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HSH注射液输注对急性颅内高压伴失血性休克犬脑

2015-04-08 01:17 毕业

[摘要] 目的 观察高渗氯化钠羟乙基淀粉40注射液(HSH)在犬急性颅内高压伴失血性休克模型中恢复循环血容量、减轻脑组织水肿和降低脑组织氧自由基含量的作用。方法 健康杂种犬20只，采用硬膜外球囊注水和动脉放血的方法复制急性颅内高压伴失血性休克模型。动物随机分为羟乙基淀粉溶液组（HES组），乳酸林格氏液组（RL组），7.5%氯化钠溶液组（HS组）和高渗氯化钠羟乙基淀粉40注射液组（HSH组），在休克后1h分别输入相应液体。监测平均动脉压（MAP）、中心静脉压（CVP）、心率（HR）、颅内压（ICP），检测脑组织丙2醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活力，脑组织标本行病理学检查。结果 复苏后4组液体均能有效升高MAP（P＜0.05），但HES组和RL组的ICP上升明显（P＜0.05），复苏后2h，HS组的MAP开始下降（P＜0.05）。至复苏后4h，仅HSH组能维持理想的MAP及较低的ICP，HSH组脑组织氧自由基含量较其他组明显减少（P＜0.05）。病理学检查显示复苏后4h，HSH组的脑组织损伤较其他组轻。结论 高渗氯化钠羟乙基淀粉40注射液可有效复苏失血性休克，降低ICP及氧自由基的生成，减轻脑组织缺血再灌注的损伤。

[关键词] 高渗氯化钠羟乙基淀粉40注射液 犬 急性颅内高压 失血性休克 颅内压 脑组织 超氧化物歧化酶 丙2醛

Effect of HSH on oxygen free radicals and histopathological change of brain tissue in acute intracranial hypertension and hemorrhagic shock model of dog
XU Xiang , GU Miao-ning , XIAO Jin-fang , XIAO Hua-ping , ZHAO Zhen-long , LIU Gao-wang . Department of Anesthesiology Nan Fang Hospital ,Nan Fang Medicai college ,Guang Zhou ,510515,China.

[Abstract] Objective To observe the effect of hypertonic sodium chloride hydroxyethyl starch 40 injection（HSH） on oxygen free radicals and morphological change of brain tissue in acute intracranial hypertension and hemorrhagic shock model of dog. Methods 20 healthy dogs were randomly divided into group HES,group RL,group HS and group HSH. Balloon epidural injection and arterial bleeding model was prepared.Corresbonding liquids were infused separately 1h after shock.The level of mean arterial blood pressure(MAP),central venous pressure(CVP),heart rate(HR) and intracranial pressure(ICP) were monitored,and the level of superoxide dismutase(SOD) and malondialdehyde(MDA) were determined.Samples of brain tissue were removed for Pathological examination. Results After resuscitation, liquids of 4 groups can effectively increase MAP(P＜0.05）, but group HES and group RL significantly increased ICP(P＜0.05）. 2 hours after resuscitation, MAP of group HS begin to decrease and 4 hours after resuscitation only group HSH can maintain a ideal MAP and lower ICP. MDA and SOD levels were statistically significant different between group HSH and other groups 4 hours after resuscitation (P＜0.05）. Pathological examination revealed less injury in group HSH. Conclusion HSH can effectively resuscite hemorrhagic shock,decrese ICP, reduce oxygen free radicals levels in brain and relieve tissue ischemia/reperfusion injury.

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[Key Words]HSH;dog;acute intracranial hypertension; hemorrhagic shock;brain tissue; SOD;MDA.

