靳 磊，李志超，王 琦△

(1.安徽省第二人民医院重症医学科，安徽 合肥 230011；2.空军特色医学中心急诊科，北京 100142)

随着社会的发展进步，创伤性损伤已经成为威胁全民生命健康的主要问题之一，全球由各种创伤造成的死亡率和伤残率分别为10%和16%[1]。严重创伤造成身体重要脏器或血管损伤引起失血性休克的发生率越来越高。研究显示，美国军事战斗死亡中90%以上是出血引起的[2]。出血是造成潜在可挽救性损伤患者死亡的主要原因，约占创伤死亡人数的1/3[3]。固定翼飞机飞行高度3 000～12 000 m，舱内一般维持在2 000～3 000 m的气压水平，不同于普通地面运输，航空运输有其特殊的高空物理环境，低压低氧、低温、噪音与震动等航空环境物理因素的改变直接或间接对人体产生生理反应。但是航空飞机具有长距离快速运输的特点，且可以在短时间内进行大批量伤员运送，大大缩短了伤病员的后送时间，对提高救治效果具有重要意义。目前，在正常环境下对失血性休克的病理生理机制、监测指标和诊断治疗等方面的研究较多，但在特殊的航空环境下的研究较少，尤其是低压低氧环境。本研究基于失血性休克模型的建立，探讨了低压低氧环境对失血性休克动物氧合状态的影响。

1 材料与方法

1.1材料

1.1.1主要材料 清洁大鼠30只，雌雄各半，体重200～230 g，平均(211.49±3.94)g，由斯贝福(北京)生物有限公司提供，使用许可证：SCXK(京)2014-0006。实验前禁食8 h，自由进水。将30只清洁大鼠随机编号并分为失血性休克未进低压低氧舱组(A组)、未休克进低压低氧舱组(B组)、失血性休克进低压低氧舱组(C组)，各10只。

1.1．2仪器与试剂 DWDYC2013-1型动物低压舱(空军航空医学研究所)、ABL90FLEX血气分析仪(雷度米特医疗设备有限公司)、电子天平(上海精密科学有限公司)。3%戊巴比妥钠、0.9%氯化钠注射液、肝素钠、灭菌注射用水、一次性无菌注射器(1、2、5 mL)、手术刀、医用缝合线、无菌纱布。

1.2方法

1.2.1失血性休克模型制备 根据大鼠体重使用1 mL无菌注射器抽取3%戊巴比妥钠麻醉剂,按照1.5 mL/kg剂量进行腹腔缓慢注射麻醉，大鼠四肢肌张力减弱、角膜反射迟钝或消失则达到麻醉状态。麻醉成功后采取仰卧位固定于实验台，碘伏消毒左侧颈部皮肤后，手术刀切开皮肤1.0～1.5 cm，再使用镊子分离肌肉及筋膜等组织，同时将伴行的颈动脉、迷走神经及周围系膜分离，最终充分暴露颈内静脉，使用肝素钠盐水以50 U/mL从颈内静脉注射抗凝，用浸润生理盐水的无菌纱布覆盖切口。用碘伏将大鼠右侧股动脉处皮肤消毒后，使用手术刀切开皮肤1.0～1.5 cm，使用镊子等器械对肌肉、筋膜等组织分离，充分暴露股动脉。根据大鼠64 mL/kg推荐量计算估计大鼠全身血容量[4]，失血性休克动物采用改良容控法制备失血性休克模型，即前7 min内按照2.15 mL/(kg·min)，后13 min内按照1.15 mL/(kg·min)速度在股动脉处进行放血[5]，放全身血容量35%达到休克状态。休克模型制备完成后，将A组置于室温环境中，B、C组置于室温环境中的低压低氧舱内，按照7～8 m/s上升速度模拟3 000 m高空环境。见图1、2。

图1 失血性休克动物颈部和股动脉处手术

图2 低压低氧舱内

1.2.2血标本采集与处理 将实验动物失血性休克模型制备完成时记为T0，采用1 mL肝素化注射器从大鼠右侧股动脉采集动脉血0.5～0.8 mL，采集完成后立即用橡皮封闭，在30 min内用血气分析仪完成检测并记录。将B、C组进入低压低氧舱后1、3 h分别记为T1和T3，使用相同的方法采集动脉血检测并记录。动脉血气分析指标：酸碱度(pH)、氧分压(PO2)、二氧化碳分压(PCO2)、血氧饱和度(SaO2)、乳酸(LAC)、碳酸氢根离子(HCO3-)、碱剩余(BE)、血糖(Glu)、血红蛋白(Hb)。使用血气分析仪在室温下进行检测分析。

2 结 果

2.1A、C组不同时间点血气分析指标比较 A、C组T0时pH值及PO2、PCO2、SaO2、LAC、HCO3-、BE、Glu、Hb水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。A、C组T1时pH值及SaO2、LAC、HCO3-、BE水平比较，差异有统计学意义(P<0.05),而PO2、PCO2、Glu、Hb水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。A、C组T3时pH值及HCO3-、BE水平比较，差异有统计学意义(P<0.05),而PO2、PCO2、SaO2、LAC、Glu、Hb水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表1 A、C组T0时血气分析指标比较

