高原爆炸傷后肝腎功生化指標(biāo)變化的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究*

楊亞江 殷作明 楊東 李智勇 王爭名 馮守壘 曹鵬沖**

1.西藏大學(xué)醫(yī)學(xué)院；2.西藏軍區(qū)總醫(yī)院；西藏 拉薩 850000

肝臟作為人體最大的消化腺，是物質(zhì)代謝的中心站，腎臟是代謝的主要器官，并維持體內(nèi)電解質(zhì)穩(wěn)定及酸堿平衡，腎臟是機(jī)體供血最豐富的器官，肝臟血流量也極豐富，約占人體血液總量的14%[1]，其對(duì)缺血、缺氧反應(yīng)敏感，在機(jī)體發(fā)生嚴(yán)重創(chuàng)傷后，肝腎功早期可發(fā)生顯著改變[2，3]。高原肢體槍彈傷后肝酶譜及腎功能影響的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究曾有報(bào)道[4]。但關(guān)于高原爆炸傷對(duì)肝腎生化指標(biāo)的影響至今國內(nèi)外未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)在高原環(huán)境下，以羊爆炸傷為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?dòng)態(tài)觀察高原地區(qū)爆炸傷后血漿肝腎相關(guān)生化指標(biāo)變化，探討高原爆炸傷后血漿肝腎生化指標(biāo)變化規(guī)律，有助于高原爆炸傷后病情嚴(yán)重程度及并發(fā)癥的評(píng)估，并為救治方案的制定提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物準(zhǔn)備

高原綿羊19 只，體重20～25kg,雌雄不限，號(hào)牌標(biāo)記。按2:1 比例隨機(jī)分為高原爆炸傷組（GB）13 只、高原未致傷組（GW）6 只。高原爆炸傷組（GB）傷后每日3餐正常飼養(yǎng)，但不進(jìn)行清創(chuàng)、輸液等治療。高原未致傷組（GW）每日3餐正常飼養(yǎng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

高原爆炸傷組（GB）：清醒羊右側(cè)立位固定在自制的致傷臺(tái)上，距離爆源20m 處，炸藥TNT 當(dāng)量：8kg±0.1kg，單枚破片重量：1.03g 加減0.1g。傷后不清創(chuàng)、立即包扎。高原未致傷組(GW)：距離爆源2 公里，正常飼養(yǎng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)時(shí)項(xiàng)點(diǎn)

分別于爆炸前、傷后1～3h、6～8h、24h、48h、72h 采靜脈血測定體內(nèi)總蛋白（TP）、球蛋白（GLO）、總膽紅素（TBIL）、直接膽紅素（DBIL）、間接膽紅素（IBIL）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、膽堿酯酶（CHE）、葡萄糖（GLU）、尿素氮（BUN）、尿酸（UA）、肌酐（Cr）、胱抑素C（Cys C）、視黃醇結(jié)合蛋白（RBP）、β2-微球蛋白（β2-MG）的含量。

1.4 指標(biāo)檢測

用BS-2000M 全自動(dòng)生化分析儀測定總蛋白（TP）、球蛋白（GLO）、總膽紅素（TBIL）、直接膽紅素（DBIL）、間接膽紅素（IBIL）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、膽堿酯酶（CHE）、葡萄糖（GLU）、尿素氮（BUN）、尿酸（UA）、肌酐（Cr）、胱抑素C（Cys C）、視黃醇結(jié)合蛋白（RBP）、β2-微球蛋白（β2-MG）的含量。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 肝功指標(biāo)

傷后總蛋白呈下降趨勢，傷后1～3h、6～8h、24h、48h、72h 均與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），血清球蛋白含量呈明顯下降趨勢，傷后6～8h、24h、48h、72h 與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；總膽紅素、直接膽紅素及間接膽紅素于傷后呈明顯的上升趨勢，傷后24h、48h、72h 與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；ALT、AST于爆炸傷后均呈明顯上升趨勢，且傷后24h、48h、72h 與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；膽堿酯酶于傷后6～8h 呈明顯下降趨勢，隨后于一定范圍內(nèi)波動(dòng)，總體水平降低，且傷后6～8h、24h、48h、72h 均與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；體內(nèi)葡萄糖于傷后1～3h呈明顯下降趨勢，于6～8h有輕度的上升，但與傷前比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），隨后一直處于下降趨勢，且傷后1～3h、24h、48h、72h較傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05)。

