亚低温减轻肾上腺素对心肺复苏中心肌损伤及改善生存的影响

陶冉 甘伟妮 张洁 宋凤卿 左艳芳 陈蒙华

1广西医科大学第二附属医院ICU（南宁530007）；2中山大学孙逸仙医院急诊科（广州510120）

肾上腺素是目前心脏骤停时的首选治疗药 物，但由于其引起的复苏后心功能障碍导致患者远期生存下降而备受争议，大量研究表明肾上腺素加重了心肺复苏后心肌缺血再灌注损伤［1］（myocardial ischemia reperfusion injury，MIRI）。如何减轻肾上腺素在心肺复苏中带来的负面效应已成为关注热点之一。亚低温治疗是目前公认的最有效的心肺复苏（cardiopulmonary resuscitation，CPR）干预策略之一，能够改善CPR 后心肌功能障碍、生存率和远期神经功能预后［2］。但亚低温改善复苏疗效是通过减轻肾上腺素所致的复苏后MIRI 还是其本身的作用尚不明确，国内外相关报道也较少。因此，本研究通过构建大鼠室颤型心脏骤停∕心肺复苏（CA∕CPR）模型，探讨亚低温治疗是否可改善肾上腺素在复苏中的疗效，以及是否可减轻应用肾上腺素所致的复苏后早期MIRI，从而改善远期生存预后。

1 材料与方法

1.1 动物的准备 选用健康雄性SD 鼠32 只，体质量180～220 g（由广西医科大学实验中心提供）。经腹腔注射戊巴比妥钠（45 mg∕kg）麻醉、经口插入14G气管套管以备接呼吸机用。分离并切开左股动脉以及左股静脉，分别插入预充肝素钠的PE-50 管，股动脉插管通过压力换能器与BL-420F生物机能实验系统（四川成都泰盟仪器公司）连接以监测动脉压。左股静脉导管以备静脉注射药物。同时经四肢皮下针头电极记录标准Ⅱ导联心电图。经股静脉用血管内体温探头测中心温度。

1.2 动物分组 CPR 时将大鼠随机分成常温对照组（N）、常温肾上腺组组（N+E）、低温对照组（H）、低温肾上腺组（H+E）。

1.3 实验方案 （1）32 只大鼠应用经食管快速起搏心室诱导大鼠发生室颤（ventricular fibrillation，VF）、建立CA 模型。具体操作参照文献［3］。起搏开始后5 min 将大鼠随机分组并开始常规CPR。采用ALV-V9 型动物呼吸机（上海奥尔科特生物科技有限公司）行机械通气（室内空气），通气频率70 次∕min，潮气量为6 mL∕kg；用自制的按压器进行胸外心脏按压，频率200 次∕min。按压深度为大鼠胸廓前后径1∕3。按压1 min时经静脉给予肾上腺素0.02 mg∕kg 或生理盐水。如10 min 内未恢复自主循环者放弃复苏。观察存活情况。（2）两组大鼠分别在各时点采血检测H-FABP，并于4 h处死取心肌病理。

1.4 温度控制 常温组大鼠在整个实验过程中通过加热灯保持大鼠体温在（37.0±0.5）℃，而低温组大鼠在胸外按压即刻通过冰块、风扇迅速使大鼠体温降至（33.0±0.5）℃，维持4 h。4 h 后复温2 h 至37℃。

1.5 判断标准 在快速心室起搏时出现动脉搏动波消失伴有血压下降者定义为CA，当停止心脏起搏时心电图可表现为VF、或无脉性电活动、或一条直线（全心停搏）；判断自主循环恢复（restoration of spontaneous circulation，ROSC）的标准为出现室上性节律（包括窦性、房性或交界性心律）伴有平均动脉压＞20 mmHg，持续1 min 以上［4］。生存时间定义为从ROSC 到自主呼吸消失、或在机械通气条件下平均动脉压（mean arterial pressure，MAP）降至≤20 mmHg。

1.6 心型脂肪酸结合蛋白（heart-type fatty acid binding proteins，H-FABP）检测 取假手术组、常温肾上腺和低温肾上腺组各时间点血清使用HFABP 检测试剂盒（武汉华美生物有限公司）按照试剂盒说明书测定。

1.7 HE 染色病理观察 取常温肾上腺和低温肾上腺组复苏后4h 心肌组织制作石蜡切片，进行HE染色，光学显微镜下观察两组病理变化。

1.8 统计学方法 采用SPSS 17.0 软件进行统计分析，计量资料使用均数±标准差（）表示，计数资料则使用率表示。各组比较用方差分析或Mann-WhitneyU检验，率的比较用卡方检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 4组大鼠基础参数比较 4组大鼠基础参数比较差异均无统计学意义。见表1。

表1 4组基础参数比较Tab.1 The baseline parameters in four groups±s

表1 4组基础参数比较Tab.1 The baseline parameters in four groups±s

组别N+E组H+E组N组H组只数8 8 8 8收缩压（mmHg）146±7 147±8 147±4 146±8舒张压（mmHg）116±2 114±5 115±5 117±6平均压（mmHg）127±4 127±6 125±5 127±5心率（次∕min）447±29 447±24 431±27 422±19体温（℃）37.0±0.2 36.9±0.1 36.8±0.2 37.0±0.2

2.2 4组大鼠ROSC 时间及率的比较 各组ROSC时间差异无统计学意义。H+E组ROSC 率明显高于H 与N组（P＜0.05），N + E组ROSC 率明显高于N组（P＜0.05）。见表2。

表2 各组ROSC 时间及率的比较Tab.2 The comparison of the time and rates of ROSC in four groups

