背景与目的多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)是指两个或者两个以上的系统或器官功能不全或衰竭的全身性综合征,住院重症患者发生MODS后死亡率高。严重烫伤、烧烫伤MODS时,患者发生创伤后应激性高血糖现象以及不同程度的全身炎症反应,胰岛β细胞受到不同程度的功能损害,炎症细胞因子可以使胰岛β细胞凋亡,导致胰岛素分泌下降,血糖应激过度,也会进一步促进炎症反应的发展,稳定血糖浓度在适当范围对MODS的预后十分重要。丙酮酸是一种活性氧(ROS)清除剂也是体内糖酵解的中间产物,是三大营养物质代谢的核心纽带,丙酮酸钠是最常见的丙酮酸盐,在临床上的作用也越来越重要。丙酮酸钠可通过腹腔注射防治器官功能障碍和(或)衰竭,丙酮酸钠直接腹腔复苏(IR)可使受损胰腺组织血流量增加57%。氧化应激和炎症因子在诱导胰岛β细胞功能损害和发展中起到重要的作用,使用抗氧化剂可以显著改善症状。研究表明丙酮酸钠具有改善休克细胞糖代谢,增强机体抗氧化和碱化的特性,可在无氧或严重缺氧下保护组织和器官。与氯化钠相比,丙酮酸钠可以更好地作为复苏溶液,临床上在抗休克及大手术后最常使用的0.9%氯化钠在单一使用过量时易导致高氯性酸中毒,加剧酸碱平衡紊乱,新配制的丙酮酸钠水溶液具有接近生理水平的钠含量,并且渗透压也非常稳定。大量研究表明丙酮酸钠具有保护器官的功能,这些研究主要集中在丙酮酸钠对心肌细胞、神经细胞、红细胞等组织细胞功能的保护上,鲜有针对丙酮酸钠保护严重烫伤MODS小鼠胰岛β细胞功能的研究报道。本研究在成功建立严重烫伤MODS小鼠模型的基础上,实验组以丙酮酸钠作为干预措施,对照组使用生理盐水,在伤后不同时间点取血,分别检测血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、肌酐(CREA)、肌酸激酶MB型同工酶(CK-MB)、白介素-6(IL-6)、超氧化物歧化酶(SOD)、血糖(GLU)和胰岛素(Insulin)指标,依据HOMA-β公式和病理形态学来评价小鼠的胰岛β细胞功能情况,探讨丙酮酸钠对胰腺胰岛β细胞的保护功能,为临床通过改善胰岛β细胞功能调控糖代谢防治MODS提供实验参考依据和新思路。研究方法1.取6-8周龄无特殊病原体昆明小鼠140只。取其中120只小鼠随机分组,制作30%总体表面积(TBSA)Ⅲ度严重烫伤MODS小鼠模型:固定小鼠四肢,腹腔注射3.3%水合氯醛(10mL/kg)麻醉后背部30%体表面积剪毛置于90℃电恒温水箱中烫10秒,2小时后腹腔注射内毒素(1.0mg/mL,5.0mL/kg),生理盐水抗休克,分为MODS生理盐水对照组60只(伤后1d、3d、5d各个时间段每组20只)和MODS丙酮酸钠治疗组60只(伤后1d、3d、5d各个时间段每组20只),20只健康组小鼠不做烫伤处理。2.MODS生理盐水对照组方案:60只小鼠使用0.9%生理盐水腹腔注射1mL,再于烫伤后8小时腹腔注射0.9%生理盐水1mL。3.MODS丙酮酸钠治疗组方案:60只小鼠使用2.5%丙酮酸钠液腹腔注射1mL,再于烫伤后8小时腹腔注射2.5%丙酮酸钠液1mL。4.生理盐水对照组和丙酮酸钠治疗组分别于伤后1d、3d和5d各时间点禁食12小时后心脏取血;健康组小鼠适应性喂养三天禁食12小时后心脏取血,各组离心取出血清放置在超低温冰箱内-80℃保存,统一冻融使用全自动生化分析仪检测ALT、CREA、CK-MB、GLU和SOD含量;酶联免疫吸附实验检测IL-6和胰岛素水平;使用公式计算HOMA-β细胞功能指数=20×FINS/(FBG-3.5)。5.生理盐水对照组、丙酮酸钠治疗组和健康组小鼠心脏采血后于各时间点取腹部胰腺组织做HE染色病理切片分析。研究结果1.120只30%总体表面积(TBSA)Ⅲ度严重烫伤MODS小鼠伤后两组的死亡情况:60只生理盐水对照组小鼠各时间点1d、3d和5d的死亡率分别是35%、45%、50%;60只丙酮酸钠治疗组小鼠各时间点1d、3d和5d的死亡率分别是25%、30%、35%;20只健康组小鼠无意外死亡,组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。2.实验组制作30%总体表面积(TBSA)Ⅲ度严重烫伤MODS小鼠模型后,无论是丙酮酸钠治疗组还是生理盐水对照组小鼠都出现了颤栗,活动减少,萎靡不振,精神不佳等表现,与健康小鼠相比,实验组小鼠存活率明显下降,尤其是生理盐水对照组,丙酮酸钠治疗组比生理盐水对照组降低了严重烫伤MODS小鼠的死亡率。3.丙酮酸钠治疗组和生理盐水对照组肝功能,肾功能,心功能指标相比,丙酮酸钠治疗组小鼠伤后1d、3d、5d的血清ALT、Cr、CK-MB水平低于生理盐水对照组相同时间点(P<0.01)。4.丙酮酸钠治疗组与生理盐水对照组小鼠的炎症因子IL-6水平相比,丙酮酸钠治疗组伤后1d、3d、5d的IL-6水平低于生理盐水对照组相同时间点(P<0.01)。5.丙酮酸钠治疗组与生理盐水对照组两组SOD指标相比,丙酮酸钠治疗组1d的SOD水平与生理盐水对照组相同时间点无显著性差异(P>0.05),丙酮酸钠治疗组小鼠伤后3d、5d血SOD水平高于生理盐水对照组相同时间点(P<0.01)。6.丙酮酸钠治疗组伤后1d、3d、5d的HOMA-β细胞功能指数水平高于生理盐水对照组各时间点(P<0.01),比生理盐水对照组各时间点有改善。7.各组小鼠胰腺组织的HE染色结果:健康组小鼠的胰岛组织排列致密规则,细胞大小一致,细胞边界清晰;严重烫伤MODS小鼠生理盐水对照组1d、3d、5d的小鼠胰腺组织出现不同程度细胞轮廓不清晰且伴浸润炎症细胞,3d组比1d和5d组更严重;严重烫伤MODS丙酮酸钠治疗组各时间点较生理盐水对照组各时间点的胰腺组织形态均稍有改善。结论严重烫伤后MODS常会发生胰岛β细胞功能不全,出现创(烫)伤后高血糖及炎症反应,作为抗氧化和抗炎剂的丙酮酸钠,可能有助于对胰腺组织的保护作用,改善胰岛β细胞的功能。