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严重失血性休克与脓毒性休克大鼠大循环与微循环变化的一致性

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严重失血性休克与脓毒性休克大鼠大循环与微循环变化的一致

胡乔华;郑胜才;凌钦;伍靓靓;杨正飞;方向韶

【摘 要】Objective To investigate the dynamic changes and coordination of macrocirculation and microcirculation in rats with severe hemorrhagic shock and septic shock. Methods A total of 20 male Sprague-Dawley rats (450~550 g) were randomly divided into two groups (n = 10) :

hemorrhagic shock group (H-Shock) and septic shock group (S-Shock). 40% of the systemic blood volume was withdrawn in 1 hour in H-Shock group.While in the S-Shock group, cereal ligation and puncture (CLP) was performed and then the abdomen was closed.Mean arterial pressure (MAP) and the end-tidal carbon dioxide (ETCO2) were recorded continuously. Cardiac ultrasonography and sublingual microcirculation were performed per hour till 12 hours or the rat die (End). A total of 12 hours were observed or the rat die. Arterial blood gas was measured at baseline (BL) , MAP ≤ 65 mmHg (Shock) and at the termination of observation

respectively. Results The values reflect macrocirculation or microcirculation in the H-Shock group were all decreased than BL respectively at each time. In the S-Shock group, the values that reflect macrocirculation such as MAP, ETC02 and cardiac output (CO) showed no significant changes within 3 hours (P> 0.05) , while the values of microcirculation were decreased compared with BL respectively at each time (P < 0.05). With the progress of shock, the pH was decreased compared with BL in both groups, while

the level of Lac were increased (P < 0.05). Conclusions The changes of macrocirculation and microcirculation in severe hemorrhagic shock are basically the same; while they are inconsistent in septic shock, the changes of microcirculation occurred earlier than that of macrocirculation.%目的 探讨严重失血性休克与脓毒性休克大鼠的大循环以及微循环的动态改变和协调一致性.方法 20只雄性SD大鼠 (450~550 g) 随机分为2组 (n=10) :失血性休克组 (H-Shock) 和脓毒性休克组 (S-Shock) .H-Shock组于1 h内抽出全身血容量的40%;S-Shock组行盲肠结扎穿孔后关腹.两组均连续记录平均动脉压 (MAP) 、呼气末二氧化碳分压 (ETCO2) , 于基线状态 (BL) 后1、2、3 h以此类推行心脏超声、舌下微循环检查, 共观察12 h或大鼠死亡 (End) .于BL、MAP≤65 mmHg (Shock) 、End时测量动脉血气.结果 H-Shock组中反映大循环和微循环的各指标在不同时间点监测值较BL均下降 (P <0.05);S-Shock组中反映大循环的MAP、ETCO2、心输出量等指标在3 h内无明显变化 (P> 0.05) , 而微循环指标各时间点监测值与BL相比均下降 (P <0.05);随着休克进展, 两组动物的酸碱度均进行性降低, 乳酸则进行性升高 (P <0.05) .结论 严重失血性休克大循环与微循环变化基本一致;脓毒性休克大循环与微循环不协调, 大循环早期明显滞后于微循环的变化. 【期刊名称】《实用医学杂志》 【年(卷),期】2019(035)003 【总页数】4页(P384-387)

【关键词】休克;失血性休克;脓毒性休克;血流动力学;大循环;微循环 【作 者】胡乔华;郑胜才;凌钦;伍靓靓;杨正飞;方向韶

【作者单位】中山大学孙逸仙纪念医院急诊科,广州 510120;中山大学孙逸仙纪念医院重症医学科,广州 510120;中山大学孙逸仙纪念医院急诊科,广州 510120;中山大学孙逸仙纪念医院急诊科,广州 510120;中山大学孙逸仙纪念医院急诊科,广州 510120;中山大学孙逸仙纪念医院急诊科,广州 510120 【正文语种】中 文

