乌司他丁对重度创伤失血性休克大鼠肠道屏障的影响
2012-01-20赵军魁王云辉程爱国
赵军魁 王云辉 程爱国
创伤-失血性休克(traumatic-hemorrhagic shock,THS)是指机体遭受严重创伤后发生的生命器官缺血缺氧和细胞代谢障碍引起的全身性病理过程和临床综合征,平时和战时都较常见,其发病率在多发伤患者约为50%,战伤伤员约为30-40%[1]。据世界卫生组织预计,至2020年,全球每年死于车祸的人数将达230万多人,而在这些死亡的创伤病人中大部分都伴有创伤-失血性休克,这是导致交通伤员死亡的主要原因之一[2]。本研究通过建立大鼠重度创伤-失血性休克模型,通过常规的乳酸林格氏液复苏以及应用乌司他丁复苏进行比较,以期为临床上救治创伤-失血性休克患者提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 实验动物及分组 健康雄性SD大鼠97只(由北京军事医学科学院提供),体质量220~270 g。因创伤、失血意外死亡27只,剩余70只随机分为3组:假休克组(SS组,n=10),动物只分离组织并行血管插管,不进行放血及造成骨折,稳定10 min后开始取血液;乳酸林格氏液复苏组(LRS组,n=30):模型制作成功后,将血液回输并输入两倍量的乳酸林格氏液进行复苏,在30 min内给完。乌司他丁治疗组(LRS+UTI组,n=30):乌司他丁 50 000 U·kg-1·d-1加入乳酸林格氏液,余同上组复苏,待实验大鼠苏醒后放入笼中自由进食进水,再按时间段分为复苏后12、24、48 h,到时间点,取血作化验,最后做统计学分析。
1.2 THS模型制作 实验前12 h禁食、不禁水。实验动物称重后用10%水合氯醛(0.3 ml/100 g)腹腔注射麻醉,分离右侧股动、静脉分别行插管术,股动脉用于放血及监测血压,股静脉用于补液。用骨钳致大鼠左股骨干中下1/3处粉碎性骨折(无明显外出血)。然后经右股动脉导管缓慢放血,在10 min内使大鼠平均动脉压(MAP)降至(35±5)mm Hg,其间根据大鼠血压的上下波动继续放血或经股静脉回输少量血液,并将此动脉血压值维持90 min,完成大鼠创伤-失血性重度休克模型[3]。
1.3 检测指标 到时间点用10%水合氯醛(0.3 ml/100 g)腹腔注射麻醉大鼠,常规消毒,通过腹正中切口进入腹腔,下腔静脉采血检验。ELISA法检测血中二胺氧化酶及内毒素含量。以上试剂盒购自上海蓝基生物科技有限公司,严格按照试剂盒说明书进行操作。
1.4 统计学分析应用SPSS 16.0统计软件,计量资料以±s表示,组间均数比较用单因素方差分析(one-way ANOVA),计数资料采用χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 3组血内毒素(ET)含量比较 LRS组与LRS+UTI组12、24、48 h三个时间点其 ET值均高于 SS组(P <0.05),LRS组在24 h达到高峰,其后下降,下降幅度较小,而LRS+UTI组24、48 h下降明显。LRS+UTI组与LRS组相比24、48 h ET值差异有统计学意义(P <0.05)。见表1。
表1 3组血ET含量比较EU/ml,x¯±s
2.2 二胺氧化酶(DAO)含量比较 实验发现LRS+UTI组在复苏后24 h即出现明显下降趋势,复苏48 h后明显下降。LRS+UTI组与LRS组相比24 h、48 h DAO含量差异均有统计学意义(P <0.05)。见表2。
表2 实验组血DAO含量比较EU/ml,x¯±s
2.3 3组动物病死率比较 实验过程中SS组无动物死亡,其余各实验组动物均有动物死亡,LRS+UTI组较LRS组死亡率虽有所降低,但经统计学分析无显著性差异(P>0.05)。
表3 3组动物死亡率的比较
3 讨论
随着各种致伤因素不断增加,创伤已成为临床上常见的疾病,据统计,创伤是45岁以下人类死亡的第1位原因[4]。而现代创伤的一大特点就是创伤患者大多都伴有创伤-失血性休克,随着对肠道黏膜屏障功能的进一步深入研究,人们发现在休克的发生发展过程中,肠道作为应激的“中心器官”“启动器”[5,6]。起着非常重要的作用。休克的发生可导致肠道黏膜屏障的损伤,而肠道黏膜屏障的损伤可进一步加重休克,防止休克时肠道黏膜屏障的损伤对抗休克治疗起到非常重要的作用。
乌司他丁(UTI)是在人类尿液中发现的一种糖蛋白。UTI作为一种广谱蛋白酶抑制剂,除具有抑制水解酶,稳定溶酶体膜的作用外,近年研究发现其还具有抑制超氧化物的生成,清除氧自由基;减少炎症因子的释放,抑制炎症反应;抑制中性粒细胞的聚集以及免疫调节等作用,对肠道具有保护作用[3,7]。
创伤-失血性休克引起肠道屏障功能损伤的可能机制:(1)缺血再灌注损伤:当休克时,交感神经髓质系统兴奋,而肠道对儿茶酚胺敏感性较高,肠道黏膜血管收缩,血流下降,并且由于肠黏膜绒毛小血管成“发卡”状[8],血液易从小静脉短路进入小静脉,引起肠黏膜缺血。有研究发现,胃肠道的血流量不仅下降的早而且恢复晚[9],当缺血的肠道恢复血流再灌住后,次黄嘌呤-黄嘌呤系统被激活,产生大量有毒性的活性氧代谢产物,使细胞通透性增加,导致细胞功能障碍,而肠组织富含黄嘌呤氧化酶,因而所受损伤更重。(2)细胞因子和炎性介质:在严重创伤、休克时,细胞因子和炎性介质大量产生并相互作用形成网络,并且这些物质不断循环促进形成“瀑布样反应”[10],造成肠黏膜损伤并加重休克甚至导致衰竭,持续长期存在可引起MSOF。(3)内毒素与细菌易位:当发生严重创伤休克时,可有多种因素导致肠黏膜屏障功能受损,肠通透性增加,细菌可穿透肠壁易位,而内毒素易位比细菌易位更重要,还可作用于细胞膜产生细胞毒性,损伤线粒体的功能,最终发展成肠源性感染,促进发生 SIRS等病理过程,甚至发生败血症、MOSF[11]。
