精氨酸血管加壓素對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠復(fù)蘇效果的觀察

王 莉，周孝偉，彭小勇，田昆侖，劉良明，李 濤

陸軍軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院戰(zhàn)傷休克與輸血研究室，創(chuàng)傷、燒傷與復(fù)合傷國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400042

失血性休克是嚴(yán)重戰(zhàn)創(chuàng)傷中常見的并發(fā)癥，其所致死亡占創(chuàng)傷早期死亡的50%[1]。我國海域遼闊，海戰(zhàn)是未來重要的作戰(zhàn)形式。海洋環(huán)境發(fā)生戰(zhàn)創(chuàng)傷時(shí)，戰(zhàn)創(chuàng)傷出血傷者遭受低溫海水浸泡后，形成低溫海水浸泡合并創(chuàng)傷失血的復(fù)合傷，可加速和加重失血性休克損傷，機(jī)體生理代謝功能在短時(shí)間內(nèi)迅速惡化，嚴(yán)重威脅傷者生命[2]。針對其救治措施的研究對提高海戰(zhàn)傷救治水平有重要意義。

關(guān)于常規(guī)環(huán)境非控制性失血休克的救治研究，近年來提出了許多新的觀念和措施，如低壓復(fù)蘇、延遲復(fù)蘇等，對提高休克救治的效果有顯著作用。但無論是低壓復(fù)蘇還是延遲復(fù)蘇，傷員均處于相對低的血壓水平，組織灌注相對不足，致其后送時(shí)間有限，器官功能損傷也較重。 在海戰(zhàn)傷海水浸泡環(huán)境下，由于后送距離更長，單純液體復(fù)蘇不能滿足海水浸泡聯(lián)合非控制性失血休克傷員的救治，需要尋找新的措施來改善救治效果。精氨酸血管加壓素(arginine vasopressin,AVP)是一種血管活性藥物，以往研究發(fā)現(xiàn)低劑量AVP可以維持組織灌流，改善器官功能[3]，但是AVP能否在海戰(zhàn)傷合并非控制性失血休克早期救治中發(fā)揮作用不清楚。本項(xiàng)目采用低溫海水浸泡聯(lián)合非控制性失血休克大鼠模型模擬海戰(zhàn)傷，觀察AVP在海戰(zhàn)傷早期急救中的復(fù)蘇效果，為海戰(zhàn)傷早期救治提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

材料與方法

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

Sprague-Dawley(SD)雄性大鼠72只， 14～16周齡，體重(230±20)g，由陸軍軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供(動(dòng)物倫理證明批號(hào)：AMUWEC20161289)。實(shí)驗(yàn)前大鼠禁食12h、自由飲水。按隨機(jī)數(shù)字表法將SD大鼠分為單純?nèi)樗崃指褚?lactated ringer’s solution,LR)復(fù)蘇對照組(LR組)、去甲腎上腺素(norepinephrine,NE)聯(lián)合LR復(fù)蘇組(NE組)、AVP聯(lián)合LR復(fù)蘇組(AVP組)，各24只。大鼠實(shí)驗(yàn)和飼養(yǎng)過程嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理與保護(hù)準(zhǔn)則。

2 動(dòng)物模型制備

參照本實(shí)驗(yàn)室建立的大鼠海水浸泡合并非控制性失血休克方法制作動(dòng)物模型[4-5]：SD大鼠經(jīng)3%戊巴比妥鈉腹腔麻醉，右側(cè)頸動(dòng)脈插管用于放血和監(jiān)測血壓，頸靜脈插管用于輸注復(fù)蘇液體。插管后穩(wěn)定10min，大鼠腹中線開腹，暴露脾臟，用眼科剪從脾動(dòng)脈分支間剪開脾實(shí)質(zhì)，并切斷其中一支脾動(dòng)脈分支，使大鼠處于失血狀態(tài)，關(guān)閉腹腔。同時(shí)將大鼠置于15℃人工配置的海水[參照國家海洋局第三研究所配方配置：海鹽濃度：2.535%，pH：8.2，滲透壓：(12501±1.52)mmol/L，K+：(10.88±0.68) mmol/L，Na+：(630±5.33) mmol/L，Cl-：(658.8±5.25) mmol/L]中。大鼠 40min～1h失血量達(dá)全身血容量的40%，平均動(dòng)脈壓下降至40mmHg，即非控制性失血休克模型制作成功。從大鼠入水開始計(jì)時(shí)，在海水中浸泡1.5h后開始后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及檢測指標(biāo)

