休克再灌注期间肠粘膜pH及肠粘膜与动脉血二氧化碳分压差的变化
夏中元 胡岚 郑利民
摘 要 目的：探讨低血容量性休克及再灌注时肠粘膜pH(pHi)及肠粘膜与动脉血二氧化碳分压(PCO2)差(Pi-aCO2)的变化及意义。方法：采用兔低血容量性休克及再灌注模型，通过Tonometry张力计测定并计算休克前(S0)、休克1小时(S1)及再灌注1小时(REP1)、2小时(REP2)乙状结肠pHi及Pi-aCO2，同时监测血流动力学及氧指标，并依据chiu法观察REP2时肠粘膜病理改变分级。结果：S1、REP1及REP23个时点乙状结肠pHi显著低于对照组和S0，而Pi-aCO2明显高于对照组和S0(P均<0.01)，且REP1、REP2与S1时pHi及Pi-aCO2无差异。REP2时肠粘膜损伤(肠上皮坏死脱落)为Ⅱ～Ⅲ级并与pHi正相关。与乙状结肠pHi及Pi-aCO2变化不同，再灌注期间全身氧指标和血流动力学基本恢复至休克前水平。结论：休克缺血及再灌注时肠道持续低灌注及氧合障碍，pHi及Pi-aCO2是反映该状态特异灵敏的指标。
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关键词：休克，低血容量性 损伤，缺血再灌注 肠粘膜 氢离子浓度 二氧化碳分压
研究表明，肠胃粘膜pH(pHi)及肠粘膜与动脉血二氧化碳分压(PCO2)差(Pi-aCO2)既反映肠道血液灌注，又能反映肠道氧合状态[1，2]。我们采用低血容量性休克缺血再灌注模型，研究乙状结肠pHi及Pi-aCO2的动态变化，探讨肠道在缺血再灌注期间血液灌注及氧合的变化规律及意义。
1 材料与方法
1.1 实验动物及分组：家兔15只，雌雄不拘，体重2.0～2.5 kg，随机分为实验组(10只)及对照组(5只)。
1.2 实验方法：兔术前禁食12小时，自由饮水。3%戊巴比妥(30 mg/kg)静脉麻醉后静滴平衡盐液(6～8 ml.kg-1.h-1)。气管切开插管，接动物呼吸机(DH140B)，频率28次/min，调整潮气量(VT)使呼气末二氧化碳分压(PETCO2)维持在4.7 kPa(1 kPa=7.5 mmHg)。分离右侧股动、静脉并分别置管，连接多道生理监测仪(Lifescope9)监测平均动脉压(MAP)、中心静脉压(CVP)，常规肝素化。将无创张力计(Tonometry)置入乙状结肠内，于不同时点套囊内注入2.5 ml生理盐水，1小时后通过血气分析仪(AVL995)测定盐水中PCO2。参照Lamson法自股动脉放血，平均放血量为总血量45%，使MAP降至5.3 kPa，维持1小时后回输所放血液及等量平衡盐液。再灌注2小时后取距回盲部6 cm处肠组织做光镜标本，根据chiu法肠粘膜损伤评分对其分级。对照组除不放血及回输，余均同实验组。
, 百拇医药
1.3 观察指标：乙状结肠pHi及Pi-aCO2、肠粘膜病理检验、MAP及CVP、全身性氧指标[动脉氧分压(PaO2)、血氧饱和度(SaO2)、血细胞比容(Hct)及血红蛋白(Hb)]。pHi按HendersonHasselbach公式计算。观察时点为休克前(S0)、休克1小时(S1)、再灌注1小时(REP1)及再灌注2小时(REP2)。
1.4 统计学方法：计量资料以均数±标准差(x±s)表示，采用方差分析及t检验。计数等级资料采用秩和检验并作等级相关分析。
2 结 果
2.1 乙状结肠pHi及Pi-aCO2变化见表1：S1时乙状结肠pHi显著下降，而Pi-aCO2明显升高，与对照组及S0比较差异均非常显著(P均<0.01)；REP1、REP2时乙状结肠pHi低于而Pi-aCO2高于对照组及S0(P均<0.01)，且与S1比较无差异(P均>0.05)。
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表1 休克动物缺血再灌注时乙状结肠pHi及Pi-aCO2的变化(x±s)
指标
组别
S0
S1
REP1
REP2
pHi
对照组
7.314±0.060
7.313±0.060
, 百拇医药
7.318±0.054
7.320±0.061
实验组
7.312±0.062
6.861±0.140△△★★
