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湿热复合创伤应激对兔生理指标的影响

来源:中华现代内科学杂志 作者:翟惠敏李亚洁陈光忠罗炳德廖小艳王惠珍 2005-10-6
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摘要: 【摘要】目的探讨高温、高湿创伤复合条件下生理指标的变化规律,为研究提高部队应对应激反应的能力提供实验依据。(2)常温创伤组置于同等环境。(3)湿热无创组置于仿真模拟气候舱,干球温度(38±1)℃,相对湿度(65±5)%环境2h。(4)湿热创伤组同时施加(2)、(3)两种条件2h。...


  【摘要】目的探讨高温、高湿创伤复合条件下生理指标的变化规律,为研究提高部队应对应激反应的能力提供实验依据。方法(1)常温对照组置于干球温度(24±1)℃、相对湿度(55±5)%环境2h;(2)常温创伤组置于同等环境;以350牛顿的力撞击致兔右后肢股骨中下段粉碎性骨折2h;(3)湿热无创组置于仿真模拟气候舱,干球温度(38±1)℃,相对湿度(65±5)%环境2h;(4)湿热创伤组同时施加(2)、(3)两种条件2h。各组以生理记录仪每10min记录一次直肠温度、平均动脉压、心率、呼吸频率。结果湿热应激可引起体温直线升高,心率、呼吸进行性加快、心律失常,MAP明显下降,与常温无创组和常温创伤组比较差异有显著性(P<0.05)。结论湿热应激对机体生理指标变化的影响超过创伤应激;急性应激反应30~90min是决定机体内环境是否可以维持稳态的关键时期,早期动态观察生理指标变化,对把握干预时机,提高机体对应激的适应能力有重要意义。

  关键词:湿热环境;高温环境;创伤应激生理

  Effect of moist heat and wound stress on physiological index of rabbits

  Zhai Huimin,Li Yajie,Chen Guangzhong,et al.

  Nursing Faculty,Nanfang Medical University,Guangzhou 510515.

  【Abstract】ObjectiveTo research stress response of wound stress rabbits in thermal and humid environment so as to provide for enhancing resistance and establishing evaluation system and grasping time of intervention to stress response in soldiers.MethodsThe experiment rabbits were divided into 4 groups. Each group was exposed to different conditions for 120 minutes:normal control group(Td 24℃±1℃,relative humidity 55%±5%),wound stress group(right crura smashing fracture,Td 24℃±1℃,relative humidity 55%±5%),heat stress group(Td 38℃±1℃,relative humidity 65%±5%),wound and heat stress group (Td 38℃±1℃,relative humidity 65%±5%,right crura smashing fracture).The rectal temperature,mean arterial pressure,heart rate and respiration frequency were recorded by the biological recorder every 10min.ResultsWhile exposed to thermal environment, the physiological response was different from normal temperature environment(P<0.05).Tr,HR and RF were higher,but MAP were lower.ConclusionThe physiological response to thermal stress is more serious than that of wound stress.Acute stress response during 30~90min is the moment of truth when maintaining internal environment balance.It would be useful to intervene in time and enhance adaptability to stress that physiological change are early and dynamically observed.

  Key wordshot humidthermaltraumastressphysiology 

  应激可引起机体多种生理、生化指标的变化,甚至造成机体代谢紊乱。多年来,人们对高温或创伤应激激素变化的研究已取得一定成果[1],但有关高温、高湿条件下创伤应激反应生理指标变化的研究尚未见报道。高温、高湿、创伤是减弱热区部队战斗力的重要因素,为探索高温、高湿创伤复合应激条件下机体生理指标的变化规律,笔者以兔为研究对象,观察了高温、高湿条件下创伤兔生理指标的变化,为提高部队应对应激的能力提供实验依据。
 
  1资料与方法

  1.1实验动物与分组24只健康雄性新西兰兔[2],体重(2.1±0.2)kg,由第一军医大学实验动物中心提供。将实验动物随机分为4组,分别为常温对照组、常温创伤组、湿热无创组、湿热创伤组,每组6只。

  1.2实验步骤实验前24h禁食。将实验动物称重后,用3%戊巴比妥钠1ml/kg由兔耳缘静脉缓慢推注麻醉,由颈外静脉进行静脉插管,以50u/ml肝素0.5ml封管。平静0.5h后,开始施加暴露条件。各组开始施加条件的时间均为下午14∶00。常温暴露条件:干球温度(24±1)℃,相对湿度(55±5)%,时间为2h;热暴露条件[2~4]:仿真模拟气候舱(由第一军医大学热带病研究所提供),干球温度(38±1)℃,相对湿度(65±5)%,时间为2h;创伤条件:用美国Bionix材料测试系统以350牛顿(N)的力撞击致兔右后肢股骨中下段粉碎性骨折,不予任何处理,观察时间为2h;湿热创伤组同时施加热暴露及创伤两种条件。

