研究背景窒息性心脏骤停(Cardiac arrest, CA)可见于溺水、麻醉意外和中毒等。因窒息发展至CA的过程相对缓慢而渐进,长时间缺氧后,机体全身代谢性酸中毒、心脑肺等重要器官的损害发展至高峰,故窒息性CA的复苏成功率相对较低。不同原因的CA复苏效果不尽相同,为了提高窒息性CA的复苏成功率,对其病理生理的深入研究必不可少。观察从窒息性CA开始到CPR前实验动物的心电图改变,有助于了解在窒息性CA过程中动物心电变化的类型和时程,对后续心肺复苏(Cardiopulmonary resuscitation, CPR)策略及复苏药物的选用有重要指导意义;正确应用血管收缩类药物是提高自主循环恢复(Return of spontaneous circulation, ROSC)率的一个关键,单用肾上腺素和血管加压素在不同动物的窒息性CA模型中显示出不同的复苏疗效,两者对窒息性CA复苏疗效的比较目前尚无定论。在幼年家猪VF模型中,联合肾上腺素和加压素显示出显著优于单用药物的复苏效果,那么在窒息性CA中联合药物是否也可产生较单用药物更好的复苏疗效,从而成为CPR新的药物策略?值得验证。CA可引起机体最严重的应激反应,大量神经内分泌因子参与了该过程,并与复苏成功率密切相关。在人类心源性猝死及动物VF模型中,促肾上腺皮质激素(Adrenocorticotropic hormone, ACTH)、皮质醇和血管紧张素Ⅱ(Angiotensin II, AngⅡ)等应激激素的浓度高低与CA的ROSC率呈正相关,但在窒息性CA中,上述激素如何变化、对复苏预后产生何种影响、以及血管收缩类药物的应用对应激激素的影响如何等问题在窒息性CA和CPR的研究中均无明确的结论。本研究分三部份,分别比较三种不同实验动物在窒息性CA诱导过程中心电变化的异同;比较联合用药与单用肾上腺素或加压素对于窒息性CA复苏效果的异同;比较不同的复苏药物在CPR过程中对ACTH、皮质醇和AngⅡ等应激激素的影响,旨在探索窒息性CA的心电生理变化、适宜的复苏药物策略及应激激素与复苏疗效的关系。第一部分窒息性心脏骤停心电变化特点目的:通过建立大鼠、家兔和成年家猪等窒息性CA模型,观察窒息CA中不同种属动物心电变化特点。方法:选取30只SD大鼠、30只家兔和20头成年家猪,采用夹闭气管插管法制备窒息性CA模型,达CA标准后5min开始CPR,CPR后3min予肾上腺素0.045mg/kg静脉注射,5min后重复一次。记录循环停止发生时间(TCA)、自主循环恢复时间(TROSC)和ROSC率;记录各组动物在达到CA标准即刻和CPR前的心电节律类型,包括心室颤动(Ventricular fibrillation, VF)/无脉性室速(Pulseless ventricular tachycardia, Pulseless VT)、无脉性电活动(Pulseless electrical activity, PEA)和全心停搏。结果:3组动物的TCA、TROSC和ROSC率分别是:大鼠4.48±0.38min、2.44±0.98min和33.3%;家兔6±1 min、5.95±0.75min和30%;家猪13.14±2.7 min、16.14±1.2min和15%。各组动物不同时点的心电节律类型:CA即刻:大鼠组中29只表现为PEA,余下1只为VF;家兔组中29只表现为PEA,余下1只为VF;家猪组中12头表现为PEA,4头为VF和4头为全心停搏。CPR前:大鼠组中6只PEA和24只全心停搏;家兔组中25只PEA和5只全心停搏;家猪组中13只VF、3头PEA和4头全心停搏。大鼠组全心停搏的发生率显著高于家兔和家猪组(P<0.05);家兔组PEA的发生率显著高于大鼠和家猪两组,(P<0.05));而家猪组VF的发生率高于大鼠和家兔组。结论:不同种属的动物在窒息性CA中呈现不同的心电节律。达到CA标准即刻,大鼠、家兔和成年家猪的心电节律以PEA为主,随着CA状态的延长,3组动物的心电节律发生明显变化,家猪大部分转变为VF,大鼠绝大多数转变为全心停搏,而家兔仍主要表现为PEA。第二部分联合肾上腺素和加压素在成年家猪窒息性心脏骤停模型中的疗效观察目的:通过建立成年家猪窒息性CA模型,观察联合肾上腺素和血管加压素对窒息性CA的复苏疗效,是否与单用药物存在差别。方法:选用24头雄性成年家猪,通过夹闭气管插管法制备窒息性CA模型,达CA标准后5min开始常规CPR,CPR3min后将家猪随机分成3组,每组8头动物,分别静脉注射肾上腺素0.045mg/kg(肾上腺素组)、加压素0.4U/kg(加压素组)和肾上腺素0.045mg/kg+加压素0.4U/kg(联合用药组),5min后重复注药。记录三组家猪的TCA、TROSC和ROSC%。记录基线状态、CPR2min、注药后90s、注药后5min及ROSC后30min等时点的平均动脉压(Mean artery pressure,MAP)、冠脉灌注压(Coronary perfusion pressure,CPP)、血气分析和呼气末二氧化碳分压( Pressure of end-tidal Carbon dioxide,PETCO2)。