本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)共分為四個(gè)階段，第Ⅰ階段為模型制作階段(如前所述)。第Ⅱ階段大鼠在海水中浸泡完畢后將其移入43℃復(fù)溫箱中進(jìn)行階梯復(fù)溫，同時(shí)開始低壓復(fù)蘇。各組大鼠分別采用不同方案進(jìn)行復(fù)蘇，使平均動(dòng)脈壓穩(wěn)定在50～60mmHg，1h。LR組采用LR復(fù)蘇；NE組是在LR中加入0.5μg/kg NE復(fù)蘇；AVP組是在LR中加入0.1U/kg AVP復(fù)蘇[2]。復(fù)蘇結(jié)束后結(jié)扎脾動(dòng)脈止血，縫合腹部傷口，記錄失血量并計(jì)算失血率(失血率=失血量/血容量)。第Ⅲ階段即確定性治療：各組大鼠繼續(xù)采用如前液體進(jìn)行復(fù)蘇，維持平均動(dòng)脈壓70～80mmHg 2h。分別記錄第Ⅱ、Ⅲ階段輸液量。第Ⅳ階段為觀察階段，復(fù)蘇結(jié)束后2h時(shí)取大鼠血樣檢測凝血功能和血?dú)?，最后觀察大鼠存活情況。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)見圖1。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1 AVP對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠失血率的影響

海水浸泡合并非控制性失血休克后，在徹底性止血前(第Ⅱ階段)平均動(dòng)脈血壓維持在50～60mmHg，不同液體復(fù)蘇方案對大鼠失血率有不同影響。LR組失血率(52±6.0)%；NE組失血率會(huì)進(jìn)一步增加，但AVP組失血率會(huì)降低至(49±3.6)%，各組失血率統(tǒng)計(jì)學(xué)比較，P>0.05。見圖2。

圖2 AVP對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠失血率的影響

2 AVP對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠復(fù)蘇液體量的影響

海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠采用不同藥物復(fù)蘇后，各組間復(fù)蘇液體量有顯著差異： AVP組復(fù)蘇液體量顯著少于LR組(P<0.01)，NE組液體復(fù)蘇量與LR組和AVP組無顯著差異(P>0.05)。各組大鼠在低壓復(fù)蘇階段(階段Ⅱ)復(fù)蘇液體量無顯著差異(P>0.05)，差異主要表現(xiàn)在徹底止血后的確定性治療階段(階段Ⅲ)：LR組復(fù)蘇液體量為(66.7±5.63)mL；AVP組復(fù)蘇液體量顯著降低(P<0.01)； NE組復(fù)蘇液體量雖有所減少，但與LR組比較，P>0.05。由于在確定性治療階段(階段III)AVP組復(fù)蘇液體量顯著減少，因此，AVP組復(fù)蘇液體總量顯著少于LR組，NE組復(fù)蘇液體總量與LR組比較，P>0.05。見表1。

表1 AVP對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠復(fù)蘇液體的影響

3 AVP對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠致死三聯(lián)征的影響

核心溫度：海水浸泡合并非控制性失血休克后，各組大鼠核心體溫均顯著降低至33℃左右。根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示階梯復(fù)溫有利于提高低溫海水浸泡大鼠的核心體溫。本實(shí)驗(yàn)中大鼠經(jīng)海水浸泡后先移至43℃復(fù)溫箱中復(fù)溫至34℃，然后將大鼠移至室溫環(huán)境繼續(xù)復(fù)溫，各組大鼠核心體溫均顯著升高，維持在37℃左右，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