  1.3生理指标的观测由颈动脉插入动脉导管,妥善固定后,将动脉导管与PowerLab ADInstruments生理记录仪相连,动态监测血压;将三个针形电极分别插入兔前肢和右后肢皮下,监测心电图和心率;将八道生理记录仪的测温探头插入肛门约10cm,监测直肠温度;上述信号连续监测,每10min在计算机图像分析系统中记录一次。人工记录呼吸频率。

  1.4统计学方法数据处理实验数据以均数±标准差(±s)表示,采用SPSS 10.0统计软件进行统计学分析,各组间差异的显著性采用多因素重复测量数据的方差分析进行检验,差异的显著性水平为P<0.05。

  2结果

  2.1不同应激条件下兔直肠温度(Tr)的动态变化见图1。

  图1不同组别兔肛温的动态变化(略)

  图1显示:常温无创组和常温创伤组兔的直肠温度变化不明显,平均值分别为(37.64±0.26)℃、(37.34±0.26)℃,两组之间直肠温度比较差异无显著性(P>0.05);湿热无创组和湿热创伤组直肠温度的平均值分别为(40.96±0.30)℃、(41.07±0.26)℃,两组之间直肠温度比较差异无显著性(P>0.05),此两组从施加暴露条件开始至70min平均每10min直肠温度上升0.6℃,70min后上升幅度减缓,各时相的直肠温度与0min相比差异均有显著性(P<0.05),与常温暴露的两组兔直肠温度比较差异有非常显著性(P<0.001)。湿热暴露的兔有4只在施加暴露条件110~120min时死亡,死亡时直肠温度达(43.8±0.1)℃。

  2.2不同应激条件下兔平均动脉压(MAP)的动态变化见图2。

  图2不同组别兔MAP的动态变化(略)

  图2显示:在湿热和(或)创伤作用下,兔的MAP呈下降趋势,组间效应比较差异无显著性(P>0.05),但施加暴露条件110min和120min时湿热创伤组的MAP与常温无创组相比差异有显著性(P<0.05)。常温创伤组与湿热创伤组的MAP随时间变化差异有显著性(P值分别为0.044、0.001),常温创伤组从施加创伤条件后90min MAP下降明显,与本组0min、10min相比差异有显著性(P<0.05);湿热创伤组从施加条件后60min MAP下降明显,与本组0min、10min相比差异有显著性(P<0.05),施加条件后120min的MAP与其他各时相比较差异均有显著性(P<0.05);湿热暴露的兔有4只在施加暴露条件110~120min时死亡,死亡时MAP为(60±5)mmHg。

  2.3不同应激条件下兔心率(HR)的动态变化见图3。

  图3不同组别兔心率的动态变化(略)

  图3显示:常温无创组和常温创伤组兔的心率变化不明显,两组之间心率比较差异无显著性(P>0.05);湿热无创组和湿热创伤组之间心率比较差异无显著性(P>0.05),此两组从施加暴露条件开始心率进行性加快,各时相的心率与0min相比差异均有显著性(P<0.05),与常温暴露的两组兔心率比较差异有非常显著性(P<0.01)。

  2.4不同应激条件下兔呼吸频率(RF)的动态变化见图4。

  图4不同组别兔呼吸频率的动态变化(略)
  
  图4显示:常温无创组和常温创伤组兔的呼吸频率变化不明显,两组之间呼吸频率比较差异无显著性(P>0.05);湿热无创组和湿热创伤组之间呼吸频率比较差异无显著性(P>0.05),此两组从施加暴露条件开始呼吸频率进行性加快,施加暴露条件40min后各时相的呼吸频率与0min相比差异均有显著性(P<0.05),与常温暴露的两组兔呼吸频率比较差异有非常显著性(P<0.01)。

  3讨论

  应激是有害或过强刺激引起的机体非特异性反应,是机体处于不利的内、外环境下,为保持自身“稳态”而做出的一系列反应。应激反应可以激活两个主要生理轴或通路,即自主神经系统和下丘脑—垂体—肾上腺轴。不同应激原引起的应激状态以不同途径刺激交感肾上腺系统和下丘脑—垂体—肾上腺轴,在改变机体内环境上产生普遍效应,如基础代谢增加、腺体分泌增加等,由此提高机体对应激的适应[1]。若应激刺激过于剧烈或持久,则会产生不良后果,包括脏器损害、体内某些化学成分改变等。