6.876±0.157△△★★
6.920±0.155△△★★
Pi-aCO2
对照组
6.9±3.4
, 百拇医药
7.0±3.2
6.9±2.9
6.9±3.0
实验组
6.5±3.1
28.5±3.2△△★★
26.1±6.1△△★★
25.7±4.7△△★★
注：与对照组比较：△△P<0.01；与S0比较：★★P<0.012.2 形态学改变：REP2时肠固有膜水肿，多数粘膜上皮坏死脱落损伤为Ⅱ～Ⅲ级，其损伤程度较对照组有显著性差异(P<0.05)，且与pHi正相关(r=0.831，P<0.05)。
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2.3 全身性氧指标及血流动力学：再灌注期间PaO2、SaO2、Hct及Hb均恢复至休克前水平。除REP1时MAP[(9.1±0.9)kPa]低于S0[(10.1±0.8)kPa]外，再灌注期间MAP、CVP及HR与休克前差异均无统计学意义。
3 讨 论
早期监测肠道缺血及再灌注损伤并及时治疗对危重疾病发生、发展，特别是多器官功能不全综合征(MODS)尤其重要[3]。研究表明，肠道是休克及复苏时血液灌注减少发生最早、最严重且恢复最迟的器官，而占心输出量15%～20%的肠胃血流量绝大部分供应其代谢最活跃的粘膜层，加之肠粘膜绒毛血管发夹状结构及逆流交换机制，使肠粘膜层最易受缺血、再灌注等病理因素的影响，其细胞产生大量乳酸并在缓冲过程中形成大量CO2，缺血或微循环障碍时CO2不能经静脉从粘膜中运出，粘膜中的CO2迅速升高，因而，肠道灌注减少的早期pHi即明显下降[1]，Pi-aCO2显著升高[2]，且客观地反映了粘膜层氧合状态。Tonometry张力计测定的肠粘膜PCO2同直接法测定的结果完全一致[4]，表明无创张力计法是评估肠道血液灌注及氧合状态的灵敏、特异的适用方法。
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本研究显示，休克缺血时乙状结肠pHi显著降低而Pi-aCO2明显升高，反映了休克时肠道严重灌注不足，此阶段肠pHi与全身氧指标及血流动力学变化一致。本实验结果进一步表明复苏时再灌注期间肠道持续低灌注及氧合障碍，表明再灌注时肠道虽部分恢复灌注，但大量自由基直接影响及肿瘤坏死因子(TNF)、白介素和磷脂酶A2(PLA2)等炎性介质激活与释放对损伤的促进和放大作用[5]，加重肠组织微循环和细胞代谢异常并导致组织氧摄取和利用障碍，pHi持续低水平而Pi-aCO2持续高水平。再灌注时肠pHi低水平及与病理检验相关性提示，休克再灌注期间肠粘膜出现结构和功能损害进行性加重现象，肠道低灌注及氧合障碍可能是其它脏器损伤的始动因素。复苏再灌注时pHi持续降低亦与复苏灌注量相对不足有关[6]。
Sunil等[7]研究表明，肠血流量变化不能反映肠微循环变化。本结果显示复苏再灌注阶段，当全身血流动力学及氧指标恢复正常后，肠pHi持续低水平而Pi-aCO2持续增大，表明全身血流动力学及氧指标既不能真实反映内脏特别是肠血流变化 ，更不能提示肠微循环及氧合状态。与全身血流动力学及氧指标比较，肠pHi及Pi-aCO2是反映肠道灌注及氧合的较好指标，值得重视。
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本文曾在第7届中日临床麻醉国际学术交流会上宣读。
作者简介：夏中元(1965-)，男(汉族)，湖北省人，硕士，主治医师。
作者单位：夏中元(湖北医科大学附属第一医院麻醉科，湖北 武汉 430060)
胡 岚(湖北医科大学附属第一医院麻醉科，湖北 武汉 430060)
郑利民(湖北医科大学附属第一医院麻醉科，湖北 武汉 430060)
参考文献
[1]Salzman A L,Fine J H,Rao Ping,et al.Intraluminal “ballonless” air tonometry:a new method for determination of gastrointestinal mucosal carbondioxide tension.Cri Care Med,1994,22:126-130.