2.2 腎功指標(biāo)

尿素氮傷后一直呈上升趨勢，但傷后各時(shí)間點(diǎn)與傷前比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；傷后尿酸呈明顯上升趨勢，于6～8h 達(dá)峰值且與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），之后數(shù)值雖有一定的下降，但仍高于傷前，且傷后48h 較傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；傷后體內(nèi)肌酐水平變化較尿酸相似，但與傷前比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；β2 微球蛋白總體呈上升趨勢，于傷后48h 達(dá)峰值且與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；光抑素C于傷后趨勢圖呈“雙峰樣”，總體呈明顯升高，傷后6～8h、48h 達(dá)峰值，且均與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；視黃醇結(jié)合蛋白傷后變化趨勢較光抑素C 變化趨勢相似，且傷后6～8h、48h 峰值水平較傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。爆炸前肝腎功各指標(biāo)與同時(shí)間點(diǎn)對(duì)照組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），傷后肝腎功各測量指標(biāo)與傷前有明顯差異的時(shí)間點(diǎn)，在與對(duì)照組同時(shí)間點(diǎn)對(duì)比時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表1、圖1）。

圖1 傷后羊血肝腎功生化變化趨勢圖

表1 各時(shí)間點(diǎn)羊血漿肝腎功指標(biāo)的變化（±S），實(shí)驗(yàn)組n=13，對(duì)照組n=6

注：P＜0.05*，P＜0.01**（與傷前比較）；P＜0.05#，P＜0.01##（與同時(shí)間點(diǎn)GW組比較）。

3 討論

3.1 高原爆炸傷后對(duì)肝臟生化指標(biāo)的影響

高原爆炸傷后，血糖早期便呈明顯下降趨勢，雖于6～8h 有輕度上升，但總體水平明顯降低，且傷后1～3h、24h、48h、72h 與傷前比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。高原環(huán)境嚴(yán)重創(chuàng)傷，機(jī)體缺血缺氧嚴(yán)重，代謝增加使糖原消耗加快，有研究表明［5］高原環(huán)境下，低氧誘導(dǎo)因子HIF-1α（Hypoxia inducible factor-1α，HIF1-1α）作用于骨骼肌，可促進(jìn)葡萄糖的利用和糖酵解。血糖于6～8h 輕度升高原因分析可能有：（1）傷后機(jī)體產(chǎn)生強(qiáng)烈應(yīng)激反應(yīng)［6］，下丘腦-垂體-腎上腺軸被激活，分泌大量皮質(zhì)醇激素［7］，皮質(zhì)醇激素可促進(jìn)血糖升高。（2）Hamer 等［8］的研究也顯示交感神經(jīng)興奮時(shí)，皮質(zhì)醇分泌亢進(jìn)，過多分泌生長激素，引起胰島素抵抗，影響血糖利用；（3）高原缺氧環(huán)境可能激活肝臟糖原磷酸酶，在糖原磷酸酶的催化作用下，肝糖原大量轉(zhuǎn)換成葡萄糖入血。