颅脑外伤是最严重的创伤之1，而合并失血性休克的重度脑外伤死亡率极高（1）。控制脑组织水肿、减少脑细胞损伤是神经外科围手术期治疗的重要手段，也是决定患者预后的关键因素。休克时常输注大量液体以维持血压稳定，却往往造成脑组织水肿，引起继发性损伤；缺血再灌注时产生大量的氧自由基，常造成脑细胞的不可逆损害；而常规应用脱水利尿药治疗脑水肿降低颅内压（intracranial pressure,ICP）时，又会减少有效血容量，加重休克。本实验主要观察高渗氯化钠羟乙基淀粉40注射液（hypertonic sodium chloride hydroxyethyl starch 40 injection，HSH）复苏失血性休克降低颅内压作用，通过检测脑组织丙2醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活力，就HSH对脑组织缺血－再灌注损伤主要环节的影响作1些探讨，同时观察脑组织相应形态学方面的改变，以评估HSH在脑保护方面的应用价值。

1. 材料与方法
1.1 动物与分组：
健康杂种犬20只，雌雄不拘，体重10－20kg，由南方医科大学附属南方医院实验动物中心提供。随机分为羟乙基淀粉溶液组（HES组），乳酸林格氏液组（RL组），7.5%氯化钠溶液组（HS组）和高渗氯化钠羟乙基淀粉40注射液组（HSH组）。每组5只动物。
1.2 动物模型的建立及复苏：
外周静脉穿刺置管，静注3%戊巴比妥钠溶液（1ml/kg）诱导麻醉。麻醉平稳后仰卧固定于操作台上， 经口插入9号气管导管，连接麻醉机，固定，调节呼吸参数（呼吸频率15－30bpm，潮气量250－430ml使ETCO2维持于（32－37）mmHg。静脉泵入维库溴铵（0.08mg/kg/h）、吸入1%异氟烷和纯氧维持麻醉。行右颈静脉切开,插入18G静脉导管,连接监护仪，监测中心静脉压（ CVP）。左股动脉切开，插入20G肝素化套管，监测动脉血压。行膀胱穿刺，留置尿管。犬头顶部去毛，行皮肤正中纵行切口切开头皮，暴露顶骨。于左顶骨钻孔，直径6－10mm，将可注水球囊置入并送至硬膜外腔，固定球囊，缝合头皮。右侧顶骨钻孔作脑室插管，当脑脊液逐渐充满塑料管，固定并接L型测压管测脑室内压，调节0点与左外耳道平行。两侧颅骨钻孔缺损均用骨蜡封闭，保证测压的可靠性。向可注水球囊内注水，使脑室内压比基础压力升高10 mmHg并维持。右股动脉穿刺置管，15min内匀速放血，使MAP降低到40mmHg，并调整失血量使血压维持此水平，持续60min完成急性颅内高压伴失血性休克模型制作，随后进行复苏。HSH组分别按8ml/kg，HES组按等量失血量，RL组按3倍失血量，HS组按6ml/kg输入，所有液体均于20min内输完。于复苏240min开颅取颞叶全层脑组织，1部分用于测丙2醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活力，另1部分用于形态学研究。 （转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）
1.3 观察指标：
1.3.1复苏过程连续测量MAP、CVP、HR、ICP，分别于球囊打水前（T02）、球囊打水后（T01）、放血后（T0）、休克维持1h（T60）、复苏后20min(T80),复苏后40min(T100),复苏后1min(T120),复苏后2h(T180),复苏后3h(T240),复苏后4h(T300)采集数据。
1.3.2 脑组织丙2醛（MDA）测定：采用硫代巴比妥酸（TBA）法。其原理是过氧化脂质降解产物中的丙2醛（MDA）可与硫代巴比妥酸（TBA）缩合，形成红色产物，在532nm处有最大吸收峰，用分光光度计测定其吸光度。MDA试剂盒由南京建成生物工程研究所提供，测定方法按试剂盒说明书。
1.3.3 脑组织超氧化物歧化酶（SOD）活力测定：采用黄嘌呤氧化酶法。其原理是通过黄嘌呤及黄嘌呤氧化酶反应系统产生超氧阴离子自由基（O2-•），后者氧化羟胺形成亚硝酸盐，在显色剂的作用下呈现紫红色，用可见光分光光度计测定其吸光度。SOD对超氧阴离子自由基有专1抑制作用，使形成的亚硝酸盐减少，吸光度值降低，其抑制程度与酶的活力有关。SOD试剂盒由南京建成生物工程研究所提供，测定方法按试剂盒说明书。
1.3.4 病理组织学研究：脑组织置于4%甲醛溶液中固定24h，乙醇梯度脱水，常规石蜡包埋切片，HE染色，封片后显微镜下观察及摄片。
1.4 统计学处理：
实验数据以均数±标准差（x±s）表示，组内各时间点比较采用单因素重复测量方差分析，组间比较采用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。统计学检验的计算采用SPSS13.0统计软件。

