乌司他丁对心肺复苏后兔心脏保护作用的实验研究图文精.docx
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乌司他丁对心肺复苏后兔心脏保护作用的实验研究图文精
论著乌司他丁对心肺复苏后兔心脏保护作
用的实验研究
王小东,李培杰,杨兰,张彤哲,田学林,陈红纲
作者单位:
730030,兰州大学第二医院急救中心内科
作者简介:
王小东(1978-,男,硕士研究生,主要从事急诊医学研究。
E-mai:
l1978wangxiaodong@1631com。
通讯作者:
李培杰,E-mai:
llpj8942552@yahoo.co。
[摘要]目的了解心肺复苏后心功能不全的发生情况,探讨乌司他丁心脏保护作用的机制。
方法建立心肺复苏家兔模型,30只新西兰大白兔随机分为手术对照组(S组、常规复苏组(C组
和乌司他丁组(U组,每组10只,S组只行手术操作,不致颤;C组造成心搏骤停并行常规复苏;U组
在心搏骤停并复苏成功后静脉注射乌司他丁(Ulilastatin,UTI215万U/kg。
动态观察左室舒张末压
(LVEDP、左室内压上升和下降速率(?
dp/dt、血清心肌酶(CK、CK-MB的变化,取左心室肌行
光、电镜检查。
结果与S组比较,C组和U组复苏成功后LVEDP和CK、CK-MB有不同程度升高
(P<0101,?
dp/dt不同程度下降(P<0101,光、电镜下可见不同程度的心肌损害。
U组与同时相
C组比较,LVEDP和CK、CK-MB升高幅度减小(P<0105,P<0101,?
dp/dt下降程度减轻(P<
0105,光、电镜下心肌损害减轻。
结论乌司他丁可以改善心肺复苏后心功能不全,减轻心肌损伤,
对复苏后心脏有保护作用。
[关键词]心肺复苏;缺血/再灌注损伤;乌司他丁
[中图分类号]R605197[文献标识码]A[文章编号]1002-1949(200705-0436-04
ProtectiveeffectsofulilastatinonheartaftercardiopulmonaryresuscitationinrabbitsWANGXiao-
dong,LIPei-jie,YANGLan,etal1DepartmentofEmergencyMedicine,theSecondHospitalofLanzhouUniver-
sity,Lanzhou730030,China
[Abstract]ObjectiveToinvestigatethecardiacdysfunctioninducedbycardiopulmonaryresuscitation
aftercardiacarrestandthemechanismofprotectiveeffectsofulinastatin(UTI1MethodsAftersettingup
cardiopulmonaryresuscitationmodelinrabbits,30anmialswererandomlydevidedintooperation-control
group(groupS,n=10,routineresuscitationgroup(groupC,n=10andUTItreatedgroup(groupU,n=10.
GroupSwasnotinducedcardiacarrest1GroupCwasperformedstandardCPRaftercardiacarrest1GroupU
weregroupC+UTI1Dynamicobservationoflevelsofleftventricularenddiastolicpressure(LVEDP,maxmial
rateofincreaseanddecreaseinleftventricularpressure(?
dp/dtandlevelsofserumcreatinekinase(CK
andMBisoenzymeofcreatinekinase(CK-MBwereperformed1Theleftventriclesoftherabbitswereob-
tainedforlightandelectronicmicroscopicobservation1ResultsContrasttogroupS,LVEDP,CKandCK-
MBinothergroupsgraduallyincreasedrespectively(P<0101,and?
dp/dtdecreased(P<01011Increases
ofLVEDP,CKandCK-MBingroupUwerelessthaningroupC(P<0105,P<0101,whereas?
