口服丙酮酸盐糖液对致死性失血性休克大鼠脏器功能及存活率的影响

喻文 罗红敏 钟毓贤 周方强 谢志毅 胡森

【摘要】目的 研究和比较口服丙酮酸钠-葡萄糖-电解质液（PGES）与碳酸氢钠-葡糖糖-电解质液（BGES）对致死性失血性休克大鼠的复苏效果。方法 60只成年雄性SD大鼠行胃造瘘置管及左侧股、动静插管后经股动脉按45%TBV（全身血容量）放血后，按随机数字法分为三组（每组20只）：不复苏组（NR组），口服丙酮酸盐糖液组（PGES组）和口服碳酸氢盐糖液组（BGES组）。NR组不接受任何液体或药物治疗； PGES组和BGES组于失血后30 min开始经胃造瘘管采用微量泵6 h内匀速输入2倍失血量提前预热的PGES或BGES。失血前，失血后0、1、2、4 h 取血测定血清谷丙转氨酶（ALT）、肌酐（Cr）、磷酸肌酸激酶同工酶（CK-MB）和肠脂肪酸结合蛋白（iFABP）指标。另84只大鼠随机分为NR组（n=24）、PGES组（n=24）、BGES组（n=24）和手术后不放血对照组（NH，n=12），各休克组处理同前，NH组行胃造瘘及动静脉置管术但不放血，分别观察各组动物存活时间并进行24 h生存分析。结果 PGES组和BGES组大鼠的24 h存活率显著高于NR组（11/24 vs. 1/24，χ2=18，087，P<0，01； 5/24 vs. 1/24，χ2=6，445，P<0，05），且PGES组24 h存活率显著高于BGES组（11/24 vs. 5/24，χ2=4，02，P<0，05）。脏器功能观察中NR及两口服补液组失血休克后1、2、4 h的指标： ALT、CK-MB、Cr和iFABP均分别显著高于失血前水平（P<0，01）；失血后2 h和4 h时间点PGES和BGES组的以上所有指标均分别显著低于NR组（P<0，01），且PGES组明显低于BGES组（P<0，05）。结论 口服含丙酮酸盐的ORS液 （PGES）在改善致死性失血性休克大鼠的脏器功能指标及延长动物生存的效果优于含碳酸氢盐的ORS液（BGES）。WHO推荐的ORS液有望得到进一步改良，丙酮酸盐糖液有可能成为无静脉复苏条件下救治致死性失血休克的首选口服补液盐。

【关键词】失血；休克；口服补液；丙酮酸盐；肠脂肪酸结合蛋白；存活率

Effects of oral pyruvate-glucose-electrolyte solution on organ function and survival in resuscitation of lethal hemorrhagic shock rats Yu Wen， Luo Hongmin， Zhong Yuxian， Zhou Fangqiang， Xie Zhiyi， Hu Sen. Intensive Care Unit of Haidian Hospital， Beijing 100080，China

