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研究背景随着现代工业、建筑业、交通运输业等的迅速发展,机械创伤发病率逐年上升,已成为45岁以下人群的首要死亡原因。近年来,由于现场急救措施的逐步完善,机械创伤直接导致的组织损伤已得到有效控制。但继发性组织器官功能衰竭,尤其是心脏等生命器官衰竭,逐渐成为威胁伤者生命的重要病理生理学改变。有临床报道指出,部分非致死性机械创伤患者在临床急诊观察期观察的24小时内一般情况良好,但在出院后的一段时间后会继发心功能降低或心肌梗死。这些研究提示机械创伤后,还存在一种间接的继发性循环系统功能障碍,但这种障碍是源于心脏本身还是血管,或二者兼有并不清楚。研究目的本研究利用非致死性机械创伤大鼠模型,观察创伤后临床急诊观察期心脏和血管功能的动态变化,以寻找可能的与继发性循环系统功能障碍有关的指标。研究方法1.非致死性机械创伤模型的制备选用80只雄性成年SD大鼠(2-3个月),随机分为2组：伪创伤组和创伤组。(1)伪创伤组：随机选取40只正常成年大鼠腹腔注射麻醉大鼠后,将大鼠固定于直径为30cm的Noble-Collip创伤仪中,以40转／分的转速转动5分钟,大鼠只随同创伤仪转动而不由高处跌落。分为以下几组：①伪创伤后0小时组(0h)：n=8；②伪创伤后3小时组(3h)：n=8③伪创伤后6小时组(6h)：n=8；④伪创伤后12小时组(12h)：n=8；⑤伪创伤后24小时组(24h)：n=8(2)创伤组：用10%水合氯醛(0.3ml/100g)腹腔注射麻醉大鼠后,将大鼠置于直径为30cm的Noble-Collip创伤仪中,以40转／分的转速转动5分钟,使动物在转的过程中由高处跌落造成机械性创伤。创伤组又随机分为以下几组：①创伤后0小时组(0h)：n=8；②创伤后3小时组(3h)：n=8；③创伤后6小时组(6h)：n=8；④创伤后12小时组(12h)：n=8；⑤创伤后24小时组(24h)：n=8。2.用MS2000生物信号记录系统监测各组大鼠心脏左室收缩压(Left Ventricular Systolic Pressure, LVSP),左室舒张压(Left Ventricular Diastolic Pressure, LVDP),左室舒张末压(Left Ventricular End-diastolic Pressure, LVEDP),左心室压力上升／下降最大变化速率(+dp/dtmax及-dp/dtmax)等心脏血流动力学指标。3.采用离体血管环技术检测各组大鼠胸主动脉的舒张功能。4. ELISA法检测血清中超敏C反应蛋白(hs-CRP)和髓过氧化物酶(MPO)水平。研究结果1.非致死性机械创伤模型建立成功将40只创伤组大鼠置于创伤仪中以40转／分的转速转动5分钟后,有2只因脑部意外创伤死亡,其余均未出现失血性休克。伪创伤组和创伤组大鼠在创伤后24h内不同时间点其MABP>75mmHg,且两组间在各时间点均无统计学意义(P>0.05)。此外,创伤组大鼠未引起直接的心脏损伤,如心包出血、心脏挫伤等,也无ECG异常。大鼠苏醒后约2-3h,其行为、饮食等活动恢复正常,24h生存率为100%。2.非致死性机械创伤后大鼠心功能的动态改变2.1机械性创伤后大鼠心肌收缩功能没有发生改变±dp/dtmax，LVSP分别代表左心室压力上升／下降最大变化速率和左心室收缩压,它们可以反映心脏收缩功能。本研究结果显示,创伤后0h、3h、6h、12h、24h时创伤组大鼠的±dp/dtmax和LVSP与伪创伤组大鼠相比均无统计学差异(P>0.05,图1、图2、图3)。2.2机械性创伤后3h出现明显的心肌舒张功能障碍LVDP、LVEDP分别代表左心室舒张压和左心室舒张末压。经观察,非致死性机械创伤后,创伤大鼠的心肌舒张功能有所降低。在创伤后3h时,创伤组大鼠LVDP和LVEDP均升高达峰值(6.90±0.27 mmHg vs.伪创伤组1.04±0.26mmHg, P＜0.01; 27.02±2.03 mmHg vs.伪创伤组6.90±0.73 mmHg,P＜0.01)。但在创伤后24h时,创伤组大鼠LVDP和LVEDP均恢复正常。(图4、图5)3.非致死性机械创伤后大鼠血管内皮功能障碍将创伤组和伪创伤组大鼠胸主动脉取出,进行离体血管环功能测定,结果显示,非致死性机械创伤后6h大鼠胸主动脉血管内皮依赖性舒张功能显著下降,血管最大舒张程度由伪创伤组的97.88%±9.52%降低到创伤组的50.50%±2.44%,二者相比有显著性差异(P<0.01,图6、图7、图8)。4.创伤后血清中超敏C反应蛋白和髓过氧化物酶的动态变化4.1机械性创伤后血清超敏C反应蛋白水平明显升高血清超敏C反应蛋白水平是判断组织损伤的敏感指标,不仅可以反映炎症活动性,还被认为是心血管疾病病情监测及预后判断的一个重要指标。我们以非致死性机械创伤大鼠模型为观察对象,对这一指标进行检测。结果表示,与伪创伤组大鼠(4312.97±169.99ng/ml)相比,创伤后24小时创伤组大鼠血清超敏C反应蛋白水平高达(8306.22.±425.64ng/ml),二者相比有统计学意义(P<0.01,图9)4.2机械性创伤后血清髓过氧化物酶水平无改变髓过氧化物酶可作为一个预测未来心血管事件发生的指标,随着血清中MPO水平升高,心血管事件发生率明显升高。本实验研究结果表明,与伪创伤组大鼠相比,创伤后0h、3h、6h、12h、24h时大鼠血清中的MPO水平均无明显变化(P>0.05,图10)。结论非致死性机械创伤后24小时内,大鼠心脏舒张功能一过性降低、胸主动脉内皮依赖性舒张功能降低,可能与创伤后继发心脏功能降低有关；而血清中一些关键蛋白有可能成为临床上非致死性机械创伤患者的预测指标。