高原低氧条件下大鼠玻璃体液中钙、镁和氯浓度的变化※

赵洪乾，陈 亮，高如阳，于 聪，李 婷，赵 海，吴 岳*

(1.青海大学医学院；2.青海省刑事警察总队，青海 西宁 810001)

近年来，应用玻璃体液中化学成分变化推测PMI(postmortem interval，PMI)的研究越来越受到重视。本文旨在研究不同高原低氧条件下玻璃体液中Ca2+、Mg2+和Cl-浓度的变化，以期为高海拔地区利用玻璃体液准确推断PMI提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物分组与取材

健康SD大鼠70只，雄性，6～7 w，180±20 g，由西安交通大学医学部实验动物中心提供，动物合格证号：SCXK(陕)2017-003。将大鼠随机分为两个海拔组(2260组，5000组)，每组各35只，分别在青海大学医学院低压氧舱和动物房进行适应性饲养(3w)。

1.2 样本检测

检测前将待测样本常温解冻，取玻璃体液120 μL于检测瓶中，应用美国贝克曼库尔特AU5800全自动生化分析检测仪检测Ca2+、Mg2+、Cl-浓度。

1.3 统计学处理

2 结果

2.1 玻璃体液中Ca2+浓度

表1和图1显示，死亡0 h时，玻璃体液中Ca2+浓度在海拔2 260 m条件下高于海拔5 000 m条件下，且差异显著(P<0.05)。在海拔2 260 m条件下，死亡6 h至死亡9 h时，Ca2+浓度表现为增长趋势，增长率为11.1%。在海拔5 000 m条件下，死亡即刻至死亡3 h时，死亡12 h至死亡18 h时，Ca2+浓度增长速度快，表现为该时间段趋势线的斜率增大。在死亡3、12和18 h时，两海拔条件下Ca2+浓度相比，差异不显著(P>0.05)。

表1 大鼠死后不同海拔玻璃体液Ca2+浓度的测定结果Table 1 The Ca2+ concentration in vitreous humor at different altitude in

* ：与死后0 h比较，P<0.05

图1 大鼠死后不同海拔及时间下玻璃体液中Ca2+浓度变化图

2.2 玻璃体液中Mg2+浓度

表2和图2显示，在死亡12 h内，Mg2+浓度在两个不同海拔条件下变化情况基本相同。Mg2+浓度变化在两个海拔条件下死亡24 h内差异显著(P<0.05)。在死亡后12 h和18 h之间，海拔5 000 m条件下的Mg2+浓度增长速度大于海拔2 260 条件下，增长率分别为55%和2.19%。在死亡0 h时和24 h时，海拔2 260 m条件下的Mg2+浓度与海拔5 000 m条件下的Mg2+浓度相比差异显著(P<0.05)。

表2 大鼠死后不同海拔玻璃体液Mg2+浓度的测定结果Table 2 The Mg2+ concentration in vitreous humor at different altitude in

* ：与死后0 h比较，P<0.05

图2 大鼠死后不同海拔及时间下玻璃体液中Mg2+浓度变化图

2.3 玻璃体液中Cl-浓度

表3和图3显示，海拔5 000 m条件下的Cl-浓度较海拔2 260 m条件下的Cl-浓度波动较大。Cl-浓度变化在海拔2 260 m条件下24 h内差异显著(P<0.05)。两个海拔条件下的Cl-浓度相比，在死后即刻、死亡9 h和12 h时，差异显著(P<0.05)。在死亡3 h时，两个海拔条件下的Cl-浓度较死后即刻极为接近，差异不显著(P>0.05)。在死亡0 h至3 h时，死亡12 h至18 h时，两个海拔条件下的Cl-浓度变化相反，在这两个时间段，海拔2 260 m条件下，Cl-浓度下降，减少率分别为20.0%和6.9%；海拔5 000 m条件下，Cl-浓度上升，增长率分别为8.9%和36.1%。

表3 大鼠死后不同海拔玻璃体液Cl-浓度的测定结果Table 3 The Cl- concentration in vitreous humor at different altitude in

续表：

* ：与死后0 h比较，P<0.05

图3 大鼠死后不同海拔及时间玻璃体液中Cl-浓度变化图

2.4 相关分析

通过直线相关分析，Ca2+浓度在海拔2 260 m条件下与PMI无相关，r=-0.657，P>0.05；在海拔5 000 m条件下与PMI无相关，r=0.620，P>0.05。Mg2+浓度在海拔2 260 m条件下与PMI存在正相关，r=0.881，P<0.01；在海拔5 000 m条件下与PMI存在正相关，r=0.963，P<0.01。Cl-浓度在海拔2 260 m条件下与PMI存在负相关，r=-0.818，P<0.05；在海拔5 000 m条件下与PMI无相关，r=-0.235，P>0.05。

