亞低溫減輕腎上腺素對心肺復(fù)蘇中心肌損傷及改善生存的影響

陶冉 甘偉妮 張潔 宋鳳卿 左艷芳 陳蒙華

1廣西醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院ICU（南寧530007）；2中山大學(xué)孫逸仙醫(yī)院急診科（廣州510120）

腎上腺素是目前心臟驟停時的首選治療藥 物，但由于其引起的復(fù)蘇后心功能障礙導(dǎo)致患者遠(yuǎn)期生存下降而備受爭議，大量研究表明腎上腺素加重了心肺復(fù)蘇后心肌缺血再灌注損傷［1］（myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI）。如何減輕腎上腺素在心肺復(fù)蘇中帶來的負(fù)面效應(yīng)已成為關(guān)注熱點之一。亞低溫治療是目前公認(rèn)的最有效的心肺復(fù)蘇（cardiopulmonary resuscitation，CPR）干預(yù)策略之一，能夠改善CPR 后心肌功能障礙、生存率和遠(yuǎn)期神經(jīng)功能預(yù)后［2］。但亞低溫改善復(fù)蘇療效是通過減輕腎上腺素所致的復(fù)蘇后MIRI 還是其本身的作用尚不明確，國內(nèi)外相關(guān)報道也較少。因此，本研究通過構(gòu)建大鼠室顫型心臟驟停∕心肺復(fù)蘇（CA∕CPR）模型，探討亞低溫治療是否可改善腎上腺素在復(fù)蘇中的療效，以及是否可減輕應(yīng)用腎上腺素所致的復(fù)蘇后早期MIRI，從而改善遠(yuǎn)期生存預(yù)后。

1 材料與方法

1.1 動物的準(zhǔn)備 選用健康雄性SD 鼠32 只，體質(zhì)量180～220 g（由廣西醫(yī)科大學(xué)實驗中心提供）。經(jīng)腹腔注射戊巴比妥鈉（45 mg∕kg）麻醉、經(jīng)口插入14G氣管套管以備接呼吸機(jī)用。分離并切開左股動脈以及左股靜脈，分別插入預(yù)充肝素鈉的PE-50 管，股動脈插管通過壓力換能器與BL-420F生物機(jī)能實驗系統(tǒng)（四川成都泰盟儀器公司）連接以監(jiān)測動脈壓。左股靜脈導(dǎo)管以備靜脈注射藥物。同時經(jīng)四肢皮下針頭電極記錄標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ?qū)?lián)心電圖。經(jīng)股靜脈用血管內(nèi)體溫探頭測中心溫度。

1.2 動物分組 CPR 時將大鼠隨機(jī)分成常溫對照組（N）、常溫腎上腺組組（N+E）、低溫對照組（H）、低溫腎上腺組（H+E）。

1.3 實驗方案 （1）32 只大鼠應(yīng)用經(jīng)食管快速起搏心室誘導(dǎo)大鼠發(fā)生室顫（ventricular fibrillation，VF）、建立CA 模型。具體操作參照文獻(xiàn)［3］。起搏開始后5 min 將大鼠隨機(jī)分組并開始常規(guī)CPR。采用ALV-V9 型動物呼吸機(jī)（上海奧爾科特生物科技有限公司）行機(jī)械通氣（室內(nèi)空氣），通氣頻率70 次∕min，潮氣量為6 mL∕kg；用自制的按壓器進(jìn)行胸外心臟按壓，頻率200 次∕min。按壓深度為大鼠胸廓前后徑1∕3。按壓1 min時經(jīng)靜脈給予腎上腺素0.02 mg∕kg 或生理鹽水。如10 min 內(nèi)未恢復(fù)自主循環(huán)者放棄復(fù)蘇。觀察存活情況。（2）兩組大鼠分別在各時點采血檢測H-FABP，并于4 h處死取心肌病理。

1.4 溫度控制 常溫組大鼠在整個實驗過程中通過加熱燈保持大鼠體溫在（37.0±0.5）℃，而低溫組大鼠在胸外按壓即刻通過冰塊、風(fēng)扇迅速使大鼠體溫降至（33.0±0.5）℃，維持4 h。4 h 后復(fù)溫2 h 至37℃。

1.5 判斷標(biāo)準(zhǔn) 在快速心室起搏時出現(xiàn)動脈搏動波消失伴有血壓下降者定義為CA，當(dāng)停止心臟起搏時心電圖可表現(xiàn)為VF、或無脈性電活動、或一條直線（全心停搏）；判斷自主循環(huán)恢復(fù)（restoration of spontaneous circulation，ROSC）的標(biāo)準(zhǔn)為出現(xiàn)室上性節(jié)律（包括竇性、房性或交界性心律）伴有平均動脈壓＞20 mmHg，持續(xù)1 min 以上［4］。生存時間定義為從ROSC 到自主呼吸消失、或在機(jī)械通氣條件下平均動脈壓（mean arterial pressure，MAP）降至≤20 mmHg。

