王莉莉,胡 森,张海湃,田雨沫,张慧苹,关 玲
失血性休克(hemorrhagic shock,HS)合并海水浸泡是一种较为常见的海战伤。由于海上及舰船空间狭窄、医疗资源有限、伤员后送相对困难,无法及时开展输血输液等常规抗休克治疗。另外,海水浸泡后,机体合并存在低体温,高渗等损伤,导致海战伤休克较陆地休克具有更高的发病率及死亡率[1,2]。因此,研究简便有效,易于操作的现场救治措施,为伤员后送转移及后续治疗争取时间,具有重要意义。针刺是一种常用的传统医学急救治疗手段。在中国医学中,HS属于“厥”“脱”证范畴,古代中医很早就有针刺治疗“厥”“脱”证的文献记载[3]。现代多项研究证明,针刺“足三里”可以提高休克动物的平均动脉压、保护脏器功能,具有抗休克作用[4-8]。本研究通过制作45%HS海水浸泡延迟静脉复苏大鼠模型,观察电针足三里对HS海水浸泡损伤大鼠24 h生存率及脏器功能的影响,对海战伤休克的救治提供依据。
1.1 实验动物与试剂 选取SPF级雄性SD大鼠100只,10周龄,体质量250~300 g,由斯贝福(北京)生物技术有限公司提供,合格证书号:SCXK(京2019-0010)。恒温(24±2)℃,恒湿(50±5)%条件下适应性饲养7 d。术前12 h禁食,4 h禁饮。采用AU5800全自动生化分析仪(贝克曼库尔特商贸中国有限公司);长城KWD-808I脉冲电疗仪(江苏常州市武进长城医疗器械有限公司)。人工海水配方:采用国家海洋局第三研究所配方,pH 8.2,渗透压(1250.00±11.52)mmol/L, Na+(630.00±5.33)mmol/L,K+(10.88±0.68)mmol/L,Cl-(658.80±5.25)mmol/L。本研究经解放军总医院医学伦理委员会批准。
1.2 动物分组与模型制作 按随机数字表法将大鼠分为HS+海水浸泡组(对照组)和HS+海水浸泡+电针组(电针组),每组50只。(1)手术置管:均经3%戊巴比妥钠(30 mg/kg,0.1 ml/100 g)腹腔注射麻醉后,仰卧固定于手术台上,依次切开右颈动脉置管用于抽血,颈外静脉置管用于输血和输液,两导管的血管外段由皮下穿出固定于体表。(2)HS:抽血时用注射器经颈动脉抽取45%全身血容量(TBV=体重×0.06+0.77)[9]造成HS,抽血经两阶段完成,首先在5 min内快速抽取35%TBV,间隔5 min后,在10 min内缓慢抽取10%TBV。0.1%肝素0.2 ml保持管道通畅,采用柠檬酸钠抗凝无菌保存并标记抽取血液以备回输。(3)海水浸泡:动物失血后立即将剑突下0.5 cm以下身体部位进行海水浸泡(23±1)℃,30 min。(4)延迟液体复苏:失血和海水浸泡完成后2 h,经颈静脉导管回输抽取的全部失血(5 min完成)+2倍失血量的乳酸林格液(30 min完成)[10]。
1.3 干预处理 (1)电针组:将大鼠固定在手术台上,电针双侧足三里穴,足三里穴位于膝关节后外下方,腓骨小头下5 mm处[11]。在穴位中插入25 mm单极不锈钢针电极,刺入深度7 mm,连接电针仪,以连续模式持续刺激25 min,电位差4 V,电流0.5 mA,脉冲宽度50 μs,频率10 Hz。(2)对照组:浸泡后0.5 h,将大鼠固定在手术台上,不进行针刺治疗,时间25 min。
1.4 观察指标 实验分两次完成,第一次两组各取10只大鼠监测生存率,观察至休克后24 h。第二次两组每个时间点取8只大鼠,分别于失血前,浸泡后即刻,浸泡后2、5、24 h从颈动脉导管抽取血液5 ml,离心机离心并分离上层血浆,使用AU8500生化分析仪(美国Beckman公司)检测肌酐(Cr)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)及二胺氧化酶(DAO)的水平。
2.1 生存率的变化 海水浸泡后24 h,电针组的生存率(9/10,90%)明显高于对照组(5/10,50%),差异有统计学意义(χ2=4.494,P=0.034)。
2.2 脏器功能的变化 浸泡后即刻,对照组和电针组动物的Cr,CK-MB及DAO均显著高于失血前(P<0.05)。浸泡后2 h,电针组ALT较伤前无明显变化,而对照组则显著高于伤前。电针组浸泡后2 h的DAO水平较对照组明显降低(P<0.01)。两组的Cr和CK-MB均未见明显差异。浸泡后5 h,电针组的Cr恢复至伤前水平,ALT较对照组明显改善(P<0.01),DAO较对照组明显降低(P<0.05),CK-MB显著低于对照组(P<0.01),恢复至伤前水平。
