白曉東,劉維維，周方強(qiáng)，胡 森

·論 著·

口服丙酮酸鹽-糖液對(duì)50%TBSA燒傷休克犬循環(huán)血容量和血乳酸水平的影響

白曉東,劉維維，周方強(qiáng)，胡 森

目的 研究燒傷休克犬口服丙酮酸鹽-糖液對(duì)循環(huán)血容量和血乳酸水平的影響。方法 24只Beagle犬施行頸總動(dòng)脈和頸外靜脈置管及胃造口手術(shù)后24h，采用凝固汽油燃燒法造成50%總體表面積(TBSA)Ⅲ度燒傷；將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隨機(jī)分為3組：?jiǎn)渭儫齻M(NR組，n=8，傷后不補(bǔ)液)、NaHCO3鹽-糖口服補(bǔ)液組(OH組，n=8)和丙酮酸鹽-糖口服補(bǔ)液組(OP組，n=8)?？诜a(bǔ)液組于傷后30min根據(jù)Parkland公式經(jīng)胃造口分別輸注NaHCO3-葡萄糖電解質(zhì)液或丙酮酸鹽-葡萄糖電解質(zhì)液。在動(dòng)物清醒狀態(tài)下測(cè)定平均動(dòng)脈壓(MAP)、循環(huán)血漿容量(PV)、左心室內(nèi)壓最大變化速率(dp/dtmax)、血乳酸濃度、動(dòng)脈血pH值、PaO2。結(jié)果 各組動(dòng)物的血流動(dòng)力學(xué)等指標(biāo)(MAP、PV、dp/dtmax、動(dòng)脈pH值、血乳酸濃度、PaO2)于致傷后均降低；NR組各項(xiàng)指標(biāo)持續(xù)惡化，直至死亡；口服補(bǔ)液組各指標(biāo)逐漸恢復(fù)，OP組顯著優(yōu)于OH組(P<0.05)。結(jié)論 50%TBSA燒傷犬口服補(bǔ)液時(shí)，丙酮酸鹽-糖液改善MAP、PV、dp/dtmax、動(dòng)脈pH值、血乳酸濃度、PaO2的效果顯著優(yōu)于常用的NaHCO3鹽-糖液。

燒傷； 休克； 丙酮酸鹽； 血容量； 酸中毒

嚴(yán)重戰(zhàn)、創(chuàng)(燒)傷導(dǎo)致失血失液性休克，造成組織細(xì)胞代謝障礙和生命臟器功能損害，如不能及時(shí)治療，傷員會(huì)在短時(shí)間內(nèi)死亡。理想的復(fù)蘇液體,不僅能縮短休克時(shí)間,而且能避免發(fā)生各種不良反應(yīng),對(duì)預(yù)防膿毒血癥和多器官功能障礙的發(fā)生極為重要[1]。在短時(shí)間內(nèi)由于交通破壞、后送延遲、救援液體供給困難等因素導(dǎo)致常規(guī)靜脈液體復(fù)蘇難以實(shí)施，口服補(bǔ)液對(duì)于在無(wú)靜脈補(bǔ)液條件下進(jìn)行液體復(fù)蘇,延長(zhǎng)傷員存活，為后繼轉(zhuǎn)運(yùn)治療爭(zhēng)取時(shí)間,提高休克救治成功率有重要意義[2]。目前現(xiàn)有的口服補(bǔ)液配方以世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦的NaHCO3鹽-糖口服液為基礎(chǔ)，主要用于治療小兒腹瀉和脫水(其組成成分本身對(duì)胃腸道缺血并不起直接的保護(hù)和治療作用),而缺乏適合戰(zhàn)、創(chuàng)(燒)傷休克救治的口服補(bǔ)液配方，因此迫切需要進(jìn)一步改進(jìn)WHO推薦口服液的組成成分,以直接保護(hù)和改善缺血低氧狀態(tài)時(shí)胃腸細(xì)胞的代謝和功能，促進(jìn)胃腸道對(duì)水和電解質(zhì)的排空和吸收，進(jìn)一步提高口服補(bǔ)液的復(fù)蘇效果。通過(guò)多年來(lái)的研究，筆者提出了一種新型的丙酮酸鹽-糖口服液，并已經(jīng)申報(bào)了國(guó)家發(fā)明專利，因此本實(shí)驗(yàn)的目的是研究和比較丙酮酸鹽-糖液和NaHCO3鹽-糖液對(duì)50%總體表面積(TBSA)燒傷休克犬口服補(bǔ)液時(shí)平均動(dòng)脈壓(MAP)、血容量、血pH值和血乳酸濃度、氧分壓的影響，為臨床燒傷休克口服補(bǔ)液治療提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

