尼可地爾靜脈預(yù)注射對心肺復(fù)蘇大鼠腦血流及神經(jīng)功能的影響

胡圣，張春陽，張成，薛金紅，左國興，杜新平，王瑞剛

(1天津市第五中心醫(yī)院，天津 300450；2華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院)

尼可地爾靜脈預(yù)注射對心肺復(fù)蘇大鼠腦血流及神經(jīng)功能的影響

胡圣1，張春陽2，張成1，薛金紅1，左國興1，杜新平1，王瑞剛2

(1天津市第五中心醫(yī)院，天津 300450；2華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院)

目的探討尼可地爾靜脈預(yù)注射對心肺復(fù)蘇大鼠腦血流及神經(jīng)功能的影響。方法60只Wistar大鼠，將其分為假手術(shù)組、對照組、干預(yù)組各20只。對照組、干預(yù)組建立窒息性心跳驟停復(fù)蘇大鼠模型；假手術(shù)組僅進行麻醉和氣管插管、股動靜脈置管，不進行夾管窒息及心肺復(fù)蘇；復(fù)蘇前，假手術(shù)組、對照組股靜脈注射1 mL生理鹽水，干預(yù)組注射1 mL尼可地爾。自主循環(huán)恢復(fù)6、12、24、48、72 h時每組分別處死4只大鼠，比較各組各時點腦組織含水量、平均動脈壓、腦灌注壓、腦血流速度、神經(jīng)功能缺損評分。結(jié)果與假手術(shù)組自主循環(huán)恢復(fù)6、12、24、48、72 h相比，對照組、干預(yù)組同時點腦組織含水量高，平均動脈壓、腦灌注壓、腦血流速度、神經(jīng)功能缺損評分低(P均<0.05)。與對照組自主循環(huán)恢復(fù)6、12、24、48、72 h相比，干預(yù)組同時點腦組織含水量低，平均動脈壓、腦灌注壓、腦血流速度、神經(jīng)功能缺損評分高(P均<0.05)。對照組、干預(yù)組自主循環(huán)恢復(fù)6、12、24、48、72 h腦組織含水量、平均動脈壓、腦灌注壓、腦血流速度、神經(jīng)功能缺損評分本組各時間點兩兩相比P均<0.05。結(jié)論尼可地爾靜脈預(yù)注射可顯著改善心肺復(fù)蘇大鼠腦血流狀況及神經(jīng)功能。

尼可地爾；心肺復(fù)蘇；腦血流；神經(jīng)功能

心臟驟停是臨床常見病癥，也是造成患者死亡的重要因素。心臟驟停對機體造成的損傷主要體現(xiàn)在腦損傷、心肌損害、全身性缺血再灌注損傷等方面，其發(fā)生機制較為復(fù)雜，可涉及自由基損傷、白細胞作用、神經(jīng)細胞凋亡、炎癥反應(yīng)、星形細胞水腫改變等多種生理變化，即便給予患者心肺復(fù)蘇治療，患者也可能存在神經(jīng)功能損害[1,2]。當(dāng)機體發(fā)生缺血缺氧時，及時增加血流對血管內(nèi)皮功能的改善尤為重要，其可減輕腦缺血損傷后血腦屏障破壞引起的血管源性水腫，從而發(fā)揮腦保護作用[3,4]。尼可地爾作為ATP敏感的鉀離子通道開放劑，可以選擇性地開放線粒體上ATP敏感的鉀離子通道，增加心肌的供氧量，改善心肌缺血[12～15]，但其對神經(jīng)功能的影響研究報道較少。2016年3月～2017年2月，我們觀察了尼可地爾靜脈預(yù)注射對心肺復(fù)蘇大鼠腦血流及神經(jīng)功能的影響?，F(xiàn)報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗試劑及儀器 尼可地爾(北京四環(huán)科寶制藥有限公司，規(guī)格12 mg)，戊巴比妥(廣東邦民制藥廠有限公司，規(guī)格1 mL：0.1 g)，乳酸鈉林格液(四川科倫藥業(yè)股份有限公司，規(guī)格500 mL)，維庫溴銨(宜昌人福藥業(yè)有限責(zé)任公司，規(guī)格4 mg)，腎上腺素(武漢遠大制藥集團有限公司，規(guī)格1 mL∶1 mg)，肝素(常州千紅生化制藥有限公司，規(guī)格2 mL∶1.25萬U)。心電圖機(ECG-1350C型十二道自動分析心電圖機，日本)，呼吸機(TKR-200C型小動物呼吸機，中國)，離心機(GL-25MS型高速冷凍離心機，中國)，天平(AUW220型分析天平，日本)，組織搗碎機(DS-1高速組織搗碎機，中國)。