dp/dt
washigheringroupUthaningroupCatthesamestage(P<01051MyocardiumwereinjuriedingroupsCand
UandtherewerelessmyocardialinjuriesinUTI-treatedgroupsthaningroupCatthesamestageasshown
withlightandelectronicmicroscopicobservation1ConclusionUTIalleviatescardiacdysfunctionandmyocar-
dialinjuryaftercardiopulmonaryresuscitation1
[Keywards]Cardiopulmonaryresuscitation;Ischemia-reperfusioninjury;Ulinastatin
心搏骤停(cardiacarres,tCA是严重威胁生命的临床事件,心肺复苏(cardiopulmonaryresuscitation,CPR的本质是缺血/再灌注损伤过程[1],成功复苏后心功能不全是影响复苏成功的重要因素。
1994年Schoenen-
berger等对院外心肺复苏成功患者的死因作了一系列调查后发现,约1/3死于心功能不全。
据美国心脏学会(AHA估计,如果能成功治疗复苏后心功能不全,每年可拯救25000人的生命[2]
。
所以,复苏后心功能不全的防治对于复苏最终成功有重要意义。
另有研究表
明,乌司他丁对复苏后神经细胞损伤有保护作用[3]
可以改善体外循环术后心功能不全[4]
。
但对心肺复苏后心肌损伤有无保护作用作者尚未见报道。
本实验通过建立心肺复苏家兔模型,观察复苏成功后心功能不全的发生情况,并以乌司他丁(ulinastatin,UTI干预治疗,探讨UTI对心肺复苏后心功能不全的影响及其机制,为临床诊治提供实验依据。
1材料与方法
111动物模型制备与分组新西兰大白兔30只,雌雄不拘(兰州生物制品研究所提供,体质量215~3kg,清洁级。
随机分为3组:
手术对照组(S组、常规复苏组(C组和乌司他丁组(U组,每组10只。
术前12h禁食,4h禁水,3%戊巴比妥钠30mg/kg静脉麻醉,采用体外电击诱发室颤动物模型[5]
室颤持续2min后开始复苏,心肺复苏按照Utstein动物模型复苏指南[6]
进行,采用HX-200动物呼吸机(成都泰盟科技有限公司进行机械通气(潮气量10mL/kg,呼吸频率30次/min,吸呼比2B5,FiO2100%。
心电监护出现自主心律(均>40次/min,左室内压和平均动脉压\60mmHg为自主循环恢复(ROSC,持续5min以上为CPR成功标准。
30min后仍无ROSC为复苏失败,解剖并检查导管位置是否正确。
S组只行手术操作,不致颤;C组在致颤后2min通过静脉置管注入20Lg/kg肾上腺素,每3min重复1次,不超过3次;U组经常规复苏并在成功后2min内静脉注射UTI215万U/kg(配制成1mL,广东天普生化医药股份有限公司,国药准字H19990134,批号:
03051203,10万U/瓶。
112检测项目及方法
11211左室舒张末压(LVEDP、左室内压上升和下降速率(?
dp/dt采用BL-420E生物机能实验系统(成都泰盟科技有限公司,分别在CA前,ROSC即刻,ROSC后2、4h收集数据。
11212血清心肌酶(CK、CK-MB含量分别在
CA前,室颤(VF时,ROSC后2、4h经右股动脉抽血2mL,用台式离心机(上海安亭科学仪器厂以
3000r/min离心10min,分离血清,采用美国BECK-MAN公司CX7全自动生化分析仪测定。
11213心肌形态学观察从复苏成功后存活4h的三组家兔中随机解剖2只,取左心室肌行光、电镜观察。
光镜标本以10%甲醛溶液固定,常规石蜡包埋、HE染色,切片以Olympus光镜观察;电镜标本以3%戊二醛和1%锇酸双重固定,Epon包埋剂包埋,超薄切片,醋酸铀和柠檬酸铅电子染色,切片行透射电镜观察(JEM-1230型生物透射电子显微镜,日本电子。
113数据处理用SPSS1010统计学软件处理,所有数据均以¸x?
