关键词：氧消耗；氧供给；失血性休克；大鼠
【摘要】 目的 研究失血性休克时全身氧供给(DO2 )与氧消耗(VO2 )关系的变化。方法 按4ml/kg、每隔0.5小时分次从静脉放血，观察大鼠休克过程中DO2 、VO2 、氧摄取率(ExtO2 )等变化。结果 失血2.0小时平均动脉压开始明显下降(P<0.01)。在休克早期，DO2 随进行性下降，ExtO2 出现代偿升高、VO2 维持相对不变，呈非氧供依赖关系；当DO2 降至27.64ml. min-1. kg-1 后、VO2 随DO2 线性降低(r＝0.788，P<0.01)，即呈氧供依赖关系，并伴血乳酸浓度升高。结论 失血性休克时DO2 与VO2 间呈双相变化关系，氧供依赖关系出现反映了全身组织缺氧的存在。
Changes ofrelationship between oxygen delivery and oxygen consumption in rats during hemorrhagicShock
Chen Xueyun，ShanHongwei，Yang Xingyi
(Department of Critical Care Medicine，Changzheng Hospital，Second Military MedicalUniversity，Shanghai 200003)
【Abstract】Objective Toexplore changes of the relationship between systemic oxygen delivery(DO2 )and oxygen consumption(VO2 ) during hemorrhagic shock.Methods The modelwas established by withdrawing venous blood by 4ml/kg at half hourly interval.DO2 、VO2 andoxygen extraction(ExtO2 ) were measured in hemorrhagic shock rats.Results Meanarterial pressure was lowed significantly(P<0.01) at 2.0 hour of blood letting.During the early period of hemorrhagic shock，DO2 decrcased progressively，associatedwith compensatory increase in ExtO2 .VO2 remained relatively stablewhich was independently to DO2 .Linear reductions in VO2 with DO2 (r＝0.788，P<0.01)existed when DO2 was below 27.64ml. min-1. kg-1 .Itwas called dependence of VO2 on DO2 associating with elevated bloodlactic acid concentration.Conclusion Biphasic relationship between DO2 and VO2 exhibited.The existence of dependence of VO2 on DO2 is an indicative of body tissue hypoxia.
【Key Words】 Oxygen consumption Oxygen delivery Hemorrhagicshock Rat
手术、创伤等是失血性休克的主要原因之一，由于全身各器官处于低灌注状态，易造成组织细胞缺氧及能量代谢障碍。目前对失血性休克时全身血流动力学变化特点已有深入的研究，而有关全身氧供给(DO2 )与氧消耗(VO2 )关系的变化少有报道。本研究通过动物实验探讨其规律，旨在为临床休克及缺氧的防治提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 主要仪器：960-多功能监护仪(德国Siemens公司)，ABL50-血气分析仪(丹麦Radiometer公司)，SBA40-乳酸分析仪(山东省科学院生物研究所)。
1.2 方法与指标：健康雄性SD大鼠18只，体重280～320g，实验前禁食12h，自由饮水。戊巴比妥钠45mg/kg腹腔注射麻醉，1%利多卡因局麻，切开颈部皮肤，插入气管套管，分离左侧颈动脉、右侧颈外静脉，分别插入聚乙烯管，后者缓慢插至右心房，以右心房血为混合静脉血，位置根据压力监测波形判断及尸检证实。插管用少量肝素生理盐水冲洗抗凝(浓度5U/ml)。手术后将动物移至自制保温箱内，调节照明灯使动物直肠温度维持在35～37℃内。稳定20分钟后，记录平均动脉压(MAP)，VO2 测定按作者方法[1] ，分别抽取混合静脉、动脉血各0.25ml血气分析；另分别取动脉血20μl、25μl测定血红蛋白(Hb)和乳酸浓度(Lac)，前者采用高铁氰化比色法，后者用生物酶膜法。初始指标测毕后按4ml/kg缓慢从静脉插管处放血，放血量包括抽血标本量，每隔0.5小时放血一次并测定指标，连续进行8次。有关DO2 、VO2 、氧摄取率(ExtO2 )、心脏指数(CI)等指标计算参照Shoemaker方法[2] 。
1.3 统计学处理：数据均以
±s表示，显著性差异比较采用配对t检验，相关性用直线相关与回归分析，临界DO2 (cDO2 )确定采用最适二项线性回归分析法[3] 。
2 结 果
2.1 Hb、MAP、CI变化：Hb在失血1.5h开始明显降低；MAP则在2.0h后显著下降；CI在失血1.0和1.5h有升高(P>0.01)，从2.5h始逐渐降低，见附表。
附表 失血性休克时Hb、MAP、CI及氧动力学指标变化
