小型豬模擬海水浸泡凍僵后給予不同復(fù)溫方法的體溫后降效應(yīng)觀察

劉書林，曹 文，姚永杰，彭智勇，戴圣龍，李科華，林 潔，司高潮

隨著我國(guó)海軍戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變，海上訓(xùn)練強(qiáng)度和頻度不斷增加，海上意外落水人員增多、搜救困難，其中由于海水溫度較低，一旦人員落入低溫海水會(huì)導(dǎo)致體溫迅速下降，造成全身性冷傷。及時(shí)對(duì)低溫傷員進(jìn)行復(fù)溫，是成功救治的主要措施。但是，在復(fù)溫過程中，低溫傷員的核心體溫在復(fù)溫早期不升反降，可能導(dǎo)致“體溫后降效應(yīng)”。通常認(rèn)為，體溫后降是同時(shí)進(jìn)行的2個(gè)過程（傳導(dǎo)性體溫后降和對(duì)流性體溫后降）的表現(xiàn)[1]。傳導(dǎo)性體溫后降是指熱量沿?zé)崽荻葟南鄬?duì)較暖的中心向相對(duì)較冷的外周傳導(dǎo)[1-2]。比如直腸周圍存在大量較冷的脂肪和肌肉骨骼組織，體溫后降在直腸區(qū)域中尤為普遍[1]。對(duì)流性體溫后降是由于較冷的血液從周圍區(qū)域，特別是四肢的靜脈回流所致[1,3]。在臨床中的體溫后降中，這2種機(jī)制可能同時(shí)存在。及時(shí)復(fù)溫對(duì)于低溫治療至關(guān)重要。近年來復(fù)溫效果在中度至重度低溫下的復(fù)溫效率不高，有時(shí)復(fù)溫甚至?xí)斐筛鼑?yán)重的傷害[4-5]。為探索不同復(fù)溫方法的復(fù)溫效率及對(duì)體溫后降的影響，本研究通過模擬低溫海水特殊環(huán)境，建立動(dòng)物體溫后降模型，使用自然復(fù)溫法、水浴復(fù)溫法與濕熱空氣復(fù)溫法對(duì)動(dòng)物進(jìn)行復(fù)溫，以闡明不同復(fù)溫方式對(duì)低體溫動(dòng)物的體溫后降效應(yīng)的影響，為優(yōu)化海水浸泡傷的救治策略提供理論基礎(chǔ)，對(duì)飛行人員海上救生等航海航空衛(wèi)生保障工作均有參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 模擬低溫海水 模擬低溫海水的配制：主要指標(biāo)為滲透濃度1 250 mmol/L，pH 8.2，鈉離子濃度630 mmol/L，鉀離子濃度10.88 mmol/L，氯離子濃度658 mmol/L，溫度1 ℃。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及模型制作 健康雄性小型豬15只，均由海軍軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，體質(zhì)量8.5～11.5 kg。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物術(shù)前禁食12 h，麻醉采用戊巴比妥鈉腹腔注射（25 mg/kg）。麻醉后，仰臥固定于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。將小型豬胸部以下部位淹沒于1 ℃的人工海水中，當(dāng)小型豬的體溫降到28 ℃時(shí)，立即將小型豬移出水面（出水），隨機(jī)分為3組，每組5只，用3種方法對(duì)各組分別進(jìn)行復(fù)溫：①自然復(fù)溫方法，空氣溫度為25 ℃，即為自然復(fù)溫組。②濕熱空氣復(fù)溫方法，空氣溫度為35 ℃，濕度50%～80%，作為濕熱空氣復(fù)溫組。③水浴復(fù)溫方法，浸泡姿勢(shì)同低溫浸泡姿勢(shì)，水的溫度為35 ℃，作為水浴復(fù)溫組。