幾乎所有的血漿蛋白質(zhì)都由肝臟合成，肝功能損傷會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)代謝異常，主要表現(xiàn)為血漿蛋白質(zhì)含量降低，肝損傷的類型，嚴(yán)重程度及持續(xù)時(shí)間決定其降低的程度［9］，高原爆炸傷后血清總蛋白、球蛋白均呈明顯的下降趨勢，血漿總蛋白及球蛋白分別是反映肝功合成及人體免疫力的重要指標(biāo)，關(guān)于高原爆炸傷血漿蛋白及肝酶異常代謝分析如下：（1）血漿蛋白的降低與肝細(xì)胞的損傷密切相關(guān)，在李存治［10］關(guān)于爆炸傷對(duì)山羊的毀傷效應(yīng)研究中得知肝臟在爆炸傷后可見出血、破裂、炎性細(xì)胞浸潤及空泡樣變，肝細(xì)胞的損害表現(xiàn)為蛋白質(zhì)合成能力的下降，直接導(dǎo)致血漿蛋白水平的降低；（2）爆炸傷后機(jī)體受到嚴(yán)重創(chuàng)傷，創(chuàng)面滲出多，引起蛋白的大量丟失；（3）高原爆炸傷后，機(jī)體消耗氧氣及能量增多，新陳代謝紊亂，糖提供能量不足，大量蛋白質(zhì)參與分解及能量代謝，血漿蛋白水平進(jìn)一步下降；（4）陶瑞雨［11］的研究顯示，在高原高寒環(huán)境中，動(dòng)物比在平原更早發(fā)生出血性休克，各重要臟器比平原更早出現(xiàn)缺血變化，早期缺血缺氧可加重肝細(xì)胞的損傷；（5）可能與爆炸傷后機(jī)體產(chǎn)生強(qiáng)烈和持久的應(yīng)激有關(guān)［6］，肝臟的組織及代謝受損；（6）高原爆炸傷后機(jī)體缺氧嚴(yán)重，體內(nèi)氧自由基急劇增加，從而攻擊生物膜，使其中的多不飽和脂肪酸發(fā)生脂質(zhì)過氧化鏈反應(yīng)，產(chǎn)生大量丙二醛（Malondialdehyde，MDA），對(duì)機(jī)體組織產(chǎn)生損害［12］，肝細(xì)胞在此過程受累損害。ALT、AST、TBIL、DBIL、IBIL 是反映機(jī)體肝功重要指標(biāo)，于傷后均呈明顯的上升趨勢。ALT、AST主要分布于肝臟內(nèi)，當(dāng)細(xì)胞膜穿透性增加或細(xì)胞壞死時(shí)，會(huì)被大量釋放到血液中。在孫玉環(huán)［13］關(guān)于急進(jìn)高原大鼠肝臟的病理切片顯示肝臟小葉間質(zhì)顯著增生，炎性細(xì)胞浸潤；又有研究表明［14］，高原高寒環(huán)境嚴(yán)重創(chuàng)傷后，機(jī)體全身會(huì)發(fā)生過度的炎癥反應(yīng)；炎性細(xì)胞的浸潤導(dǎo)致肝細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變，即造成ALT 升高，低氧環(huán)境下以糖酵解提供能量為主，乳酸等酸性產(chǎn)物增多，細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的改變及PH 降低，導(dǎo)致細(xì)胞通透性的改變或破壞，細(xì)胞內(nèi)酶“漏出”增多［15］。