  本实验观察到常温创伤组兔的直肠温度保持稳定,波动未超过0.3℃,心率有所加快、呼吸频率变化不明显。MAP在致伤后90min明显下降。湿热无创组和湿热创伤组直肠温度明显升高,心率、呼吸频率进行性,MAP从施加条件后60min明显下降,90~100min MAP低于90mmHg。

  上述结果表明,湿热应激对机体的生理损伤是相当明显的。机体在湿热环境中,外周血管扩张,由体内至体表的血流增加,以起到加速体热散发的目的[5]。由于兔体温变化十分灵敏,最易产生发热反应[6],暴露于湿热环境中,外环境的热量不断向体内输入,外周血管的扩张也无法使体温维持正常,直肠温度直线上升。另外,据文献报道[7],热暴露后,循环中内毒素浓度升高,不仅可以引起体温升高,而且可促进一些内源性致热物质的释放,加重了受热动物体温的升高。由于本实验中湿热应激对组织造成的损坏超过创伤应激,特别是脑缺氧,对脑组织直接或间接的损害,使下丘脑体温调节中枢功能紊乱,引起体温直线升高。

  体温的变化以及热损伤使交感肾上腺系统和下丘脑—垂体—肾上腺轴激活,儿茶酚胺、肾上腺皮质激素分泌增加,心率、呼吸加快[8]。儿茶酚胺的释放可以使血压升高、外周血管扩张,糖皮质激素的释放对维持正常血压起着一定作用。但由于热损伤造成血管活性肠肽等血管活性介质的释放以及NT的异常分泌,使血管舒缩功能发生改变,出现血压降低等一系列血流动力学变化;外周血管的扩张以及体液的蒸发,使血容量减少,也是引起血压下降的一个因素;心脏为了保证机体有效的血容量,在血压下降的同时,心跳反应性加快。机体经过一段时间的代偿后,血压明显下降,心率减慢,出现心律失常,最终导致循环衰竭。本实验创伤引起的生理反应变化不明显主要是由于局部刺激引起垂体ACTH释放,糖皮质激素分泌增多,增强机体非特异性抵抗力,起到维持机体内环境相对稳定的作用。

  4结论

  机体对湿热应激的生理反应超过对创伤应激的反应;湿热复合创伤应激对生理指标的影响与湿热应激差异无显著性。创伤应激主要引起一定程度的心率加快及MAP下降;湿热应激可引起体温直线升高,心率、呼吸进行性加快、心律失常,MAP明显下降。湿热应激60min左右即可引起MAP的显著下降,创伤应激引起MAP下降的时间约为致伤90min后。急性应激反应30~90min是决定机体内环境是否可以维持稳态的关键时期,早期动态观察生理指标变化,对把握干预时机,提高机体对应激的适应能力有重要意义。

  参考文献

  1刘克嘉,邬勤娥.应激与应激性疾病.北京:人民军医出版社,1991,1-17,152-170.

  2Karlsson S,Scheurink AJ,Ahren B.Gender difference in the glucagon response to glucopenic stress in mice.Am J Phisiol Regul Integr Comp Phisiol,2002,282(1):281-288.

  3李亚洁,王影,翟惠敏,等.复合营养素干预对湿热复合创伤应激大鼠脂质过氧化反应的影响.中国危重病急救医学,2004,16(1):52-53.

  4Kerr CG,Trappe TA,Starling RD,et al.Hyperthermia during triathlon:influence of body heat storage during the swimming stage.Med Sci Sports Exerc,1998,30(1):99-104.

  5王琼,任兆生,李伟,等.高温、振动复合应激对人体直肠温度的影响.工业卫生与职业病杂志,1998,24(5):278-280.

  6魏鸿.医学实验动物学.成都:四川科学技术出版社,1998,184.

  7唐文春,王保芳,徐晓波,等.论热应激对内毒素血症小鼠的影响.工业卫生与职业病,2002,28(4):215-217.

  8Yamazaki F,Sone R.Thermal stress modulates arterial pressure variability and arterial baroreflex response of heart rate during head-up tilt in humans.Eur J Appl Physiol,2001,84(4):350-357.

  (编辑 新竹)

  *基金项目: 军队“10.5”医药卫生科研基金项目(编号:MA0133)

  作者单位:510515 广东广州 南方医科大学护理学院

      南方医科大学附属南方医院
           
      南方医科大学热带病研究所高温医学教研室


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