2.结果
2.1 动物体重、复制急性颅内高压伴失血性休克模型的球囊打水量、放血量、基础颅内压以及注水后颅内压各组差异均无统计学意义（表1）。

表1 各组体重、球囊打水量和放血量比较
组别 N 体重 球囊打水量 放血量 基础ICP 注水后颅内压
（kg） （ml） （ml/kg） （mmHg） （mmHg）
HSH8 5 15.00±2.91 22.80±1.05 5.12±0.63 9.06±1.77 17.51±1.21
HES 5 13.01±2.12 23.52±2.04 4.08±0.86 7.06±1.35 17.95±1.23
HS 5 12.60±2.19 20.91±2.12 4.64 ±0.35 8.21 ±1.75 18.54±1.09
RL 5 12.80±0.84 21.86±2.25 6.22±0.49 7.65±1.33 18.84±1.23
P＞0.05

2.2 各组复苏后MAP、ICP变化（表2，3）：
复苏后各组液体均能有效提高MAP（与复苏前比较P＜0.05），组间差异没有统计学意义（P＞0.05），但各组反应不同。HSH提升血压速度最快，在复苏20min时就能恢复到初始水平。HS组在复苏2h后血压开始下降，其余各组血压均能维持至实验结束（见图1 ）。
复苏后HS组、HSH组能迅速降低ICP（P＜0.05）。HS组ICP于复苏 40min降至最低值后逐渐上升，但至复苏后4h仍低于基础值。HSH组1h后下降至最低值，接进基础值水平，并维持4h。复苏后RL组和HES组ICP都呈上升趋势，分别为基础值的160%和180%（见图2）。
2.3 各组脑组织MDA含量、SOD活力：复苏4h，HSH组脑组织的MDA较其余组明显降低，SOD活力明显升高。MDA为41.24±3.06 nmol/g，SOD为595.49±48.57 U/g，与 HS组、RL组和HES组比较均有统计学意义（P＜0.05）。见表2
表2 各组脑组织MDA含量、SOD活力
MDA（nmol/g） SOD（U/g）
HSH组 41.24±3.06* 595.49±48.57*
HES组 55.56±9.87 404.29±33.03
HS组 53.34±8.17 466.37±49.36
RL组 61.32±3.26 369.24±39.51
与其余各组相比，*P＜0.05
2.4 脑组织病理学检查：显微镜下,HS组、HES组及RL组均显示脑皮质水肿,神经元和胶质细胞严重水肿,空泡变性,小血管扩张、渗出,局部组织破碎,细胞核消失溶解,且出现噬神经现象,而HSH组脑组织结构的破坏明显改善,表现为水肿明显减轻，渗出减少,且无坏死灶发现(图3－6)。 
 
 
 
