不同潮气量机械通气对复苏犬肺泡表面活性物质的影响

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【摘要】目的 观察不同潮气量（Vt）机械通气对室颤犬复苏后肺泡表面活性物质的影响，探讨心肺复苏的机械通气策略。方法 选用健康成年犬24只，体质量（15±2）kg，雌雄不拘，随机（随机数字法）分为3组：对照组（A组）、低Vt组（B组）和高Vt组（C组）。对照组仅进行麻醉和气管插管；其余2组经右心室导管诱发室颤制作心搏骤停模型，复苏时分别以不同潮气量（低Vt组：6 ml/kg；高Vt组：20 ml/kg）机械通气6 h，观察开始复苏前及机械通气后不同时间点犬动脉血气的变化；比较各组犬复苏成功率及72 h存活情况；采用高效液相色谱法（HPLC）检测肺泡灌洗液中磷脂酰胆碱含量；测定肺组织湿干质量比（W/D）及肺组织病理学改变评分。 结果 （1）复苏开始时B、C两组犬pH显著降低，PaO2下降，PaCO2上升，与基础值比较差异具有统计学意义（P

【关键词】心肺复苏；机械通气；潮气量；肺损伤；肺泡表面活性物质

Effect of mechanical ventilation with different tidal volumes on pulmonary surfactant in dogs during cardiopulmonary resuscitation LIU Yong，HUANG Liang， YANG Ji-bin，LIU Jian. Department of Emergency Medicine，The First Affiliated Hospital of Nanchang University，Nanchang 330006，China

Corresponding author： HUANG Liang， Email：

【Abstract】Objective To observe the effects of mechanical ventilation with different tidal volumes （Vt） on the pulmonary surfactant in dogs during cardiopulmonary resuscitation（CPR） and discuss the strategy of mechanical ventilation for CPR.Methods A total of 24 healthy，and mongrel canines were randomly（random number） divided into three groups， namely control group（A）， low Vt group（B） and high Vt group（C）. Canines without ventricular fibrillation in group A were not supported with mechanical ventilation，while canines in group B and group C were induced to get ventricular fibrillation（VF） with pacing catheter inserted through right external carotid vein into the right ventricle. CPR was initiated with mechanical ventilation with different Vt for 6 hours after ventricular fibrillation. The Vt set in group B was 6 ml/kg body weight and Vt set in group C was 20 ml/kg body weight. The arterial blood gas analyses were tested in different intervals. The levels of phosphatidylchline in bronchia alveolus lavage fluid （BALF） was assayed with high performance liquid chromatography（HPLC）. The ratio of wet and dry weight and the morphological change scores of lung tissue were calculated. Results After ventricular fibrillation， pH， PaO2 in both groups B and C decreased and PaCO2 increased in comparison with those before VF（P

【Key words】Cardiopulmonary resuscitation；Mechanical ventilation；Tidal volumes；Lung injury； Pulmonary surfactant

心搏骤停-复苏后机体经历全身性的缺血-再灌注损伤，机械通气治疗对维持此类患者呼吸功能有重要作用。但呼吸机相关性肺损伤（VILI）的发生率也越来越受到医学界的关注，肺泡表面活性物质的改变在VILI中发挥了重要作用［1］。肺泡表面活性物质的减少或功能异常将导致肺泡表面张力增加，大肺泡破裂小肺泡萎缩，严重影响呼吸功能。研究表明肺缺血-再灌注等损伤中也常伴有肺泡表面活性物质的改变［2］。本研究观察不同潮气量通气对复苏犬肺泡表面活性物质的影响，探讨复苏后理想的通气策略。

1 材料与方法

1.1 主要试剂与仪器

磷脂酰胆碱标准品由Sigma公司（美国）提供；M8001A飞利浦有创心电监护仪（德国飞利浦公司）；电流控制器（南昌大学医学院物理组研制）；PB760呼吸机（美国泰科公司）；Ultimate 3000高效液相色谱仪（美国）；Vencesil xBP Silica硅胶柱（博纳艾杰尔科技有限公司）。

1.2 实验动物及分组

成年、健康犬24只，体质量（15±2） kg，雌雄不拘，由南昌大学动物科学部提供，随机（随机数字法）分为3组：对照组（A组，n=8）仅进行麻醉和气管插管；其余2组经右心室导管诱发室颤制作心搏骤停模型，根据不同Vt机械通气分为低Vt组（B组，n=8），Vt为6 ml/kg，及高Vt组（C组，n=8），Vt为20 ml/kg。

