表現(xiàn)為頭、頸部、四肢、軀干等部位的顫抖，尾部肌張力增強。寒顫程度不同，發(fā)生顫抖的部位有所差異。通常發(fā)生四肢顫抖時，軀體顫抖也會發(fā)生，比較難以區(qū)分，因此本研究沒有構(gòu)建中度寒顫模型。通過本研究構(gòu)建出不同程度寒顫動物模型，旨在能夠為研究降溫處理過程中寒顫的發(fā)生對機體的影響提供一定依據(jù)，但本研究存在樣本量較少，冰袋含量劃分不夠細等不足之處，有待進一步開展更為細致的研究。

[1] Kupchik NL. Development and implementation of a therapeutic hypothermia protocol [J]. Crit Care Med, 2009, 37(7):279-284.

[2] Badjatia N, Strongilis E, Gordon E, et al. Metabolic impact of shivering during therapeutic temperature modulation: the bedside shivering assessment scale[J].Stroke, 2008, 39(12):3242-3247.

[3] 左澤平，王志斌，郭玉東，等．常用大鼠發(fā)熱模型研究[J] ．中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2012，22(2)：52-57.

[4] 洪利芬，吳育平，李芳芹．手足口病高熱患兒采用不同降溫方法療效比較[J] ．實用醫(yī)學(xué)雜志，2011，27(5)：896-897.

[5] 方文華，劉運生，姜交德．一種硬膜外局部低溫方法的降溫效能和安全性研究[J] ．中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2009，19(3)：35-38.

[6] Jordan JD, Carhuapoma JR.Hypothermia:comparing technology[ J]. J Neurol Sci,2007,261(1-2):35-38.

[7] Otte JW,Merrick MA,Ingersoll CD,et al. Subcutaneous adipose tissue thickness alters cooling time during cryotherapy[J].Arch Phys Med Rehabil,2002,83(11):1501-1505.

[8] 吳冠虹，鄭翠紅，鄧元榮，等．冰袋用冷時間對干酵母致熱大鼠體溫影響的實驗研究[J] ．護理學(xué)雜志，2016，31(14)：51-54．

[9] Logan A,Sangkachand P,Funk M.Optimal management of shivering during therapeutic hypothermia after cardiac arrest[J].Crit Care Nurse,2011,31(6):18-30.

Establishmentofratmodelsoffeverandshiveringindifferentdegrees

WU Dong-mei1， ZHENG Cui-hong2*， WU Guan-hong1， LI Hua-ping3

(1.Nursing Collage of Fujian Medical University, Fuzhou 350108,China； 2.Fujian Health College, Fuzhou 350101； 3.Fujian Provincial Hospital, Fuzhou 350003)

ObjectiveTo explore the body temperature thresholds of shivering in febrile rats during therapeutic hypothermia, and establish rat models of shivering in different degrees.MethodsA randomized controlled trial was adopted. Rats weighted 200±20 g and basal body temperature of 36.8-38.3℃ were induced with fever using 20% dry yeast solution through dorsal subcutaneous injection. 40 rats were randomly divided into 4 groups: 10 mL ice pack group, 20 mL ice pack group, 40 mL ice pack group and control group, 10 rats in each group. Physical cooling was implemented for 30 minutes in the neck and armpits. No cooling measures was given to the control group. The shivering of rats were observed, and the threshold of anal temperature was monitored.ResultsIn the rats with hyperthermia, shivering was not observed in any part of the rats in the control group and in the therapeutic hypothermia group of 10 mL ice pack. The rats in the therapeutic hypothermia group of 20 mL ice pack developed mild shivering, which manifested as piloerection, head and neck trembling, with or without upper limbs trembling. The threshold of the average rectal temperature of mild shivering was 37.25℃, The incidence of mild shivering was 100%. The rats in the therapeutic hypothermia group of 40 mL ice pack developed severe shivering, which manifested as piloercetion, head, neck, limbs and trunk were trembling, and tail muscle tension increased. The threshold of the average rectal temperature of severe shivering was 37.07℃, severe shivering occurred in 90% of the rats.ConclusionsNo shivering, mild shivering, and severe shivering models can be established by intervention with ice pack in rats with high fever during therapeutic hypothermia.

Shivering; Model; Varying degrees; Febrile rats

R-33

A

1671-7856(2017) 10-0051-04

10.3969.j.issn.1671-7856. 2017.10.010

2017-02-17

福建省科學(xué)技術(shù)廳2014年福建省科技重點項目(2014I0002)。

吳冬梅(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：老年護理。E-mail: 384293477@qq.com

鄭翠紅(1963-)，女，教授，研究方向：老年護理。E-mail: fjcuihong@126.com