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高渗氯化钠羟乙基淀粉注射液对急性颅内高压伴失血性休克犬复苏的实验研究

时间:2010-08-23 11:38:01  来源:南方医科大学附属南方医院麻醉科 广州 510515  作者:肖华平 古妙宁 肖金仿 徐翔 赵振龙

[摘要]  目的  探讨高渗氯化钠羟乙基淀粉40注射液(以下简称高渗盐复合液,HSH)对急性颅内高压伴失血性休克犬复苏的影响及机制。方法  30条犬随机分为6组,分别为①7.5%Nacl组,②林格氏液组,③羟乙基淀粉组,④HSH组分4ml/kg8 ml/kg12 ml/kg三个剂量组,每组5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,各组分别在休克1小时后输入①6 ml/kg7.5%Nacl(HS),②3倍失血量林格氏液(RL),1倍失血量羟乙基淀粉(HES),④4 ml/kgHSHHSH4),⑤8 ml/kgHSHHSH8),⑥12 ml/kgHSHHSH12),观察复苏后颅内压(ICP),平均动脉压(MAP)的变化,并检测复苏后30 min1 h2 h4 h的血钠(Na+)和血浆渗透压(OSM)的值。检测脑组织丙二醛(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  1.复苏前各组MAPICP相似,无统计学差异P0.052. 与复苏前相比,复苏后各组均能显著提高MAPP0.01,各组间无统计学差

P0.05),但HSH组反应速度最快,除HS2小时后显著下降外P0.01),其它各组均能维持4小时。3. 与复苏前相比,复苏后RL组与HES组的ICP显著上升P0.01,分别在1小时和4小时达到高峰,HS组和HSH组显著降低ICPP0.01),均在1 h内下降至最低值, HSH8,HSH12组和HS组降低ICP无统计学意义P0.05),但均比HSH4组明显(P0.05);HSH4组在2小时后回升至复苏前水平,其它各组在4小时后仍接近基础值水平。4.复苏后HS组和HSH组的血Na+和血浆OSM均明显升高,升高幅度最高为HS,最低为HSH45.HSH组脑组织氧自由基含量较其他组明显减少(P0.05)。病理学检查显示复苏后4hHSH组的脑组织损伤较其他组轻。结论  对于急性颅内高压伴失血性休克的犬模型,HSH能有效纠正休克和降低颅内压,减少氧自由基生成,改善脑水肿。

[关键词]   脑水肿 失血性休克 高渗氯化钠;羟乙基淀粉;急性颅内高压

 

The experimental study of hypertonic sodium chloride hydroxyethl starch 40 injection(HSH)  in acute intracranial hypertension and hemorrhagic shock model of dog  XIAO Hua-png ,GU Miao-ning ,XIAO Jin-fang ,XU Xiang, ZHAO Zhen-long,Department of Anesthesiology Nan Fang Hospital ,Nan Fang Medicai college ,Guang Zhou ,510515,China.

 

[abstract] objective  To explore the recovery and the mechanism of HSH in acut intracranial hypertension and hemorrhagic shock model of dog  methods  Thirty dogs randomly divided into six groups of five-animals each,by using the inflation of the subdural ballon with saline and arterial blood withdrawal rapidly, all the dogs were resuscitated with either 6 ml/kg 7.5 % Nacl(HS), Ringer-Latates solution(RL)(three times the amount of blood loss), hydroxyethyl strarch(HES)(equivalent to the amount of biood loss),4 ml/kgHSH,8 ml/kgHSH,12 ml/kgHSH after shock for an hour,during the shock and resuscitate period,intractanial pressure,mean arterid pressure and cerebtal perfusion pressure was monitored.and examination of the value of hyponatrema and plasma osmolality. and the level of superoxide dismutase (SOD) and malondialdehyde (MDA) in brain tissue were examined. Specimens of brain tissue were prepared for pathological examination.