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[2]Wan Chunting,Max H W,Shijie S.Gastric intramucosal PCO2 as monitor of perfusion failure during hemorrhagic and annaphylactic shock.J Appl Physiol,1994,76:572-575.
[3]Border J R.Multiple systems organ failure.Ann Surg,1992,216:111-118.
[4]Antonsson J B,Boyle C C,Wang Hai.Validetion of tonometric measurement of gut intramucosal pH during endotoxemia and mesentric occlusion in pigs.Ann J Physiol,1990,259:G159.
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[5]Jiang Junxiou,Bahrami S,Guenther L.Kinetics of endotoxin and TNF appearance in portal and systemic circulation after hemorrhagic shock in rats.Ann Surg,1995,221(1):100-106.
[6]Gomer C D.pHi guided resuscitation preliminary report.Intensive Care Med,1996,21(Suppl):104-107.
[7]Sunil K,Jemny B,John B.Effect of cardiopulmonary bypass on gut flow oxygen utilization and intramucosal pH.Ann Thorac Surg,1994,57:1193-1199., 百拇医药
摘 要 目的：探讨低血容量性休克及再灌注时肠粘膜pH(pHi)及肠粘膜与动脉血二氧化碳分压(PCO2)差(Pi-aCO2)的变化及意义。方法：采用兔低血容量性休克及再灌注模型，通过Tonometry张力计测定并计算休克前(S0)、休克1小时(S1)及再灌注1小时(REP1)、2小时(REP2)乙状结肠pHi及Pi-aCO2，同时监测血流动力学及氧指标，并依据chiu法观察REP2时肠粘膜病理改变分级。结果：S1、REP1及REP23个时点乙状结肠pHi显著低于对照组和S0，而Pi-aCO2明显高于对照组和S0(P均<0.01)，且REP1、REP2与S1时pHi及Pi-aCO2无差异。REP2时肠粘膜损伤(肠上皮坏死脱落)为Ⅱ～Ⅲ级并与pHi正相关。与乙状结肠pHi及Pi-aCO2变化不同，再灌注期间全身氧指标和血流动力学基本恢复至休克前水平。结论：休克缺血及再灌注时肠道持续低灌注及氧合障碍，pHi及Pi-aCO2是反映该状态特异灵敏的指标。
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关键词：休克，低血容量性 损伤，缺血再灌注 肠粘膜 氢离子浓度 二氧化碳分压
研究表明，肠胃粘膜pH(pHi)及肠粘膜与动脉血二氧化碳分压(PCO2)差(Pi-aCO2)既反映肠道血液灌注，又能反映肠道氧合状态[1，2]。我们采用低血容量性休克缺血再灌注模型，研究乙状结肠pHi及Pi-aCO2的动态变化，探讨肠道在缺血再灌注期间血液灌注及氧合的变化规律及意义。
1 材料与方法
1.1 实验动物及分组：家兔15只，雌雄不拘，体重2.0～2.5 kg，随机分为实验组(10只)及对照组(5只)。