1.3 指標(biāo)測(cè)定方法 麻醉后的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物頸動(dòng)脈、頸靜脈暴露以備抽血。分別于入水前、出水時(shí)及體溫后降導(dǎo)致心電圖出現(xiàn)室顫心跳即將停止時(shí)采血，檢測(cè)血糖、血小板、尿素氮、肌酐、血清鉀、總膽紅素、乳酸脫氫酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、腎上腺素等指標(biāo)。測(cè)試中心溫度的傳感器插入肛門5 cm固定，肢導(dǎo)心電圖電極連接左前肢、右前肢、右下肢，用RM-6000八道生理記錄儀（日本）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體溫、心電圖和心率等指標(biāo)[6]，將生理記錄儀的體溫監(jiān)測(cè)探頭插入實(shí)驗(yàn)犬的直腸內(nèi)，插入深度約5 cm，用繩子固定探頭，以免脫出。記錄實(shí)時(shí)體溫、復(fù)溫時(shí)間（從28 ℃到37 ℃所需的時(shí)間）及體溫后降幅度[體溫降至最低點(diǎn)的溫度與復(fù)溫起始溫度（28 ℃）之差]。

1.4 觀察指標(biāo) 在小型豬的體溫降到28 ℃時(shí)，立即將小型豬移出水面，分別采用3種方法進(jìn)行復(fù)溫，每10 min記錄1次體溫。觀察復(fù)溫過程中體溫和心率的變化。為評(píng)估各復(fù)溫方法對(duì)于體溫后降期間血液生化指標(biāo)的影響，在復(fù)溫開始時(shí)及“體溫后降”至最低體溫時(shí)（復(fù)溫20 min后）通過頸靜脈采集血液，測(cè)定血液中血糖、血小板、尿素氮、肌酐、血清鉀、總膽紅素、乳酸脫氫酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、腎上腺素等指標(biāo)，并計(jì)算出各指標(biāo)的差值（最低體溫處的值－復(fù)溫開始時(shí)的值）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果以±s表示，組間比較采用重復(fù)測(cè)量方差分析。組內(nèi)各時(shí)段數(shù)據(jù)比較采用方差齊性檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 動(dòng)物低溫模型的構(gòu)建 將小型豬胸部以下部位淹沒于1℃的人工海水中，密切觀察肛溫的變化，每5 min記錄1次。結(jié)果發(fā)現(xiàn)(圖1)，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，小型豬的體溫逐漸降低，一直下降到28.2 ℃，顯示低溫模型的構(gòu)建是成功的。

圖1 低溫海水浸泡過程中體溫的變化

2.2 復(fù)溫過程中體溫的變化 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3種復(fù)溫方法皆有一定的體溫后降。自然復(fù)溫組的最低平均體溫下降至26.8 ℃，體溫后降幅度為1.2 ℃。水浴復(fù)溫組的最低平均體溫下降至25.3 ℃，體溫后降幅度為2.7 ℃。濕熱空氣復(fù)溫組的最低平均體溫下降至27.5 ℃，體溫后降幅度為0.5 ℃。復(fù)溫時(shí)間方面，自然復(fù)溫組為100 min、水浴復(fù)溫組為60 min，濕熱空氣復(fù)溫組為70 min。在第6、第7、第8個(gè)時(shí)間點(diǎn)3組核心體溫之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（圖2）。

圖2 復(fù)溫過程中體溫的變化

2.3 復(fù)溫過程中心率的變化 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3組在開始復(fù)溫后心率皆有一定程度的降低，自然復(fù)溫組最低下降至54次/min、濕熱空氣復(fù)溫組最低下降至55次/min，水浴復(fù)溫組下降至最低50次/min后，而后開始回升。自然復(fù)溫法組在100 min時(shí)心率達(dá)到113次/min，水浴復(fù)溫法組在60 min時(shí)心率達(dá)到112次/min，濕熱空氣復(fù)溫法組在70 min時(shí)心率達(dá)到115次/min。在第6、第7、第8個(gè)時(shí)間點(diǎn)3組核心體溫之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（圖3）。

圖3 復(fù)溫過程中心率的變化

2.4 血液生化指標(biāo)的變化 水浴復(fù)溫組的血糖、尿素氮、肌酐、總膽紅素、谷草轉(zhuǎn)氨酶水平與自然復(fù)溫組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），濕熱空氣復(fù)溫組的血糖、尿素氮、肌酐、總膽紅素、谷草轉(zhuǎn)氨酶水與水浴復(fù)溫組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