2.5 回归直线方程

对两个海拔条件下的大鼠玻璃体液中存在相关关系的Mg2+和Cl-浓度与PMI进行回归分析，以PMI为自变量(X)，分别以Mg2+和Cl-的物质浓度为因变量(Y)，拟合回归直线方程，得出Mg2+和Cl-的物质浓度在海拔2 260 m及海拔5 000 m的回归直线方程及R2值，结果见表4。

表4 大鼠死后不同海拔玻璃体液各物质浓度随PMI的回归直线方程及R2值Table 4 The regression linear equation and R2 value

X：PMI，Y：物质浓度

3 讨论

青海地处青藏高原，属于高原大陆性气候，气候特征明显，与内陆地区差异大[1]。因此需要个性化研究。

本研究结果显示，在海拔2 260 m条件下的大鼠，死后玻璃体液中Ca2+浓度最高为0.33 mmol·l-1，最低为0.27 mmol·l-1；Mg2+浓度最高为0.96 mmol·l-1，最低为0.66 mmol·l-1，拟合优度为0.776；Cl-浓度最高为37.08 mmol·l-1，最低为23.94 mmol·l-1，拟合优度为0.670。海拔5 000 m条件下的大鼠，死后玻璃体液中Ca2+浓度最高为0.37 mmol·l-1，最低为0.19 mmol·l-1；Mg2+浓度最高为1.11 mmol·l-1，最低为0.48 mmol·l-1，拟合优度为0.928；Cl-浓度最高为25.86 mmol·l-1，最低为19.00 mmol·l-1。拟合优度在不同专业不同领域的要求不同，在玻璃体液化学成分变化推断PMI中，有学者[2-4]认为拟合优度值大于0.9的离子，其回归方程具有应用价值。本实验中Mg2+在海拔5 000 m条件下拟合优度大于0.9。在死亡0 h至12 h时，Mg2+在海拔5 000 m条件下与PMI存在正相关，r=0.913，P<0.05，拟合优度为0.833。由此分析，虽然Mg2+在海拔5 000 m条件下的拟合优度优于海拔2 260 m条件下，但由于海拔5 000 m条件下的Mg2+浓度在死亡12 h后增长迅速，因此得出的回归直线方程推断PMI可能存在较大误差。

课题组认为，不同高原低氧条件对大鼠死后的三种离子浓度均存在影响：死亡即刻，两个海拔条件下三种物质浓度相比均具有显著差异性(P<0.05)。Ca2+在海拔5 000 m条件下呈现出不同结果，与有关[2-3]报道的玻璃体液Ca2+含量随PMI延长而下降的结论不同。与Nowak等[5]报道的窒息和心脏病死亡的尸体玻璃体液中Ca2+离子浓度升高的结论也存在差异。Mg2+在两海拔条件下均呈现上升趋势，这与前人[2-4，6-8]报道的Mg2+随PMI延长的变化趋势一致，而海拔5 000 m条件下的Mg2+浓度在死亡12 h后波动较大。大鼠死后，海拔5 000 m条件下的Cl-浓度较海拔2 260 m条件下的浓度波动大，且与PMI的相关性低，对推断死后PMI无帮助，这与前人[3，9-12]报道研究结果相似。

本研究结果表明，Ca2+、Mg2+和Cl-三种离子在海拔5 000 m条件下，死亡后24 h内，三种离子存在两个时间段的变化基本一致，即死后即刻至死亡3 h时，死亡12 h至死亡18 h时。在这两个时间段都表现为增长趋势，且死亡12 h至死亡18 h时的增长率大。课题组认为，死后即刻至死亡3 h的变化可能是高原低氧条件下，大鼠的正常生理功能被抑制，大鼠对低氧应答和适应机制的代偿性功能产生了一系列改变[13-15]。在死后限制因素立即解除，导致大量离子被释放入玻璃体液而出现上述变化。而死亡12 h至死亡18 h的变化原因仍需要进一步探究。

综上所述，在高海拔地区利用玻璃体液推断PMI的应用中，必须综合考虑海拔因素的影响，建立相应参数，使利用玻璃体液化学成分变化推断PMI更加精确。