图3 HS组大脑皮层HE染色结果

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图4 HES组大脑皮层HE染色结果

 
图5 RL组大脑皮层HE染色结果 

 
图6 HSH组大脑皮层HE染色结果

3.讨论
HSH是高渗盐和胶体的复合液，主要成分为4.2%氯化钠和7.6%羟乙基淀粉40，渗透压为1440mosm/l，两者在1起获得提高渗透压的协同作用。早在1919年，Weed等人就发现用HS复苏后脑体积缩小，1980 年Velasco首次使用7.5%HS复苏失血性休克(2)，之后HS被逐渐应用于临床。HS对大脑的影响可能为以下几个方面：1.血脑屏障对Na＋通过率低，在血管内外形成渗透压梯度，脑组织内的水分移出至血管内，因此使ICP降低。2.在全身血管内形成较高的晶体渗透压，使各间隙水分顺渗透压梯度重新分布至血管内，迅速补充血容量，增加脑的灌注血流量，保证大脑的氧供。3.维持脑细胞正常的跨膜电位。4.减少炎性反应(3)。但HS升高血压的作用比较短暂，随着Na＋的代谢，血压将趋于降低。HS加入的胶体液能在血管中形成胶体渗透压，可延长重新分布的液体在血管中的滞留时间，保证机体各组织的血供和氧供。
氧自由基、钙离子及兴奋性氨基酸的相互影响是脑缺血再灌注损伤的重要机制(4)。缺血时由于ATP减少，膜泵功能受损，钙依赖性蛋白水解酶使大量黄嘌呤脱氢酶转变为黄嘌呤氧化酶。ATP依次分解为ADP、AMP和次黄嘌呤，导致次黄嘌呤大量堆积。再灌注时，分子氧随血液进入缺血组织，黄嘌呤氧化酶催化次黄嘌呤不可逆生成黄嘌呤和尿酸，同时产生大量氧自由基(5)。氧自由基损伤的主要机制是脂质过氧化反应(6)，脑组织富含脂质，因此比其他组织对自由基更为敏感。MDA是氧自由基与生物膜多聚不饱和脂肪酸发生脂质过氧化的产物，其高低间接反应了机体细胞受自由基攻击的严重程度；SOD是体内清除超氧阴离子自由基的重要酶之1，其活力反应了机体清除氧自由基的能力(7)。

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本实验选择选择硬膜外球囊扩张致颅内高压合并失血性休克模型模拟临床上颅内血肿压迫缺血水肿合并休克的病人，分别用HSH、RL、HES和HS复苏，观察复苏的效果，检测各组脑组织MDA含量及SOD的活力，借以反应脑组织氧自由基生成及清除的能力。结果表明，HS组能有效降低ICP，但在复苏2h后血压开始下降，表明单纯高渗盐不能有效维持血容量。而HES组和RL组在升高血压的同时ICP也随之升高，至复苏4h，只有HSH组能维持较低的ICP和正常MAP，且显著减少氧自由基的生成。分析其机制可能为HSH能迅速增加血容量，提高脑灌注压，疏通微循环，减少脑组织缺血时间，同时通过渗透压作用，使脑组织脱水，脑细胞与毛细血管的间距缩小，有利于氧的传递、摄取、利于和释放，减少缺血再灌注过程氧自由基的生成，降低内源性SOD的消耗，减轻脑组织的损伤。Fernando等人(8)在狗硬膜外放置扩张球囊致颅内高压和失血性休克模型中对比使用HS和RL，发现HS能降低ICP，提高脑灌注压。Diebel等(9)采用猪的休克模型比较了高渗复合液（7.5%氯化钠与6%右旋糖酐混合液）和乳酸林格氏液对内脏粘膜血流的影响发现，高渗复合液能迅速恢复组织血流量，达到基线水平，而乳酸林格氏组粘膜血流量持续减少。
综上所述，在犬急性颅内高压伴失血性休克模型中，HSH能以较小的液体量使血压迅速恢复，降低ICP，维持时间长，同时降低氧自由基的生成，减轻缺血再灌注过程中的进1步损伤，更好的保护了脑组织，提示HSH复苏脑外伤合并失血性休克患者具有1定的优势，在院前急救和战争条件下可能显示其小容量复苏的优点。

[参考文献]
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3. Hayden White,David Cook,et al.The use of hypertonic saline for treating intracranial hypertension after traumatic brain injury. Anesth Analg,2006,102:1836-46.
4. Guo J,Meng F,Zhang G,et al.Free radicals are involved in continuous activation of nonreceptor tyrosine protein kinase c-Src after ischemia/reperfusion in rat hippocampus.Neurosci Lett,2003,345:101-104.
5. Eppinger MJ,Deeb GM,et al.Mediator of ischemia-reperfusion injury of rat lung.Am J Pathol.199

[1]