凝血功能：海水浸泡合并非控制性失血休克后大鼠凝血功能受損(數(shù)據(jù)未顯示)。經(jīng)不同藥物復(fù)蘇后，AVP組凝血功能顯著改善。LR組復(fù)蘇后凝血酶原時(shí)間國際化比值(PT-INR)、凝血酶原時(shí)間(PT)、活化部分凝血活酶時(shí)間(APTT)和纖維蛋白原(FIB)與休克末比無顯著改善。AVP組復(fù)蘇后PT-INR、PT和APTT較LR組縮短，其中PT-INR和PT差異顯著(P<0.05，P<0.01)，分別為(2.0±0.11)s和(23.2±1.20)s。NE組復(fù)蘇后各項(xiàng)凝血指標(biāo)較LR組有一定程度改善，但無顯著差異(P>0.05)。因此，AVP對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠凝血功能的改善優(yōu)于LR和NE。見表2。

表2 AVP對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠凝血功能的影響

血?dú)夥治觯汉Ｋ莺蟾鹘M大鼠pH值均降低，不同藥物復(fù)蘇后各組大鼠pH值均回復(fù)至7.3左右，基本糾正了休克后大鼠代謝性酸中毒的狀態(tài)。進(jìn)一步分析其它血?dú)庵笜?biāo)，各組大鼠氧分壓(PaO2)和二氧化碳分壓(PaCO2)雖無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)，但AVP組大鼠PaO2較LR組和NE組大鼠有一定程度提高。見表3。

表3 AVP對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠血?dú)獾挠绊?/p>

4 AVP對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠存活時(shí)間及存活率的影響

海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠經(jīng)不同藥物復(fù)蘇后，LR組中位生存時(shí)間為17h，NE組和AVP組中位生存時(shí)間分別為20h和36h。LR組平均存活時(shí)間為16h，24h存活率僅為25%；與LR組比較AVP組平均存活時(shí)間顯著延長至26h(P<0.01)， 24h存活率為50%(P<0.05)。NE組平均存活時(shí)間、24h存活率與LR組無顯著差異(P>0.05)。見圖3。

圖3 AVP對海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠存活的影響(n=16)。a.存活時(shí)間；b.存活率。與LR組比較:*P<0.05,**P<0.01

討 論

海水浸泡合并非控制性失血休克是海戰(zhàn)及海難中的常見復(fù)合型創(chuàng)傷，由于海上環(huán)境的特殊性致傷員后送時(shí)間延長，復(fù)蘇液體運(yùn)輸不便，因此陸地失血性休克早期救治技術(shù)效果有限。LR是經(jīng)典的晶體復(fù)蘇液，能改善休克患者血容量，但其血流動(dòng)力學(xué)維持效率有限[6]。海上救治在復(fù)蘇液體有限的條件下，尋找新的措施改善海水浸泡合并非控制性失血休克傷員的早期救治效果，延長黃金救治時(shí)間，對降低傷員病死率有重要意義。本研究發(fā)現(xiàn)AVP有利于減少海水浸泡合并非控制性休克大鼠出血率，顯著減少復(fù)蘇輸液量，改善“致死三聯(lián)征”癥狀，顯著延長大鼠的存活時(shí)間，提高存活率。

AVP是下丘腦合成的神經(jīng)垂體激素，它可以通過與G蛋白偶聯(lián)受體相互作用，發(fā)揮血管收縮功能，改善休克過程中的血管擴(kuò)張和低血壓[7-8]。本研究觀察到AVP能減少海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠失血率，NE則增加大鼠失血率。NE作為常用的抗休克藥物，和AVP一樣具有血管收縮作用，但NE縮血管作用較強(qiáng)，休克早期液體復(fù)蘇過程中強(qiáng)烈的血管收縮，雖然有利于血壓的維持，但強(qiáng)烈的血管收縮和升壓作用會(huì)加重出血，導(dǎo)致血容量進(jìn)一步減少。而AVP縮血管作用較NE弱，在維持血壓的同時(shí)不會(huì)增加出血量。同時(shí)，本研究發(fā)現(xiàn)AVP較NE能顯著減少休克大鼠的復(fù)蘇液體總量，尤其第Ⅲ階段復(fù)蘇液體量顯著減少，這可能也與AVP減少出血有關(guān)。因此AVP可通過適當(dāng)?shù)难苁湛s，維持血壓，減少出血，在復(fù)蘇液體有限的條件下發(fā)揮良好的復(fù)蘇作用。

