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近年来,自然灾害(地震、泥石流、海啸等)、工程事故(如矿井垮塌等)及恐怖袭击(特别是爆炸恐怖袭击)频发,挤压伤(Crush Injury)较为多见,如未得到及时救治易引发挤压综合征(Crush Syndrome,CS)[1-2]。鉴于挤压伤具有发病急、病程快、致死率高等特点,例如2008年汶川地震,挤压综合征死亡率占到了极重创伤直接致死的第2位,并且在挤压综合征的伤员中致死率占到15.2%[3],有报道指出死亡率最高能达50%—70%[4],故备受关注。由于房屋建筑垮塌所引起的挤压伤较为多见,且其致伤特点是局部损伤表现轻微,但挤压伤造成全身性继发性病变不易察觉,会引发远隔器官如肾、心、肝、肺等脏器的严重损伤,甚至引发创伤性多器官功能不全综合症(multiple organ dysfunctionsyndrome,MODS),伤情严重,预后不良,故成为创伤领域研究的热点问题。至今为止对于挤压伤的研究均局限在模拟人体单纯挤压一段时间再解除挤压后的病理及生理变化特点、损伤机制及临床救治等方面,且挤压伤动物模型在建立上多采用重物压迫、气压止血带挤压或甘油肌肉注射的方法[9-12]。本课题组前期实验研究结果表明,该类损伤其远隔器官会出现异于单纯性挤压伤的新特点,且这种伴有缺氧缺食缺水的复合性挤压伤伤情将更为严重。另外,本课题组还首次建立并应用钳夹方法成功完成挤压伤模型的建立,即在动物清醒状态下,应用自制的钳夹挤压器械,使挤压力量同时作用于大鼠双后肢近端的方法(压力为4.5±0.3kg),更为接近事故现场和临床实际,且具有简单易行,压力可调,并可进行持续挤压所致伤肢体局部(如坏死、溃烂、干枯、脱落等)和远隔脏器损伤效应研究的优点(可持续挤压1-2周,或进行生命耐受力全程研究)。众所周知,掩埋(尤其深埋)条件下复合性挤压伤伤员通常面临两种结局:一种为未能获救者遭持续挤压至死亡,另一种为经破拆挖掘获救,解除挤压,并经治疗后活存。基于前者的临床病理过程、生命体征(尤其微弱生命体征)变化规律及其生命耐受力迄今未明,系统查新报告指出“国内外均未涉足”[13],而后者虽已有大量研究报道,但均“只涉及一般条件下或经挖掘被救出后挤压伤的生化指标改变和救治护理等内容”[13]。本课题组在国家反恐怖科技专项709计划的资助下,对模拟深埋人员挤压伤复合低氧缺水缺食(即复合性挤压伤)条件下的生命体征(尤其微弱生命体征)及重要脏器的变化规律及其生命耐受力进行了较全面研究。本文着重研究挤压伤远隔器官之一的肝脏损伤特点及其机制。针对持续挤压,本研究应用Wistar雄性大鼠144只,依据统计学随机分组原则,将大鼠分为以下四组,即对照组、单纯挤压组(单挤组)、低氧缺水缺食组(三缺组)、挤压伤复合低氧缺水缺食组(复合组),采用钳夹双后肢近端方法建立挤压伤模型(压力为4.5±0.3kg),于致伤后各时间点活杀取材,用以研究缺氧缺水缺食条件下发生持续挤压后大鼠的生命耐受能力,肝脏功能改变特点、病理变化特点和肝细胞的凋亡及其发生机制。针对解除挤压,本研究应用Wistar雄性大鼠144只,依据统计学随机分组原则,将大鼠分为以下四组,即对照组、单纯挤压组(单挤组)、低氧缺水缺食组(三缺组)、挤压伤复合低氧缺水缺食组(复合组),同样采用本研究室自创的钳夹法建立挤压伤实验动物模型,研究缺氧缺水缺食条件下持续挤压3d后解除大鼠挤压(即模拟“黄金救援72h”)后即刻至28d肝结构与功能的恢复特点及规律。