休克是有效循环血量减少,组织灌注不足所致的组织细胞缺血、缺氧、各重要生命器官的功能、代谢障碍及结构损伤的病理过程[1]。虽然不同病因所致休克本质相同,然而不同病因引起休克时机体血流动力学变化各有其特点,可出现心输出量(CO)、平均动脉压(MAP)、呼气末二氧化碳分压(ETCO2)等反映大循环的改变以及组织器官微循环灌注、酸碱平衡等反映微循环的改变。针对不同病因所致休克血流动力学变化深入探讨将有利于临床上对不同类型休克的正确认识和处理。本研究拟探讨临床上常见的两种类型休克——严重失血性休克和脓毒性休克大循环与微循环的动态变化情况和协调一致性,为临床上更好地救治此两种类型休克患者提供理论支撑。 1 材料与方法

1.1 动物选择及分组 选取成年健康雄性SD大鼠(450 ~550 g)20只按照鼠龄、窝别、体质量进行两两配对后采用随机数字表法分为2组(n=10):失血性休克组(H-Shock 组)和脓毒性休克组(S-Shock 组)。大鼠由广州中医药大学动物实验中心提供。

1.2 动物准备 雄性SD 大鼠禁食过夜,但允许自由饮水。腹腔内注射戊巴比妥钠(45 mg/kg)麻醉后备皮,然后以仰卧位胶布固定于手术板上。额外剂量的戊巴比妥钠(10 mg/kg)根据需要给予维持麻醉。将14 号气管鞘管(Abbocath-T

公司,美国)安装在具有145°尖端的钝针上插入气管。使用BeneView T5 监护仪(深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司,中国)的二氧化碳监测仪模块连续监测ETCO2。大鼠自主呼吸室内空气。用碘伏棉球消毒大鼠颈部及左侧腹股沟区,将PE-50 聚乙烯导管(Becton Dickinson 公司,美国)从手术暴露的左股动脉推进6 cm 到降主动脉以连续监测MAP 和间断抽血查血气分析,导管可用含2.5 IU/mL 结晶牛肝素生理盐水间歇冲洗。失血性休克组大鼠将另一个PE-50 导管通过左侧颈总动脉置入约2 cm用以放血。测量直肠温度并借助红外表面加热灯维持大鼠体温在(36.5±0.5)℃。 1.3 模型制备

1.3.1 H-Shock 组大鼠模型制备 用100 U/kg 结晶牛肝素生理盐水将大鼠肝素化,计算每只大鼠的总血容量(EBV = 6.12 mL/100 g)[2],用输注/抽出双注射器泵(保定兰格恒流泵有限公司,中国)于60 min 内恒速抽出总血容量的40%,停止失血后MAP ≤40 mmHg、持续时间超过1 min、排除麻醉药物干扰即为建模成功[3]。

1.3.2 S-Shock 组大鼠模型制备 主要参考RITTIRSCH 等[4]报道的盲肠结扎穿孔法建立脓毒症大鼠模型。用碘伏棉球消毒大鼠腹部,沿腹白线纵行切开约2 cm 寻找盲肠,将盲肠轻拉出腹腔,保持回盲部通畅,用粗线结扎盲肠75%,用50 mL 注射器针头避开盲肠血管贯穿4 个孔并挤出绿豆大小粪便,然后将盲肠复位,关闭腹腔,MAP ≤65 mmHg、持续时间超过1 min、排除麻醉药物干扰即为建模成功。

1.4 观察时间与观察指标 两组大鼠均在动物准备结束后记为基线状态(BL),记录此时MAP、ETCO2,并行心脏超声检查(Ultrasonix 公司,加拿大)计算CO,利用微循环检测仪(MicroVision 医疗公司,荷兰)监测舌下微循环。舌下黏膜微循环参数包括反映血管密度的De Backer 评分(De Backer score)和反映微循环