Result  1.there were no satistically significant in MAPICP between groups before resuscitation (P> 0.05). 2. all groups Can significantly improved MAP after resuscitation (P <0.01). no significant difference among the groups (P> 0.05), but HSH group responsed fastestly, excpet HS group decreased significantly after two hours (P <0.01) ,the other group is able to maintain four hours.  3.RL group and HES group increased ICP significantly after resuicitation (P <0.01),and arrived to the peak speparatly at one hour and four hours; HS group and HSH group decreased ICP significantly (P <0.01),fallen to the lowest in one hour ;there were no satistically significant among HS groupHSH8 group and HSH12 group(p>0.05),but they decreased ICP obviously than HSH4 group(p<0.05),two hours later,ICP returned to the level of before resuscitation in HSH4 group;other groups maintained nearly to the baseline value after four hours;4. blood sodium and blood osmlality were significantly  higher after resuscitation in HSH and HS,The highest rate of increase for the HS, the minimum for HSH4; 5.MDA and SOD levels in Group HSH were evidently lower than other groups at four hours after resuscitation(P0.05). Pathological examination revealed less injury in Group HSH than other groups.Conclusion  in acute intracranial hypertension and hemorrhagic shock model of dog , HSH not only  can effectively correct shock and reduce intracranial hypertension ,but also reduce the generation of oxygen free radicals and improve cerebral edema.

[key word]  intracranial pressure;brain edema ; hemorrhagic shock ; hypertonic sodium chloridehydroxyethyl starchacute intracranial hypertension

 

颅脑外伤是最严重的创伤之一,而颅内压(ICP)合并休克的死亡率极高,因此,控制脑水肿和颅内高压是神经外科围手术期治疗的重要措施,也是决定患者预后的关键因素,近年来国内外的研究发现高渗盐水可以降低颅内压[1],但对高渗盐复合液在急性颅脑外伤的作用报道较少。本文对高渗盐复合液(高渗氯化钠羟乙基淀粉40注射液,hypertonic sodium chloride hydroxyethyl starch 40 injection HSH)对急性颅内高压伴失血性休克犬复苏作用及其机制作一探讨。

1    材料和方法

1.1  实验动物 

成年健康杂种犬30只,雌雄不限,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。

1.2  急性颅内高压伴失血性休克模型的制作

动物实验前禁食12 h,自由饮水,大隐静脉注射3 %戊巴比妥钠1 ml/kg麻醉后气管插管,行呼吸机控制呼吸,呼吸频率(20-25) /分,潮气量15 ml/kg,呼吸末二氧化碳压维持(32-37) mmHg,术中以阿溴库铵0.08 mg/kg/h1 %异氟醚维持麻醉。双侧股动脉用20 G套管针穿刺,一侧接HP监护仪监测平均动脉压(MAP)和脉搏(P),一侧作快速放血用,颈外静脉切开插入18 G静脉导管监测中心静脉压,留置导尿。犬头顶部去毛,行皮肤正中纵行切开头皮,于左顶部钻孔,孔直径约1 cm大小,慢慢将注水球囊置入孔内硬膜外腔后用骨蜡封闭孔。另一侧顶骨钻孔后用脑室穿刺管置入脑室,当脑脊液逐渐溢出时接上“L”型测压管,调零点与左外耳道平行,稳定15分钟后记录一组数据为基础值(T02),其中包括MAPICP、脑灌注压(CPP)。然后向球囊慢慢注入生理盐水,使ICP升高到基础值10 mmHg以上,并维持这一值(T01),必要时向球囊打水。颅内高压造好后从股动脉快速放血,使MAP下降至(40±5mm) Hg左右(T0),并维持一小时,采集数据(T60)后开始复苏。

1.3   实验分组及复苏方法

实验动物随机分成六组,林格氏液组(LRS),羟乙基淀粉组(HES),7.5% NaclHS),HSH三个剂量组,每组5只犬。LR组用三倍失血量的林格复苏,HES组用等量失血量羟乙基淀粉复苏,HS组用6 ml/kg 7.5% Nacl复苏,HSH三个剂量组分别用4 ml/kg8 ml/kg12 ml/kg HSH复苏,20分钟内输完后观察4小时,分别于复苏后20分钟(T80),复苏后40分钟(T100),复苏后1小时(T120),复苏后2小时(T180),复苏后3小时(T240),复苏后4小时(T300)采集数据。

1.4   标本的采集

分别于实验前,休克后1小时,复苏30分钟,复苏1小时,复苏4小时抽取动脉血,检测血Na+和血浆渗透压(OSM),实验结束后取脑组织标本。

1.5   脑组织丙二醛(MDA)测定:采用硫代巴比妥酸(TBA)法。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。

1.6   脑组织超氧化物歧化酶(SOD)活力测定:采用黄嘌呤氧化酶法。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。

1.7   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。

1.8   统计学处理

数据以均数±标准差( )表示,组内比较采用重复测量方差分析,组间比较比较采用配对t检验,P<0.05表示差异具有显著性.