1.6 心型脂肪酸結(jié)合蛋白（heart-type fatty acid binding proteins，H-FABP）檢測 取假手術(shù)組、常溫腎上腺和低溫腎上腺組各時間點血清使用HFABP 檢測試劑盒（武漢華美生物有限公司）按照試劑盒說明書測定。

1.7 HE 染色病理觀察 取常溫腎上腺和低溫腎上腺組復(fù)蘇后4h 心肌組織制作石蠟切片，進(jìn)行HE染色，光學(xué)顯微鏡下觀察兩組病理變化。

1.8 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，計量資料使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，計數(shù)資料則使用率表示。各組比較用方差分析或Mann-WhitneyU檢驗，率的比較用卡方檢驗，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 4組大鼠基礎(chǔ)參數(shù)比較 4組大鼠基礎(chǔ)參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。見表1。

表1 4組基礎(chǔ)參數(shù)比較Tab.1 The baseline parameters in four groups±s

表1 4組基礎(chǔ)參數(shù)比較Tab.1 The baseline parameters in four groups±s

組別N+E組H+E組N組H組只數(shù)8 8 8 8收縮壓（mmHg）146±7 147±8 147±4 146±8舒張壓（mmHg）116±2 114±5 115±5 117±6平均壓（mmHg）127±4 127±6 125±5 127±5心率（次∕min）447±29 447±24 431±27 422±19體溫（℃）37.0±0.2 36.9±0.1 36.8±0.2 37.0±0.2

2.2 4組大鼠ROSC 時間及率的比較 各組ROSC時間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。H+E組ROSC 率明顯高于H 與N組（P＜0.05），N + E組ROSC 率明顯高于N組（P＜0.05）。見表2。

表2 各組ROSC 時間及率的比較Tab.2 The comparison of the time and rates of ROSC in four groups

2.3 4組大鼠體溫控制情況 由于N組大鼠未復(fù)蘇，不做比較。N+E組大鼠保持大鼠體溫在（37.0± 0.5）℃。H + E組及H組大鼠CPR 時開始降溫，8 min 內(nèi)將至目標(biāo)溫度（33.0±0.5）℃并維持至ROSC 后4 h，復(fù)溫2 h 至（37.0±0.5）℃。見圖1。

圖1 4組大鼠體溫變化圖Fig.1 The changes of temperature in four groups

2.4 神經(jīng)功能缺陷評分和生存比較 N組大鼠均未恢復(fù)自主循環(huán)，H+E組大鼠72 h 神經(jīng)功能缺陷評分明顯低于N+E組與H組（P＜0.05）；H+E組大鼠72 h 內(nèi)全部存活，生存情況明顯高于其他兩組（P＜0.05）。見圖2、3。

圖2 神經(jīng)功能缺陷評分和生存比較Fig.2 The comparison of neurological deficits score（NDS）in three groups

2.5 兩組血清FABP 比較 兩組大鼠在復(fù)蘇后0.5 h 脂肪酸結(jié)合蛋白明顯升高，2 h 有所下降，4 h再次升高，但H+E組大鼠復(fù)蘇后明顯低于N+E組（P＜0.05，圖4）。

2.5 心肌病理觀察 N+E組4 h 可見彌漫性心肌細(xì)胞水腫，邊界模糊不清，細(xì)胞排列紊亂，形態(tài)破壞，核碎裂、溶解，壞死明顯（圖5A）。H + E組4 h心肌細(xì)胞輕度腫脹，心肌細(xì)胞輪廓尚清晰，細(xì)胞排列尚整齊，細(xì)胞形態(tài)尚存，細(xì)胞核染色深。與圖5A中N+E組比較，細(xì)胞破壞程度明顯較輕（圖5B）。

圖3 3組大鼠生存曲線比較Fig.3 The comparison of survival in three groups

圖4 兩組大鼠不同時點血清H-FABP 濃度比較Fig.4 The comparison ofconcentrationof H-FABP in different time points between two groups

圖5 兩組大鼠復(fù)蘇后4 h 心肌病理HE 染色結(jié)果比較（×400）Fig.5 The comparison of the picture of hematoxylin-eosin stainingat 4 h after ROSC between two groups（×400）

3 討論

本研究的結(jié)果顯示：在大鼠室顫型CA∕CPR 模型中，腎上腺素組大鼠自主循環(huán)恢復(fù)率明顯高于未用腎上腺素組。但在常溫時應(yīng)用腎上腺素，復(fù)蘇后心肌損傷明顯，縮短了生存時間。而給予低溫干預(yù)后，腎上腺素組的ROSC明顯高于單純低溫組，復(fù)蘇后心肌損傷明顯改善，生存時間顯著延長。