材料與方法

1 動(dòng)物模型建立和分組

成年雄性Beagle犬(軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院動(dòng)物研究所)24只，體重為(10±0.5)kg。實(shí)驗(yàn)前24h禁食、4h禁水。氯胺酮(8mg/kg)+速眠新Ⅱ(0.4mg)肌注麻醉，實(shí)施無(wú)菌手術(shù)，切開(kāi)頸總動(dòng)脈置入心肺容量監(jiān)護(hù)儀(Picco-plus,德國(guó)PULSION公司)的壓力/溫度感應(yīng)導(dǎo)管，監(jiān)測(cè)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，頸外靜脈置入靜脈留置管；胃小彎部置入一段無(wú)菌硅膠管(直徑約25cm，內(nèi)徑約3mm)用于口服補(bǔ)液。術(shù)后24h后動(dòng)物完全蘇醒，先靜脈注射1%丙泊酚0.5mL/kg作10～15min短效麻醉，在其頸背部、臀部和腹部均勻涂抹3%凝固汽油，燃燒30s造成Ⅲ度燒傷，采用貼紙法計(jì)算致傷區(qū)域總面積約(50.4±3.2)%TBSA，燒傷深度經(jīng)組織病理學(xué)檢查證實(shí)。隨機(jī)數(shù)字表法分為：?jiǎn)渭儫齻M(NR組，n=8)，NaHCO3鹽-糖口服補(bǔ)液組(OH組,n=8)和丙酮酸鹽-糖口服補(bǔ)液組(OP組,n=8)。NR組燒傷后無(wú)治療，OP組和OH組于傷后30min從胃造口內(nèi)開(kāi)始補(bǔ)液，補(bǔ)液量和速度均依據(jù)Parkland公式，即每1%TBSA補(bǔ)液4mL/kg，傷后第1個(gè)8h補(bǔ)一半，之后16h補(bǔ)另一半。在動(dòng)物清醒狀態(tài)下，所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物于傷后0、2、6、8、12、24h分別取動(dòng)靜脈血觀察動(dòng)脈血?dú)?、循環(huán)血漿容量(PV)和MAP的變化。

2 液體配方及來(lái)源

(1)NaHCO3-葡萄糖電解質(zhì)液：稱取NaHCO32.5g、NaCl 3.5g、KCl 1.5g，于無(wú)菌操作臺(tái)上溶于100mL滅菌注射用水，濾過(guò)消毒后，再與5%葡萄糖液400mL一同溶于900mL滅菌注射用水中，可配制1個(gè)月用量，4℃冰箱保存。使用前置于恒溫水浴箱預(yù)熱至37℃；(2)丙酮酸鹽-葡萄糖電解質(zhì)液：稱取丙銅酸鈉3.5g、NaCl 3.5g、KCl 1.5g，于無(wú)菌操作臺(tái)上溶于100mL滅菌注射用水，濾過(guò)消毒后，再與5%葡萄糖液400mL一同溶于900mL滅菌注射用水中，可配制1個(gè)月用量，4℃冰箱保存。使用前置于恒溫水浴箱預(yù)熱至37℃；配方來(lái)源于2010胡森和周方強(qiáng)發(fā)明專利(專利名稱：“用于治療循環(huán)血容量不足或失水伴失鹽的丙酮酸鈉口服補(bǔ)液鹽組合物”， 申請(qǐng)專利號(hào)：201210074342.9)。

3 指標(biāo)觀測(cè)