经系统和深入研究,已取得了如下进展:(一)在持续性挤压条件下的肝损伤方面1.生命耐受能力:由于长时间处于低氧缺水缺食状态复合组在致伤后的第4.2天起到6.8d止大鼠全部死亡,低氧缺水缺食组死亡时间分布在6.5-11d期间,而单挤组和对照组11d后依然存活。2. ALT值于复合组1d~5d呈急剧持续性显著升高至死亡;单挤组1d迅速升高、3d~5d渐降低、7d后恢复近正常;三缺组仅5d后进行性持续升高至死亡。3.复合组肝细胞变性、凋亡与坏死,糖原极度减少甚近消失,并累及枯否细胞、储脂细胞、内皮细胞;其病变程度和累及范围随时间延长而加重和扩大,三缺组和单挤组依次减轻。4.单挤组、三缺组和挤压复合三缺组肝细胞凋亡指数与正常对照组比较,于1d~5d均呈现逐步增高趋势,存在显著的统计学差异(P<0.05,P<0.01),其中挤压复合三缺组尤为明显(P<0.05,P<0.01)。5.凋亡相关因子:Bax表达逐渐增强,MOD值逐渐增高,单挤组、三缺组和复合组于1d-5d均显著高于对照组(P<0.05,P<0.01);Bcl-2表达呈进行性减弱,MOD值进行性下降,与对照组比较,其中单挤组和三缺组在3d和5d具有统计学差异(P<0.05,P<0.01),复合三缺组下降最明显,于1d-5d均有统计学差异(P<0.05,P<0.01),并依次显著低于前两组。6.以上结果提示,持续挤压伤复合三缺大鼠肝脏功能和结构发生明显损伤,肝细胞凋亡指数增高尤为明显,具有高发性、速发性、进行性、累及细胞多样性特点;Bax和Bcl-2参与肝损伤过程。(二)在3d解除挤压条件下的肝功能恢复规律及特点方面取得的工作进展如下:1.复合组1只大鼠于解除挤压后0.6d猝死,单纯挤压组和三缺组均未发生死亡。2.复合组和单挤组ALT值于解除挤压后即刻明显升高,尤以复合组最显著(P<0.01),3d后均已恢复正常水平,提示于解除挤压后,肝脏生理功能呈现迅速自发性恢复过程。3.三组动物体重和肝重于解除致伤后即刻组均明显减轻(P<0.05),于1d和3d已见轻度增加,然至28d始终低于对照组,其中尤以复合组的体重增长最为缓慢,三缺组次之,单挤组介于其间。4.复合组于解除挤压后即刻和1d肝索萎缩,肝细胞变性、凋亡、坏死,糖原减少,线粒体空化,并累及枯否细胞、储脂细胞、肝窦和血管内皮细胞;3d-7d渐减轻,然14d-28d仍见少数肝细胞、枯否细胞未完全恢复至正常形态,提示于解除挤压后,肝脏结构同样呈现自发性恢复,但恢复程度不及肝功能。单挤组、三缺组依次较之减轻。5.上述结果提示,挤压伤复合三缺大鼠在解除挤压后即刻和1d肝脏功能和结构均发生明显损伤,然3-28d渐自行恢复,表明肝脏具有较强的自发修复潜能,其特点为初期病变累及全肝性、自行恢复性、功能与结构恢复不同步性(即结构恢复较肝功能恢复缓慢)和恢复程度差异性特点(即与单挤组和三缺组比较,复合组肝脏损伤程度依次最严重,恢复速度最缓慢,恢复程度最差)。本研究表明,由挤压伤引发的MODS中肝脏作为其参与损伤的远隔器官,不仅使病情加重,且可能因为肝功能衰竭成为重要,甚至主要致死原因。为此,近年来在频发的各类自然灾害及事故中导致的人员掩埋(特别是深层掩埋)条件下该类伤员的获救和后续治疗中,鉴于肝脏具有代谢、解毒、免疫、生物转化等多种功能,,进一步增强对肝脏的保护,促进损伤修复至关重要。为了减少伤残率、提高活存率,保肝护肝应成为挤压伤救治关键一环。