表1 血液生化指標(biāo)的變化

3 討論

海難或海戰(zhàn)時(shí)落水人員發(fā)生海水浸泡性體溫過低癥的概率較高，搜救成功的難度較大。即使成功將落水人員打撈出水面，由于缺乏針對(duì)海水浸泡體溫過低癥安全、有效的救治方案，重癥低溫傷員的救治成功率仍低于50%[7-8]。浸泡性低溫發(fā)生后，寒戰(zhàn)可能是對(duì)身體有益的，而抑制寒戰(zhàn)可能會(huì)增加體溫后降并減弱復(fù)溫效應(yīng)[9]。主動(dòng)進(jìn)行外部復(fù)溫可減少寒戰(zhàn)，使體溫后降惡化，進(jìn)一步降低體溫。外部復(fù)溫法還可能會(huì)增加外周血管舒張和四肢血液的冷卻，從而導(dǎo)致進(jìn)一步的體溫后降[10-12]。美國(guó)心臟協(xié)會(huì)和其他復(fù)蘇指南建議，積極的外部復(fù)溫仍然是輕度體溫過低的一種可接受的治療方法，僅在中度和重度體溫過低的情況下才避免使用主動(dòng)外部加熱復(fù)溫法[13-14]。

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)研究表明，小型豬的解剖學(xué)和生理代謝等方面與人類的相似度很高，相比大小鼠、兔等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有獨(dú)特的優(yōu)越性[15]。復(fù)溫方法可分為體內(nèi)復(fù)溫法和體外復(fù)溫法兩大類。體內(nèi)復(fù)溫法包括血液循環(huán)復(fù)溫法、熱空氣吸入復(fù)溫法、腹腔灌流復(fù)溫法等。江朝光等[16]采用體外循環(huán)血液復(fù)溫、腹腔灌流、胸腔灌流技術(shù)對(duì)低體溫犬進(jìn)行復(fù)溫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)溫后各組犬的心輸出量，心率，平均動(dòng)脈壓均明顯改善，復(fù)溫速率以體外循環(huán)血液復(fù)溫最快，腹腔復(fù)溫優(yōu)于胸腔復(fù)溫。但是，血液循環(huán)復(fù)溫法、腹腔灌流復(fù)溫法對(duì)設(shè)備和救護(hù)人員要求較高，操作程序復(fù)雜，危險(xiǎn)性大，難以在醫(yī)院以外的地點(diǎn)實(shí)施。體外復(fù)溫法包括自然復(fù)溫法、電熱毯復(fù)溫法和水浴復(fù)溫法等。本研究使用3種不同的復(fù)溫方法對(duì)浸泡于低溫海水導(dǎo)致低體溫癥的小型豬進(jìn)行復(fù)溫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3種復(fù)溫方法皆有一定的體溫后降。自然復(fù)溫法的體溫后降幅度為1.2 ℃；水浴復(fù)溫法的體溫后降幅度最高，為2.7 ℃；濕熱空氣復(fù)溫法的體溫后降幅度最低，為0.5 ℃。這個(gè)結(jié)果說明，水浴復(fù)溫法可能導(dǎo)致顯著的體溫后降效應(yīng)，而濕熱空氣復(fù)溫法可以有效降低體溫后降的幅度。復(fù)溫時(shí)間方面，自然復(fù)溫組為100 min；水浴復(fù)溫組為60 min；濕熱空氣復(fù)溫組為70 min。說明水浴復(fù)溫法雖然導(dǎo)致顯著的體溫后降效應(yīng)，但它復(fù)溫的速度最快。濕熱空氣復(fù)溫法雖然降低了體溫后降的幅度，但復(fù)溫速度比水浴復(fù)溫法要慢。有研究利用遠(yuǎn)紅外線法復(fù)溫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水浴組復(fù)溫時(shí)間明顯小于自然組和遠(yuǎn)紅外線組，而體溫后降幅度大于遠(yuǎn)紅外線組[17]，與本研究的結(jié)果類似。