于傷前(0h)和傷后第2、6、8、12、24h抽取動(dòng)靜脈血，動(dòng)脈血?dú)獠捎萌詣?dòng)血?dú)夥治鰞x測(cè)定；采用心肺容量監(jiān)護(hù)儀監(jiān)測(cè)MAP[3]；PV采用靛青綠染料稀釋法測(cè)定。

4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

1 MAP、左心室內(nèi)壓最大變化速率(dp/dtmax)及PV的變化

三組犬燒傷后，MAP、左心室內(nèi)壓最大變化速率及PV比傷前均顯著降低；NR組MAP及PV持續(xù)降低，直至死亡。兩口服補(bǔ)液組補(bǔ)液后MAP、左心室內(nèi)壓最大變化速率及PV緩慢回升，均顯著高于NR組(P<0.05)，且OP組顯著高于OH組(P<0.05)，見(jiàn)表1～3。

2 血乳酸濃度、pH值及動(dòng)脈氧分壓(PaO2)變化

三組犬燒傷后，動(dòng)脈pH值和PaO2比傷前顯著降低，血乳酸濃度顯著升高；NR組傷后pH值和PaO2持續(xù)降低，血乳酸濃度持續(xù)升高，直至死亡；OH組和OP組傷后pH值、PaO2逐漸恢復(fù)，顯著高于NR組(P<0.05)，OH組和OP組血乳酸濃度緩慢降低、接近正常水平；OP組動(dòng)脈pH值和PaO2顯著高于OH組(P<0.05)，血乳酸濃度低于OH組(P<0.05)，見(jiàn)表4～6。

表1 50%TBSA燒傷犬MAP變化

NR、OH、OP分別表示單純燒傷組、NaHCO3鹽-糖口服液補(bǔ)液組、丙酮酸鹽-糖口服液補(bǔ)液組；與NR組相比:*P﹤0.05；與OH組相比:#P<0.05；“-”：NR組24h內(nèi)全部死亡，無(wú)數(shù)據(jù)

表2 50%TBSA燒傷犬循環(huán)PV變化

NR、OH、OP分別表示單純燒傷組、NaHCO3鹽-糖口服液補(bǔ)液組、丙酮酸鹽-糖口服液補(bǔ)液組；與NR組相比:*P﹤0.05；與OH組相比:#P<0.05；“-”：NR組24h內(nèi)全部死亡，無(wú)數(shù)據(jù)

表3 50%TBSA燒傷犬左心室內(nèi)壓最大變化速率變化

NR、OH、OP分別表示單純燒傷組、NaHCO3鹽-糖口服液補(bǔ)液組、丙酮酸鹽-糖口服液補(bǔ)液組；與NR組相比:*P﹤0.05；與OH組相比:#P<0.05；“-”：NR組24h內(nèi)全部死亡，無(wú)數(shù)據(jù)

表4 50%TBSA燒傷犬動(dòng)脈血乳酸濃度變化

NR、OH、OP分別表示單純燒傷組、NaHCO3鹽-糖口服補(bǔ)液組、丙酮酸鹽-糖口服補(bǔ)液組；與NR組相比：*P﹤0.05；與OH組相比：#P<0.05

表5 50%TBSA燒傷犬pH值變化

NR、OH、OP分別表示單純燒傷組、NaHCO3鹽-糖口服補(bǔ)液組、丙酮酸鹽-糖口服補(bǔ)液組；與NR組相比：*P﹤0.05；與OH組相比：#P<0.05

表6 50%TBSA燒傷犬PaO2變化

NR、OH、OP分別表示單純燒傷組、NaHCO3鹽-糖口服補(bǔ)液組、丙酮酸鹽-糖口服補(bǔ)液組；與NR組相比：*P﹤0.05；與OH組相比：#P<0.05