1.2 实验方法：兔术前禁食12小时，自由饮水。3%戊巴比妥(30 mg/kg)静脉麻醉后静滴平衡盐液(6～8 ml.kg-1.h-1)。气管切开插管，接动物呼吸机(DH140B)，频率28次/min，调整潮气量(VT)使呼气末二氧化碳分压(PETCO2)维持在4.7 kPa(1 kPa=7.5 mmHg)。分离右侧股动、静脉并分别置管，连接多道生理监测仪(Lifescope9)监测平均动脉压(MAP)、中心静脉压(CVP)，常规肝素化。将无创张力计(Tonometry)置入乙状结肠内，于不同时点套囊内注入2.5 ml生理盐水，1小时后通过血气分析仪(AVL995)测定盐水中PCO2。参照Lamson法自股动脉放血，平均放血量为总血量45%，使MAP降至5.3 kPa，维持1小时后回输所放血液及等量平衡盐液。再灌注2小时后取距回盲部6 cm处肠组织做光镜标本，根据chiu法肠粘膜损伤评分对其分级。对照组除不放血及回输，余均同实验组。
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1.3 观察指标：乙状结肠pHi及Pi-aCO2、肠粘膜病理检验、MAP及CVP、全身性氧指标[动脉氧分压(PaO2)、血氧饱和度(SaO2)、血细胞比容(Hct)及血红蛋白(Hb)]。pHi按HendersonHasselbach公式计算。观察时点为休克前(S0)、休克1小时(S1)、再灌注1小时(REP1)及再灌注2小时(REP2)。
1.4 统计学方法：计量资料以均数±标准差(x±s)表示，采用方差分析及t检验。计数等级资料采用秩和检验并作等级相关分析。
2 结 果
2.1 乙状结肠pHi及Pi-aCO2变化见表1：S1时乙状结肠pHi显著下降，而Pi-aCO2明显升高，与对照组及S0比较差异均非常显著(P均<0.01)；REP1、REP2时乙状结肠pHi低于而Pi-aCO2高于对照组及S0(P均<0.01)，且与S1比较无差异(P均>0.05)。
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表1 休克动物缺血再灌注时乙状结肠pHi及Pi-aCO2的变化(x±s)
指标
组别
S0
S1
REP1
REP2
pHi
对照组
7.314±0.060
7.313±0.060
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7.318±0.054
7.320±0.061
实验组
7.312±0.062
6.861±0.140△△★★
6.876±0.157△△★★
6.920±0.155△△★★
Pi-aCO2
对照组
6.9±3.4
, 百拇医药
7.0±3.2
6.9±2.9
6.9±3.0
实验组
6.5±3.1
28.5±3.2△△★★
26.1±6.1△△★★
25.7±4.7△△★★
注：与对照组比较：△△P<0.01；与S0比较：★★P<0.012.2 形态学改变：REP2时肠固有膜水肿，多数粘膜上皮坏死脱落损伤为Ⅱ～Ⅲ级，其损伤程度较对照组有显著性差异(P<0.05)，且与pHi正相关(r=0.831，P<0.05)。
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2.3 全身性氧指标及血流动力学：再灌注期间PaO2、SaO2、Hct及Hb均恢复至休克前水平。除REP1时MAP[(9.1±0.9)kPa]低于S0[(10.1±0.8)kPa]外，再灌注期间MAP、CVP及HR与休克前差异均无统计学意义。
3 讨 论
早期监测肠道缺血及再灌注损伤并及时治疗对危重疾病发生、发展，特别是多器官功能不全综合征(MODS)尤其重要[3]。研究表明，肠道是休克及复苏时血液灌注减少发生最早、最严重且恢复最迟的器官，而占心输出量15%～20%的肠胃血流量绝大部分供应其代谢最活跃的粘膜层，加之肠粘膜绒毛血管发夹状结构及逆流交换机制，使肠粘膜层最易受缺血、再灌注等病理因素的影响，其细胞产生大量乳酸并在缓冲过程中形成大量CO2，缺血或微循环障碍时CO2不能经静脉从粘膜中运出，粘膜中的CO2迅速升高，因而，肠道灌注减少的早期pHi即明显下降[1]，Pi-aCO2显著升高[2]，且客观地反映了粘膜层氧合状态。Tonometry张力计测定的肠粘膜PCO2同直接法测定的结果完全一致[4]，表明无创张力计法是评估肠道血液灌注及氧合状态的灵敏、特异的适用方法。
