目的:挤压伤(crush injury,CI)是指挤压所致的直接损伤,其主要受损组织是骨骼肌丰富的四肢,而挤压综合征(crush injury syndrome,CS),又称创伤性横纹肌溶解,是指长时间挤压后受损肌细胞释放其内容物入血间接导致的全身性损害。目前,国内外大多数研究集中在挤压伤解除压力后肾脏损害的病理生理变化及治疗方案的探索,但也有研究表明,在肢体解压早期即存在心肌损害,具体损伤机制及时期尚不明确。挤压伤/挤压综合征的发生过程中除单纯肢体挤压外,常常复合多种致伤因素,如饥饿、束缚应激等,这些因素都会在挤压伤心肌损害过程中产生不同程度的影响。急性应激可激活机体交感肾上腺素能神经系统(adrenergic nervous system,ANS),引起儿茶酚胺类物质过度释放,过量的儿茶酚胺类物质与β受体结合,持续的β受体刺激将导致心功能不全甚至心衰。β受体阻滞剂是一种通过与β肾上腺素能受体竞争性结合从而阻断儿茶酚胺的激动和兴奋作用的药物。它能够减慢心率、减弱心肌收缩力、降低血压、减少心肌耗氧量,防止儿茶酚胺对心脏的损害,改善左室功能及左室重构。本研究首先通过建立大鼠束缚挤压模型,对受压过程中大鼠心电图(electrocardiogram,ECG)变化进行监测,观察生存状况,分析评价ECG对束缚挤压伤预后的指示作用。同时通过对大鼠血清及心肌组织中儿茶酚胺物质的检测,对心肌组织β1受体(beta 1-adrenergic receptor,β1AR)的表达情况进行评估,进而证明应激对束缚挤压伤过程中心肌损伤的影响。然后,我们将应用β受体阻滞剂(比索洛尔)对束缚挤压模型大鼠进行预处理,同时联合常规液体复苏治疗,通过对近期及远期指标的观察,评价其对生存率及受损心肌的影响。第一部分束缚挤压伤致大鼠心肌损伤的研究目的:建立大鼠束缚挤压模型,观察心电图及生存状况,分析评价ECG对束缚挤压伤预后的指示作用,并证明应激对束缚挤压伤过程中心肌损伤的影响。方法:50只SD(Sprague Dawley)大鼠随机(随机数字法)分为束缚挤压伤模型组(25只)和单纯饥饿对照组(25只)。分别监测72小时心电图,观察心率、ST偏移及T波高度变化,于解压后观察7天,统计生存率变化。36只SD大鼠随机(随机数字法)分为6组,挤压0h组、6h组、12h组、24h组、48h组、72h组,解压即刻经腹主动脉取血、解剖取材。全自动血生化分析仪检测血清中生化指标及心肌酶变化,苏木素伊红(haematoxylin and eosin,HE)染色观察心肌组织形态学变化,免疫组化(immunohistochemical,IHC)检测心肌组织中β-1受体蛋白表达变化,高效液相色谱-电化学法(High performance liquid chromatography,HPLC)检测血清及心肌组织中儿茶酚胺的含量变化。结果:1心电图结果:模型组大鼠心电图改变主要表现为心率减低、ST段抬高及T波高尖。对照组大鼠仅在24小时后表现出心率降低,ST段及T波均无明显变化。2生存情况:束缚挤压模型组解压前生存率为55%,解压后7天生存率为25%,对照组生存率100%。3相关分析结果:生存时间与心电图改变时间呈正相关。4生化指标及心肌酶结果:与0h组相比,BUN浓度在72h组升高(P<0.01),血清K+浓度在48h组升高(P<0.01),血清LDH、CK、CKMB浓度在6h组开始明显升高(P<0.01),血清AST浓度在12h组升高(P<0.05),ALT浓度在48h组升高(P<0.01)。5 HE染色结果:心肌组织病理变化随挤压时间延长逐渐加重。6免疫组化结果:β-1受体的平均OD值在束缚挤压6h明显减低(与0h比,P<0.01),12h逐渐升高(与6h比,P<0.01),24h达到峰值(与0h比,P<0.05,与12h比,P<0.01)后趋于平稳,72h平均OD值再次达到高峰(与0h比,P<0.01,与48h比,P<0.01)。7 HPLC结果:血清中,NE浓度在挤压后12h明显升高(与0h相比,P<0.05),E和DA浓度在挤压后6h即开始明显升高(与0h相比,P<0.05)。心肌组织中,三种儿茶酚胺类物质浓度整体低于血清浓度,NE浓度变化趋势和血清NE浓度变化基本相同,E和DA浓度在束缚挤压过程中均无明显变化。结论:1束缚挤压早期即存在心肌损伤。2应激在束缚挤压伤心肌损伤过程有着重要影响。