討 論

丙酮酸是機(jī)體糖代謝中間的產(chǎn)物，正常時(shí)體內(nèi)濃度僅0.01～0.1mmol。研究發(fā)現(xiàn)，高濃度丙酮酸能顯著提高缺血再灌注心肌收縮功能，使心室壓力上升最大速度(dp/dtmax)和左室發(fā)展壓(LVDP)增加，左室舒張末壓降低，有效地改善缺血再灌注后心肌收縮功能[4]。 重度燒傷短期內(nèi)即可出現(xiàn)膿毒癥，同時(shí)機(jī)體免疫系統(tǒng)被激活，引發(fā)“細(xì)胞因子風(fēng)暴”，巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞便釋放出炎性介質(zhì)，進(jìn)一步誘導(dǎo)細(xì)胞釋放大量一氧化氮(NO)，而后者又可使炎癥介質(zhì)的生物活性增強(qiáng)，過(guò)量NO的產(chǎn)生導(dǎo)致血管平滑肌松弛，使血管阻力降低，因而MAP下降，心排量不足。本實(shí)驗(yàn)中，燒傷后各組動(dòng)物MAP和PV，單純燙傷組(NR組) MAP和PV持續(xù)下降，而補(bǔ)液組于補(bǔ)液開(kāi)始后緩慢恢復(fù)，且丙酮酸鹽-糖口服補(bǔ)液組(OP組)優(yōu)于NaHCO3鹽-糖口服補(bǔ)液組(OH組)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，經(jīng)過(guò)丙酮酸的治療，可使各種炎性介質(zhì)基因如一氧化氮合酶(NOS)等表達(dá)下調(diào)，MAP和CO升高；傷后各組dp/dtmax銳減，NR較補(bǔ)液組持續(xù)下降，補(bǔ)液后各補(bǔ)液組dp/dtmax均逐漸回升，且OP組dp/dtmax高于OH組；PV于傷后2h降至低峰，NR組持續(xù)下降并低于各補(bǔ)液組，補(bǔ)液組均不同程度回升，OP組于傷后6h顯著高于OH組。表明丙酮酸在調(diào)節(jié)平均動(dòng)脈壓和心輸出量的同時(shí)，增加心臟做功，迅速恢復(fù)全身血液灌注，提高機(jī)體對(duì)休克的耐受能力。本研究所在實(shí)驗(yàn)室前期采用大鼠模型，進(jìn)行關(guān)于丙酮酸鹽-糖液與NaHCO3鹽-糖液對(duì)燒傷大鼠的相關(guān)研究，證明了丙酮酸鹽-糖液有作用效果，本研究進(jìn)一步采用犬作為研究對(duì)象，故未設(shè)立正常對(duì)照組及假傷組。

丙酮酸在體內(nèi)可通過(guò)三羧酸循環(huán)和輔酶A(CoA)在三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間相互轉(zhuǎn)化，以往的研究表明丙酮酸有抑制細(xì)胞凋亡、抗氧化、抗酸、抗炎等生理作用，在燒傷休克時(shí)能糾正酸中毒[5-7]；研究表明丙酮酸能保護(hù)缺血再灌注性損傷的大腦神經(jīng)元細(xì)胞及腸黏膜細(xì)胞[8]。靜脈輸入丙酮酸林格氏液能糾正致死性失血性休克模型酸中毒和血流動(dòng)力學(xué)紊亂，延長(zhǎng)動(dòng)物的存活時(shí)間[9]；丙酮酸鹽在膿毒癥、燒傷、失血性休克、器官缺血再灌注損傷等急性危重疾病中具有糾正嚴(yán)重酸中毒、抗氧化、抑制炎性因子和保護(hù)線粒體功能，從而保護(hù)臟器[10-14]；Zhou[15]研究認(rèn)為丙酮酸鹽改善酸中毒的生化基礎(chǔ)主要包括：(1)無(wú)論在低氧還是有氧條件下，丙酮酸鹽都能經(jīng)還原反應(yīng)或氧化途徑消耗H+，從而保護(hù)了細(xì)胞的基本功能；(2) 丙酮酸的糖原再生反應(yīng)較乳酸的糖原再生過(guò)程多消耗1個(gè)H+，因而在嚴(yán)重休克的早期,腎臟的糖原再生過(guò)程呈代償性增強(qiáng)；(3)丙酮酸鹽的緩沖系數(shù)較低，比乳酸根更有利酸性環(huán)境的糾正。研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠致死性失血性休克時(shí)，丙酮酸鹽林格氏液能有效地治療乳酸性酸中毒，顯著提高成活率[16]。