血流速度的微血管血流指数(microvascular flow index,MFI)。De Backer 评分:将图像用3 条横线和3 条纵线分割,血管穿过各3 条纵横线的数量除以线的总长度,就计算出De Backer 评分;MFI:将图像划分为4 个象限;对每个象限的主要血流状态评分,0=无血流,1=间断血流,2=迟滞血流,3=连续血流,4 个象限的平均评分即为MFI[5]。连续监测MAP、ETCO2,往后于BL后1、2、3 h 以此类推行心脏超声、舌下微循环检查1 次;当大鼠MAP ≤65 mmHg 持续时间超过1 min、排除麻醉药物干扰时记为Shock,并于BL、Shock、End 时检测动脉血气分析计算酸碱度(pH)、氧分压(pO2)、二氧化碳分压(pCO2)、乳酸(Lac)(Radiometer 公司,丹麦),共观察12 h 或大鼠死亡时终止观察。 1.5 统计学方法 采用SPSS 21.0 统计分析数据,正态分布资料用±s 表示,随机区组设计资料采用t 检验,重复测量设计资料采用方差分析检验,两两比较采用LSD 法检验,P<0.05 为差异有统计学意义。 2 结果

两组动物基础状态体质量、肛温、pH、pO2、pCO2、Lac 生理指标比较差异无统计学意义(P>0.05)。H-Shock 组MAP、ETCO2、CO、De Backer 评分、MFI各指标不同时间点监测值与自身BL相比较,均明显下降(P<0.05)。见表1。S-Shock组中MAP、ETCO2、CO 各时间点监测值与自身BL 相比,2 h 内无明显变化,3 h 开始,与BL 相比MAP、ETCO2、CO 监测值下降(P<0.05);而De Backer 评分、MFI 各时间点监测值与BL相比均下降(P<0.05)。见表2。H-Shock组与S-Shock 组中BL、Shock、End 两两相比,pH 进行性降低(P<0.05),Lac 进行性升高(P<0.05)。见表3。 3 讨论

失血性休克和脓毒性休克是临床上两种常见的休克类型,研究显示休克中分布性休克占66%(其中脓毒性休克占62%),低血容量性休克占16%(以失血性休克为

主),且病死率高[6-7]。其本质上都属于急性循环衰竭,然而大循环和微循环变化各有其特点,对其大循环及微循环变化特点深入研究将有利于临床上更好的救治此两种类型的休克患者。因此,本研究采取监测大鼠MAP、ETCO2,适当抽血行血气分析等方法,并采用了超声多普勒及最新一代的微循环检测装置,在大鼠模型上对两种常见类型休克大循环及微循环变化进行研究。 表1 失血性休克大循环与微循环指标变化情况Tab.1 Changes of

macrocirculation and microcirculation in hemorrhagic shock ±s注:与BL 相比,*P<0.05MAP(mmHg)ETCO2(mmHg)CO(mL/min)De Backer 评分MFI存活数(只)BL 118±12 40±3 100±5 8.3±1.8 3.0±0 10 1 h 34±7*18±4*40±3*5.6±2.1*1.2±0.5*10 2 h 52±14*20±4*24±3*4.2±0.9*1.0±0.3*10 3 h

32±8*13±2*12±1*2.9±0.4*0.5±0.2*8 4 h 12±3*10±1*6±1*2.5±0.2*0.3±0*3 表2 脓毒性休克大循环与微循环指标变化情况Tab.2 Changes of

macrocirculation and microcirculation in septic shock±s注:与BL 相比,*P<0.05MAP(mmHg)ETCO2(mmHg)CO(mL/min)De Backer 评分MFI存活数(只)BL 124±8 40±3 100±5 9.1±1.5 3.0±0 10 1 h 122±8 40±3 98±4 7.6±1.3*2.3±0.3*10 2 h 118±8 39±3 96±5 6.8±1.4*1.8±0.1*10 3 h 112±8*35±2*93±5*6.1±1.4*1.5±0.1*10 4 h 97±8*32±2*84±5*5.5±1.2*1.3±0.1*10 5 h 84±8*27±3*72±5*4.9±0.9*1±0.1*10 6 h 68±16*22±2*61±4*4.2±0.7*0.6±0.2*10 7 h 53±14*16±2*47±5*3.5±0.6*0.4±0.2*8 8 h 43±7*11±1*33±4*3.4±0.6*0.3±0.1*5

