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失血性休克是由大量失血引起的临床重症,其特点表现为机体有效循环血量不足、组织灌流不足从而导致多器官功能障碍甚至死亡。平时和战时失血性休克的发生率及死亡率很高。目前对于失血性休克的研究重点关注在常温条件下失血性休克的发生机制以及针对性防治措施。对高温环境下失血性休克的病理生理特点目前研究较少,相关损伤机制目前尚不清楚。随着全球气候变暖,高温地区逐渐增多,以往大量研究证实,高温可致机体内环境紊乱、组织器官损伤、细胞结构破坏等。关于高温环境的损伤机制及治疗以往也有较多研究。但是,在高温环境下,发生失血性休克后其病理生理特点及治疗方案目前尚不清楚。据此,本研究使用高温失血休克模型,观察高温环境下失血休克后大鼠内环境、组织器官功能、应激炎性因子、线粒体功能及结构变化,以及针对性防治措施的研究。主要内容包括:(1)不同环境温度下,大鼠核心温度的变化;(2)高温环境下,大鼠失血性休克后存活时间的变化;(3)高温环境下,失血性休克大鼠的病理生理特点(器官功能、应激因素、炎性因子以及心肌线粒体结构和功能);(4)高温环境下,失血性休克大鼠的治疗方案。主要实验方法:将SD大鼠置于高温环境中12小时,采用股动脉插管放血方式,建立高温环境下失血性休克模型,观察高温环境下大鼠休克前、放血末、放血后1h机体内环境[电解质(Na+、K+)、渗透压,动脉血气,血液流变学]、器官功能(心脏、肝脏、肾脏)、应激因子[促肾上腺皮质激素(ACTH)、糖皮质激素(GCS)]、炎性因子[白介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)]以及线粒体功能[氧化损伤指标(ROS、MDA)、ATP含量、ATP酶活性]等指标的变化。研究内容:第一部分不同温度环境下,大鼠核心温度的变化将大鼠置于不同温度(38°C、36°C、34°C、25°C)的环境中,采用体温计每隔0.5小时检测一次大鼠的肛温,持续观察12小时,记录大鼠的核心温度变化。第二部分高温环境下,失血性休克大鼠存活时间的变化1.大鼠放置于不同环境温度(25°C、32°C、34°C、36°C、38°C)环境中12小时后,按全身血量40%放血,建立失血性休克模型,观大鼠72小时的生存时间及生存率的变化。2.大鼠放置于常温环境(25°C)和高温环境(34°C)12小时后,观察不同失血量(分别按全身血量的30%、40%、50%),大鼠72小时生存时间和生存率的变化。第三部分高温环境下,失血性休克大鼠的病理生理特点1.大鼠放置于常温环境(25°C)和高温环境(34°C)12小时后,按全身血量40%放血,建立失血性休克模型。观察休克前、放血末、放血后1小时大鼠的电解质(Na+、K+)、渗透压、动脉血气、血液流变学指标的变化。2.大鼠放置于常温环境(25°C)和高温环境(34°C)12小时后,按全身血量40%放血,建立失血性休克模型。观察休克前、放血末、放血后1小时大鼠的心功能[心输出量(CO)、心脏指数(CI)、每搏指数(SI)]、肝功能[谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)]、肾功能[肌酐(CREA)]的变化,探究高温环境下失血性休克对大鼠器官功能的影响。3.大鼠放置于常温环境(25°C)和高温环境(34°C)12小时后,按全身血量40%放血,建立失血性休克模型。观察休克前、放血末、放血后1小时大鼠体内应激因子(ACTH、GCS)和炎性因子(IL-6、TNF-α)水平的变化。4.大鼠放置于常温环境(25°C)和高温环境(34°C)12小时后,按全身血量40%放血,建立失血性休克模型。观察休克前、放血末、放血后1小时大鼠心肌线粒体功能[心肌氧化损伤程度(ROS、MDA)、ATP酶活性、ATP含量]以及心肌线粒体结构的变化。第四部分高温环境失血休克后的治疗方案1.大鼠放置于高温环境(34°C)12小时后,按全身血量40%放血,建立失血性休克模型。给予不同温度乳酸林格氏液(LR)(37°C、25°C、10°C、4°C),按2倍失血量进行复苏,观察休克大鼠72小时生存时间和生存率变化。2.大鼠放置于高温环境(34°C)12小时后,按全身血量40%放血,建立失血性休克模型。给予4°C乳酸林格氏液(LR)联合线粒体分裂抑制剂Mdivi-1(1mg/kg)复苏,观察大鼠72小时生存时间及生存率的变化。主要研究结果:第一部分不同温度的环境下,大鼠核心温度的变化在高温环境中,30分钟后大鼠核心体温迅速升高。