本實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒捎?0%TBSAⅢ度燒傷犬，在燒傷后24h內(nèi)無(wú)靜脈液體復(fù)蘇條件下，研究丙酮酸鹽-糖口服液對(duì)乳酸性酸中毒和循環(huán)血漿容量的影響。結(jié)果證實(shí)，燒傷后，血乳酸濃度較傷前均顯著升高，pH值、PaO2顯著降低，兩口服補(bǔ)液組較NR組血乳酸濃度、pH值、PaO2明顯改善，OP組較OH組效果更優(yōu)；PV、MAP比傷前顯著降低，兩口服補(bǔ)液組較NR組PV及MAP明顯恢復(fù)，OP組顯著優(yōu)于OH組。證明丙酮酸鹽-糖口服液對(duì)重度燒傷休克動(dòng)物的乳酸性酸中毒和循環(huán)血漿容量的影響優(yōu)于傳統(tǒng)配方NaHCO3-葡萄糖電解質(zhì)溶液。

本實(shí)驗(yàn)只觀察液體復(fù)蘇后乳酸水平、pH值、PV和MAP的變化，未能同時(shí)觀察體內(nèi)酸堿離子、其他炎癥因子及能量代謝關(guān)鍵酶活性，主要探討外源性丙酮酸鹽對(duì)乳酸性酸中毒的影響，其他方面作用有待進(jìn)一步研究。本實(shí)驗(yàn)主要研究戰(zhàn)時(shí)或地震等災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)無(wú)靜脈輸液條件下的早期救治，為進(jìn)一步的正規(guī)補(bǔ)液救治爭(zhēng)取時(shí)間，延緩病情。因此本實(shí)驗(yàn)研究未設(shè)立靜脈補(bǔ)液組。

[1] 郇京寧.燒傷休克液體復(fù)蘇研究進(jìn)展[J].中華燒傷雜志,2013,29(3):285-288.

[2] 車晉偉,胡森,耿世佳,等.燒傷休克口服液體復(fù)蘇動(dòng)物模型的研究[J].中華創(chuàng)傷雜志,2009,25(3):259-263.

[3] 余水秀,王仙園,張家平，等.燒傷液體復(fù)蘇及其監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展[J].中華燒傷雜志，2013,29(6):554-557.

[4] Hu S,Ma L,Luo HM,et al.Pyruvate is superior to reverse visceral hypoperfusion in peritoneal resuscitation from hemorrhagic shock in rats[J].Shock,2013,41(4):355-361.

[5] Flaherty DC,Hoxha B,Sun J,et al.Pyruvate-fortified fluid resuscitation improves hemodynamic stability while suppressing systemic inflammation and myocardial oxidative stress after hemorrhagic shock[J].Mil Med,2010,175(3):166-172.

[6] Kennedy BE,Leblanc VG,Mailman TM,et al.Pre-symptomatic activation of antioxidant responses and alterations in glucose and pyruvate metabolism in Niemann-Pick Type C1-deficient murine brain[J].PLoS One,2013,8(12):e82685.

[7] Flaherty DC,Hoxha B,Sun J,et al.Pyruvate-enriched resuscitation protects hind limb muscle from ischemia-reperfusion injury[J].Mil Med,2010,175(12):1020-1026.

[8] Guo J,Zhang J,Luo X,et al.Effects of ethyl pyruvate on cardiac function recovery and apoptosis eduction after global cold ischemia and reperfusion[J].Exp Ther Med,2014,7(5):1197-1202.

[9] Hu S,Bai XD,Liu XQ,et al.Pyruvate ringer’s solution corrects lactic acidosis and prolongs survival during hemorrhagic shock in rats[J].J Emerg Med,2013,45(6):885-893.

[10] Ryou MG,Flalleyrt DC,Hoxha B,et al.Pyruveat-enriehed cdaripolegia suppresses cardiopulmonary bypass-induced myocardial inflammation[J].Ann Thorac Surg,2010,90(5):1529-1535.