1.2 實驗動物及分組 健康Wistar大鼠60只，體質(zhì)量200～250 g，購自蘭州大學(xué)醫(yī)學(xué)實驗動物中心，合格證SCXR(甘)(2016-0007)。采用隨機數(shù)字表法分為假手術(shù)組、對照組、干預(yù)組，每組20只。

1.3 窒息性心跳驟停復(fù)蘇大鼠模型建立及動物處理 對照組、干預(yù)組參照參考文獻的方法制作窒息性心跳驟停復(fù)蘇大鼠模型[16～18]。實驗前禁食12 h，不禁水。腹腔注射戊巴比妥40 mg/kg麻醉，監(jiān)測ECG。分別行氣管切開插管和右側(cè)股動、靜脈置管術(shù)。氣管插管后連接TKR-200C小動物呼吸機，行高頻噴射通氣。復(fù)蘇液：NaHCO31 mmol/kg混合腎上腺素40 μg/kg。窒息前5 min靜脈注射維庫溴銨0.1 mg/kg、肝素500 U/kg。夾閉氣管導(dǎo)管直至ECG和有創(chuàng)動脈監(jiān)測示心電機械分離或心電活動消失，8 min后經(jīng)右股靜脈插管注入復(fù)蘇液，同時開放氣道，行機械通氣(呼吸機參數(shù)：100%純氧)，并行心外按壓。自主循環(huán)恢復(fù)為模型制備成功標(biāo)準(zhǔn)。心臟驟停標(biāo)準(zhǔn)[5]：心電圖顯示全心停搏，未見脈性電活動，動脈搏動消失，平均動脈壓低于10 mmHg。自主循環(huán)恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)[6]：出現(xiàn)室上性節(jié)律，包括竇性、房性、交界性心律，平均動脈壓高于20 mmHg，且持續(xù)5 min以上。死亡或復(fù)蘇時間超過10 min的大鼠剔除本研究，重新補充。1 h后結(jié)扎動靜脈，縫合皮膚，拔出氣管插管，完成窒息性心跳驟停復(fù)蘇模型。假手術(shù)組僅進行麻醉和氣管插管、股動靜脈置管，不進行夾管窒息及心肺復(fù)蘇。當(dāng)大鼠窒息時間達到1 min時，分別在常規(guī)心肺復(fù)蘇前，給予假手術(shù)組和對照組大鼠經(jīng)股靜脈注射1 mL生理鹽水，干預(yù)組大鼠經(jīng)股靜脈注射1 mL尼可地爾。心肺復(fù)蘇后自主循環(huán)恢復(fù)6、12、24、48、72 h時每組分別處死4只大鼠，取腦組織測量含水量。處死前，比較各組大鼠平均動脈壓，測算腦血流指標(biāo)，評定神經(jīng)功能。

1.4 各組大鼠腦組織含水量測定 取大鼠腦組織，風(fēng)干后天平稱重，放入80 ℃恒溫電烤箱中24 h，恒重后取出稱重，計算腦組織含水量，腦組織含水量=(腦濕重-腦干重)/腦濕重×100%。