2.3 4组大鼠体温控制情况 由于N组大鼠未复苏，不做比较。N+E组大鼠保持大鼠体温在（37.0± 0.5）℃。H + E组及H组大鼠CPR 时开始降温，8 min 内将至目标温度（33.0±0.5）℃并维持至ROSC 后4 h，复温2 h 至（37.0±0.5）℃。见图1。

图1 4组大鼠体温变化图Fig.1 The changes of temperature in four groups

2.4 神经功能缺陷评分和生存比较 N组大鼠均未恢复自主循环，H+E组大鼠72 h 神经功能缺陷评分明显低于N+E组与H组（P＜0.05）；H+E组大鼠72 h 内全部存活，生存情况明显高于其他两组（P＜0.05）。见图2、3。

图2 神经功能缺陷评分和生存比较Fig.2 The comparison of neurological deficits score（NDS）in three groups

2.5 两组血清FABP 比较 两组大鼠在复苏后0.5 h 脂肪酸结合蛋白明显升高，2 h 有所下降，4 h再次升高，但H+E组大鼠复苏后明显低于N+E组（P＜0.05，图4）。

2.5 心肌病理观察 N+E组4 h 可见弥漫性心肌细胞水肿，边界模糊不清，细胞排列紊乱，形态破坏，核碎裂、溶解，坏死明显（图5A）。H + E组4 h心肌细胞轻度肿胀，心肌细胞轮廓尚清晰，细胞排列尚整齐，细胞形态尚存，细胞核染色深。与图5A中N+E组比较，细胞破坏程度明显较轻（图5B）。

图3 3组大鼠生存曲线比较Fig.3 The comparison of survival in three groups

图4 两组大鼠不同时点血清H-FABP 浓度比较Fig.4 The comparison ofconcentrationof H-FABP in different time points between two groups

图5 两组大鼠复苏后4 h 心肌病理HE 染色结果比较（×400）Fig.5 The comparison of the picture of hematoxylin-eosin stainingat 4 h after ROSC between two groups（×400）

3 讨论

本研究的结果显示：在大鼠室颤型CA∕CPR 模型中，肾上腺素组大鼠自主循环恢复率明显高于未用肾上腺素组。但在常温时应用肾上腺素，复苏后心肌损伤明显，缩短了生存时间。而给予低温干预后，肾上腺素组的ROSC明显高于单纯低温组，复苏后心肌损伤明显改善，生存时间显著延长。

肾上腺素在心肺复苏中可通过其α肾上腺素能血管收缩效应，增加CPP，从而提高ROSC［4］。但由于其在复苏后β1 受体效应增加了心肌的变时变力效应，造成心肌过度耗氧，加重缺血心肌的损伤程度。因此，复苏后心肌损伤是心脏骤停患者远期存活无法改善的重要原因之一［5-7］。因此，如何改善复苏后肾上腺素心肌损伤的副作用成为研究关注点之一。亚低温治疗已被研究证实应用于心肺复苏具有保护作用，能够改善复苏后心肌功能和远期生存［8］。但其心肌保护作用是通过减少肾上腺素的副作用，还是亚低温本身的保护作用，目前尚不清楚。本研究结果显示，常温条件下使用肾上腺素显著提高了ROSC 率，但生存明显降低；低温条件下使用肾上腺素8 只大鼠全部全部恢复自主循环，而且全部存活至72 h；但单纯低温不用肾上腺素虽可稍提高ROSC 率，但远期生存仍改善不明显。因此本研究提示亚低温能够可改善肾上腺素在复苏后的负面效应，改善生存预后。

心脏型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）是一种小型的细胞质蛋白（15 kDa），在缺血发作后从心肌细胞中释放出来［9-10］。当心肌发生缺血性损伤时，H-FABP 就会被迅速释放到循环系统中，首先可以在心脏损伤后的20 min 被检测到，在3～4 h 获得峰值，随后在20～24 h 恢复到正常水平，整个过程中经肾脏代谢清除［11］。因此，血清H-FABP可以反映心肌损伤程度。实际上，它也因为其敏感已被临床应用为评估亚临床缺血和预测疾病进展的标记［12］，能够替代心肌酶等心肌梗死相关指标。在实验研究中，张立平等［13］研究家兔心肺复苏后心功能的结果也显示，在复苏后30 min 时血清H-FABP 就已经明显升高，提示心肌损伤。本研究发现两组大鼠复苏后血浆H-FABP 水平明显高于正常基线，说明复苏后大鼠的心肌受伤。但H + E组在0.5 h 和4 h的血清H-FABP水平明显低于N+E组，同时4 h的心肌病理损伤情况明显轻于N+E组。上述变化揭示了亚低温能够减少心肌缺血损伤后的H-FABP释放，改善复苏后早期心肌病理，进一步证明亚低温能够减轻复苏后早期心肌损伤，缓解肾上腺素的负面效应，改善CPR 后心肌缺血再灌注损伤。本研究发现H-FABP 在复苏后0.5 h 和4 h 成双峰趋势，这一过程的发生机制尚不明确，考虑可能与心肌细胞的损伤发生延迟释放H-FABP 有关。因此，本研究得出在经食管快速起搏心室构建CA∕CPR 大鼠模型中，亚低温干预减轻了肾上腺素对复苏后心肌和神经功能的损伤作用，从而改善生存。

但本研究仍尚有不足之处，一是纳入实验的SD 大鼠属于正常大鼠，临床实际中室颤多发生在具有基础心脏疾病的患者中，但实验研究为了达到统一的基础状态以增加干预条件的对比性，因此选用的是大多数实验所采用的动物；二是亚低温是通过哪种机制调控了CPR 期间肾上腺素的负面效应，其是否通过减弱β受体作用改善心功能目前尚不清楚，具体的病理生理机制有待深入研究。