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本研究显示，休克缺血时乙状结肠pHi显著降低而Pi-aCO2明显升高，反映了休克时肠道严重灌注不足，此阶段肠pHi与全身氧指标及血流动力学变化一致。本实验结果进一步表明复苏时再灌注期间肠道持续低灌注及氧合障碍，表明再灌注时肠道虽部分恢复灌注，但大量自由基直接影响及肿瘤坏死因子(TNF)、白介素和磷脂酶A2(PLA2)等炎性介质激活与释放对损伤的促进和放大作用[5]，加重肠组织微循环和细胞代谢异常并导致组织氧摄取和利用障碍，pHi持续低水平而Pi-aCO2持续高水平。再灌注时肠pHi低水平及与病理检验相关性提示，休克再灌注期间肠粘膜出现结构和功能损害进行性加重现象，肠道低灌注及氧合障碍可能是其它脏器损伤的始动因素。复苏再灌注时pHi持续降低亦与复苏灌注量相对不足有关[6]。
Sunil等[7]研究表明，肠血流量变化不能反映肠微循环变化。本结果显示复苏再灌注阶段，当全身血流动力学及氧指标恢复正常后，肠pHi持续低水平而Pi-aCO2持续增大，表明全身血流动力学及氧指标既不能真实反映内脏特别是肠血流变化 ，更不能提示肠微循环及氧合状态。与全身血流动力学及氧指标比较，肠pHi及Pi-aCO2是反映肠道灌注及氧合的较好指标，值得重视。
, http://www.100md.com
本文曾在第7届中日临床麻醉国际学术交流会上宣读。
作者简介：夏中元(1965-)，男(汉族)，湖北省人，硕士，主治医师。
作者单位：夏中元(湖北医科大学附属第一医院麻醉科，湖北 武汉 430060)
胡 岚(湖北医科大学附属第一医院麻醉科，湖北 武汉 430060)
郑利民(湖北医科大学附属第一医院麻醉科，湖北 武汉 430060)
参考文献
[1]Salzman A L,Fine J H,Rao Ping,et al.Intraluminal “ballonless” air tonometry:a new method for determination of gastrointestinal mucosal carbondioxide tension.Cri Care Med,1994,22:126-130.
, http://www.100md.com
[2]Wan Chunting,Max H W,Shijie S.Gastric intramucosal PCO2 as monitor of perfusion failure during hemorrhagic and annaphylactic shock.J Appl Physiol,1994,76:572-575.
[3]Border J R.Multiple systems organ failure.Ann Surg,1992,216:111-118.
[4]Antonsson J B,Boyle C C,Wang Hai.Validetion of tonometric measurement of gut intramucosal pH during endotoxemia and mesentric occlusion in pigs.Ann J Physiol,1990,259:G159.
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[5]Jiang Junxiou,Bahrami S,Guenther L.Kinetics of endotoxin and TNF appearance in portal and systemic circulation after hemorrhagic shock in rats.Ann Surg,1995,221(1):100-106.
[6]Gomer C D.pHi guided resuscitation preliminary report.Intensive Care Med,1996,21(Suppl):104-107.
[7]Sunil K,Jemny B,John B.Effect of cardiopulmonary bypass on gut flow oxygen utilization and intramucosal pH.Ann Thorac Surg,1994,57:1193-1199., 百拇医药