1.5 各組大鼠腦血流監(jiān)測 大鼠取俯臥位，于眼眶后至耳前的中點縱行切開皮膚約1.5 cm，沿顳骨緣剪開顳肌筋膜，直至完全暴露顳骨的顳鱗和蝶骨大翼。在顴弓上方顳鱗于蝶骨大翼交界處(失狀縫右側(cè)旁開約6.0 mm，前囟后2.0 mm)，用牙鉆進行鉆孔開窗，骨窗約3.0 mm，使用醫(yī)用耳腦型膠將直徑為0.5 mm的光學(xué)纖維探頭固定在骨窗上，應(yīng)用激光多普勒監(jiān)測大鼠大腦中動脈供血區(qū)的血流量，得到各組大鼠腦灌注壓及腦血流速度。

1.6 各組大鼠神經(jīng)功能評定 神經(jīng)功能評定采用神經(jīng)功能缺損評分標(biāo)準(zhǔn)[7]。參考Geocadin的NDS評分，內(nèi)容包括總體表現(xiàn)、腦干功能、運動評估、感覺評估、運動平衡、行為學(xué)、驚厥等，滿分80分，分?jǐn)?shù)越高代表神經(jīng)功能越好。

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠腦組織含水量比較 見表1。

2.2 各組大鼠平均動脈壓比較 見表2。

2.3 各組大鼠腦灌注壓比較 見表3。

2.4 各組大鼠腦血流速度比較 見表4。

2.5 各組大鼠神經(jīng)功能缺損評分比較 見表5。

表1 各組大鼠腦組織含水量比較

注：與假手術(shù)組同時點相比，aP<0.05；與對照組同時點相比，bP<0.05；與同組6 h相比，cP<0.05；與同組12 h相比，dP<0.05；與同組24 h相比，eP<0.05；與同組48 h相比，fP<0.05。

表2 各組大鼠平均動脈壓比較

注：與假手術(shù)組同時點相比，aP<0.05；與對照組同時點相比，bP<0.05；與同組6 h相比，cP<0.05；與同組12 h相比，dP<0.05；與同組24 h相比，eP<0.05；與同組48 h相比，fP<0.05。

表3 各組大鼠腦灌注壓比較

注：與假手術(shù)組同時點相比，aP<0.05；與對照組同時點相比，bP<0.05；與同組6 h相比，cP<0.05；與同組12 h相比，dP<0.05；與同組24 h相比，eP<0.05；與同組48 h相比，fP<0.05。

表4 各組大鼠腦血流速度比較

注：與假手術(shù)組同時點相比，aP<0.05；與對照組同時點相比，bP<0.05；與同組6 h相比，cP<0.05；與同組12 h相比，dP<0.05；與同組24 h相比，eP<0.05；與同組48 h相比，fP<0.05。

表5 各組大鼠神經(jīng)功能缺損評分比較(分，

注：與假手術(shù)組同時點相比，aP<0.05；與對照組同時點相比，bP<0.05；與同組6 h相比，cP<0.05；與同組12 h相比，dP<0.05；與同組24 h相比，eP<0.05；與同組48 h相比，fP<0.05。

3 討論

心臟驟停是指各種原因引起的心臟突然停止跳動，有效泵血功能消失，引起全身嚴(yán)重缺氧、缺血。心臟驟停一旦發(fā)生，如得不到及時地?fù)尵葟?fù)蘇，4～6 min后會造成患者腦和其他人體重要器官組織的不可逆的損害，直接影響患者預(yù)后。心肺復(fù)蘇是治療心臟驟停的常用方法，但即使患者自主循環(huán)呼吸功能恢復(fù)后，仍有55%～71%的病死率[8,9]。究其原因，可歸納為心臟驟停后綜合征，而其中腦損傷最為致命。研究[10,11]顯示，缺血缺氧是導(dǎo)致心肺復(fù)蘇后神經(jīng)功能損傷的始動因素，引起包括細胞內(nèi)酸中毒、鈣超載、興奮性氨基酸蓄積、氧自由基損傷、細胞死亡通路的激活在內(nèi)一系列復(fù)雜的級聯(lián)反應(yīng)。