s表示,采用重复测量数据的方差分析,方差齐性用Levene检验,方差齐时多组间均数两两比较采用Bonferroni检验,方差不齐时采用TamhanecsT2检验,P<0105为差异有统计学意义。
2结果
211复苏情况30只家兔中麻醉意外致死1只,手术失败致死7只,最终S组6只,C组和U组各8只,复苏成功各5只,复苏成功率C组和U组均为6215%。
212三组心肺复苏后LVEDP、+dp/dt、-dp/dt的变化心肺复苏前LVEDP、+dp/dt、-dp/dt差异无统计学意义(P>0105。
与CA前相比,复苏成功后2hC组和U组LVEDP都有不同程度的升高(P<0101,但U组升高幅度小于C组(P<0105,4h两组LVEDP进一步升高,但U组升高幅度仍小于C组(P<0105;+dp/dt和-dp/dt变化幅度一致,复苏成功后2h均降低(与CA前相比,P<0101,但U组高于C组(P<0101,4h时进一步降低,但U组仍高于C组(P<0101。
见表1。
213三组心肺复苏后CK、CK-MB的变化心肺复苏前各组CK和CK-MB值差异无统计学意义(P>0105。
复苏成功后2hC组和U组CK及CK-MB均升高(与CA前相比,P<0101,但U组升高幅度小于C组(P<0105;4h时两组CK和CK-MB进一步升高,但U组升高幅度仍低于C组(P<0105。
见表2。
表1各组心肺复苏后LVEDP、?
dp/dt的比较(¸x?
s
组别
LVEDP(mmHg
CA前
ROSC后即刻ROSC后2hROSC后4h+dp/dt(mmHg/ms
CA前ROSC后即刻ROSC后2hROSC后4h-dp/dt
CA前ROSC后即刻ROSC后2hROSC后4hS组(n=62157?
01362121?
01692140?
01122171?
01586581?
4126319?
4926708?
1116744?
1673570?
5273694?
7233376?
1243440?
363C组(n=52145?
01483105?
01486131?
0146**
8149?
0180
**
6223?
594
6887?
1384626?
365**
2835?
496**
4029?
2614719?
5832123?
745
**
1614?
427
**
U组(n=5
2191?
0194
2187?
0155
5144?
0149
**#
6137?
0143**#
6170?
4435909?
453
4714?
509
**
5086?
663
**#
4041?
615
3957?
972
3208?
381**#2675?
239
**#
与同组CA前比较:
**P<0101;与C组比较:
#P<0105
表2家兔心肺复苏后CK、CK-MB的比较(¸x?
s,U/L
组别
CK
CA前
VF时ROSC后2hROSC后4hCK-MB
CA前VF时ROSC后2hROSC后4hS组(n=6346150?
6136359150?
27158348100?
24104336100?
39160962100?
151561009100?
48108981150?
20151955150?
60110C组(n=5526160?
205150698100?
3441461341120?
508175**
2313140?
310124**
1069140?
751251296160?
391142083100?
114116**
2737160?
217124**
U组(n=5
653140?
257131
684120?
79109
889140?
144191
**#
1081100?
95194
**#
1259100?
148140
1212140?
164109
1593140?
104108
**#
1634100?
197105
**#
与同组CA前比较:
**
P<0101;与C组比较:
#
P<0105
214病理学改变
21411三组家兔左心室肌光镜结构变化S组心肌细胞排列整齐,肌膜完整;C组心肌组织呈大面积
粉染,心肌纤维结构紊乱,部分细胞核消失,并可见心肌细胞出现空泡变性,嗜酸性变,肌浆溶解;U组细胞形态病变程度较轻,与C组比较有明显改善。
21412三组家兔左心室肌超微结构变化S组(见图1、2:
肌膜完整,肌原纤维排列整齐,肌节各带清晰,线粒体双层膜完整,嵴密集;毛细血管内皮完整。
C组(见图3、4:
肌膜疏松化,呈分层状,肌原纤维数量少,排列紊乱,粗细不均,局部断裂,线粒体代偿性增多,肿胀,部分空泡化;血管内皮不完整,肿胀,空泡化,细胞器消失,毛细血管腔内可见一多叶核细胞。
U组(见图5、6:
肌原纤维排列基本整齐,肌节各带清晰,线粒体肿胀较少,大部分线粒体双层
膜完整,嵴排列紧密;毛细血管内皮完整,内可见一红细胞。
3讨论
近年来,心肺复苏无论从复苏方法、器械还是药物方面都有不同程度的改进,取得了一定的进展。
但是,应当看到现阶段复苏成功率依然很低。
以美国为例,每年约有35万人死于心搏骤停,而成功复苏存活出院者仅占5%。
而且复苏后心功能不全、肺功能不全和神经系统功能不全一直是困扰复苏学界的三大难题。
最近有蛋白酶抑制剂乌司他丁用于
心肺复苏研究的报道[3]
提示乌司他丁可以改善复苏后神经细胞的缺血/再灌注损伤。
本实验以兔为动物模型,探索了乌司他丁对心肺复苏后心功能不全的影响。
本研究发现,两实验组复苏成功率相同,
均高于
图4@
15000
图5@
8000
图6@
15000
图7@
8000
图8@
15000
图9@8000
临床成功率,这与实验条件的高度一致、目睹室颤过程和及时的复苏措施有关。
在本实验中,两实验组兔在复苏成功后均出现心功能不全,表现为复苏后2hLVEDP有不同程度升高,?