浸泡后24 h,电针组Cr显著低于对照组(P<0.01);电针组的ALT较对照组明显改善(P<0.05)。浸泡后24 h,两组大鼠的CK-MB均恢复至伤前水平,且电针组明显低于对照组(P<0.05,表1)。
表2 电针足三里对45%失血性休克合并海水浸泡延迟静脉复苏大鼠脏器功能的影响
海战伤休克是指大量失血合并海水浸泡所导致的休克,常伴随低体温及高渗脱水等症状,引发机体的微循环障碍和脏器功能损伤[12],具有较高的致死率。此外,由于海上救治条件有限及后送困难,输血输液等治疗无法及时开展,因此研究现场简易有效的自救互救技术,延缓休克进展或加重,为后续静脉抗休克治疗争取宝贵时间,具有重要意义。
多项研究证明,针刺具有确切的抗休克作用[13,14]。钟毓贤等[6]发现,电针足三里可以提高60%HS延迟静脉复苏大鼠的平均动脉压,改善腹腔脏器肾、肝及小肠黏膜血液灌流,增加组织供氧,保护脏器功能,提高休克大鼠生存率,提示电针足三里可以部分替代静脉液体复苏的治疗而发挥抗休克作用。有学者研究发现,电针足三里可增强延迟补液对HS大鼠心肌组织的保护作用[4]。陆化梅等[14]应用电针足三里治疗重度HS大鼠,发现电针可以抑制液体复苏后肝脏ET-1及iNOS的合成,减少肝脏NF-κB活化、炎症因子及氧自由基的产生,减轻肝脏再灌注损伤。本课题组前期未观察电针足三里对HS合并海水浸泡动物模型的抗休克作用,本研究采用45%HS合并海水浸泡损伤大鼠动物模型,观察电针足三里对HS合并海水浸泡大鼠的生存率及脏器功能的影响,旨在为临床救治提供依据。
本研究结果表明,电针组在海水浸泡后24 h的生存率为90.0%,显著高于对照组的50.0%,提示电针足三里能够提高延迟静脉补液的疗效,延缓休克的进展,提高海战伤休克大鼠的生存率。在脏器功能方面,海水浸泡后2 h和5 h,电针组DAO水平显著低于对照组,表明电针足三里具有保护小肠黏膜的功能;海水浸泡后5 h,电针组大鼠的ALT及CK-MB显著低于对照组,提示电针足三里可以减轻休克大鼠的肝脏、心脏的损伤。浸泡后24 h,两组的Cr及CK-MB的水平仍有较大差异,且电针组较对照组明显改善。以上结果提示,电针足三里可减轻海战伤休克大鼠心、肾、肝及肠道黏膜的损伤,保护心脏及腹腔脏器功能,提高24 h的生存率,发挥抗休克作用。
当机体发生大量失血时,激活交感-肾上腺髓质系统,释放大量儿茶酚胺类物质(尤其是去甲肾上腺素),选择性地作用于外周及内脏血管,重新分布血流,以保证心、脑等重要脏器的血液供应[15]。但持续性的收缩外周血管,会加重腹腔内脏组织的微循环障碍和细胞的缺血缺氧,导致急性肝、肾损害及肠道黏膜屏障的破坏,引发多脏器衰竭及凝血功能紊乱,促进休克的发展和恶化。此时,如果激活副交感神经,调整交感神经兴奋性,减少缩血管物质的持续释放,改善外周及腹腔内脏血液的灌流,保护内脏功能,可阻止休克进展。
国内外多项研究表明,电针足三里的抗休克作用与迷走神经有关[7.16]。Torres等[17]证实,电针足三里激活迷走神经,作用于肾上腺髓质,上调多巴脱羧酶的活性,而不影响多巴胺β-羟化酶的活性,导致肾上腺髓质多巴胺释放增加,作用于DA1受体发挥抗炎作用。有学者进一步证实,电针足三里是通过刺激足三里穴区深层的PROKR2Cre神经元,激活迷走神经-肾上腺髓质,发挥抗炎作用,这也为电针足三里兴奋迷走神经提供了解剖学基础[18]。本课题组前期研究证实,电针足三里通过兴奋迷走神经,引起多巴胺释放增加,作用于DA1受体,增加小肠黏膜的血流量,保护肠黏膜屏障。因为小剂量多巴胺的释放,可以作用于脑、肾、胃肠道血管和冠状动脉的多巴胺DA1受体,扩张上述脏器的血管,增加血流量和尿量,保护脏器功能[19]。本研究发现,深部弱刺激减轻HS,与柳申滨等[18]采用脓毒症模型研究电针抗炎作用的结果相似,推测深部弱刺激兴奋迷走-肾上腺髓质通路,改善交感与副交感失衡,增强了多巴脱羧酶的活性,促进多巴胺生成,加强舒血管效应,增加内脏血流和尿量发挥抗休克作用。
综上所述,本研究证明电针足三里能提高海战伤HS合并海水浸泡大鼠的24 h生存率,降低DAO、ALT、CK-MB及Cr脏器功能指标,保护脏器功能,发挥抗休克作用。但本研究仅对电针足三里对海战伤休克大鼠脏器功能的保护作用进行了观察,后续将继续观察电针足三里对海战伤休克交感与副交感神经的影响,阐明其作用机制。