不同对小鼠缺氧耐受性的影响及机制研究
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[摘要] 目的 研究不同物（戊巴比妥钠、三溴乙醇、乌拉坦和水合氯醛）对小鼠缺氧耐受性的影响及相关机制。方法 小鼠随机分成6组：生理盐水对照组、普萘洛尔对照组、戊巴比妥钠组、三溴乙醇组、乌拉坦组、水合氯醛组。腹腔注射给药，缺氧瓶法测定小鼠缺氧耐受时间及耗氧率，并利用生物信号采集处理系统记录心率变化。观察常温下不同药物对小鼠缺氧耐受时间的影响，并分析缺氧耐受时间与耗氧率、心率之间的关系。 结果 戊巴比妥钠、三溴乙醇、乌拉坦和水合氯醛均显著延长小鼠的缺氧耐受时间（P
[关键词] ；缺氧耐受性；小鼠
[中图分类号] R364.4 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616（2013）18-29-03
缺氧是常见的病理生理过程，缺氧耐受性差的器官如心、脑等，更容易发生缺血-再灌注损伤（ischemia reperfusion injury），心脑血管疾病手术特别是冠脉搭桥术和心脏移植手术等的广泛开展，均涉及缺血-再灌注过程。近
年来研究显示，除了其麻醉效能外，还能明显减轻缺血再灌注损伤，但其机制复杂，尚不完全清楚[1-3]。目前研究主要集中在离体细胞和单个器官上，关于预处理对全身缺血缺氧损伤的保护作用研究很少[4]。因此，研究物对机体缺氧耐受性的影响具有重要临床意义，本实验拟通过不同物对小鼠缺氧耐受性的影响及相关机制研究，以期为临床相关缺血-再灌注疾病的治疗提供理论依据，对于改善患者预后具有重要价值。
1 材料与方法
1.1 动物和试剂
健康成年ICR（institute of cancer research）小鼠，体重（20±2）g，购自苏州大学实验动物中心。普萘洛尔、三溴乙醇购自美国Sigma公司；水合氯醛购自上海金山制药有限公司；戊巴比妥钠、乌拉坦购自国药集团化学试剂有限公司；钠石灰购自上海化学试剂有限公司。Medlab生物信号采集处理系统由南京美易科技有限公司提供。
1.2 方法
1.2.1 缺氧耐受时间的测定 48只小鼠，雌雄各半，随机分成6组，每组8只。按体重经腹腔注射给药：0.4%戊巴比妥钠0.1mL/10g，2.5%三溴乙醇0.1mL/10g，10%乌拉坦0.1mL/10g，3%水合氯醛0.1mL/10g，0.08%普萘洛尔0.1mL/10g，生理盐水0.1mL/10g。给药后立即放入125mL缺氧瓶（盛有30g钠石灰用于吸收CO2）中并盖紧瓶塞，记录小鼠存活时间。
1.2.2 耗氧率的测定 48只小鼠，雌雄各半，随机分成6组，每组8只。按体重经腹腔注射给药：0.4%戊巴比妥钠0.1mL/10g，2.5%三溴乙醇0.1mL/10g，10%乌拉坦0.1mL/10g，3%水合氯醛0.1mL/10g，0.08%普萘洛尔0.1mL/10g，生理盐水0.1mL/10g。给药后立即放入125mL盛有30g钠石灰的缺氧瓶中并盖紧瓶塞，瓶塞为钻孔橡皮塞，钻孔插一玻璃管并通过胶管连接到一充水的量筒中，记录量筒起始液面，待小鼠死亡后记再次记录量筒液面，量筒内液面下降体积即为小鼠耗氧量，耗氧率为每分钟每克体重耗氧量。
1.2.3 心率测定 小鼠分组及给药方法同耗氧率的测定，将小鼠以仰卧姿势固定在操作台上，利用生物信号采集处理系统，自动记录小鼠给药前的心率，及给药后5、10、15、20、25、30min时的心率，每次连续描记5s。
1.3 统计学处理
数据采用SAS8.1软件处理，实验中所得数据凡不满足正态分布者，或多样本比较满足正态分布但方差不齐者采用秩和检验（Kruskal-Wallis法）分析各组间差异，采用两样本比较的秩和检验分析两组之间的差异，满足正态分布且方差齐者，采用t检验或SNK法分析比较两组间差异。P
2 结果
表1结果显示，普萘洛尔、戊巴比妥钠、三溴乙醇、乌拉坦和水合氯醛均显著延长小鼠缺氧耐受时间，即增强小鼠的缺氧耐受性，与生理盐水组相比具有统计学意义（P
2.2 不同对小鼠心率的影响
表2结果显示，戊巴比妥钠和乌拉坦对小鼠心率无明显影响，该两组内各时间点心率无统计学差异；普萘洛尔组、三溴乙醇组、水合氯醛组小鼠心率减慢，给药后各时间点心率均与给药前差异有统计学意义（P
