犬冲击伤复合高速破片伤时内皮素的变化及其意义

　　作者：严家川，杨志焕，蒋晓江，董蕻，李晓炎，冯刚 (第三军医大学大坪医院野战外科研究所，重庆 400042)

　　摘要: 目的 探讨犬高速破片伤对冲击伤伤情的影响。方法 成年杂种狗21只，依据冲击波和高速破片的物理参数，分别复制中度冲击伤、肢体高速破片伤、中度冲击伤复合高速破片伤，观察伤后肺动脉压、致伤后24小时肺形态学、肺含水率和肺体指数，同时测定血浆和肺组织内皮素含量。结果 致伤后犬肺动脉压升高，血浆和肺组织ET含量升高。高速破片可加重中度冲击伤，其效应主要发生在肺脏，伤情可加重1个等级。结论 肢体高速破片伤对中度肺冲击伤具有加重作用，其机制与致伤后血浆和肺组织ET含量升高有关。

　　关键词:冲击伤;破片伤;复合伤;内皮素

　　Changes of endothelin after blast combined fragment injuries and its significance in dogs

　　YAN Jiachuan,YANG Zhihuan,JIANG Xiajiang,et al.

　　(Research Institute of Field Surgery，Daping hospital,Third Military Medical University,Chongqing 400042,China)

　　Abstract: Objective To explore the effects of high velocity fragment on the severity of blast injuries.MethodsAccording to the physical parameters of shock waves and high velocity fragment,models of moderate blast injury,high velocity fragment injury and moderate blast injury combined high velocity fragment injury were established in 21dogs respectively.Pulmonary arterial pressure,morphological change of lung,rate of lung water and lung body weight index were observed after injury.The levels of endothelin(ET) of plasma and lung tissues were detected after injury.ResultsThe pulmonary arterial pressure was increased after injuries.The levels of ET of plasma and lung tissues were both increased after injuries.The high velocity fragment aggravated the injuries caused by moderate blast,the lung was its target organ,and the injury became worse by one grade.Conclusion The high velocity fragment can aggravate the injuries caused by moderate blast.The mechanism involves the increased levels of ET of plasma and lung tissues after injuries.

　　Key words:blast injury;fragment injury;combined injury;ET

　　高速破片伤对肺冲击伤具有加重效应,除高速投射物压力波作用外,一些细胞因子在其中也起一定的作用[1，2]。内皮素(Endothelin，ET)是一类血管活性肽，是体内最强的血管收缩物质之一，在急慢性缺氧、休克等许多病理情况下具有重要意义[3，4]。冲击伤复合高速破片伤时ET的变化特点及其意义未见文献报道。本实验观测比较犬单纯冲击伤、单纯高速破片伤和冲击伤复合高速破片伤后血浆和肺组织ET含量变化，以期阐明伤后犬ET变化的特点和意义。

　　材料与方法

　　1 实验动物及分组

　　成年杂种犬28只随机分为如下4组：正常对照组(Ⅰ组)、中度冲击伤组(Ⅱ组)、高速破片伤组(Ⅲ组)、中度冲击伤复合高速破片伤组(Ⅳ组)，每组均为7只。犬实验前禁食过夜，1.5%戊巴比妥钠静脉注射麻醉，Sp5107型漂浮导管经左侧颈外静脉插入肺动脉，测定肺动脉压。

　　2 致伤方法

　　Ⅰ组：不致伤，仅作为肺体指数、肺含水率、肺组织ET测定的对照。Ⅱ组：采用BSTI型生物激波管致伤。动物右侧朝向爆心，冲击波超压峰值为(307±19)kPa，正压作用时间为(56±4)ms。Ⅲ组：采用1枚质量为0.48g的三角形破片，用7.62mm 53式滑膛枪发射，射击部位为犬左股部肌肉丰满处，避开股骨、股动脉、股静脉。撞击速度为1018～1059m/s，Ⅳ组：动物经BSTI型生物激波管致伤后立即行高速破片致伤，致伤条件不变。

　　3 观察指标

　　3.1 形态学观察 动物致伤后24小时解剖，大体观察肺、心脏及腹腔脏器，然后取肺组织按光镜、电镜的要求固定、染色，进行光镜观察、电镜观察。

　　3.2 肺含水率(RLW)、肺体指数(LBI)