高原爆炸傷直接或間接引起肝細(xì)胞的損傷及破壞將直接導(dǎo)致肝酶的升高。只有當(dāng)肝細(xì)胞線粒體被破壞時(shí)，AST 才會(huì)上升，臨床上的AST 比較敏感，1%的肝細(xì)胞壞死時(shí)，血清中的AST 會(huì)增加1 倍，其上升程度取決于肝細(xì)胞損傷程度［16］。膽紅素是反映肝臟代謝 功能的重要指標(biāo)，紅細(xì)胞破壞后釋放出血紅蛋白，血紅蛋白代謝為血紅素和游離的珠蛋白，血紅素經(jīng)肝脾單核巨噬系統(tǒng)氧化為膽綠素，繼在膽綠素還原酶作用下催化為膽紅素，膽紅素入血，此時(shí)稱為間接膽紅素，高原爆炸傷后機(jī)體缺血缺氧嚴(yán)重，可促使腎臟產(chǎn)生促紅細(xì)胞生成素（Erythropoietin，EPO）增加,也可刺激低氧誘導(dǎo)因子（Hypoxia inducible factors，HIFs）表達(dá)，進(jìn)一步導(dǎo)致促紅細(xì)胞生成素合成和分泌增加［17］，刺激骨髓的造血組織，加速紅細(xì)胞的生成［18，19］，同時(shí)低氧可刺激機(jī)體化學(xué)感受器（主動(dòng)脈體及頸動(dòng)脈竇），興奮交感神經(jīng)使心率加快,搏血量增加；血液重新分配,脾臟排出貯存血,以利于更多的血紅蛋白攜氧進(jìn)入組織［20］，此時(shí)機(jī)體紅細(xì)胞、血紅蛋白、有效循環(huán)血量增加，紅細(xì)胞的增生及破壞增多直接表現(xiàn)為間接膽紅素的增多，繼而在肝臟轉(zhuǎn)化為的直接膽紅素水平也隨之升高，總膽紅素由直接膽紅素和間接膽紅素組成，隨之也增高；肝臟本身在缺氧的情況下會(huì)充血腫脹，功能減退，嚴(yán)重的創(chuàng)傷加重了肝功的損害，導(dǎo)致膽紅素排泄功能下降，也是膽紅素上升的原因之一［21］；膽堿酯酶是一類糖蛋白，以多種同工酶的形式存在于體內(nèi)，主要由肝臟合成，臨床上血清膽堿酯酶的測定是評(píng)估肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞損害的重要手段，高原爆炸傷后膽堿酯酶一直呈下降趨勢，與肝細(xì)胞的損害引起膽堿酯酶的合成減少有關(guān)；有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，以上生化指標(biāo)隨著海拔高度的升高和缺氧程度的增加，異常率也隨之增加［22，23］。血清酶的變化是判定組織器官傷情的有效指標(biāo)［24，25］，血清酶學(xué)指標(biāo)可預(yù)測創(chuàng)傷的嚴(yán)重程度，通過連續(xù)檢測和動(dòng)態(tài)觀察，利于評(píng)估患者病情變化，并能預(yù)示可能出現(xiàn)的并發(fā)癥［26］。這對(duì)高原爆炸傷后傷員的救治有極大的指導(dǎo)意義。

