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目的:心脏骤停(cardiac arrest,CA)的病死率极高,即便进行了有效的心肺复苏,恢复了自主循环(return of spontaneous circulation,ROSC),仍有部分患者死亡或并发永久性的神经系统损伤。亚低温(mild induced hypothermia,MIH)被推荐用于治疗CA后的神经系统损伤,研究表明MIH可从多个方面发挥脑保护作用,其中改善CA后异常脑代谢是主要机制之一,然而,MIH的确切保护机制尚未完全阐明,评价MIH用于CA后的各种临床试验仍存在偏倚,得出的结论也不尽相同,因此,目前就MIH的作用尚无确定性的结论。本实验中我们模拟临床情形,在ROSC后即刻给予MIH治疗,目的是研究MIH对猪心肺复苏后脑脊液脑代谢生化指标的影响并评价对CA后继发发热控制的意义,从而为优化CA后的MIH治疗提供依据。
方法:32只健康雄性五指山小型猪(28±3kg)随机分为2组:对照组与低温组各16只,建立CA室颤模型,CA后8min,给予标准心肺复苏,在复苏成功、自主循环恢复后(resumption of spontaneous circulation,ROSC),低温组立即给予血管内降温,MIH治疗方法按指南推荐进行(温度设为33℃-34℃,低温治疗持续12h),对照组在ROSC后不进行体温干预。持续监测核心体温,在ROSC后1h、6h、12h、24h、72h留取脑脊液检测谷氨酸、甘油、丙酮酸、乳酸、葡萄糖含量,并计算乳酸与丙酮酸的比值、乳酸与葡萄糖的比值,同时测量脑脊液压力;分别抽取动脉血、颈内静脉血进行血气分析,动态观察动脉血、颈内静脉血液中乳酸含量和乳酸清除率的变化,以及颈内静脉血氧饱和度的变化情况;统计对比两组动物在ROSC后1h、6h、12h、24h、48h、72h的生存数,在ROSC24h、ROSC48h、ROSC72h对猪进行神经功能缺损评分(neurological deficit score,NDS)。观察两组动物在ROSC后不同时间点血流动力学的变化情况;在ROSC72h后取动物脑部大脑顶叶组织行病理切片HE染色。
结果:
1,ROSC72h低温组的生存率为71%(10/14),:ROSC72h常温组的生存率为33%(5/15),两组生存率有显著差异(P＜0.05)。常温组ROSC24h、ROSC48h、ROSC72h的NDS评分的中位数分别为215(163-235),135(95-180),95(75-118),低温组ROSC后在相应时间点的NDS评分的中位数分别为125(99-145),83(59-105),40(20-63),两组NDS评分在ROSC24h、ROSC48h、ROSC72h存在显著差异,低温组明显低于对照组(P＜0.01,P＜0.05,P＜0.01)。常温组脑组织病理表现为广泛的神经元损伤,低温组神经元损伤范围散在、程度较轻。常温组在ROSC后逐渐发热,并维持至实验结束;低温治疗组的核心温度在ROSC3～4h达到目标温度33.0℃,复温后的ROSC72h与对照组相比无显著差异,两组在ROSC72h均存在发热。
2,两组脑脊液中谷氨酸水平在ROSC后均较基础值逐渐升高并延续至实验结束;除了在ROSC1h和ROSC72h,在其他各检测时间点低温组的谷氨酸水平均明显低于对照组;并且对照组的谷氨酸峰值在ROSC24h(123.43±17.27μmol/L),而低温组谷氨酸的峰值出现在ROSC72h(33.70±12.68μmol/L)。两组脑脊液中的甘油水平在ROSC后均逐渐升高,随后逐渐降低,在ROSC12h与24h,低温组与常温组分别降至基线水平。在对照组,甘油水平在ROSC1h、6h、12h较基础值明显升高。在低温组,甘油水平仅在ROSC1h、6h明显高于基础值,并且在ROSC6h、12h低温组的甘油水平明显低于对照组。两组动物脑脊液中的乳酸水平在ROSC后的各检测时间点与基础值相比均显著升高。低温组的乳酸水平在ROSC1h明显低于对照组。对照组的乳酸峰值出现在ROSC1h,而低温组的峰值在ROSC6h。对照组的乳酸/丙酮酸比值在ROSC1h明显升高,与基础值相比存在显著差异,而低温组的乳酸/丙酮酸比值在ROSC后的各检测时间点与基础值相比无统计学差异,始终维持在基线水平,并在ROSC1h明显低于对照组。对照组脑脊液丙酮酸在ROSC6h、12h、24h水平明显高于基础值,低温组则在ROSC12h、24h明显高于基础值,并且,在ROSC12h、24h低温组丙酮酸水平明显低于对照组。低温组脑脊液中葡萄糖水平在ROSC1h、6h、12h明显高于对照组,但两组动物脑脊液中葡萄糖水平均始终维持在基线水平;在对照组,脑脊液乳酸/葡萄糖比值在ROSC1h、6h、12h、24h均较基础值明显升高,在低温组,脑脊液乳酸/葡萄糖比值仅在ROSC1h、6h明显高于基础值,并且在ROSC1h、6h、12h、24h低温组的乳酸/葡萄糖比值显著低于对照组。
3,两组动脉乳酸水平在ROSC1h并OROSC6h后均明显高于基础值,在ROSC1h和ROSC6h低温组的乳酸水平明显低于对照组。两组的颈内静脉乳酸水平在ROSC1h均明显高于基础值;对照组颈内静脉乳酸水平在ROSC6h仍然高于基础值,而在低温组颈内静脉乳酸水平在ROSC6h则已恢复至基线水平。与对照组相比,低温组动脉乳酸清除率在ROSC1h和ROSC6h时明显改善;低温组颈内静脉乳酸清除率在ROSC1h、ROSC6h和ROSC12h时明显高于对照组。对照组颈内静脉氧饱和度在ROSC后各检测时间点与基础相比无显著差异;低温组颈内静脉氧饱和度在ROSC后6h、12h和ROSC24h明显高于基础值;并且,低温组颈内静脉氧饱和度在ROSC后6h、12h和ROSC24h明显高于对照组。
4,两组的颅内压在ROSC后1h、6h、12h均明显高于基础值,在ROSC24h时降至正常水平;低温组的颅内压在ROSC后1h、6h、12h均低于对照组。两组的脑灌注压在ROSC后1h、6h、12h均明显降低、低于基线水平,在ROSC24h时升至正常水平;低温组的脑灌注压在ROSC后6h明显高于对照组。
结论:
1,心脏骤停心肺复苏后给予MIH治疗可提高生存率,改善神经功能损伤。
2,在ROSC后即刻给予MIH治疗可延缓和减轻异常脑代谢,如脑脊液中谷氨酸和乳酸的异常升高。
3,低温治疗改善了ROSC后的动脉血和颈内静脉血乳酸清除率,间接反映可改善脑灌注;低温治疗短暂减轻了心脏骤停心肺复苏后的颅内压升高,并可提高脑灌注压。
4,在ROSC后尽快诱导低温,延长低温治疗时间或控制低温治疗后的发热可能会增加MIH的保护作用。