| Hb (g/L) | MAP (kPa) | CI (L. min-1. kg-1 ) | DO2 (ml. min-1. kg-1 ) | VO2 (ml. min-1. kg-1 ) | ExtO2 | |
| 失血前 | 158±8 | 18.1±2.0 | 0.41±0.04 | 76.6±10.1 | 16.4±1.4 | 0.21±0.04 |
| 失血后(小时) | ||||||
| 0.5 | 152±10 | 17.6±2.7 | 0.42±0.03 | 73.1±9.2 | 17.1±2.4 | 0.23±0.06 |
| 1.0 | 161±6 | 18.0±2.8 | 0.51±0.05** | 82.3±10.5 | 16.1±1.7 | 0.20±0.05 |
| 1.5 | 142±9* | 17.5±2.4 | 0.59±0.04** | 72.8±11.2 | 16.7±2.0 | 0.22±0.03 |
| 2.0 | 131±11** | 16.4±1.8** | 0.43±0.03 | 63.5±9.9** | 16.0±1.8 | 0.25±0.03** |
| 2.5 | 114±10** | 13.6±1.9** | 0.37±0.05* | 49.3±9.7** | 15.9±2.1 | 0.32±0.05** |
| 3.0 | 105±11** | 11.1±2.1** | 0.30±0.03** | 36.5±8.6** | 15.8±2.5 | 0.42±0.05** |
| 3.5 | 80±10** | 7.5±2.0** | 0.23±0.04** | 25.6±7.1** | 13.2±2.2** | 0.53±0.06** |
| 4.0 | 61±9** | 5.9±1.7** | 9.19±0.04** | 20.7±6.2** | 10.5±2.6** | 0.54±0.05** |
2.2 氧动力学指标变化：DO2 自失血2.0小时开始逐渐降低。Exto2 同时出现代偿增加，VO2 在早期维持相对不变，仅在失血3.5小时才明显下降，见附表。
2.3 DO2 与VO2 关系：将DO2 与VO2 测定值绘制成散点图(图1)，算得cDO2 为27.64ml. min-1. kg-1 ，即DO2 与VO2 间呈双相变化，当DO2 大于该值时，随着DO2 的变化，VO2 改变并不明显，呈非线性关系(r＝0.391，P>0.05)，而当DO2 低于该值时，VO2 随DO2 呈线性降低(r＝0.788，P<0.01)。
图1 失血性休克时DO2 与VO2 之间的关系
2.4 DO2 与Lac关系：用上述方法分析DO2 与Lac关系得临界DO2 为26.93ml. min-1. kg-1 ，即DO2 低于此值动脉血乳酸(Lac)随DO2 下降呈明显的线性增加(r＝-0.830，P<0.01)，见图2。
图2 失血性休克时DO2 与血Lac之间的关系
3 讨 论
VO2 是组织细胞能量代谢过程中氧的消耗量，DO2 反映的是机体循环系统向全身组织输送氧的能力，CI、动脉氧含量的变化均可影响DO2 ，两者之比即ExtO2 ，一定程度反应了组织微循环灌注状况和细胞线粒体呼吸功能。
Cain[4] 首先在乏氧实验中发现了DO2 与VO2 间存在双相变化关系，以后在内毒素休克等许多疾病过程中予以证实，作者曾观察了脓毒性休克中DO2 与VO2 间存在这种双相关系[5] 。研究认为，由于病理因素导致DO2 下降，当在一定范围内下降时，ExtO2 升高，组织通过摄取更多的氧来满足有氧代谢的需求，从而维持VO2 不变，VO2 对DO2 呈非依赖关系，当DO2 降至cDO2 时，虽然ExtO2 仍有所增加，这种代偿不再能满足组织有氧代谢的需要，出现糖酵解及乳酸产生，表现为VO2 随DO2 一并线性降低，呈氧供依赖关系。cDO2 被认为是区分全身组织有氧与无氧代谢的标志。
本研究证实了失血性休克时DO2 与VO2 间关系亦存在这种双相变。失血初期，由于Hb变化不明显及CI有代偿增加，DO2 变化并不明显，ExtO2 亦无明显增加；随着休克的发展，Hb进行性降低，血液运载氧能力下降，血容量减少使CI出现降低，组织处于低灌注状态，导致DO2 进行性下降，由于ExtO2 的代偿增加，使VO2 维持非氧供依赖关系，当DO2 降至27.64ml. min-1. kg-1 后，出现氧供依赖关系，由DO2 与Lac关系分析得临界DO2 为26.93ml. min-1. kg-1 ，故初步可认为氧供依赖关系的出现伴随着组织糖酵解的增加，是组织缺氧的表现。有关细胞能量代谢变化尚待进一步研究。
参考文献
1，单红卫，景炳文，张翔宇。一种测定大鼠氧耗量的简易方法。第二军医大学学报，1995，16：179
2，Shocmaker WC.Relation of oxygen transport pattcrns to the pathophysiology andtherapy of shock stses.Intensive Care Med，1987，13：230
3，Samsel RW，Schumacker PT.Determination of the critical O2 delivery fromexpcrimental data：sensitivity to error.J Appl Physiol，1988，64：2074
4，Cain SM.Oxygen delivery and uptake in dogs during anemic and hypoxic hypoxia.JAppl physiol，1977，42：228
5，单红卫，景炳文，杨兴易，等.脓毒性休克时大鼠全身氧供给与氧消耗关系的变化.中国危重病急救医学，1997，9：203
(收稿：1999-12-27 ) , 百拇医药