DAO主要存在于哺乳动物的黏膜上层或绒毛上层细胞中,是具有高度活性的细胞内酶,当肠黏膜由于各种原因受损时,进入肠细胞间隙淋巴管和毛细血管,使血浆中DAO升高,测定血中的DAO活性可间接的反映肠道黏膜的完整性和损伤程度[12]。
实验中发现在LRS组与LRS+UTI组复苏12、24、48 h血浆中DAO的含量均高于SS组,提示在复苏结束后肠道的功能仍未恢复,而LRS+UTI组血浆中DAO的含量的下降速度明显,且24、48 h差异显著,进一步证实乌司他丁联合适量乳酸林格液复苏创伤-失血性休克,与单纯用乳酸林格液相比较,能有效减轻缺血-再灌注引起的肠黏膜损伤,较好的保护肠黏膜屏障功能。
ET是革兰氏阴性细菌细胞壁脂多糖成分,小剂量的内毒素即可引起广泛的生物学效应及病理反应,临床上细菌感染的患者常常发生内毒素血症,病死率可高达20% ~30%[13],因此血标本中的内毒素检测对于疾病的诊断及防治都有重要的意义。
本实验观察到在LRS组复苏后大鼠血浆中的内毒素仍然维持较高的水平,约为正常的2倍,说明此时由于免疫受损功能尚低,肠道的功能仍未恢复,肠道的通透性仍然很高,而LRS+UTI组在复苏后12 h内毒素水平较高,但24 h已明显下降,至48 h已基本降至正常,提示加用乌司他丁后由于降低了肠道通透性,促进了肠道功能的恢复,减轻了肠道的损伤。
但本试验也发现在LRS复苏的同时加用UTI后的大鼠病死率与单纯应用LRS复苏的病死率比较虽有所降低但无统计学意义(P>0.05),提示在创伤-失血性休克后机体的病生理变化机制非常复杂,单纯应用一种药物可能起的作用不是很大,可考虑多种药物联合应用可能更有价值。
1 Suhartic C,VanGorp EC,Setiati TE,et al.The role of cytokines in activation of coagulation and fibrinolysis in danger shock syndrome.Shock,2002,87:42-46.
2 Peden M,Scurfield R,Sleet D,et al.World report on road traffic injury prevention.Geneva:WHO,2004:4533-4539.
3 郭培培,陈仲清,席小丽,等.肠道蛋白酶在失血性休克大鼠炎症反应中的作用.南方医科大学学报,2011,31:1086-1089.
4 Fu WJ,Teng QS,Li TS,et al.Fluid resuscitation in traumatic shock.Chin Crit Care Med,2003,15:739-741.
5 Gonser S,Crompton NE,Weber PJ,et al.TP5 triggers signal transduction involving mitogen activated protein kinases in monotyters.J Recept Signal Transduct Res,1999,19:155-156.
6 张连阳,王正国,朱佩芳,等.大鼠失血性休克复苏后肠屏障功能障碍.世界华人消化杂志,2001,9:767-770.
7 Zhao XL,Sun X,Gao F,et al.Effects of ulinastatinand docataxel on breast tumor growth and expression of IL-6,IL-8 and TNF-a.J Experim Clin Cancer Res,2011,30:22-25.
8 彭光宇主编.局部解剖学.第5版.北京:人民卫生出版社,2001.85-86.
9 Secchi A,Ortanderl JM,Schmidt W,et al.Effect of endotoxe mia on hepatic portal and sinusoidal blood flow in rats.J Surg Res,2000,89:26-30.
10 Moore FD,Warner KG,Assousa S,et al.The effects of complement activation during cardiopulmonary bypass.Attenuation by hypothermia,heparin and hemodilution.Ann Surg,2008,208:95-102.
11 Fry DE.Sepsis syndrome.Am Surg,2000,66:126-132.
12 黎君友,吕艺,付小兵,等.二胺氧化酶在创伤后肠道损伤中变化及意义.中国危重病医学杂志,2000,12:482-484.
13 刘霞,赵希敏,徐惠芳,等.大鼠休克复苏后肠绒毛与内毒素的定量分析.上海第二医科大学学报,2001,21:417-420.