1.3 实验组模型的制作

犬称质量后以氯胺酮（20 mg/kg）及安定5 mg混合液肌注进行基础麻醉，四肢皮下置探针连接心电监护仪，行气管插管，无菌手术行左侧股静脉置管，林格氏液100 ml/h静脉滴注，以3%戊巴比妥钠2 ml/h静脉间断给药维持麻醉，经股动脉置入6 F动脉测压导管，管内预留肝素连接压力传感器检测动脉血压。经右颈外静脉插入普通起搏导管，当导管进入到右心室内壁，心电图显示特异性心室波时固定好电极导线，电极导线连接电流控制器，5 mA交流电持续1～2 s，观察心电图和动脉压，下列标准判断室颤成功：（1）心电图显示室颤波；（2）动脉压曲线近似一条直线，压力降至10～20 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）以下。

诱颤成功3 min后开始心肺复苏（CPR），呼气末给予300 J能量除颤，并立即胸外按压，连接PB760呼吸机控制呼吸，保持频率12～15次/min，PEEP 2 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa），触发灵敏度1 L/min，吸入氧体积分数30%，潮气量根据不同亚组分别设定为：低Vt组（B组）Vt为6 ml/kg；高Vt组（C组）Vt为20 ml/kg。同时给予肾上腺素、补液等循环支持，复苏至自主循环恢复（ROSC）。ROSC判断标准：（1）心电图显示有效心律（包括窦性心律、交界性心律及室性自主心律）；（2）收缩压＞60 mm Hg，且持续时间大于3 min；（3）可触及大动脉波动。复苏30 min无效者放弃复苏。对于ROSC后犬继续机械通气及心电监护6 h，并观察72 h内所有实验犬的存活情况。

1.4 标本采集及检测

1.4.1 动脉血气 分别于诱颤前、复苏开始时、复苏后2 h、复苏后6 h采集各组犬动脉血立即送检血气。

1.4.2 支气管灌洗液的收集及磷脂酰胆碱的检测 各组犬于72 h处死，参照Tsan等［3］的方法，用4 ℃生理盐水20 ml经支气管灌洗左肺，反复洗3次，用无菌管收集支气管灌洗液，取支气管灌洗液2 ml加入氯仿∶甲醇（v/v）=2∶1的混合液4 ml中，强力震荡1 min后常温下3000 r/ min离心10 min，取下液相加入1/4体积的甲醇∶水（v/v）=1∶1的混合液中，强力震荡1 min后常温3000 r/min离心10 min，吸取下液相液氮吹干，分析时用0.5 ml氯仿溶解，色谱条件参照王凤君等［4］的方法：Vencesil xBP Silica（5 μm，100 A，4.6 mm×250 mm）硅胶柱；流动相为乙腈∶甲醇∶85%磷酸（v/v）=100∶3∶1；进样量20 μl；洗脱速度1.5 ml/ min；紫外检测器；检测波长205 nm。根据峰值面积定量计算磷脂酰胆碱含量。

1.4.3 肺组织W/D比值计算 将右肺下叶置于烘烤过的玻片上称取湿质量，随后放入110 ℃恒温烤箱中烘烤48 h，称取干质量，计算W/D比值。

1.4.4 病理形态学观察 取右肺上叶，石蜡包埋，苏木素-伊红（HE）染色，光镜下观察，肺损伤程度采用Smith评分［5］及文献［6］介绍的方法依据肺间质水肿、肺泡水肿、肺泡出血、透明膜形成、炎性细胞浸润和肺不张、肺泡破裂等改变的等级进行分析，按程度的“无、轻、中、重”分别记为“0、1、2、3分”，然后累计总分。

1.5 统计学方法

实验数据采用SPSS 17.0软件进行统计处理。计量资料采用均数±标准差（x±s）表示。若方差齐，两样本率比较用四格表Fisher确切概率法，组间比较采用LSD-t检验；若方差不齐，采用秩转换的非参数分析，以P