[11] Gou D,Tan H,Cai H,et al.Pyruvate effects on red blood cells during in vitro cardiopulmonary bypass with dogs’ blood[J].Artif Organs,2012,36(11):988-991.

[12] Pan R,Rong Z,She Y,et al.Sodium pyruveate reduces hypoxic-ischemic injury to neonatal rat brain[J].Pediatr Res,2012,72(5):479-489.

[13] Moro N,Ghavim SS,Hovda DA,et al.Delayed sodium pyrurate treatment improves working memory following experimental traumatic brain injury[J].Neurosci Lett,2011,491(2):158-162.

[14] Ren H,Liu NY,Song XF,et al.A novel specific application of pyruate protects the Muose reina against whiet light damage:differential stabilization of HFI-1a and HFI-2a [J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2011,52(6):3112-3118.

[15] Zhou FQ.Pyruvate is superior to chloride in hypertonic saline in resuscitation[J].Shock,2008,30(5):610-611.

[16] Petrat F,Ronn T,Groot H.Protection by pyruvate infusion in a rat model of severe intestinal ischemia-reperfusion injury [J].J Surg Res,2011,167(2):93-101.

(本文編輯： 黃小英)

Effects of pyruvate-oral rehydration solution on lactate level and plasma volume during oral resuscitation in dogs with 50% TBSA full thickness burn injury

BAIXiao-dong1,LIUWei-wei1,ZHOUFang-qiang2,HUSen3

(1.Department of Burns and Plastic Surgery,General Hospital of Armed Police Force,Beijing 100039,China； 2.Fresenius Dialysis Centers at Chicago, Chicago 60008, USA；3.Laboratory of Shock and Organ Dysfunction, Burns Institute, the First Hospital Affiliated to the People’s Liberation Army General Hospital, Beijing 100048, China)

Objective To study the effects of oral pyruvate sodium-glucose-electrolyte solution(PGES) on lactate level and plasma volume during oral resuscitation in dogs with burn injury. Methods In comparison of Pyr-GES with NaHCO3-GES,beagle dogs with intubation of the carotid artery and jugular vein for 24h were subjected to a 50% TBSA burns,and were divided into three groups: burn injury without fluid resuscitation(NR,n=8),and two oral fluid resuscitation(eachn=8),in which dogs were given either Pry-GES(OP) or NaHCO3-GES (OH) with volume and rate consistent with the Parkland Formula. The arterial and venous blood were drawn at different time points after injury,and then mean arterial pressure (MAP),circulating plasma volume(PV),dp/dtmax,LAC,pH and PaO2under non anaesthesia state were observed. Results The hemodynamic parameters(MAP,PV,dp/dtmax,pH,LAC,PaO2) were significantly reduced after burns. Group NR continued to decline until death;while those of two oral resuscitation groups had improved gradually(P<0.05)，OP group was significantly superior to OH group(P<0.05). Conclusion The Pyr-GES may be superior to the standard NaHCO3-GES in the improvement of MAP,PV,dp/dtmax,pH,LAC,PaO2during oral resuscitation in dogs with 50% TBSA full thickness burn injury.

burns; shock; pyruvate; plasma volume; acidosis

1009-4237(2017)01-0030-05

軍隊(duì)十一五醫(yī)學(xué)科研專項(xiàng)課題基金(06Z055)；發(fā)改辦高技(2013)2140號(hào)重大災(zāi)害醫(yī)學(xué)救援衛(wèi)星綜合應(yīng)用服務(wù)示范

100039 北京，武警總醫(yī)院燒傷整形科(白曉東，劉維維)； 60008 美國(guó)，芝加哥費(fèi)森尤斯透析中心(周方強(qiáng))； 100048 北京，解放軍總醫(yī)院第一附屬醫(yī)院燒傷研究所休克與多器官障礙實(shí)驗(yàn)室(胡森)

胡森,E-mail:baixiaotmu@126.com

R 644

A 【DOI】 10.3969/j.issn.1009-4237.2017.01.008

2016-03-29；

2016-09-08)