模拟舱室内肢体爆炸伤后肺损伤的特点及短暂全身低温对肺损伤程度的影响

　　作者：甯交琳，赖西南，莫立稳，梁杰，王丽丽 作者单位：第三军医大学大坪医院野战外科研究所六室，创伤、烧伤与复合伤国家重点实验室，重庆 400042

　　【摘要】目的 观察密闭舱室环境下，肢体爆炸伤后肺损伤的特点及全身短暂低温对肺损伤程度的影响。方法 24只雄性SD大鼠，随机分为对照组、单纯致伤组和短暂全身低温干预组。采用比色法测定肺组织丙二醛(MDA)含量，超氧化物岐化酶(SOD)和髓过氧化物酶(MPO)活性;肺湿重/干重代表总肺水含量;观察肺组织病理改变。结果 密闭环境中，肢体爆炸伤后肺组织发生出血、水肿，肺间隔断裂，炎症细胞浸润，肺组织MDA含量和MPO活性明显升高，SOD活性明显下降;短暂全身低温可减轻肺组织出血、水肿和炎症细胞的浸润，降低肺组织MDA含量和MPO活性，增加SOD活性。结论 密闭环境中，肢体爆炸伤后发生明显的肺冲击伤，氧化应激和炎症细胞浸润可进一步加重肺组织损伤，短暂全身低温可通过减轻氧化应激和炎症细胞浸润，减轻肺组织损伤。

　　【关键词】 低温 舱室 肢体损伤 爆炸伤 肺损伤

　　Effects of transient wholebody hypothermia on lung injury after limb explosive injury in closed cabin

　　NING Jiaolin,LAI Xinan,MO liwen,et al.

　　State Key Laboratory of Trauma,Burns and Combined Injury,Institute of Surgery Research,Department 6,Daping Hosptial，Third Military Medical University,Chongqing 400042，China

　　Abstract： Objective To study the characteristic of lung injury after explosive injuries of limb in closed canbin and effects of transient wholebody hypothermia on severity of lung injury.Methods Twentyfour healthy male SD rats were randomly divided into control group,simple explosive injury group and transient wholebody hypothermia group.Malondialdehyde(MDA)content,superoxide dismutase(SOD) and myeloperoxidase(MPO) activity of lung tissue were assayed with chromatometry.Lung water content was represented by lung wet weight/dry weight. Lung pathological changes were observed.Results Lung bleeding, oedema,inflammatory cell infiltration and breakage of lung alveoli were observed.MDA contents and MPO activity increased and SOD activity decreased significantly.Transient wholebody hypothermia could decrease MDA contents and MPO activity,increase SOD activity of lung tissue,mitigate lung bleeding,oedema and inflammatory cells infiltration.Conclusion Blast lung injury occurs after limb explosive injuries in closed cabin.Inflammatory cell infiltration and oxidative stress exacerbate lung injury.Therefore transient wholebody hypothermia can mitigate lung injury by inhibiting inflammatory cell infiltration and oxidative stress.

　　Key words:hypothermia;cabin;injury of limb;explosive injury;lung injury

　　既往研究表明低温可通过抑制肺脏炎症细胞因子的释放和氧化损伤等途径减轻肺继发损伤[1，2]，我们前期研究表明短暂(30分钟)全身低温可明显减轻开阔地肢体爆炸伤后肺继发损伤。在密闭舱室环境下发生的肢体爆炸伤既存在原发肺冲击伤，同时也存在肺继发损伤，短暂全身低温是否也可减轻肺继发损伤，目前尚不清楚。因此本研究采用密闭舱室内的大鼠肢体爆炸伤模型，观察密闭舱室内肢体爆炸伤后肺继发损伤特点以及短暂(30分钟)全身低温对肺损伤程度的影响，为密闭舱室肢体爆炸伤伤员的早期救治提供新的思路和理论依据。材料与方法

　　1 实验动物

　　健康雄性SD大鼠24只，体重(210±5)g(第三军医大学大坪医院动物中心提供)，随机分为3组，每组8只。实验前禁食12小时，自由饮水。

　　1.1 模型制作

　　3%戊巴比妥钠30mg/kg腹腔注射麻醉后，行右侧股动脉穿刺插管，监测平均动脉压;监测肛温。稳定30分钟后，以纸制胶布将柱形纸质点爆源(80mgDDNP)固定于左后肢内侧中下1/3处，置于小尺寸模拟装甲运兵车乘员舱室内B位和C位之间，引爆器引爆点爆源(图1)，造成左侧肢体毁损伤：股动脉、静脉断裂，粉碎性骨折，软组织严重损伤，干纱布包扎伤肢。

　　1.2 分组

　　单纯致伤组(E)：爆炸伤后观察6小时放血处死，未存活至6小时死亡的动物于濒死前收集标本。短暂全身低温干预组(H)：肢体炸伤后即刻，用酒精喷洒和冰水浴的方式在10分钟内将肛温降至(32.5±0.5)℃，维持30分钟后，在15分钟内将肛温升至降温前水平，并维持至致伤后6小时。对照组(C)：除不致伤外余同单纯致伤组。

　　2 标本检测

　　取左侧肺组织制作10%肺组织匀浆，总蛋白定量采用考马斯亮蓝法。比色法测定肺组织匀浆MDA含量、SOD和MPO活性(购自南京建成生物有限公司)。取右下叶肺组织称重(湿重,W)，置于80℃恒温烤箱内72小时后，称重(干重，D)，以W/D反映总肺水含量。肺组织石蜡切片HE染色观察肺组织损伤程度。