腎上腺素在心肺復(fù)蘇中可通過其α腎上腺素能血管收縮效應(yīng)，增加CPP，從而提高ROSC［4］。但由于其在復(fù)蘇后β1 受體效應(yīng)增加了心肌的變時變力效應(yīng)，造成心肌過度耗氧，加重缺血心肌的損傷程度。因此，復(fù)蘇后心肌損傷是心臟驟?；颊哌h(yuǎn)期存活無法改善的重要原因之一［5-7］。因此，如何改善復(fù)蘇后腎上腺素心肌損傷的副作用成為研究關(guān)注點之一。亞低溫治療已被研究證實應(yīng)用于心肺復(fù)蘇具有保護(hù)作用，能夠改善復(fù)蘇后心肌功能和遠(yuǎn)期生存［8］。但其心肌保護(hù)作用是通過減少腎上腺素的副作用，還是亞低溫本身的保護(hù)作用，目前尚不清楚。本研究結(jié)果顯示，常溫條件下使用腎上腺素顯著提高了ROSC 率，但生存明顯降低；低溫條件下使用腎上腺素8 只大鼠全部全部恢復(fù)自主循環(huán)，而且全部存活至72 h；但單純低溫不用腎上腺素雖可稍提高ROSC 率，但遠(yuǎn)期生存仍改善不明顯。因此本研究提示亞低溫能夠可改善腎上腺素在復(fù)蘇后的負(fù)面效應(yīng)，改善生存預(yù)后。

心臟型脂肪酸結(jié)合蛋白（H-FABP）是一種小型的細(xì)胞質(zhì)蛋白（15 kDa），在缺血發(fā)作后從心肌細(xì)胞中釋放出來［9-10］。當(dāng)心肌發(fā)生缺血性損傷時，H-FABP 就會被迅速釋放到循環(huán)系統(tǒng)中，首先可以在心臟損傷后的20 min 被檢測到，在3～4 h 獲得峰值，隨后在20～24 h 恢復(fù)到正常水平，整個過程中經(jīng)腎臟代謝清除［11］。因此，血清H-FABP可以反映心肌損傷程度。實際上，它也因為其敏感已被臨床應(yīng)用為評估亞臨床缺血和預(yù)測疾病進(jìn)展的標(biāo)記［12］，能夠替代心肌酶等心肌梗死相關(guān)指標(biāo)。在實驗研究中，張立平等［13］研究家兔心肺復(fù)蘇后心功能的結(jié)果也顯示，在復(fù)蘇后30 min 時血清H-FABP 就已經(jīng)明顯升高，提示心肌損傷。本研究發(fā)現(xiàn)兩組大鼠復(fù)蘇后血漿H-FABP 水平明顯高于正常基線，說明復(fù)蘇后大鼠的心肌受傷。但H + E組在0.5 h 和4 h的血清H-FABP水平明顯低于N+E組，同時4 h的心肌病理損傷情況明顯輕于N+E組。上述變化揭示了亞低溫能夠減少心肌缺血損傷后的H-FABP釋放，改善復(fù)蘇后早期心肌病理，進(jìn)一步證明亞低溫能夠減輕復(fù)蘇后早期心肌損傷，緩解腎上腺素的負(fù)面效應(yīng)，改善CPR 后心肌缺血再灌注損傷。本研究發(fā)現(xiàn)H-FABP 在復(fù)蘇后0.5 h 和4 h 成雙峰趨勢，這一過程的發(fā)生機(jī)制尚不明確，考慮可能與心肌細(xì)胞的損傷發(fā)生延遲釋放H-FABP 有關(guān)。因此，本研究得出在經(jīng)食管快速起搏心室構(gòu)建CA∕CPR 大鼠模型中，亞低溫干預(yù)減輕了腎上腺素對復(fù)蘇后心肌和神經(jīng)功能的損傷作用，從而改善生存。

但本研究仍尚有不足之處，一是納入實驗的SD 大鼠屬于正常大鼠，臨床實際中室顫多發(fā)生在具有基礎(chǔ)心臟疾病的患者中，但實驗研究為了達(dá)到統(tǒng)一的基礎(chǔ)狀態(tài)以增加干預(yù)條件的對比性，因此選用的是大多數(shù)實驗所采用的動物；二是亞低溫是通過哪種機(jī)制調(diào)控了CPR 期間腎上腺素的負(fù)面效應(yīng)，其是否通過減弱β受體作用改善心功能目前尚不清楚，具體的病理生理機(jī)制有待深入研究。