前期研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，浸泡性體溫過低顯著影響動(dòng)物的心功能。隨著動(dòng)物體溫下降，犬左心室內(nèi)壓值、左心室內(nèi)壓最大上升/下降速率明顯下降，Q-T間期延長(zhǎng)，可見低溫性J波，出現(xiàn)室顫[6]。由于“體溫后降效應(yīng)”主要影響心臟功能，同時(shí)記錄了動(dòng)物的心率變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，自然復(fù)溫法、濕熱空氣復(fù)溫法和水浴復(fù)溫法在開始復(fù)溫后心率皆有一定程度的降低，自然復(fù)溫法最低下降至54次/min、濕熱空氣復(fù)溫法最低下降至55次/min，水浴復(fù)溫法下降至最低50次/min，3組之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但是，3組的心率恢復(fù)（以高于110次/min為標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)間差異有所不同。自然復(fù)溫法組在100 min時(shí)心率達(dá)到113次/min，水浴復(fù)溫法組在60 min時(shí)心率達(dá)到112次/min，而濕熱空氣復(fù)溫法組在70 min時(shí)心率達(dá)到115次/min，說明水浴復(fù)溫法組可以在最快時(shí)間內(nèi)使心率恢復(fù)到正常水平。當(dāng)體溫繼續(xù)降低到35 ℃以下后，心率開始隨著體溫的降低而降低，反映此時(shí)的低體溫狀態(tài)已嚴(yán)重影響到心臟正常功能，機(jī)體屬于失代償反應(yīng)階段。在復(fù)溫過程中，隨著體溫的繼續(xù)下降，心率也隨著下降，反映出“體溫后降效應(yīng)”對(duì)于心功能的損害。但是，隨著體溫的快速回升，心率也隨著回升。既往研究表明，心臟的損傷程度和低體溫的嚴(yán)重程度呈相關(guān)關(guān)系，慢性中度低溫不會(huì)導(dǎo)致顯著的心臟損傷，但急性重度低溫可導(dǎo)致嚴(yán)重的心臟損傷，使心率下降且易發(fā)生心律失常[18]。這和本研究的結(jié)果一致。

既往研究發(fā)現(xiàn)，低溫海水浸泡可造成機(jī)體的能量代謝功能障礙，降低血糖含量，升高酮體含量，后者在葡萄糖缺乏的時(shí)候供應(yīng)大腦、心臟等關(guān)鍵臟器的能量代謝[19]。血小板和機(jī)體的凝血狀態(tài)密切相關(guān)。低溫海水浸泡后，凝血功能減弱，但血小板數(shù)目并無顯著變化，導(dǎo)致凝血時(shí)間延長(zhǎng)[20-21]。此外，低體溫對(duì)肝腎功能也有顯著影響。有研究顯示，海水浸泡體溫過低導(dǎo)致谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素、直接膽紅素、總膽汁酸均升高，尿素氮和尿酸也升高[13]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水浴復(fù)溫組的血糖變化、肝腎功能惡化程度皆高于自然復(fù)溫組；濕熱空氣復(fù)溫組的血糖變化、肝腎功能惡化程度皆低于水浴復(fù)溫組，而濕熱空氣復(fù)溫組的所有指標(biāo)和自然復(fù)溫組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這些結(jié)果說明，水浴復(fù)溫法顯著加劇了體溫后降期間的血糖變化、肝腎功能的惡化，說明其通過增高體溫后降幅度而影響了機(jī)體的血糖和肝腎功能。濕熱空氣復(fù)溫法對(duì)于體溫后降期間的血糖變化、肝腎功能皆無顯著影響，可能是由于降低了體溫后降幅度所致。此外，血小板、血清鉀、乳酸脫氫酶、腎上腺素等指標(biāo)未發(fā)生顯著變化，說明模型中的“體溫后降效應(yīng)”并未導(dǎo)致顯著的血小板、血鉀水平變化及腎上腺素水平變化。

綜上所述，濕熱空氣復(fù)溫法在前期可有效降低體溫后降的幅度，但復(fù)溫的速度較慢；而水浴復(fù)溫法引起的體溫后降幅度較大，但復(fù)溫的速度較快。在實(shí)踐中，可以綜合使用這2種方法。在復(fù)溫前期以濕熱空氣復(fù)溫法為主，以避免大幅的體溫后降；待體溫回升到一定程度后，以水浴復(fù)溫法為主，以快速提高體溫。在此基礎(chǔ)上，可提出凍僵機(jī)體復(fù)溫時(shí)體溫后降的預(yù)防及救治策略，解決機(jī)體復(fù)溫時(shí)因體溫后降易導(dǎo)致大量人員傷亡的問題，對(duì)提高海上落水人員的搜救成功率有重要意義。