3.2 高原爆炸傷后對(duì)腎臟生化指標(biāo)的影響

本動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，BUN、UA、Cr、胱抑素C、視黃醇蛋白、β2-微球蛋白等指標(biāo)于爆炸傷后均升高，提示有腎功的損害。尿素氮（BUN）是機(jī)體蛋白質(zhì)的代謝終末產(chǎn)物，傷后呈明顯上升趨勢，作為檢測腎小球?yàn)V過功能的指標(biāo)之一，提示腎濾過功能的下降；嚴(yán)重創(chuàng)傷后因能量不足，蛋白質(zhì)的大量分解及代謝可能也是引起血尿素氮升高的原因；肌酐（Cr）是肌肉在產(chǎn)生能量過程中有磷酸肌酸代謝生成的化合物，由尿液排出，本研究顯示傷后肌酐短期內(nèi)明顯上升，于6～8h 升至最高點(diǎn)，總體呈明顯的上升趨勢，也提示著腎小球?yàn)V過率下降；尿酸（UA）源于機(jī)體中核蛋白、核酸及嘌呤飲食在肝臟代謝分解形成，存在于血液中，大部分通過腎臟排泄，極少數(shù)部分通過膽汁排泄，是反映腎小球?yàn)V過功能指標(biāo)之一，也可反映肝臟的代謝功能；高原缺氧時(shí)，糖酵解使糖耗量增加，乳酸等酸性代謝產(chǎn)物堆積，引起代謝性酸中毒，因腎臟排泄UA 比Cr困難，故UA 在反映早期的腎損害上比Cr 更敏感［27］。爆炸傷后血尿酸變化趨勢較肌酐相似，均呈明顯上升趨勢，并于6～8h 與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義）P＜0.05），尿酸水平的升高進(jìn)一步反映高原爆炸傷后對(duì)腎臟的早期損害；尿酸是人體產(chǎn)生氧化應(yīng)激的早期標(biāo)志物，當(dāng)超氧離子濃度升高時(shí)，尿酸濃度也會(huì)隨之上升［28］。在殷作明等［29］的一項(xiàng)研究顯示，高原嚴(yán)重創(chuàng)傷后機(jī)體抗氧化及清除自由基的能力明顯下降，缺氧狀態(tài)下自由基急劇上升，隨之血尿酸水平也升高。劉成海等［30］認(rèn)為，高原缺氧易導(dǎo)致紅細(xì)胞增多，過早衰老、死亡，產(chǎn)生大量尿酸，高原爆炸傷后通過前文分析得知短期內(nèi)機(jī)體紅細(xì)胞代償性增生，此可能為尿酸水平升高的原因之一。胱抑素C 是體內(nèi)胱氨酸代謝產(chǎn)物，經(jīng)腎臟排出，不受飲食、情緒及年齡、性別的影響，總體較傷前呈升高趨勢，于傷后6～8h、48h 達(dá)峰值，且均與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），早期比肌酐敏感，也提示早期腎功的損害；視黃醇結(jié)合蛋白（RBP）由肝臟合成，是血液中維生素的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,受全反式視黃醇刺激并與之特異結(jié)合［31］,由腎小球?yàn)V過，再由近端小管上皮細(xì)胞重吸收、降解［32］，能早期反映腎小管的功能損害，靈敏反映近端腎小管的損害程度，是反映腎小管重吸收功能的敏感指標(biāo)［33］，高原爆炸傷后變化趨勢也呈“雙峰樣”改變，于傷后6～8h、48h 達(dá)峰值，且均與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），表明傷后早期不僅腎的濾過功能受損，腎小管的重吸收功能也受到影響。β2-微球蛋白是機(jī)體內(nèi)的一種低分子量血清球蛋白，存在于各種細(xì)胞的表面，極易通過腎小球?yàn)V過膜，幾乎全部被近曲小管重新吸收和降解，血清β2-微球蛋白在高原爆炸傷后一直呈上升趨勢，并于48h 達(dá)峰值且與傷前比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），也提示著腎小球?yàn)V過率降低及腎小管重吸收功能下降；一項(xiàng)研究顯示：血、尿RBP 同時(shí)檢測較β2-MG 更穩(wěn)定,可作為評(píng)價(jià)腎病患者腎功能受損程度及部位的指標(biāo)［33］。此研究表明高原爆炸傷后早期便出現(xiàn)腎功的明顯損害，表現(xiàn)在腎臟的濾過及重吸收功能的降低，分析可能有以下幾方面原因：（1）高原嚴(yán)重創(chuàng)傷后機(jī)體會(huì)發(fā)生嚴(yán)重而持久的全身炎癥反應(yīng)，大量炎細(xì)胞浸潤導(dǎo)致腎臟的損害［14］；（2）高原爆炸傷后引起強(qiáng)烈而持久的應(yīng)激反應(yīng)［6］，交感神經(jīng)興奮和腎上腺髓質(zhì)分泌大量的兒茶酚胺進(jìn)入血液循環(huán)，引起腎血管強(qiáng)烈收縮，腎血流量減少；（3）爆炸傷后失血嚴(yán)重，有效循環(huán)血量降低，全身血量重新分配，為確保心腦等重要器官的血液供應(yīng)，引起腎血流減少［34］；（4）腎血流量嚴(yán)重下降，自身調(diào)節(jié)嚴(yán)重失衡，腎小球?yàn)V過率明顯降低，引起腎臟缺血缺氧改變。（5）高原爆炸傷后可發(fā)生嚴(yán)重的代謝性酸中毒、呼吸性堿中毒［35］，可直接影響腎小管的酸堿平衡調(diào)節(jié)［36］；（6）高原爆炸傷后，機(jī)體缺血缺氧嚴(yán)重，大量自由基產(chǎn)生，同時(shí)機(jī)體清除自由基能力明顯下降［29］，自由基對(duì)生物膜的攻擊對(duì)腎臟細(xì)胞產(chǎn)生損害。

綜上所述，高原爆炸傷后肝腎功早期便出現(xiàn)明顯異常且持續(xù)時(shí)間長，呈進(jìn)行性加重表現(xiàn)。肝腎功能的損害與炎癥反應(yīng)、應(yīng)激反應(yīng)、缺血缺氧有著密切的關(guān)系。血清生化指標(biāo)的持續(xù)性監(jiān)測可為高原爆炸傷后傷情程度鑒定、傷情變化評(píng)估及治療方案效果評(píng)價(jià)提供重要依據(jù)。