3 讨论
缺氧是许多疾病共有的一个基本病理过程。机体对缺氧的耐受性与组织总耗氧率、心率等有关[5]。本实验结果表明，普萘洛尔对照组，小鼠的缺氧耐受性确实增强，与普萘洛尔的作用机制有关：普萘洛尔作为β受体阻断剂，具有使心率减慢，心肌收缩力减弱，心输出量减少，心肌耗氧降低等作用。提高缺氧耐受性有助于减轻缺血-再灌注损伤，研究
发现，围手术期应用普萘洛尔预处理对缺血-再灌注肥厚心肌具有保护作用[6]。
我们进而研究戊巴比妥钠、三溴乙醇、乌拉坦和水合氯醛对小鼠缺氧耐受性的影响及耗氧率、心率变化。戊巴比妥钠为巴比妥类催眠药，起效较快，常用作催眠和麻醉前给药，三溴乙醇和乌拉坦可用作麻醉剂，而水合氯醛作为基础麻醉的辅助用药。物对缺氧耐受性的影响对于相关缺血-再灌注疾病的治疗及预后具有重要意义。
本实验结果显示，戊巴比妥钠、三溴乙醇、乌拉坦和水合氯醛均能显著增加小鼠缺氧耐受性，其中三溴乙醇和水合氯醛的作用高于其他组，同时戊巴比妥钠、三溴乙醇、乌拉坦和水合氯醛均降低小鼠耗氧率，其中三溴乙醇和水合氯醛的作用最强，提示缺氧耐受性增强与降低小鼠耗氧率有关。而耗氧率多少与机体的代谢状况有关，给药后，小鼠兴奋度降低，活动减少，处于安静状态，其代谢率也相应降低，机体的代谢率越低，对氧的消耗也越少，从而达到缺氧耐受的目的。除降低耗氧率外，三溴乙醇、水合氯醛还显著降低小鼠心率，而戊巴比妥钠和乌拉坦对小鼠心率无影响，降低心率可使缺氧耐受性进一步增强。
综上所述，我们通过建立小鼠急性缺氧模型，发现一定剂量的可使小鼠对急性缺氧的耐受性增强，与药物降低耗氧率及心率有关。对于临床而言，提高缺氧耐受性，延长缺氧耐受时间，可为一些大出血、严重创伤乃至休克的患者提供更多宝贵的抢救时间，可减轻心血管手术中的缺血-再灌注损伤，改善预后。进行不同物的缺氧耐受性研究，对于能否通过麻醉预处理来增强机体的缺氧耐受性，以及物种类及剂量的选择具有重要参考价值，但其详细机制还有待进一步深入研究。
[参考文献]
[1] Ding Q，Wang Q，Deng J，et al.Sevoflurane preconditioning induces rapid ischemic tolerance against spinal cord ischemia/reperfusion through activation of extracellular signal-regulated kinase in rabbits [J]. Anesth Analg，2009，109（4）：1263-1272.
[2] Codaccioni JL，Velly LJ，Moubarik C，et al. Sevoflurane preconditioning against focal cerebral ischemia： inhibition of apoptosis in the face of transient improvement of neurological outcome [J].Anesthesiology，2009，110（6）：1271-1278.
[3] Luo Y，Ma D，Ieong E，et al.Xenon and sevoflurane protect against brain injury in a neonatal asphyxia model[J].Anesthesiology，2008，109（5）：782-789.
[4] Zhang SXL，Miller JJ，Gozal D，et al. Whole-body hypoxia preconditioning protects mice against acute hypoxia by improving lung function[J].J Appl Physiol，2004，96（1）：392-397.
[5] 刑树文.小鼠缺氧耐受性影响因素的研究[J]. 环境与健康杂志，2011，28（4）：314-317.
[6] 郑理玲，廖崇先，陈道中，等.普萘洛尔预处理对缺血再灌注肥厚心肌超微结构形态的影响[J].中国心血管病研究杂志，2007，5（3）：219-221.
（收稿日期：2013-05-20）