1、左西孟旦对心搏骤停-心肺复苏后大鼠心功能的保护作用 郭建 杨正飞 凌钦 杨倩 陆晓晔 朱长清 上海交通大学医学院附属仁济医院急诊科 中山大学孙逸仙纪念医院 摘 要： 目的:通过建立大鼠心搏骤停和复苏模型, 应用心脏超声技术, 探讨左西孟旦对复苏后大鼠心功能的影响。方法:成年雄性 SD 大鼠 29 只, 随机分为假手术组 (5 只) , 药物组 (12 只) 和对照组 (12 只) 。药物组和对照组用窒息法制作心脏骤停模型, 并及时行心肺复苏, 复苏后观察 6h。药物组大鼠在心肺复苏期间及复苏后予左西孟旦干预, 假手术组和对照组同时予等剂量生理盐水处理, 假手术组大鼠不进行心搏骤停诱导和复苏操作
2、, 与实验组和对照组一起于复苏后 16h 采集血气和心超数据, 比较各组间大鼠复苏后不同时间点心功能变化情况。结果:实验组复苏成功 11 只 (91.7%) , 对照组复苏成功 9 只 (75%) , 组间差异无统计学意义 (P=0.590) , 所有复苏大鼠存活时间都达到了 6h。对照组和药物大鼠在复苏后心功能均明显受损, 且随着时间延长, 心功能呈下降趋势。复苏后 1h 对照组大鼠射血分数 (EF) 由 (774) %下降至 (6111) %, 短轴收缩率 (FS) 由 (407) %下降至 (264) %, 每搏输出量 (SV) 由 (0.250.14) ml/min 下降至 (0.17
3、0.05) ml/min, 心输出量 (CO) 由 (14719) ml/min 下降至 (8325) ml/min。药物组大鼠复苏后 1hEF 由 (787) %下降至 (7113) %, FS 由 (408) %下降至 (387) %, SV 由 (0.340.14) ml/min 下降至 (0.250.04) ml/min, CO 由 (14619) ml/min下降至 (12316) ml/min, 对照组较药物组下降更为明显, 且两组间差异有统计学意义 (P0.05) .Heart rate in LEVO appeared to be lower than control and
4、sham groups, but no statistic difference.During observation period, cardiac function had no great change in sham group.Conclusion:We find that in our rat cardiac arrest and resuscitation model, treated with levosimendan will protect and improve the cardiac function.Keyword： rat; cardio-pulmonary res
5、uscitation; echocardiography; cardiac function; levosimendan; Received： 2017-10-31心脏骤停因其发生突然, 病死率高, 目前仍严重威胁着人类健康及生命1-2。随着心肺复苏技术的普及和改进, 自主循环恢复率得到进一步提高, 可达近 50%,但最终中只有 13.7%22.3%能够最终存活并出院3-5。有相当一部分患者是死于复苏后心功能不全。左西孟旦作为一种新型钙离子增敏剂, 临床常用来治疗心衰, 其效果也得到认可和肯定6。但是其对心肺复苏后心功能的影响鲜有报道, 本实验拟建立大鼠心搏骤停与复苏的动物模型, 研究左西孟旦