　　RLW=全肺湿重(g)-全肺干重(g) 全肺湿重(g)×100%

　　LBI=全肺湿重(g) 体重(g)×100%

　　3.3 血浆和肺组织ET测定 样本制备：(1)血浆：分别于伤前、伤后1、2、4、6、8、12、24小时股动脉取血2ml,注入含10%EDTA二钠30μl和抑肽酶40μl的试管中,混匀,4℃ 3000r/min离心10分钟分离血浆,-70℃保存备测。(2)肺组织：取肺组织约100g，加入1ml 1N HCl研磨，100°C水浴10分钟，4°C 3000r/min离心10分钟，取上清-70°C保存备测。(3)样本ET测定：采用解放军总医院东亚免疫技术研究所ET放免试剂盒进行测定。严格按ET放免测定试剂盒说明书加液程序操作,在SN 682型放射免疫γ 计数仪上测定沉淀cpm数,根据有关参数,计算出标准曲线及样品浓度。

　　4 肺损伤伤情病理判断标准

　　轻度：出血大多如黄豆大，水肿为轻度;中度：出血大多如蚕豆大，中度水肿;重度：出血大多如手表大，水肿也较重，或肺有裂口;极重度：出血大多为大片状，水肿很严重，或肺有多处裂口。

　　5 数据统计处理

　　本实验所有数据资料均以均数士标准差(±s)表示，采用Microsoft Excell 5.0 统计处理程序，组间比较用 student's test进行统计学分析。P≤0.05差异显著，P≤0.01 差异非常显著。

　　结果

　　1 伤道

　　Ⅲ组、Ⅳ组均为贯通伤，伤道走行与出入口线基本一致。

　　2 腹腔脏器

　　3组实验动物均未见明显变化。

　　3 胸腔脏器

　　肺脏：(1)Ⅱ组：肺出血多为斑点或斑块状，个别呈小片状出血，有时可见“肋间压痕”，常伴有水肿 ;(2)Ⅲ组：仅有3例动物出现局部点状出血;(3)Ⅳ组：肺出血大多呈斑块状、小片状或大片状出血，常伴有明显水肿 ，有的肺叶呈“肝样变”。3组中，肺损伤以Ⅳ组最为严重(见表1)。心脏：3组实验动物中有少数动物出现心内膜下出血，呈针尖样或索条状，主要位于二尖瓣腱索附着处，其次为乳头肌处。病变主要发生在左心室，右心室少见。3组中，Ⅳ组出血发生率稍高(见表1)。

　　4 光镜观察

　　Ⅱ组：肺泡腔及间质内出血、水肿、炎性细胞浸润、肺泡结构破坏，并可见支气管腔内出血、水肿液，个别出现支气管上皮细胞脱落;Ⅲ组：未见明显肺组织结构破坏，仅少数动物肺泡腔内可见水肿液，有炎细胞浸润;Ⅳ组：除可见Ⅱ组的病理改变外，炎性细胞浸润较Ⅱ组明显，肺泡间隔增宽，支气管内膜剥脱。

　　5 电镜观察

　　肺毛细血管内白细胞、红细胞聚集，毛细血管内皮细胞胞浆灶性变性肿胀，基底膜增厚，内皮部出现髓样体形成。Ⅰ型上皮细胞变性，坏死脱落;Ⅱ型上皮细胞脱落，表面绒毛减少。间质内水肿、出血及炎性细胞浸润。肺泡腔内有红细胞碎片。上述改变以Ⅳ组最为明显，Ⅱ组次之，而Ⅲ组则较轻。

　　6 肺含水率、肺体指数

　　致伤后24小时Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组RLW、LBI出现升高(见表2)。

　　7 肺动脉压

　　Ⅱ组：伤后5分钟、1小时有降低，随后开始升高，至伤后6、8、12、24小时明显高于伤前水平，相差显著;Ⅲ组：伤后5分钟、1小时略有降低，后逐渐恢复，伤后2小时恢复至伤前水平，差异不显著;Ⅳ组：伤后5分钟较伤前明显降低，但从伤后2小时开始升高，到伤后4小时已明显高于伤前水平，两者相比相差显著，到伤后24小时仍明显高于伤前水平(见表3)。

　　8 血浆和肺组织ET含量变化

　　致伤后各组血浆ET含量均出现变化,其中以Ⅱ组和Ⅳ组为明显(见表4)。致伤后24小时各组肺组织ET含量升高，其中以Ⅱ组和Ⅳ组为明显(见表5)。

　　表1 各组肺、心脏损伤程度和发生率(略)

　　损伤程度从左至右分别表示无伤/轻度伤/中度伤/重度伤。

　　表2 肺含水率、肺体指数(略)

　　与Ⅰ组相比差异显著：★P<0.05，与Ⅰ组相比差异非常显著：★★P<0.01;与Ⅱ组相比差异显著：▲P<0.05，与Ⅱ组相比差异非常显著：▲▲P<0.01;与Ⅲ组相比差异显著：●P<0.05，与Ⅲ组相比差异非常显著：●●P<0.01