第二部分β受体阻滞剂联合液体复苏治疗束缚挤压伤大鼠生存率及心肌损伤的效果评价目的:评价β受体阻滞剂(比索洛尔)联合液体复苏治疗对束缚挤压模型大鼠生存率及受损心肌的影响。方法:175只SD大鼠随机(随机数字法)分为5组:假手术组(Sham)、束缚挤压伤组(Crush injury)、单纯β受体阻滞剂干预组(β-R)、单纯液体复苏组(SAL)、β受体阻滞剂干预联合液体复苏组(β-R&SAL),每组35只,其中20只用于观察生存情况并进行超声检测,15只用于血液指标及组织学研究。各组于解压后观察7天,统计生存率变化,分别于解压后1天、7天、30天对各组大鼠进行超声心动检查,于挤压前、解压后1天、30天经腹主动脉取血、解剖取材,全自动血生化分析仪检测血清中生化指标及心肌酶变化,HE染色观察心肌组织形态学变化,Masson染色观察心肌组织纤维化情况,计算胶原容积分数(collagen volume fraction,CVF)。结果:1生存率结果:观察各组大鼠解压后7天生存率变化,假手术组(Sham)生存率为100%,束缚挤压模型组(Crush injury)生存率为15%,单纯β受体阻滞剂干预组(β-R)生存率为30%,单纯液体复苏组(SAL)生存率为40%,β受体阻滞剂干预联合液体复苏治疗组(β-R&SAL)生存率为55%。与模型组相比,β受体阻滞剂干预联合液体复苏治疗组生存率有所改善,差异有统计学意义(P<0.05)。2血液指标:解压后1天模型组血清AST、ALT、LDH、BUN、CR、CK及CKMB较假手术组均明显增高,β-R治疗组AST、ALT、LDH、CK、CKMB均明显降低,解压后30天,模型组各项生化指标基本恢复正常,只有LDH、CK、CKMB较假手术组仍有轻度升高,各治疗组所有指标均恢复正常。3 HE染色结果:解压后1d,Sham组大鼠心肌组织细胞结构清晰、排列整齐、胞浆染色均匀;Crush injury组可见局部心肌组织坏死、大量炎性细胞浸润、心肌细胞排列紊乱;β-R组可见部分肌纤维断裂、心肌细胞扭曲、排列紊乱;SAL组可见心肌细胞胞浆深染、肌纤维排列紊乱;β-R&SAL组可见心肌细胞胞浆染色不均匀、肌纤维排列相对整齐。解压后30d,Sham组大鼠心肌组织细胞结构清晰、排列整齐、胞浆染色均匀;Crush injury组可见大量心肌纤维断裂、扭曲、排列紊乱,局部心肌细胞深染、炎性细胞浸润;SAL组可见心肌细胞变形、胞浆深染、肌纤维排列紊乱;β-R&SAL组可见心肌细胞胞浆染色不均匀、肌纤维排列相对整齐。4 Masson染色结果:解压后1d,与Sham组相比,Crush injury组大鼠CVF%显著增加(21.43±3.82,P<0.01),与Crush injury组相比,联合治疗组大鼠CVF%减低(17.52±3.74,P<0.01)。解压后30d,与Sham组相比,Crush injury组大鼠CVF%显著增加(35.78±5.60,P<0.01),与Crush injury组相比,β-R组大鼠CVF%(6.92±1.99,P<0.01),SAL组大鼠CVF%(9.59±1.86,P<0.01)及联合治疗组大鼠CVF%(2.48±1.25,P<0.01)均减低,差异有统计学意义。5超声心动结果:M型超声图可见Crush injury组大鼠在解压后1d心室壁运动幅度明显减弱,解压后30d心室腔明显增大。三个治疗组30d后有不同程度改善。模型组较假手术组左室质量(left ventricular mass,LVM)明显增加,收缩期左室容积(left ventricular volume at end-systole,LVVs)增大,收缩期左室内径(left ventricular internal diameter at end-systole,LVIDs)增大,提示心室重塑,解压后30天,β-R&SAL联合治疗组与模型组相比LVM、LVVs、LVIDs均减小,但短轴短缩率(fractional shortening,FS)、射血分数(ejection fraction,EF)及左室后壁厚度(left ventricle posterior wall thickness,LVPW)等指标并无明显改善。结论:1β受体阻滞剂联合液体复苏可有效改善束缚挤压伤大鼠生存率;2β受体阻滞剂联合液体复苏可减轻束缚挤压伤大鼠心肌组织纤维化程度,改善心室重塑。