6、对复苏后大鼠心功能的影响, 探讨其是否能保护和改善复苏后大鼠的心脏功能。1 材料和方法1.1 实验动物成年雄性 SD 大鼠 29 只, 体重 500550g, 由中山大学孙逸仙纪念医院唐万春危重症实验室提供, 随机分为假手术组 (5 例) , 对照组 (12 例) 和药物组 (12例) 。各组大鼠间体重等基础生理指标均差异无统计学意义。1.2 实验方法1.2.1 实验动物准备各组大鼠在实验前 12h 禁食, 但不禁水, 称重后, 100%CO 2诱导麻醉后立即予 3%的戊巴比妥按 45 mg/kg 腹腔注射麻醉, 术中继续予 10mgkgh 间断麻醉维持。大鼠麻醉后, 仰卧位固定于手术台上,
7、行气管插管, 保持呼吸道通畅。分离右侧股血管, 于股动脉和股静脉各置入一根 PE50 管 (Becton-Dickinson, Franklin Lake, 美国) , 静脉用以给药及补液, 动脉监测大鼠血压。肛温表监测体温, 使体温维持在 (370.5) , 心电电极刺于皮下, 监测术中心电情况。实验中大鼠心电、呼气末二氧化碳、血压等指标由 WINDAQ 系统 (Windaq 数据采集系统及分析软件, DATAQ 公司, 美国) 实时记录。1.2.2 心搏骤停模型建立及心肺复苏待大鼠麻醉苏醒, 平均动脉压恢复至 120mmHg (1mmHg=0.133kPa) 以上时, 夹闭气管导管建立大鼠
8、心脏骤停模型7。夹管前先予大鼠 5min 呼吸机通气, 潮气量设置 0.6ml/100g 体重, 氧浓度 FiO221%, 呼吸机频率 100 次/min8。通气结束后, 夹闭气管导管, 待大鼠 MAP20mmHg, 记作心搏骤停, 并再重新计时6min9。大鼠心搏骤停 5 min 30s 时, 呼吸机通气, 通气频率 200 次/min, 氧浓度 100%。药物组予左西孟旦 12g/kg 静脉快速推注, 对照组和假手术组静推等量生理盐水。6 min 时, 立即予胸外按压, 按压频率 200 次/min, 按压深度 1cm, 按压部位剑突上 2.8cm。按压过程中维持冠脉关注压 (222) m
9、mHg。复苏后平均动脉压维持在 60mmHg 以上 5min 视为自主循环恢复 (restoration of spontaneous circulation, ROSC) 7-8。持续按压 20min, 仍不能恢复自主心率者, 视为复苏失败。复苏后药物组大鼠予持续静脉 0.3g/kg/min 左西孟旦维持 3h, 对照组和假手术组予等量生理盐水10-11。1.3 二维及 M 型超声心动图探头置于大鼠胸骨前, 二维超声显示左室短轴切面, 应用 M 型超声记录左心室运动曲线, 测量左室舒张末期和收缩末期内径计算左室射血分数 (EF) 、短轴收缩率 (FS) 、每搏输出 (SV) 和心输出量 (C
10、O) 。1.4 统计学处理采用 SPSS 22.0 进行统计分析, 计量资料采用s 表示, 组间均数比较采用重复测量分析和方差分析。复苏成功率两组间比较采用四格表确切率法检验, 以 P0.05 为差异有统计学意义。2 结果2.1 3 组大鼠基础值3 组大鼠体重和基础心功能数据如表 1 所示, 各组间均差异无统计学意义。2.2 两组间大鼠复苏成功率实验组大鼠 11 只复苏成功, 复苏成功率 91.7%, 对照组有 9 只大鼠复苏成功, 复苏成功率为 75%, 两组间差异无统计学意义。2.3 大鼠左室 M 型超声小动物超声仪可清晰显示左心室结构, 并获得满意的 M 型超声左室运动曲线, 见图 1。
11、2.4 复苏后大鼠心功能指标大鼠复苏后, 每小时行心脏彩超评价心功能。大鼠经历 6min 心脏骤停后, 药物组和对照组大鼠心功能均较基础值明显下降 (P0.05) 。对照组较药物组下降更为明显, 尤以复苏后第 1 小时最为明显。方差分析之后, 对药物组和对照组不同时间点 Bonferroni 检验显示两组间差异有统计学意义。复苏后 1h, 对照组大鼠 EF 由 (774) %下降至 (6111) %, 药物组 EF 由 (787) %下降至 (711 3) %, 药物组明显高于对照 (P0.05) 。对照组 FS 由 (407) %下降至 (264) %, 药物组由 (408) %下降至 (3
