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目的:
采用大鼠窒息致心搏骤停(CA)和心肺复苏(CPR)模型,观察大鼠CPR后心肌、脑组织的能量变化,Na+-K+-ATPase和Ca2+-Mg2+-ATPase活性,及光镜下病理变化,并用外源性磷酸肌酸(CP,或PCr)进行干预,研究大鼠CPR后心、脑的损伤机制及磷酸肌酸的保护作用。
方法:
成年雄性Sprague-Dau1ey(SD)大鼠160只,随机为假手术对照组(A组)、常规复苏组(B组)、小剂量CP组(C组)、大剂量CP组(D组),各组分别按0.5h、3h、6h、12h、24h时间点分为5个亚组(n=8)。B、C、D组采用窒息法建立大鼠心跳骤停(CA)和心肺复苏(CPR)模型。C组于自主循环恢复(ROSC)后给CP0.5g/kg,D组于ROSC后给CP1.0g/kg。A组仅施行麻醉、气管切开、血管穿刺等操作,不窒息及复苏。各组于相应时间点取材心肌与脑大脑额叶标本。采用高效液相色谱法(HPLC)测定大鼠心肌、大脑皮层三磷酸腺苷酸(ATP)、二磷酸腺苷酸(ADP)、一磷酸腺苷酸(AMP)含量,根据公式计算总腺苷酸库(TAN)、腺苷酸能荷(EC),以吸光度法测定心肌、大脑皮层Na+-K+-ATPase和Ca2+-Mg2+-ATPase活性,光镜下观察心肌和大脑皮层的组织病理改变。应用SPSS16.0软件包进行数据统计,多组比较采用方差分析。
结果:
1.心肌能量变化:
与A组比较,B、C组ATP含量各时间点均明显降低(P<0.01),D组ATP含量于ROSC后0.5h、3h、6h、12h明显降低(P<0.01);与B组比较,C、D组ATP含量于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01);与C组比较,D组ATP含量于ROSC后12h、24h明显升高(P<0.01)。
与A组比较,B组AMP含量各时间点均明显升高(P<0.01),C、D组0.5h、3h明显升高(P<0.01);与B组比较,C、D组AMP含量于6h、12h、24h均明显降低(P<0.05或P<0.01)。各组AMP含量时间趋势:与0.5h比较,B组于ROSC后24h明显升高(P<0.01),C、D组于ROSC后6h、12h、24h明显降低(P<0.05或P<0.01)。
与A组比较,B、C组TAN各时间点均明显降低(P<0.01),D组TAN于ROSC后0.5h、3h、6h、12h明显降低(P<0.05或P<0.01);与B组比较,C、D组TAN于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01);与C组比较,D组TAN于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01)。
与A组比较,B、C组EC各时间点均明显降低(P<0.01或P<0.05),C组EC于ROSC后0.5h、3h、6h、12h明显降低(P<0.01或P<0.05);与B组比较,C、D组EC于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01);与C组比较,D组EC于ROSC后24h明显升高(P<0.05)。
与A组比较,B、C组Na+-K+-ATPase活性各时间点均明显降低(P<0.01),D组Na+-K+-ATPase活性于ROSC后0.5h、3h、6h、12h明显降低(P<0.01);与B组比较,C、D组Na+-K+-ATPase活性于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01):与C组比较,D组Na+-K+-ATPase活性子ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01)。
与A组比较,B、C组Ca2+-Mg2+-ATPase活性各时间点均明显降低(P<0.01),D组Ca2+-Mg2+-ATPase活性子ROSC后0.5h、3h、6h、12h明显降低(P<0.01);与B组比较,C、D组Ca2+-Mg2+-ATPase活性于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01);与C组比较,D组Ca2+-Mg2+-ATPase活性于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01)。
2.大脑皮层能量变化:
与A组比较,B、C组ATP含量各时间点均明显降低(P<0.01),D组ATP含量于ROSC后0.5h、3h、6h、12h明显升高(P<0.01);与B组比较,C、D组ATP含量于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01);与C组比较,D组ATP含量子ROSC后24h明显升高(P<0.01)。
与A组比较,B组AMP含量各时间点均明显升高(P<0.01),C、D组0.5h、3h明显升高(P<0.01);与B组比较,C、D组AMP含量于6h、12h、24h均明显降低(P<0.05或P<0.01)。
与A组比较,B、C组TAN于ROSC后各时间点均明显降低(P<0.01),D组TAN于ROSC后0.5h、3h、6h、12h明显降低(P<0.01);与B组比较,C组TAN于ROSC后12h、24h明显升高(P<0.01),D组TAN于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.01);与C组比较,D组TAN于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01)。
与A组比较,B、C组各时间点EC均明显降低(P<0.05或P<0.01),D组EC于ROSC后0.5h、3h、6h、12h明显降低(P<0.05或P<0.01);与B组比较,C、D组EC于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.01)。
与A组比较,B、C组Na+-K+-ATPase活性各时间点均明显降低(P<0.01),D组Na+-K+-ATPase活性于ROSC后0.5h、3h、6h、12h明显降低(P<0.01);与B组比较,c、D组Na+-K+-ATPase活性于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01):与C组比较,D组Na+-K+-ATPase活性于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01)。
与A组比较,B、C组Ca2+-Mg2+-ATPase活性各时间点均明显降低(P<0.01),D组Ca2+-Mg2+-ATPase活性于ROSC后0.5h、3h、6h、12h明显降低(P<0.01):与B组比较,C、D组Ca2+-Mg2+-ATPase活性于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01);与C组比较,D组Ca2+-Mg2+-ATPase活性于ROSC后6h、12h、24h明显升高(P<0.05或P<0.01)。
3.心肌、大脑皮层病理改变:
B组大鼠心肌、大脑皮层病理变化严重,C、D组病理改变明显减轻。
结论:
1.大鼠心肺复苏早期心肌、大脑皮层能量代谢障碍明显,病理损伤严重。
2.应用外源性磷酸肌酸可以减轻复苏后心肌、大脑皮层能量代谢障碍和病理损伤。
3.改善细胞供能可能是外源性磷酸肌酸对复苏后心、脑保护作用的重要机制,该作用可能具有一定的量-效关系。