结果: 3组家猪的TCA、TROSC和ROSC%分别是:肾上腺素组为16.24±2.31 min、17.14min和12.5%,1头家猪复苏成功;加压素组为15.75±1.45min、16.89min和12.5%,1头家猪复苏成功;联合用药组为16.98±2.05min、13.56±2.14min和100%,8头家猪复苏成功。联合用药组在注射药物后MAP和PaO2显著高于CPR2min时,而PaCO2则显著低于CPR2min时;联合用药组在注射药物后90sec和5min的MAP及PaO2均显著高于同时点的肾上腺素组(P<0.05)和加压素组(P<0.05),而PaCO2则显著低于同时点的肾上腺素组(P<0.05)和加压素组(P<0.05)。CPR过程中,3组动物的CPP和PETCO2在注药后均有所升高,注药后90sec达到峰值。联合用药组最高,重复注药后能保持两者高值,直至复苏成功。虽然加压素组的CPP和PETCO2在注药后高于肾上腺素组,但重复注药后无法维持上述指标在高值,随后逐渐下降。肾上腺素组在复苏全程上述指标均处于低值。结论:对于成年家猪窒息性CA模型,联合肾上腺素和加压素显著提高CA动物ROSC率,明显改善复苏过程中通气/血流比值,缓解高碳酸血症,复苏疗效显著优于单用药物。第三部分窒息性心脏骤停复苏疗效与应激激素变化的关系目的:通过建立成年家猪窒息性CA模型,观察联合用药、单用肾上腺素和单用加压素对应激激素ACTH、皮质醇和AngⅡ在复苏过程中不同时点的影响。方法:采用24头雄性成年家猪,动物模型的制备和实验分组同第二部分。在基线状态、CPR2min、注药后90s、注药后5min及ROSC后30min等时点抽取3组动物右心房血液检测ACTH、皮质醇和AⅡ的血液浓度,并比较复苏成功动物和死亡动物在CPR过程中3种激素浓度的变化。皮质醇测定采用化学免疫发光分析法,ACTH测定采用免疫放射分析法,AngⅡ测定采用放射免疫分析法。结果:3组动物的TCA、TROSC和ROSC率见第二部分。3组动物在CPR过程中各时间点ACTH、皮质醇和AngⅡ的浓度变化:ACTH:3组动物在CPR2min后ACTH的血浆浓度与窒息前相比无显著性差异。联合用药组和单用加压素组在注射首剂药物后,ACTH浓度迅速升高,90sec后显著高于CPR2min(P<0.05)。联合用药组在注射首剂药物后5min, ACTH浓度有所下降,但重复注药后激素浓度回升,并且从第二次注射药物后至ROSC后30min,激素浓度保持在高值,无明显变化。加压素组在注射首剂药物后90sec, ACTH的血浆浓度达到峰值,随后下降,重复注药后激素浓度无回升。肾上腺素组在注射药物后ACTH的血浆浓度逐渐降低。联合用药组在注射首剂药物后的各检测时点,ACTH的血浆浓度显著大于加压素组(P<0.05)和肾上腺素组(P<0.05),加压素组在注射首剂药物后90sec,ACTH浓度显著大于肾上腺素组(P=0.027),肾上腺素组的激素浓度最低。皮质醇:3组家猪在CPR2min皮质醇的浓度显著低于窒息前状态(P<0.05)。联合用药组和加压素组在注射首剂药物后皮质醇浓度迅速升高,90sec后显著大于CPR2min(P<0.05)。联合用药组在注射首剂药物后5min,皮质醇浓度有所下降,但重复注药后激素浓度回升,并且从第二次注射药物后至ROSC后30min,激素浓度均保持在高值。加压素组在注射首剂药物后90sec,皮质醇浓度达到峰值,随后下降,重复注药后激素浓度无回升。肾上腺素组注射药物后,皮质醇血浆浓度与CPR2min时比较无明显差异,重复注射药物并没有提升皮质醇血浆浓度。联合用药组在注射首剂药物后的各检测时点,皮质醇的血浆浓度显著大于加压素组(P<0.05)和肾上腺素组(P<0.05),加压素组在注射首剂药物后90sec,ACTH浓度显著大于肾上腺素组(P=0.018),但此后与肾上腺素组相比激素浓度无显著差异。AngⅡ:3组家猪CPR2min的AngⅡ血浆浓度比窒息前状态略有升高,但无统计学意义。3组家猪在注射首剂药物后AngⅡ浓度迅速升高,90sec后显著大于CPR2min(P<0.05)。重复注射药物后联合用药组激素浓度逐渐升高,单用药物组则逐渐下降。联合药物组在注射药物后各时间点测定的激素浓度值均显著大于加压素组(P<0.05)和肾上腺素组(P<0.05);肾上腺素组自二次注射药物后90sec起,激素浓度显著大于加压素组(P<0.05)。复苏成功动物组的ACTH、皮质醇和AngⅡ在CPR过程中给药后各检测时点的浓度,均显著高于复苏失败动物组(P<0.01)。结论:窒息性CA复苏过程中ACTH、皮质醇和AngⅡ血浆浓度的高低与动物ROSC率相关,上述3种激素浓度越高,ROSC率越高。在复苏过程中,联合用药组注射药物后各时点ACTH、皮质醇和AngⅡ的浓度均显著高于单用药物组。显著提高复苏过程中应激激素的分泌可能是联合用药在窒息性CA中获得良好复苏疗效的机制之一。