2 结果

2.1 复苏情况

B组复苏成功率为6/8，72 h存活率为3/6；C组复苏成功率为5/8，72 h存活率为2/5，组间比较复苏成功率和72 h存活率差异均无统计学意义（P

2.2 血气分析

诱颤后实验组犬动脉pH、PaO2、HCO3-下降，PaCO2上升，与基础值比较差异具有统计学意义（P

2.3 各组磷脂酰胆碱比较

B、C两组支气管灌洗液中磷脂酰胆碱含量较A组减少，C组较B组减少更明显，组间比较差异有统计学意义（P

2.4 肺组织W/D比值

实验表明B组和C组肺组织W/D比值较A组增大（P

2.5 病理形态学结果

光镜下对照组肺泡结构完整，肺泡间隔未见增宽，无炎性细胞浸润，肺泡腔未见炎性细胞渗出（图1A、D）；C组可见肺泡破裂融合，肺泡腔内有红细胞、炎性细胞及其他渗出液，肺泡间隔水肿，增厚，有大量炎性细胞及红细胞渗出，毛细血管扩增，内皮结构模糊（图1B、E）；B组肺泡破裂融合少，渗出较少，肺泡间隔可有部分增厚，间质内可见少量红细胞、炎性细胞及纤维蛋白等渗出，毛细血管扩增不明显，损伤程度较C组轻（图1C、F）。肺组织病理形态学积分B、C组较A组升高，差异具有统计学意义（P

3 讨论

心搏骤停是临床常见死因，随着院前急救的优化及CPR技术水平的日益提高，复苏成功率明显上升，但部分患者虽恢复了自主循环，呼吸功能却迟迟不见好转。对此，一般认为是复苏后机体经历了全身性缺血-再灌注损伤，中枢性呼吸抑制及肺脏自身损伤等多方面因素造成的，但其病理生理机制及分子生物学改变尚不十分清楚。研究发现在肺缺血-再灌注后、急性呼吸窘迫综合征（ARDS）及VILI等病理情况下存在肺泡表面活性物质的减少和（或）功能改变［2，7-9］。心搏骤停-复苏后肺泡表面活性物质的变化报道较少。

肺泡表面活性物质是由肺泡Ⅱ型上皮细胞分泌的，其成分90%是脂类，主要是磷脂酰胆碱，10%是肺泡表面活性物质相关蛋白（SP），目前发现有SP-A、SP-B、SP-C和SP-D。肺泡表面活性物质具有降低肺泡表面张力，增加肺的顺应性，维持大小肺泡容积的相对稳定，防止肺不张和防止肺水肿等重要功能。

本实验发现CPR后B组及C组支气管灌洗液中磷脂酰胆碱含量明显减少，与Erasmus等［10］在肺移植中的得出的结论一致。在肺脏缺血-再灌注损伤中，由于血管内皮细胞通透性增加，各种炎症因子进入肺泡，肺泡Ⅱ型上皮细胞的结构和功能发生了明显的变化，进一步使肺泡表面活性物质的分泌异常，导致肺顺应性下降，影响呼吸功能［11］。心搏骤停-复苏后机体全身及肺脏本身再灌注损伤产生的多种炎症因子聚集在肺内［12］，可能与肺泡表面活性物质改变有关。

复苏后呼吸支持的最佳手段是机械通气，通过对复苏犬的动脉血气观察发现室颤后犬呈明显的低氧血症及混合型酸中毒，而低氧血症及高碳酸血症，经机械通气复苏后得到了明显的改善，不同潮气量通气组之间PaO2的比较差异无统计学意义，而高潮气量组PaCO2在复苏后2 h开始明显下降，HCO3-在6 h时明显下降，并出现肺泡破裂融合，红细胞及炎性细胞渗出等病理变化。研究发现机械通气时高气道压和高容量容易发生VILI，表现为肺组织过度牵拉，致使气血屏障破坏，炎症细胞浸润，肺泡表面活性物质减少，肺泡表面张力的增加，肺顺应性下降［1，13-14］。文献［15］报道高潮气量通气会产生严重渗透性肺水肿，导致肺泡壁增厚，最终影响气体交换。亦可影响复苏存活率［16］。此外，在机械通气时添加外源性肺泡表面活性物质可明显降低肺损伤的发生［17］。虽然笔者观察到B组与C组之间复苏成功率和72 h存活率差异无统计学意义，可能是本实验样本数量及观察时间不足。但本实验证实复苏后C组较B组肺泡表面活性物质含量减少明显，出现更明显的肺损伤改变及W/D比值升高。

基于本实验结果，笔者推测低潮气量机械通气通过减少心搏骤停-复苏后肺泡表面活性物质丢失，减轻复苏后肺损伤，可作为复苏及复苏后一种保护性通气策略。

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（收稿日期：2012-07-25）

DOI：10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2013.01.006

基金项目：江西省卫生厅科技计划项目（20081023）

作者单位：330006 南昌，南昌大学第一附属医院急诊科

通信作者：黄亮，Email：

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