　　3 统计方法

　　各组数据均采用(±s)表示。采用SPSS13.0处理数据，多组间比较用方差分析，组间两两比较采用q检验。

　　结 果

　　1 动物大体情况

　　E组有3只动物死亡，死亡时间为致伤后4.5、5、5.5小时，C组和H组无动物死亡。E组大鼠损伤部位约出血2.5ml左右，H组大鼠损伤部位出血量无明显增加。

　　2 肺组织大体解剖

　　C组肺组织颜色淡红，无出血点、无肺水肿;E组肺表面可见较多点状出血，偶见小片状出血，水肿明显;H组肺组织表面也可见较多点状出血，偶见小片状出血，无大片出血，肺组织水肿。

　　3 肺组织病理切片

　　C组肺组织完整，无明显的出血和炎细胞浸润;E组肺泡和肺间隔内有较多红细胞，肺泡和肺间隔炎细胞浸润，肺间隔增厚，部分肺间隔断裂;H组肺出血和炎症细胞浸润程度轻于E组，也可见部分肺间隔断裂(图2)。

　　4 肺组织MDA含量(mmol/mg prot)

　　与C组比较，E组和H组肺组织MDA含量均明显升高，组间比较具有显著的统计学差异，炸伤后立即给予30分钟的全身低温干预可明显降低肺组织MDA含量(P<0.01，表1)。

　　5 肺组织SOD活性(U/mg prot)

　　与C组比较，E组肺组织SOD活性明显降低(P<0.01)，炸伤后给予30分钟的全身低温干预可明显增加SOD活性(P<0.05，表1)。

　　6 肺组织MPO活性(U/g prot)

　　与C组比较，E组肺组织MPO活性明显升高(P<0.05)，全身低温30分钟干预可明显降低MPO活性(P<0.05，表1)。

　　7 总肺水含量

　　与C组比较，E组和H组总肺水含量明显升高(P<0.01)，全身低温30分钟干预可明显减少总肺水含量(表1)。表1 肺组织MDA含量、SOD和MPO活性和总肺水含量(略)

　　讨 论

　　现代战争中战斗舱室是陆军的主要作战单元。战斗舱室主要是指具有装甲防护能力的坦克、装甲车辆、相对密闭的坚固工事等。由于装甲舱室和反装甲武器的特点，舱内人员肢体毁损伤和开放性骨折发生率高、约为开阔地伤员的3～4倍，肺脏原发冲击伤发生率高。其原因是相同当量的炸药在密闭环境中爆炸产生冲击波的强度高于开放环境，持续时间也更长[3]。

　　近年来发现，失控性全身炎症反应和氧化应激等导致肺损伤加重在肺冲击伤发展过程中具有重要作用。本研究中采用小当量纸质点爆源直接贴附于肢体，在小尺寸模拟装甲运兵车乘员舱室内引爆，造成肢体毁损伤的同时，爆炸冲击波对肺脏也产生一定程度的原发性冲击伤。MDA是脂质过氧化代谢的终产物之一，可间接反映氧化损伤的程度;SOD是内源性抗氧化物质，通过歧化作用清除自由基，从而减轻脂质过氧化反应，维持生物正常结构及功能，两者是目前公认的氧化和抗氧化的指标。MPO是反映中性粒细胞浸润的敏感指标，中性粒细胞浸润是造成肺继发损伤的重要原因之一。由此可见密闭环境中肢体爆炸伤，不仅可通过爆炸冲击波造成原发性肺冲击伤，还可通过激活氧化应激和中性粒细胞浸润等加重肺损伤[5]。

　　控制性低温可明显减轻休克、内毒素等引起的继发肺损伤[1，2]，但低温时间较长(>3小时)有导致出血增加的危险。有研究发现，短时间(2小时)低温的肺保护作用优于长时间(5小时)低温[6]。但进一步缩短低温的时间是否也有肺保护作用，目前尚不清楚。本研究发现在舱室内肢体爆炸伤后早期给予短暂(30分钟)全身低温干预后，短暂全身低温可减轻肺继发损伤，但对于肺脏原发冲击伤没有明显的改善作用。

　　低温最常见的并发症是出血。对于肺冲击伤，短暂全身低温不仅没有增加肺出血，相反有减轻肺出血的倾向，其机制尚不清楚。另外短暂全身低温也未明显增加伤肢局部的出血。由此可见，与长时间低温比较，短暂低温无明显的副作用。

　　【参考文献】

　　[1]吴长毅,曾因明,丁浩中.低温对大鼠急性肺损伤肺脂质过氧化的影响[J].江苏临床医学杂志，2002,6(5):404-407.

　　[2]Lim CM,Kim MS,Ahn JJ,et al.Hypothermia protects against endotoxininduced acute lung injury in rats[J].Intensive Care Med，2003,29(3)：453-459.

　　[3]Elsayed NM.Toxicology of blast overpressure[J].Toxicology,1997,121(1):1-15.

　　[4]Wightman JM,Gladish SL.Explosions and blast injuries[J].Ann Emerg Med,2001,37 (6):664-678.

　　[5]Elsayed NM,Armstrong KL,William MT,et al.Antioxidant loading reduces oxidative stress induced by highenergy impulse noise (blast) exposure[J].Toxicology，2000,155(1-3):91-99.

　　[6]Huang PS,Tang GJ,Chen CH,et al.Wholebody moderate hypothermia confers protection from wood smokeinduced acute lung injury in rats:the therapeutic window[J].Crit Care Med，2006,34(4):1160-1167.