2     结果

2.1   每组动物平均体重,球囊注水量,放血量,基础颅内压,注水后颅内压见下表,各组间无统计学意义。见表1. 

1.png

2.2 MAP

各组MAP在休克前及复苏前相似,无统计学意义(P0.05 ),复苏后六组均能有效的提高MAPP0.01与复苏前比),各组无统计学意义(P0.05),但反应的速度不一样,其中HSH组提升血压的速度最快,在复苏后20分钟就能最高峰,除HSMAP维持2小时后明显下降外(P0.01,其他各组均能维持4小时,见图1

 4.png

2.3 ICP 

各组ICP在休克前及复苏前相似,无统计学意义(P0.05),复苏后RL组与HES组的ICP显著上升P0.01,分别在1小时和3小时达到高峰,RLS组最高值达28.02±1.03mmHg,增幅70%HES组最高值为26.02±2.01 mmHg,增幅60%复苏后HS组与HSH组显著降低ICPP0.01),分别在40分钟和1小时降至最低值,HSH8,HSH12组和HS组降低ICP无统计学意义P0.05,但均比HSH4组明显(P0.05);HS组,HSH8组和HSH12降至基础值水平后保持不变,维持到实验结束;HSH41小时降至最低水平后逐渐回升,2小时后回升至复苏前水平,4小时后略高于复苏前水平。见图2

 5.png

2.5 Na+,MSO

复苏后HS组,HSH三个剂量组血Na+浓度比林格液组明显升高P0.05),升高幅度依次为HSHSH12HSH8HSH4HS组最高到180mmol/lHSH12组最高到175 mmol/lHES组和RL组变化不明显P0.05),见图4。复苏后HS组,HSH三个剂量组血浆MOS明显上升P0.05),上升幅度依次为HSHSH12HSH8HSH4。半小时达高峰后逐渐下降。RL组血浆MOS下降,最低在1小时后降至295mmmol/lHES组复苏后OSM轻度升高后降低,4小时后接近RL组水平,见表2

 2.png

 

2.6 各组脑组织MDA含量、SOD活力

复苏4hHES组、HS组、HSH组脑组织的MDA含量均较RL组明显降低,SOD活力明显升高。其中HSH8组及HSH12组改变较其他组明显,与HS组、RL组和HES组比较均有统计学意义(P<0.05)。见表3.

3.png

2.7 脑组织病理学检查

显微镜下,HS组神经元细胞及胶质细胞体积缩小,核深染,细胞与周围组织间隙增大。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,细胞核溶解消失,小血管扩张、渗出,局部组织溶解。HSH4组脑组织结构的破坏改善,表现为水肿减轻,仅少量神经元轻度水肿,渗出减少,且无坏死灶发现。HSH8组脑组织结构的破坏进一步减少,水肿进一步减轻,神经元无明显水肿,轴突形态清晰,无明显渗出及坏死灶。HSH12组脑组织结构变化与HSH8组接近,无明显水肿,神经元及胶质细胞形态基本正常,小血管无充血,无坏死灶发现。见图36.png

3   讨论

积极控制脑水肿,降低颅内压是脑外伤急性期治疗的重要环节。而对于颅内高压合并休克的脑外伤病人,处理起来就更为棘手,在休克情况下脑组织灌流不足严重缺氧,导致脑组织肿胀水肿,毛细血管受压,供血更为不足,当影响到循环中枢时会进一步加重休克,因此对这类病人我们治疗的目的在于既要快速控制休克,又要降低颅内压,从而打断恶性循环[2]。目前常用的晶胶体很难达到这一要求,所以近年来部分学者努力寻找新的理想液体。高渗盐最初用于抗休克治疗,后逐渐应用于神经外科,许多动物实验提示高渗盐降低颅内压和脑含水量的疗效和甘露醇一样,它的降颅内压作用也在临床试验得到证实[3],但以前文献研究主要集中在单纯高渗盐,对添加了胶体的高渗盐复合液报道较少,本文对照研究了高渗盐复合液对急性颅内高压合并失血性休克犬颅内压的影响。

休克合并脑外伤的动物模型制作方法不一,我们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,一方面两者的病理生理变化相似,另一方面颅内高压及失血性休克休克程度容易控制,可以在短时间完成,而且按血压水平控制失血能实时监控,调节血压,较接近临床实际。