　　表3 伤后肺动脉压变化(略)

　　与伤前相比差异显著：★P<0.05，与伤前相比差异非常显著：★★P<0.01;与Ⅱ组相比差异显著：▲P<0.05，与Ⅱ组相比差异非常显著：▲▲P<0.01：与Ⅲ组相比差异显著：●P<0.05，与Ⅲ组相比差异非常显著：●●P<0.01

　　表4 致伤后血浆ET含量(略)

　　与伤前相比差异显著：★P<0.05，与伤前相比差异非常显著：★★P<0.01;与Ⅱ组相比差异显著：▲P<0.05，与Ⅱ组相比差异非常显著：▲▲P<0.01：与Ⅲ组相比差异显著：●P<0.05，与Ⅲ组相比差异非常显著：●●P<0.01

　　表5 伤后24小时肺组织ET含量(略)

　　与伤前相比差异显著：★P<0.05，与伤前相比差异非常显著：★★P<0.01;与Ⅱ组相比差异显著：▲P<0.05，与Ⅱ组相比差异非常显著：▲▲P<0.01：与Ⅲ组相比差异显著：●P<0.05，与Ⅲ组相比差异非常显著：●●P<0.01

　　讨论

　　冲击波可引起多个组织和器官损伤,含气组织对冲击波致伤更为敏感,其中肺是冲击波致伤的靶器官,肺损伤是冲击伤导致早期死亡的主要原因[5]。本实验动物在冲击波致伤后均有肺损伤,再次证实了肺是冲击波作用最敏感的器官。通过病理观察、伤情判断，证实单侧肢体高速破片致伤时对中度冲击伤具有加重作用，加重效应主要发生在肺。

　　内皮素是迄今所知人体内最强的缩血管物质之一,它通过与其分布在血管平滑肌上的特异性受体结合,直接引起血管平滑肌收缩甚至痉挛[3，6]，而肺是机体内皮素合成、代谢及作用的重要靶器官[7]。细胞因子可刺激ET分泌增加[8]。肺动脉和肺静脉内皮细胞、平滑肌细胞和肺泡上皮细胞都富含内皮素受体，在内皮素的作用下，肺动脉收缩使肺动脉压增高[9，10]。内皮素还通过与磷脂酶A2激活、细胞内Ca2+动员、或致非电压依赖性Ca2+通道的开放，导致细胞外Ca2+内流、K+通道开放和膜超极化，以及内皮素的血管效应导致肺水肿[11]。冲击伤、冲击伤复合破片伤后血浆及肺组织中ET含量升高，通过内皮素受体发挥其作用，肺血管收缩导致肺动脉压升高，同时加重已有的肺出血、肺水肿。内皮素对肺血管的收缩作用有剂量依赖性[12]，复合伤组ET含量明显高于其它组，因而其肺动脉压和肺损伤程度重于其它组。单纯破片伤组血浆和肺组织ET含量变化不明显，因此破片伤组肺动脉压变化和肺部病变不明显。

　　冲击伤后肺毛细血管内皮细胞受损,渗出增加,肺组织对血浆ET清除能力下降及肺组织对ET释放增加,同时高速破片致伤时其产生的强压力波使不同部位的血管内皮细胞都受到了不同程度的机械力作用，在冲击波作用下已出现损害的肺血管内皮在压力波的作用下损害进一步加重，对ET的释放增加，血浆ET浓度增加，肺动脉压升高。

　　内皮素除本身的血管作用外，可增强去甲肾上腺素或肾上腺素能神经末梢的缩血管作用[13]。冲击伤和高速破片伤引起的剧烈的疼痛,刺激交感神经兴奋和儿茶酚胺增多,而升高的内皮素加强了儿茶酚胺的缩血管作用，加重肺损伤。

　　致伤后血浆和肺组织ET含量升高可能与以下原因有关：(1)肺组织严重水肿和出血;(2)细胞因子的作用;(3)高速破片致伤机体时的压力波和血液动力学紊乱刺激;(4)肺组织损伤后对内皮素的清除能力下降。

　　本研究结果表明,致伤后血浆ET浓度迅速升高，血管收缩作用加强,肺动脉压升高，加重了肺水肿和出血,使肺循环障碍进一步加重,而肺水肿和出血又可使ET的合成和释放增加,这种恶性循环使肺水肿和出血加重,加重了肺损伤。高速破片对冲击伤的加重机制与致伤后内皮素释放增加有关。

　　参考文献：

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