Corresponding anthor： Xie Zhiyi， Email： icuxiezhiyi@yahoo，cn

【Abstract】Objective To study the effects of oral rehydration with the solution of pyruvate-glucose-electrolyte （PGES） by comparison with the bicarbonate-glucose-electrolyte solution （BGES） on resuscitation in rats with lethal hemorrhagic shock.Methods Sixty adult male SD rats with intra-gastric tube， and cannulation of femoral artery and vein were subjected to 45% total blood volume loss from the femoral artery， and then randomly divided into three groups （n=20 in each group）： no fluid resuscitation group （NR）， oral fluid resuscitation with the PGES group （PGES） and oral fluid resuscitation with the BGES group （BGES）. In NR group， the animals received no fluid replacement or any other treatment. Rats in PGES and BGES groups were infused intra-gastrically with pre-warmed PGES or BGES in volume of 2 times shed blood given at 30 min after hemorrhage and completed within 6 hours. Blood samples in each group were collected from the abdominal aorta before or at 0， 1， 2， 4 h post hemorrhage to detect serum alanine aminotransferase （ALT）， creatinine （Cr）， creatine phosphate kinase isoenzyme （CK-MB） and intestinal fatty acid binding protein （iFABP）. Another 84 rats randomly divided into four groups： NR group （n=24），PGES group （n=24），BGES group （n=24），and no hemorrhage group （NH group， n=12）. Rats in the three hemorrhage groups were treated the same as described above， and the rats in NH group underwent the same surgical procedure without hemorrhage were served as the sham group. All these rats were observed for their 24-hour survival rates. Results The 24-hour survival rates of PGES and BGES groups were both significantly higher than the rate of NR group（11/24 vs. 1/24，χ2=18，087， P<0，01； 5/24 vs. 1/24，χ2=6，445， P<0，05）； the survival rate of PGES group was also significantly higher than that of BGES group （11/24 vs， 5/24，χ2=4，02， P<0，05）. All levels of ALT， CK-MB， Cr and iFABP in both the NR group and two oral resuscitation groups at 1 h， 2 h and 4 h post hemorrhage were significantly higher than those before the blood loss， respectively （P<0，01）. These biomarkers at 2 h， 4 h post hemorrhage were significantly lower in the PGES and BGES groups than those in NR group （P<0，01）； the serum levels of ALT， CK-MB， Cr and iFABP were significantly lower in the PGES group than those in the BGES group at 2 h and 4 h post hemorrhage， respectively （P<0，05）. Conclusions Present results demonstrated that the pyruvate-enriched oral re-hydration solution （ORS=PGES） was more effective in preserving the organ function and prolonging the animal survival after resuscitation of lethal hemorrhagic shock in comparison with the bicarbonate-containing ORS （BGES）. The oral re-hydration solution （PGES） recommended by the World Hygiene Organization （WHO ORS） may require further improvement in oral resuscitation of shock and the PGES may be recommended as a choice of oral re-hydration salts in the treatment of lethal hemorrhagic shock when intravenous administration is not available.

【Key words】Hemorrhage； Shock； Oral rehydration； Pyruvate； Intestinal fatty acid binding protein； Survival

战、创（烧）伤引起的低血容量休克是战争和突发事故与灾害环境下伤员发生早期死亡或后继脏器损害的主要原因[1]。由于交通破坏、后送延迟、液体供不应求等困难使得现场常规静脉液体复苏难以或延迟实施，因此，在此类恶劣条件下，研究休克的非常规液体和药物救治技术，对降低战、创（烧）伤休克现场死亡和后期并发症具有十分重要的意义。本研究观察了45%血容量的失血性休克大鼠口服丙酮酸盐糖液（PGES）与WHO推荐的碳酸氢钠标准口服补液盐（oral rehydration salt， ORS）液（BGES）对其脏器功能和存活率的影响，旨在为无静脉补液条件下失血性休克的现場救治提供实验依据。

1 材料与方法

1，1 实验动物及分组

雄性SD大鼠，购自军事医学科学院动物中心，8～10周龄，体质量250～300 g。恒温恒湿条件下适应性喂养1周，实验前禁食12 h，自由饮水。按随机数字表法将动物分为指标检测组：失血不复苏组（NR，n=20）、失血口服丙酮酸盐糖液组（PGES，n=20）和失血口服碳酸氢盐糖液组（BGES，n=20）；生存率观察组： NR组（n=24）、PGES组（n=24）、 BGES组（n=24）和不失血手术对照组（NH，n=12）。NR组和NH组不接受任何液体或药物治疗，PGES组和BGES组于失血30 min后经胃造瘘管采用微量泵6 h内匀速输注2倍失血量的PGES或BGES。

1，2 动物模型制备

大鼠异氟醚（4%诱导，1%～2%维持）麻醉后，于剑突下1 cm打开腹腔行胃造口置管术，并行左侧股动、静脉插管。根据Shults等[2]的方法进行改良，在大鼠清醒状态下经股动脉按45% TBV（全身血容量）（TBV=体质量×0，06+0，77）分两次放血（前5 min 30%，间隔15 min，后10 min 15%），使平均动脉压（MAP）维持20～30 mmHg （1 mmHg=0，133 kPa）水平稳定30 min制备致死性失血性休克模型。