海水浸泡合并非控制性失血休克易誘發(fā)“致死三聯(lián)征”——低溫、酸中毒和凝血功能障礙[9]。低溫是海水浸泡傷的重要特點(diǎn)，低溫合并失血可加重機(jī)體缺血缺氧，減少組織灌流，誘發(fā)酸中毒等，是導(dǎo)致機(jī)體功能障礙的重要原因[10-11],因此復(fù)溫是低溫海水浸泡合并失血性休克患者急救的第一需要[12]。筆者前期研究發(fā)現(xiàn)階梯復(fù)溫能有效恢復(fù)海戰(zhàn)傷合并非控制性失血休克大鼠的核心體溫，因此本實(shí)驗(yàn)對低溫海水浸泡大鼠首先采取階梯式復(fù)溫，將各組大鼠核心體溫均提升至37℃左右，有效減輕低溫對機(jī)體生理代謝功能的影響。然后通過不同藥物方案復(fù)蘇，較好地糾正海戰(zhàn)傷合并非控制性失血休克引起的代謝性酸中毒，使血液pH值回復(fù)至7.3左右。

凝血功能檢測發(fā)現(xiàn)AVP可顯著縮短PT-INR和PT，這可能與既往研究發(fā)現(xiàn)的小劑量AVP可增加整體動(dòng)物血管反應(yīng)性有關(guān)[13]，血管收縮可減小血管壁創(chuàng)面，同時(shí)減少血小板和纖維蛋白的損耗，使凝血時(shí)間縮短。同時(shí)AVP可提高休克大鼠PaO2至(153.0±14.49)mmHg，可能由于AVP一方面通過適當(dāng)?shù)难苁湛s，減少出血，維持組織器官灌流；另一方面AVP能改善失血所致的心肌收縮力降低[14]，增加心輸出量，減輕組織器官如肺組織的缺血缺氧[15]，從而改善呼吸，提高PaO2。AVP通過減少出血、改善凝血功能障礙、糾正酸中毒和增加PaO2，有利于器官功能保護(hù)，因此AVP組存活時(shí)間和存活率均顯著高于其余兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組。本實(shí)驗(yàn)中NE組凝血功能和血?dú)馀cLR組復(fù)蘇無顯著差異，原因可能是NE具有較強(qiáng)的血管收縮作用，過度的血管收縮會(huì)加重低溫環(huán)境下組織器官灌流不足和缺血缺氧，導(dǎo)致機(jī)體功能及代謝改善不顯著。此外，有研究者發(fā)現(xiàn)低溫環(huán)境下NE的作用會(huì)被抑制[16]，這也可能是NE在低溫海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠模型中復(fù)蘇效果不顯著的原因。

綜上所述，AVP能明顯減少海水浸泡合并非控制性失血休克大鼠早期救治的失血量和復(fù)蘇液體需求量，顯著改善休克大鼠的凝血功能和血?dú)?，延長大鼠存活時(shí)間，提高存活率，具有較好的早期復(fù)蘇效果。由于海水浸泡合并非控制性失血休克的傷情特點(diǎn)較陸地失血性休克更加復(fù)雜多變，對休克早期救治提出了更高的要求。本研究僅初步探索了AVP在海水浸泡合并非控制性失血休克中的作用，但如何根據(jù)休克的發(fā)生發(fā)展細(xì)化用藥劑量、給藥途徑以及聯(lián)合用藥等，尚需進(jìn)一步研究。