中山大学：氢气对猪心脏骤停复苏后心功能的保护作用

主要参考论文见图

通信作者：蒋龙元，广州中山大学孙逸仙纪念医院急诊医学科

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亲民简单的说法：就是先把猪弄死，然后救活，观察救活后呼吸氢气对动物死后心脏恢复是否更理想。各种研究结果综合提示，使用氢气的效果不错。这个实验提示，心脏停跳后患者心肺复苏后呼吸氢气活过来的几率大，留下后遗症的严重性和可能性小。当然猪虽然和人很接近，研究结果很可能与人的情况类似，但猪不是人，不能简单推测。不过日本有类似的临床研究，结果提示人也可能效果一样好。
 

 

目的:探究氢气对长时程心脏骤停家猪复苏后脑损伤的保护作用。方法:健康雄性家猪电诱发室颤并维持10分钟后开始心肺复苏。动物恢复自主循环后随机分成两组:对照组动物恢复自主循环后全程使用空气进行机械通气;氢气组动物恢复自主循环后使用含2%氢气与21%氧气的混合气体进行通气,至复苏2小时改普通空气通气。动物复苏后持续监测心率、血压等血流动力学参数6 h,分别在复苏0.5 h、2 h、4 h、6 h检测血清神经损伤标志物神经元特异性烯醇化酶NSE、星形胶质原性蛋白S100B的浓度。观察和评估动物复苏后24 h、48 h、72 h、以及96 h的神经功能缺损评分及生存结局。结果:氢气吸入组动物复苏后血清神经损伤标志物NSE、S100B的浓度较对照组更低,动物的生存时间以及24 h、48 h、72 h、96 h 神经功能缺损评分评分均明显好于对照组。结论:复苏后氢气吸入可以改善长时程心脏骤停家猪复苏后的脑功能和生存结局。
 

心脏骤停是目前全球范围内引起死亡的主要原因之一。尽管救治策略在不断改进，但心脏骤停患者的总体出院存活率仍不到10%。心肺复苏术(CPR)后心功能障碍是患者的主要死亡原因之一。
 

分子氢作为一种新型的抗氧化剂，其对多种疾病改善的有效性不断得到证实。Hayashida等和Wang等先后指出，心肺复苏术后氢气吸入能有效的改善心脏骤停大鼠的心功能及生存结局。然而，大鼠模型在解剖生理特征以及病理生理机制等方面与人体存在较大的差异。现实生活中，急救人员通常至少需8分钟才能赶赴院外心肺复苏术患者救治现场，而上述两项研究中采用的大鼠模型心肺复苏术时程仅为5分钟。氢气若要作为一种新的心肺复苏后改善方法应用于临床，其安全性和有效性仍需在更多的长时程、大动物心脏骤停模型上进行验证。本实验通过右心致颤法建立10分钟心脏骤停家猪模型，探讨氢气对心肺复苏后动物心功能的保护作用。
 

实验方法描述：
 

(一)实验动物建模方法
 

手术置管：(1)动物予肌注氯胺酮20mg/kg进行诱导麻醉(氯胺酮规格为0.1g∶2mL，家猪体重按35kg计算，预计需氯胺酮700mg，肌注前将药品使用生理水稀释至30mL备用)，建立耳缘静脉通道后，静脉注射戊巴比妥钠30mg/kg进行全身麻醉(使用前将3g戊巴比妥钠加入100mL等渗盐水进行溶解，配置成30g/L戊巴比妥钠溶液备用)，此后以戊巴比妥钠8mg·kg-1·h-1维持麻醉。(2)静脉全身麻醉后，经口气管插管并行机械通气，取定容模式，设置潮气量为10mL/kg、吸入氧浓度为21%，调整呼吸频率12～20次/min，以维持呼吸末二氧化碳分压在35～40mmHg水平。通过双上肢与左下肢心电电极，行常规导联心电图持续监测。(3)手术分离右股动脉，置入SwanGanz导管用于主动脉血压监测以及动脉血标本采集;暴露右股静脉，置入SwanGanz导管用于监测右心房压、核心体温，以及静脉血标本采集;此外，尚充当脉搏指示连续心排血量监测静脉导管用于经肺热稀释法心输出量的测定。(4)分离左股动脉，置入PiCCO动脉导管;同时分离右颈外静脉，用于右心室致颤电极的置入。
 

模型制备：(1)诱导心室颤动(简称“室颤”)前，采集动物的基础数据。经右心电极予2mA交流电诱导室颤：以心电图呈室颤波形、平均动脉压下降至<30mmHg、搏动波形消失，为室颤诱导成功标志，同时中断呼吸机通气。(2)维持无处理室颤状态10分钟后，按照30∶2按压通气比进行人工复苏。使用Link复苏人工按压质量反馈仪监测按压质量，以保证按压深度为5～6cm、按压频率100～120次/分钟，所有模型动物在复苏过程中均予100%纯氧通气。(3)复苏2分钟时经中心静脉导管注射肾上腺素(原液)20μg/kg，若经上述抢救无恢复自主

循环，则其后每4min复苏追加给予肾上腺素静脉注射一次;复苏6分钟时若仍呈室颤心律，则进行除颤，自主循环恢复则之后每2分钟复苏追加进行一次除颤。
 

动物分组：20只动物诱导室颤10min并成功复苏18只，将其按随机数字法分为对照组和氢气组，每组9只。对照组动物无恢复自主循环后，全程使用普通空气行机械通气(FiO2=21%);氢气组动物无恢复自主循环后，使用含2%氢气的混合气体
(H2：O2：N2=2%：21%：77%)进行通气，至复苏后2h为普通空气通气。
 

最核心指标，看生存率吧：当然死亡的原因很多，心脏是其中比较关键的，另外脑损伤也十分重要。

两组家猪心肺复苏后96小时生存分析
 

本研究结果显示，长时程心脏骤停家猪经心肺复苏后心功能明显受损，表现为心功能指标±dp/dtmax、心指数下降以及心肌损伤血清标志物浓度的升高。而氢气改善组动物的±dp/dtmax、CI下降和损伤标志物浓度升高幅度更小，说明氢气可能对复苏后心功能具有直接保护作用。本研究结果还显示，氢气吸入的动物在复苏后心率和平均动脉压的变化上与对照组间的差异无统计学意义，说明氢气对复苏后动物的心脏节律和外周血压调节等影响不大，氢气吸入改善可能并非通过相关机制来发挥其心脏保护作用。