本实验中,三个剂量的HSH组均能明显提高MAP,维持4个小时,且反应速度比RLS,HES,HS组快,说明HSH抗休克能力强.虽然RLS组和HES组能有效抗休克,但输入后明显升高ICP,会进一步加重脑水肿.HS组在复苏后前两个小时都能有效的降低ICP,提高MAP,但2小时后HS组的MAP明显下降。这说明单纯的高渗盐的维持血流动力学时间短,4小时后只有HSH能维持较低的ICP ,较高MAPCPP这些数据显示,与晶体和胶体相比,在急性性颅内高压合并失血性休克模型犬中,HSH更能有效的降低ICP,提高MAPCPP,且维持时间更长。许多文献报道高渗盐能降低ICP和提高CPP[4]Fernando等人[5]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HSRL,发现HS能降低ICP,提高CPPG rant等人[6]在猪的颅内高压和失血性休克模型中也得到了同样的结果。Gunar等人[7]在蛛网膜下腔出血的病人使用2 ml/kg7.5 %氯化钠和6 %羟乙基淀粉复合液,发现它能降低ICP,提高血流动力学,这与本实验研究是一致的。

HSH是高渗盐和胶体的复合液,本实验所用的高渗盐复合液主要成分氯化钠的溶度为4.2%,羟乙基淀粉407.6%,渗透压为1440 mosm/l,两者在一起获得提高渗透压的协同作用。高渗复合液的作用机制是复杂的,一方面高渗盐复合液中的晶体成分产生晶体渗透压,利用跨毛细血管和跨血脑屏障的渗透压梯度,即使脑组织脱水,又利用这些水来扩充血容量,进一步减轻脑水肿。另一方面,高渗盐复合液中的胶体成分产生胶体渗透压,延长重新分布的液体在血管的滞留时间[8]。有学者认为延长高渗疗法的治疗时间会导致血脑屏障两侧渗透压梯度消失,取得平衡的时间取决于高渗液的治疗的有效窗,并与血脑屏障的损伤程度成反比[1],因此,在高渗盐中加入胶体制备成高渗盐晶体-胶体混合液应该有助于改善这种情况。Donald 等人[9]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HSNS ,发现HS降低ICP30分钟后又升高到原来水平,作者认为出现反弹的原因是血脑屏障广泛破坏引起。

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[10]。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ADPAMP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[11]。氧自由基损伤的主要机制是脂质过氧化反应[12],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,其高低间接反映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一,其活力反映了机体清除氧自由基的能力[13]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、利用和释放,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。

Toung等人[14]认为血浆渗透压和与颅内压是密切相关的。在我们的研究中,血Na+溶度与血浆MOS的变化的趋势相似,在输入HSH后血浆OSM明显上升,ICP也明显下降,输入RL后血浆OSM下降,ICP上升,这说明OSMICP是相关的,这与高渗脱水降ICP的机制是一致的,但血浆OSMICP的峰值并不完全一致,且血浆OSM恢复基础值后,ICP仍能维持低水平,说明ICP除了与血浆OSM有关外,还有与其他因素有关,比如MAPCPP,脑细胞耗氧,脑血管收缩和舒张等,有待于进一步研究。

临床上推荐HSH4-8ml/kg剂量是安全的,我们选择4 ml/kg8 ml/kg12ml/kg三个剂量是进一步研究它的安全性和有效性。HSH4能明显提高MAP,但降低ICP幅度小且维持时间短,可能是剂量偏小,Na+迅速分布,血浆渗透压消耗有关,也可能是胶体成分提高脑灌注压,抵消了高渗盐的脱水作用。HSH8HSH12提高MAP,降低ICP、脑水肿无显著差异,但HSH12Na+溶度高于HSH8HSH12最高达175 mmol/lHSH8最高才158 mmol/l。高钠是有危害的,有文献指出[15] ,Na+溶度高于170 mmol/l会产生脑桥脱髓鞘和中枢病变,当Na+溶度长时间超过(175-180 mmol/l时,有可能是致命的,故8 ml/kg剂量是比较合适的。

综上所述,在急性颅内高压合并失血性休克犬模型中,高渗盐复合液能以较小的液体量使血压恢复至接近基础血压水平,发挥有效抗休克的同时,还同时降低ICP,维持时间长,避免脑组织的进一步损伤,提示这类药物在临床上可以解决脑外伤合并失血性休克患者的治疗问题,尤其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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