dp/dt出现不同程度下降,在4h上述变化趋势依然存在,说明复苏后心功能不全呈进行性发展,可能在6h发展至高峰,这与文献报道相似[7]。
乌司他丁组LVEDP上升幅度和?
dp/dt下降幅度均小于常规复苏组,两组比较差异有统计学意义,提示乌司他丁虽然没有完全阻断复苏后心功能不全的进程,但可以改善心功能不全。
心搏骤停后机体处于一个严重的、全身性的缺血缺氧状态,随着自主循环的建立就会出现再灌注损伤。
再灌注损伤包括自由基(氧自由基,脂性自由基的作用、Ca2+超载、微血管损伤和白细胞的作用。
再灌注损伤存在于全身细胞、各脏器和各系统。
尤以心脏较为明显,其宏观表现就是复苏后心功能不全。
心肺复苏后,由于缺血/再灌注损伤,组织释放溶酶体酶和胰蛋白酶并与胰腺中的蛋白质作用,产生心肌抑制因子(MDF[8]。
氧化应激、细胞因子、Ca2+超载和线粒体功能异常均可造成心肌细胞凋亡。
以上因素最终导致了复苏后心功能不全的发生。
本实验中具体表现为LVEDP升高、?
dp/dt降低。
乌司他丁是从男性尿中分离纯化的尿胰蛋白酶抑制剂,含有143个氨基酸的糖蛋白,分子量约24000D,是一种典型的Kuniz型蛋白酶抑制剂,具有两个活性功能区,能够同时抑制胰蛋白酶、磷脂酶A2、透明质酸酶、弹性蛋白酶等多种水解酶的活性[9];减少细胞因子TNF-A、IL-1、IL-6、IL-8的释放,稳定溶酶体膜,防止缺血/再灌注损伤[10]。
由于乌司他丁有稳定溶酶体膜、抗胰蛋白酶的作用,因此能抑制心肌抑制因子的产生,并且通过上述机制减轻心肌缺血/再灌注损伤,改善血流动力学。
本实验中乌司他丁组LVEDP、?
dp/dt优于常规复苏组,说明乌司他丁改善了复苏后心功能不全。
本研究中常规复苏组和乌司他丁组CK和CK-MB在复苏后2h即开始升高,4h后继续升高,说明存在心肌细胞坏死,心肺复苏后心肌损伤严重,血清中酶含量升高早于4h出现。
心肌坏死导致心肌细胞数量减少是造成复苏后心功能不全的重要原因之一。
CK和CK-MB在心肌细胞内含量较多,其血清水平的升高反映了心肌细胞损伤的程度。
乌司他丁组CK、CK-MB水平较常规复苏组低,说明乌司他丁通过稳定溶酶体膜,减少细胞因子和黏附分子ICAM-1、VCAM、ELAM、CD11/CD18、整合素、选择素等对心肌的毒性作用,减轻缺血/再灌注损伤,从而保护了心肌细胞。
本实验中光镜和电镜下所见心肌大体结构和超微结构改变也说明乌司他丁的保护作用。
乌司他丁组线粒体膜完整,肿胀减轻,提示乌司他丁减轻了心肌线粒体缺血/再灌注后损伤。
本研究不足在于样本偏少,未能在分子水平揭示乌司他丁对心脏缺血/再灌注损伤保护的作用机制,我们将在以后的研究中进一步探索。
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[收稿日期:
2006-12-17][本文编辑:
曹丽萍]
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