腦組織含水量的多少直接反映著腦部的炎癥狀況，也可反映出機體血腦屏障通透性的變化情況。已有越來越多的證據(jù)表明，興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的大量釋放是缺血再灌注損傷的重要病理改變之一。在缺血性卒中發(fā)生后，因為腦血流的急劇下降，引起了局部ATP合成障礙，Na+-K+ATP泵酶失活，使鉀離子大量外流，鈉離子內(nèi)流，神經(jīng)元細胞膜去極化。細胞內(nèi)大量的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)釋放，引起大量的鈣離子內(nèi)流，激活一系列依賴于鈣的酶系統(tǒng)，引發(fā)神經(jīng)細胞的損傷和死亡。同時，細胞內(nèi)部高濃度鈣離子、鈉離子導(dǎo)致細胞腫脹，并且線粒體內(nèi)產(chǎn)生大量的活性氧簇，在此過程中所產(chǎn)生的大量的自由基引發(fā)炎癥反應(yīng)，在缺血區(qū)釋放大量炎癥介質(zhì)，引發(fā)神經(jīng)細胞的損傷、壞死。有研究[19]表明，尼可地爾可明顯抑制機體內(nèi)皮細胞的凋亡及體內(nèi)氧自由基的形成。本研究結(jié)果顯示，對照組、干預(yù)組隨自主循環(huán)恢復(fù)時間延長，腦組織含水量先升高后降低，最高點在24 h，均較假手術(shù)組高，且干預(yù)組各時點低于對照組。尼可地爾可能是通過降低機體炎癥介質(zhì)水平和抗氧化反應(yīng)的發(fā)生，從而減輕腦組織含水量。當(dāng)神經(jīng)細胞M型鉀離子通道開放時，會促使膜電位回到靜息態(tài)而降低神經(jīng)細胞的興奮性，減少興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的釋放，降低鈣內(nèi)流，從而減輕腦水腫。

平均動脈壓、腦灌注壓、腦血流速度是評價腦血流動力學(xué)、腦灌注的重要指標(biāo)，臨床意義重大。本研究結(jié)果顯示，對照組、干預(yù)組在自主循環(huán)恢復(fù)的不同時間點平均動脈壓、腦灌注壓、腦血流速度隨時間延長而增加，均低于假手術(shù)組，且干預(yù)組高于對照組。研究顯示，尼可地爾作為ATP敏感的鉀離子通道開放劑，可以選擇性地開放線粒體上的ATP敏感的鉀離子通道，有效改善臨床癥狀并預(yù)防缺血對心肌細胞的損傷,在降低心肌耗氧的同時，增加心肌的供氧量，改善心肌缺血[12～15]，提升平均動脈壓，從而改善腦血流動力學(xué)指標(biāo)。尼可地爾也可通過多種途徑改善機體微循環(huán)阻力增加微循環(huán)血流量，減少粒細胞在微血管的集聚，降低微血管痙攣的發(fā)生率[20]，繼而降低腦狀動脈阻力，增加腦灌注壓、腦血流速度。

本研究結(jié)果顯示，對照組、干預(yù)組在自主循環(huán)恢復(fù)的不同時間點神經(jīng)功能缺損評分均低于假手術(shù)組，且干預(yù)組高于對照組。對照組、干預(yù)組隨自主循環(huán)恢復(fù)時間延長，神經(jīng)功能缺損評分逐漸增加，提示大鼠的神經(jīng)功能逐漸得到恢復(fù)。與平均動脈壓、腦灌注壓、腦血流速度變化趨勢基本一致，提示隨著腦組織有效血循環(huán)恢復(fù)，大鼠腦組織缺氧性改變逐漸改善，表明當(dāng)機體發(fā)生缺血缺氧時，及時增加血流對腦組織功能的改善尤為重要?？梢?，尼可地爾靜脈預(yù)注射可顯著改善心肺復(fù)蘇大鼠腦血流狀況及神經(jīng)功能。本研究樣本量較少，是否適用于臨床仍有待進一步研究。同時，尼可地爾的治療作用具有一定的時間依賴性，即超過一定的時間窗，腦保護作用會減弱，而具體的治療時間窗以及其是否具有劑量依賴性還需要進一步研究。

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