表3 失血性休克与脓毒性休克pH 与Lac 变化Tab.3 Changes of pH and Lac in

hemorrhagic shock and septic shock±s注:与BL 相比,*P<0.05;与Shock 相比,#P<0.05pH Lac组别H-Shock 组S-Shock 组H-Shock 组S-Shock 组BL 7.40±0.02 7.40±0.01 0.9±0.3 0.9±0.3 Shock 7.34±0.14*7.31±0.01*6.6±1.2*2.5±0.5*End 7.30±0.04*#7.29±0.01*#9.1±1.1*#4.5±0.5*#

本研究观察到失血性休克组大鼠在失血后1 h时无论是反映大循环指标还是微循环指标均出现下降,有效止血后MAP、ETCO2可短暂回升,但CO并未增加,MFI、De Backer 评分、pH 降低,而Lac 进行性升高,大鼠在失血后3 h 左右死亡,与CHANG等[8]研究结果相似。而脓毒性休克组本研究观察到大鼠从始发病因开始,De Backer 评分、MFI 早期即可出现下降,而此时CO、MAP、ETCO2等尚未出现明显下降。随着病情进展,pH 进行性降低,Lac则进行性升高,3 h 开始CO、MAP、ETCO2才出现明显下降。因此,严重失血性休克大循环与微循环改变基本一致,而脓毒性休克大循环与微循环不协调,大循环早期明显滞后于微循环的变化。

失血性休克是低血容量性休克的一种,早期出血量不多、出血速度缓慢时机体尚可通过交感神经兴奋、缩血管物质释放增多起到“自身输血”、“自身输液”作用维持大循环的稳定,从而保证重要器官血液供应。而由各种原因导致的体内或体外急性大量失血则将直接影响有效循环血量,此时微循环的改变不足以维持大循环的稳定而出现两者较为一致的改变,如未及时救治,可出现顽固性低血压,甚至短期内死亡。而脓毒性休克以分布性休克为主,一方面严重感染使交感-肾上腺髓质系统强烈兴奋,缩血管物质生成增多,致使外周阻力增加,微循环血流减少;另一方面感染灶中的病原微生物及其释放的各种毒素刺激单核-巨噬细胞、中性粒细胞等释放大量的炎症介质,其中某些细胞因子和血管活性物质使毛细血管通透性增加致毛细血管渗漏,微循环血流进一步减少,因此微循环变化要早于大循环的改变。随着

病情进展,炎症反应进一步失控,病原体所释放毒素、酸中毒等可直接损伤或抑制心肌细胞,使心肌收缩力减弱;毛细血管渗漏导致血液浓缩、酸性产物生成增多致外周血管扩张、微循环血液瘀滞等导致回心血量减少,心排血量下降,大循环也开始出现明显变化。

治疗上,由于严重失血性休克从始发病因至休克乃至死亡时间窗较短,大循环改变与微循环改变基本一致,因此,临床上救治失血性休克患者可早期监测大循环并利用反应大循环的指标指导复苏。而脓毒性休克从始发病因至休克发生窗口期稍长,且微循环变化早于大循环变化,因此,早期监测微循环可协助脓毒性休克早期诊断与治疗[9]。

遗憾的是,虽然在大鼠模型中可以较为清晰地观察到此两种类型休克大循环与微循环变化情况,然而,人与大鼠之间存在种族差异,且本研究失血性休克模型中对大鼠进行全身肝素化、模型建造成功后人为停止失血等与临床不完全相符;临床上脓毒性休克患者病因可多种多样,不一定都是腹腔感染引起。因此,临床上仍有待对此两种类型休克患者血流动力学的变化做进一步的研究。 参考文献

【相关文献】

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