12、87) % (P0.01) 。对照组 SV由 (0.250.14) ml/min 下降至 (0.170.05) ml/min, 药物组由 (0.340.14) ml/min 下降至 (0.250.04) ml/min (P0.01) 。对照组 CO 由 (14719) ml/min 下降至 (8325) ml/min 药物组 CO 由 (14619) ml/min下降至 (12316) ml/min (P0.01) 。表 1 各组大鼠体重和基础心功能数据 下载原表 图 1 3 组大鼠不同时间点 M 型超声示意图 下载原图实验发现, 随着时间延长, EF、FS、SV、CO 也呈现进行性下降, 两
13、组间差异在逐渐减小, 如图 2 所示。复苏后 4h, 两组大鼠 EF、FS 均较基础值明显下降, 药物组略好于对照组, 但两组间统计分析差异无统计学意义。对照组和药物组大鼠心率较同时期假手术组大鼠均呈下降趋势, 药物组下降更明显, 但是药物组和对照组组间差异无统计学意义。各组大鼠复苏后不同时间点心功能指标数据见表 26。表 2 各组大鼠复苏后 EF 不同时间点变化情况 下载原表 表 3 各组大鼠复苏后 FS 不同时间点变化情况 下载原表 表 4 各组大鼠复苏后 SV 量不同时间点变化情况 下载原表 表 5 各组大鼠复苏后心率不同时间点变化情况 下载原表 表 6 各组大鼠复苏后 CO 不同时间点
14、变化情况 下载原表 图 2 各组大鼠复苏后心功能指标在不同时间点变化情况 下载原图3 讨论本实验建立了心脏骤停-复苏的实验大鼠模型, 观察左西孟旦对大鼠心脏停搏的复苏效应。EF、FS、SV、CO 等都在临床常用。因此我们选定这几个指标评级大鼠心功能。实验发现在大鼠复苏期间及复苏后予以左西孟旦干预, 可以改善复苏后心功能, 表现为药物组组大鼠 CO、EF、SV、FS 等指标均较对照组明显提高。6min 的心搏骤停已经对大鼠心功能产生很大影响, 对照组大鼠 EF 由基础状态的 (7910) %迅速下降至复苏后 1h 的 (628) % (P0.05) , 而且随着时间延长, 两组大鼠 EF、FS、
15、CO、SV 均呈现出一种下降趋势, 提示复苏后大鼠存在心功能不全。左西孟旦作为一种新型的钙离子增敏剂, 临床上用来治疗心衰、心功能不全, 其效果得到了广泛认可。它可以增强心肌收缩力却不增加氧耗, 没有其他正性肌力药物的相关不良反应, 而且不增加发生恶性心律失常风险。左西孟旦的作用机制, 目前认为有以下几种:钙离子增敏作用, 左西孟旦不升高细胞内的钙离子浓度, 而是提高细胞内心肌收缩蛋白对 Ca 的敏感性。激活血管平滑肌强力扩血管, 研究发现, 左西孟旦可以通过激活 KATP 通道来扩张血管, 包括冠状动脉、肺、和脑血管等。另外, 也有研究提示, 左西孟旦可以抗炎, 抗氧化。心搏骤停后, 全身处
16、于急性缺血缺氧状态, 随着复苏后自主循环建立, 心脏会再次经历一次严重的缺血再灌注损伤。左西孟旦能改善和提高药物组大鼠心功能, 应该与其增加心肌收缩力、抗炎等机制有关。总之, 心搏骤停-复苏后, 心肌经历缺血再灌注损伤, 临床医生应该力争把这些损伤降到最低以改善心功能。在本研究中, 左西孟旦可以显著改善复苏后心功能, 为今后临床用药提供了新的选择。参考文献1Rea T D.Community approaches to improve resuscitation after out-of-hospital sudden cardiac arrestJ.Circulation, 2010, 12
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