1，3 液体配方

丙酮酸盐糖液（PGES）：溶解3，5 g 氯化钠、3，5 g 丙酮酸钠、1，5 g 氯化钾和20 g（无水）葡萄糖于蒸馏水中至1000 mL；碳酸氢盐糖液（ BGES）：溶解3，5 g氯化钠、2，5 g碳酸氢钠、1，5 g氯化钾和20 g（无水）葡萄糖于蒸馏水中至1000 mL，使用前置均于37 ℃恒温水浴箱预热处理。PGES配方由解放军总医院第一附属医院烧伤研究所胡森教授和美国芝加哥费森尤斯透析中心周方强教授研制并提供。

1，4 指标检测及方法

指标检测组大鼠于失血前及失血后0、1、2、4 h采用心肺功能监护仪（picco-PLUS， 德国PULSION公司）测定平均动脉压（MAP），并通过腹主动脉取血；采用全自动生化仪（7170A型，日本HITACHI公司）检测血清谷丙转氨酶（ALT）、肌酐（Cr）、磷酸肌酸激酶同工酶（CK-MB）；双抗夹心ELISA试剂盒（美国R﹠D公司）测定肠脂肪酸结合蛋白（iFABP）。生存率观察组记录各组大鼠失血后生存时间，并进行24 h生存分析。

1，5 统计学方法

采用SPSS 17，0统计软件，计量数据以均数±标准差（x±s）表示，组间分析用F检验或Kruskal-Wallis秩和检验，生存率分析比较采用Log-rank检验，P<0，05为差异有统计学意义。

2 结果

2，1 生存率

NH组所有大鼠24 h全部存活，NR组的大部分大鼠（21/24）均死于失血后4 h内；PGES组和BGES组的大鼠24 h存活率均显著高于NR组（11/24 vs. 1/24，χ2=18，087，P<0，01；5/24 vs. 1/24，χ2=6，445，P<0，05）；PGES组24 h大鼠存活率高于BGES组，差异具有统计学意义（11/24 vs. 5/24，χ2=4，02，P<0，05）。图1。

2，2 MAP

45%血容量失血后0 h点MAP迅速下降至35 mmHg以下，NR组MAP于失血后1 h代偿升高至失血前50%左右，后持续下降直至动物死亡；口服补液各组MAP迅速上升，于1、2、4 h时间点显著高于NR组（P<0，01），且PGES组在各时间点均显著高于BGES组（P<0，01），失血后4 h PGES组MAP可恢复至失血前水平75%以上。见表1。

2，3 脏器功能指标

NR及两口服补液组失血后1、2、4 h各时间点的脏器功能指标 ALT、CK-MB、Cr和iFABP均分别显著高于失血前水平（P<0，01）；失血后2 h和4 h PGES组和BGES组的以上各指标均分别显著低于NR组（P<0，01），且PGES组低于BGES组，差异具有统计学意义（P<0，05）。见表2。

3 讨论

在战场、突发事故或灾害现场，短时间可出现大批低血容量休克伤员，同时又由于环境恶劣、交通破坏、缺乏后送条件、医疗资源匮乏、夜间无照明条件等困难，以致输血、输液等常规抗休克手段难以实施或延迟实施，从而导致伤员病死率及并发症大大增加[3]。早期及时的液体复苏是低血容量休克救治成功与否的关键。在静脉补液难以及时实施的情况（如偏远地区、战争、灾害等）下，选择口服或胃肠道补液若能达到相同或近似的复苏效果，对于减少现场死亡或延长生命、为后继治疗争取时间具有积极意义[4]。