在38°C环境中3小时后大鼠达到最高(40.6°C),随后在39.8°C至40.6°C之间波动;在36°C环境中30分钟后大鼠最高核心温度达到最高(40.0°C),随后在39.4°C至40.0°C之间波动。在34°C环境中2小时后大鼠达到最高核心温度(39.4°C),随后逐渐下降,6小时后大鼠核心体温与常温组(25°C)核心体温无差异,均在38.4°C至38.8°C之间。第二部分高温环境下,大鼠失血性休克后存活时间的变化1.大鼠在不同环境温度下(25°C、32°C、34°C、36°C、38°C)放置12小时,40%失血后,随着环境温度的增加,失血性休克大鼠72小时生存率逐渐减低。2.在不同失血量(全身血量的30%、40%、50%)的情况下,与常温组相比(25°C),高温组(34°C)失血性休克后大鼠死亡明显加快。在高温环境下(34°C),失血量越大,72小时生存率越低。结果说明高温环境会加重失血休克的死亡。第三部分高温环境下,失血性休克大鼠的病理生理特点1.电解质、渗透压:与常温组(25°C)相比,高温组(34°C)大鼠电解质及渗透压有部分变化。休克前,高温组(34°C)大鼠Na+浓度、血浆渗透压升高(P<0.05);休克后,高温组大鼠Na+、K+浓度进一步升高(P<0.05),血浆渗透压无明显变化;动脉血气:与常温组(25°C)相比,高温组(34°C)大鼠动脉血气中动脉氧分压(PO2)、二氧化碳分压(PCO2)变化明显。表现为休克前,高温组大鼠PO2、PCO2明显减低(P<0.01);休克后,PCO2、HCO3-降低(P<0.05);血液流变学指标:与常温组(25°C)相比,高温组(34°C)大鼠在休克前变化明显。休克前,高温组(34°C)大鼠全血粘度切变率减低(P<0.01);失血性休克后,两组全血粘度切变率无差异。2.心功能:与常温组(25°C)相比,高温组(34°C)大鼠心功能在休克前代偿性升高,失血性休克后高温组大鼠心功能受损明显。表现为与常温组相比,高温组(34°C)大鼠休克前心输出量(CO)、心脏指数(CI)分别升高25.1%(P<0.05)、31.3%(P<0.05);失血性休克后,高温组大鼠CO、CI分别降低了63%、63%,常温组大鼠CO、CI分别降低44%、48%。肝肾功能:与常温组(25°C)相比,高温组(34°C)大鼠肝肾功能在休克前无明显变化,失血性休克后受损加重。表现为失血性休克后高温组大鼠AST、ALT比常温组分别增高24.7%(P<0.05)、44.1%(P<0.05),CREA升高幅度为50.7%,显著高于常温组(P<0.01)。3.应激因子:与常温组(25°C)相比,高温组(34°C)大鼠休克前机体处于高应激状态,失血性休克后,应激因子水平升高更加明显。表现为休克前高温组大鼠的ACTH、GCS分别升高43.4%(P<0.05)、114.5%(P<0.01)。失血性休克后,高温组大鼠ACTH、GCS水平均明显高于常温组,分别升高121.9%(P<0.01)、81.8%(P<0.01)。炎性因子:与常温组(25°C)相比,高温组(34°C)大鼠休克前炎性因子已明显升高,失血性休克后升高更加明显。表现为休克前高温组大鼠的IL-6、TNF-α分别升高15.6%(P<0.05)、16.6%(P<0.01)。失血性休克后,高温组大鼠IL-6、TNF-α水平均明显高于常温组,分别升高13.2%(P<0.05)、13.9%(P<0.01)。4.线粒体功能:与常温组相比,高温组大鼠休克前线粒体功能已经受到损伤,失血性休克后损伤更加严重。休克前,高温组大鼠比常温组大鼠ATP含量低41.7%(P<0.05),ROS、MDA无明显变化。失血性休克后,ATP含量降低43.0%(P<0.05),与常温组相比高温组大鼠ROS、MDA分别升高23.5%(P<0.05)、61.5%(P<0.05)。线粒体结构:电镜观察休克前高温组大鼠心肌线粒体发现形态结构已呈现紊乱。失血性休克后,高温组大鼠线粒体嵴结构发生溶解、断裂,出现空泡,并可见肌丝的溶解,线粒体损伤程度重于常温组。第四部分高温环境失血性休克大鼠的治疗方案1.给予不同温度LR液体复苏后,均可延长大鼠的生存时间及生存率,其中4°CLR效果最好,与常温液体(25°C)复苏相比,生存率提高71.4%。2.在4°CLR中联合线粒体分裂抑制剂Mdivi-1(1mg/kg)后,与单纯液体复苏相比,联合线粒体抑制剂可以使大鼠的生存时间进一步延长,生存率进一步提高。结论:1.高温环境加重失血性休克大鼠死亡,环境温度越高死亡越快。2.高温环境导致失血性休克快速死亡的原因可能与高温造成机体器官功能的损伤密切相关。其机制主要与高温环境导致心肌线粒体功能及结构的受损进而引起器官功能受损有关。3.低温液体复苏联合线粒体分裂抑制剂(Mdivi-1)方案可能是高温环境下失血性休克的有效治疗方案。