表2 A、C组T1时血气分析指标比较

表3 A、C组T3时血气分析指标比较

表4 B、C组T1时血气分析指标比较

2.2B、C组不同时间点血气分析指标比较 B、C组T1时pH值及LAC、HCO3-、BE、Hb水平比较，差异有统计学意义(P<0.05),而PO2、PCO2、SaO2、Glu水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表4。B、C组T3时pH值及LAC、HCO3-、BE、Hb水平比较，差异有统计学意义(P<0.05),而PO2、PCO2、SaO2、Glu水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表5。

表5 B、C组T3时血气分析指标比较

2.3C组各时间点血气分析指标比较 C组不同时间点pH值及LAC、BE水平比较，差异有统计学意义(P<0.05)。C组T1时pH值及LAC、BE水平与T0时比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表6。

表6 不同时间点血气分析指标比较

3 讨 论

航空飞机运输具有快速批量转运的优势，在医疗救援上越来越得到重视与发展，飞机独特的高空飞行环境如低压、低氧、噪音和震动等不仅对健康人群生理产生影响，而且对疾病的病理生理过程也产生影响。目前，关于高空低压低氧环境失血性休克的研究较少见。本研究使用容控法制作失血性休克模型，利用低压低氧环境模拟固定翼飞机高空飞行环境，探究该环境对失血性休克动物氧合状态的影响。

本研究结果显示，A、C组T1、T3时pH值及BE、HCO3-水平比较，差异有统计学意义(P<0.05)。C组大鼠动脉血酸性程度较A组更严重，部分大鼠处于无氧代谢状态，且C组T1时PO2水平下降，而PCO2水平升高。这2组大鼠实验条件主要是存在低压低氧环境差异，本实验模拟的飞机舱内低压低氧环境相当于海拔3 000 m的环境，根据海拔与气压的关系，此时舱内大约为0.7个大气压。人呼吸气体进出肺的动力是肺与外界气体的压力差，通过肋间肌和膈肌的收缩与舒张实现气体交换。但外界大气压的降低使气压差减小，根据肺换气的气体交换规律，气体压差减小会减慢大鼠肺内气体扩散速度，氧供给不能满足组织代谢的需求，即出现氧供应与氧消耗之间不平衡，进而表现为氧代谢动力学异常。在这种状态下，细胞由有氧代谢转变为无氧代谢产生LAC，促使动物血液pH值下降。此外，有研究发现急性低压低氧环境可引起肺的自由基损伤[6]。低压低氧环境下肺组织自由基损伤可能与缺血再灌注损伤机理相似。

本研究结果显示，B、C组T1、T3时pH值及LAC、HCO3-、BE水平比较，差异有统计学意义(P<0.05)。这2组大鼠实验条件相同，但存在失血性休克的区别。失血性休克的病理生理基础是血容量与血管容积的失衡，引起外周组织器官的灌注不足，进而出现微循环障碍。同时在急性出血应激状态下，儿茶酚胺介导的小动脉收缩造成微循环毛细血管收缩，进一步加重末梢循环的缺血缺氧。目前，临床将LAC作为评估休克损伤严重程度和死亡率的生化标志物。一项动物实验研究失血性休克状态下微循环的变化情况，结果显示，舌下微循环出现异常，同时伴随着平均动脉压水平降低和LAC水平升高，经过复苏后仍持续存在微循环异常和高乳酸血症[7]。另外在失血性休克和复苏的动物模型中，BE和LAC表现出很强的相关性(r=—0.79，P<0.001)[8]。也有研究在实际临床中证实BE和LAC之间存在相关性(r=—0.76，P<0.001)[9]。本研究结果显示，C组T1、T2时LAC、HCO3-、BE水平有显著差异。从T1到T2时，大鼠无氧代谢状态更严重，但从T2到T3时，相关指标有所好转。这一趋势与其他研究结果基本一致[10]。失血性休克的病理过程包括代偿期和失代偿期。舱内PCO2水平较高，根据氧解离曲线规律可降低Hb对氧的亲和力，增加氧的释放。同时，大鼠自身具备代偿能力，有较强耐受低氧能力，通过增加呼吸频率和呼吸深度可减轻酸中毒程度。

综上所述，低压低氧环境可加重失血性休克大鼠酸中毒程度，其原因主要是由于外界气压环境的改变及休克本身微循环障碍加重酸中毒程度，但随着时间延长，失血性休克大鼠因本身较强的代偿能力，其酸中毒程度并未发生持续恶化。本研究结果对实际空运后送失血性休克患者的病理生理过程及治疗具有指导意义。本研究存在不足：一是实验样本数较少，易产生选择偏倚，因此需进一步扩大实验样本数量并重复多次实验来验证实验结果。二是氧合指标较少，本实验只采用动脉血进行血气分析观察大鼠酸碱代谢情况，需进一步使用多导生理检测仪检测心率、血压、呼吸频率等指标。