国内外多项研究表明，失血性休克或烧伤患者口服或经胃肠道液体复苏能够部分替代静脉液体复苏，起到扩充血容量、维持血压、改善组织器官灌注及延长生命作用[5-8]。再者，口服补液盐 （ORS）干粉携带方便，加可饮用水即可制成口服溶液，对无茵要求不如静脉输液那样严格，用于大批休克伤员的救治时间也少于静脉补液，对于战场或现场自救和互救将是一个不错的选择[3]。以往大多数口服补液配方为WHO推荐的碳酸氢钠标准ORS，其成分为含葡萄糖、电解质和碱剂，用于大规模小儿腹泻效果良好，也适用于烧伤的口服复苏，并取得了初步的临床效果[9-10]。本实验室前期设计了40%血容量失血后非麻醉状态下实施口服补液的动物模型，研究了口服ORS液复苏对失血性休克大鼠脏器功能指标和预后的影响，结果显示大鼠失血后24 h与不补液组相比，口服ORS液能显著增加平均动脉压、恢复内脏灌流，还能维持血容量和血浆渗透压，减轻脏器功能损害，增加动物失血性休克的存活率[11]。

口服补液虽然作为静脉补液的替代途径能解决部分问题，但严重低血容量休克时由于胃肠道严重缺血缺氧，以及不完全复苏后引起的缺血-再灌注损伤，导致大量氧自由基及各种炎症介质和细胞毒性因子的合成和释放，作用于肠黏膜上皮细胞导致胃肠屏障功能破坏，直接影响口服液体复苏的效果[4]。因此，抑制肠道局部炎症损害对于减轻休克时肠组织损伤，改善肠胃肠吸收功能乃至提高口服及胃肠道补液效果都至关重要。在保护休克复苏后脏器，尤其是肠道缺血-再灌注损伤及炎症反应的液体配方中，丙酮酸根离子（pyruvate） 因同时具有在严重缺氧或无氧条件下改善能量代谢[12-13]，优异的纠正酸中毒[14-15]，并有抗氧化、抑制炎症反应[13，15]等特性，从而提高组织器官对缺氧的耐受性，在静脉休克复苏中备受关注。丙酮酸盐不仅改善重要脏器包括肠道的功能 [16-18]， 同时延长休克动物的生存时间 [19-21]。

本研究采用丙酮酸钠（盐）替代WHO推荐的标准ORS液中的碱剂—碳酸氢钠，制备新的丙酮酸钠-葡糖糖-电解质口服液（PGES）的研究尚未见国内外报道。实验结果首次显示，大鼠45%血容量失血后1、2、4 h，口服丙酮酸盐糖液平均动脉压显著高于不补液组及口服碳酸氢盐糖液组；失血后2、4 h各脏器功能指标显著改善，失血24 h存活率（45，8%）显著高于休克对照组（4，2%）及口服碳酸氢盐糖液组（20，8%）。这说明45%血容量失血后口服丙酮酸盐糖液能有效提高平均动脉压，减轻休克后心、肝、肾、肠等器官功能损害，降低早期病死率，有潜力成为战争或突发事故及灾害时无静脉补液条件下救治低血容量休克的ORS有效液体配方。

以上结果仅是初步的，本实验口服液输入途径是通过胃造瘘管输液泵匀速缓慢补充，休克现场伤员复苏可能需要更加简便的方式，如胃管或直接口服，口服补液量及速度还需要进一步探索。此外，和WHO 的枸橼酸钠改良配方的疗效比较实验尚在进行中，丙酮酸盐糖口服液是否也优于枸橼酸盐糖液，并适用于失血性休克伤员现场救治，还有待在多种休克动物模型中进行深入研究。

综上所述，口服丙酮酸盐糖液可以改善致死性失血性休克大鼠的早期器官功能，提高其生存率，可能成为在无静脉补液条件下低血容量性休克的首选紧急救治方法，可为后续转运及治疗争取时间。

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（收稿日期：2013-04-28）

（本文编辑：邵菊芳）

DOI：10，3760/cma，j，issn，1671-0282，2014，01，007

基金项目：全军医学科学技术研究“十一五”计划专项课题（06Z055）

作者单位：100080 北京，北京市海淀医院急危重症医学部（喻文、谢志毅）；解放军总医院第一附属医院烧伤研究所休克与多器官障碍实验室（罗红敏、钟毓贤、胡森）；美国芝加哥费森尤斯透析中心（周方强）

通信作者：谢志毅，Email：icuxiezhiyi@yahoo，cn

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