本文關(guān)鍵詞： 缺氧 氰化鈉 心臟功能　出處：《第三軍醫(yī)大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：氰化物特指帶有氰基(CN)的化合物,包括氰化鈉、氰化鉀等為人悉知的無(wú)機(jī)氰化物(Cyanide)和乙腈(acetonitrile)、丙烯腈(Vinyl cyanide)、正丁腈(propyl cyanide)等有機(jī)氰化物。氰基的碳原子和氮原子通過(guò)叁鍵相連接,這一叁鍵給予氰基以相當(dāng)高的穩(wěn)定性,使之在通常的化學(xué)反應(yīng)中都以一個(gè)整體存在,又被稱為擬鹵素。 氰化物進(jìn)入機(jī)體后迅速解離出具有毒性的氰離子(CN-),后者能與金屬原子形成非常好的絡(luò)合物,因此能結(jié)合含有金屬原子的蛋白質(zhì)結(jié)合并影響它們的功能。業(yè)已證實(shí),哺乳動(dòng)物組織細(xì)胞內(nèi)有42種酶的活性可受氰離子的干擾,如細(xì)胞色素氧化酶(cytochrome oxidase,COX)、過(guò)氧化物酶(peroxidase)、脫羧酶(decarboxylase)、琥珀酸脫氫酶(succinodehydrogenase)及乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase)等。其中,COX對(duì)氰化物最為敏感,即使在低至10-4M濃度下,也會(huì)強(qiáng)烈地抑制。 COX是線粒體細(xì)胞呼吸鏈(respiratory chain)的終端酶,也是細(xì)胞氧利用的限速酶(rate-limiting enzyme)。該酶的輔酶含有兩個(gè)血紅素A,分別以鐵卟啉為活性中心,其中的鐵離子Fe+++和Fe++在電子傳遞過(guò)程中周而復(fù)始地互變,也只有這種互變的正常存在,才使的線粒體的氧利用和能量加工鏈條得以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而CN-對(duì)Fe+++和Fe++的親和力都比較高,只是CN-與Fe+++的結(jié)合遠(yuǎn)比Fe++牢固,因而導(dǎo)致COX活性被抑制,使得線粒體氧化磷酸化過(guò)程(oxidative phosphylation)、生成ATP(adenosine triphosphate)的過(guò)程及利用氧生成水的過(guò)程都被阻斷。 心臟是一個(gè)高度需氧且耗能的器官,一旦發(fā)生缺血,心肌細(xì)胞將迅速?gòu)挠醒醮x轉(zhuǎn)為無(wú)氧酵解,而后者產(chǎn)生ATP的能力只有前者的1/18。大量研究表明,ATP的明顯減少可進(jìn)一步引起一系列代謝的異常和紊亂。心肌在機(jī)體內(nèi)外受到雙重的缺血(或缺氧),心肌血流供求之間發(fā)生矛盾,氧氣迅速耗竭,而不能滿足心肌對(duì)氧的需求時(shí),則導(dǎo)致線粒體呼吸和氧化磷酸化功能障礙,細(xì)胞內(nèi)ATP不足以及pH降低使ATP酶依賴的各離子泵功能喪失,導(dǎo)致細(xì)胞水腫,同時(shí)還抑制糖酵解途徑中關(guān)鍵酶的活性,進(jìn)一步加重能量代謝的衰竭及細(xì)胞內(nèi)的水腫。促使溶酶體酶釋放,加速蛋白質(zhì)、核酸及磷脂的水解,使細(xì)胞變性壞死,促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡。 我國(guó)有大約1/6的國(guó)土處于高原地區(qū),低氣壓是高原的重要自然特征。由于空氣中氧分壓低于正常,可對(duì)人體各組織器官產(chǎn)生缺氧傷害作用。其中,心臟是對(duì)缺氧最為敏感的器官,目前有大量研究表明缺氧可導(dǎo)致心肌細(xì)胞的凋亡,如復(fù)制心肌細(xì)胞缺氧模型中可觀察到偽足縮短或消失,緊密排列的星形心肌細(xì)胞變得疏松孤立,呈條索狀;細(xì)胞核發(fā)生斷裂,呈分葉、碎片狀,核膜完整包被形成凋亡小體;細(xì)胞質(zhì)皺縮,核固縮、深染,染色質(zhì)濃集等凋亡形態(tài)變化特征。同時(shí),缺氧也可誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的心肌細(xì)胞發(fā)生凋亡;嚴(yán)重的甚至可出現(xiàn)進(jìn)行性心肌細(xì)胞壞死。 目前對(duì)缺氧條件下氰化物中毒的傷情特點(diǎn)了解甚少,機(jī)體在遭受兩種不同因素的復(fù)合損傷時(shí)心臟功能的變化規(guī)律尚未可知,本研究利用吸入氮氧混合氣體模擬高原缺氧環(huán)境,建立了缺氧復(fù)合NaCN中毒犬實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型。通過(guò)研究缺氧模型,適時(shí)記錄氰化物中毒犬中毒即刻(0min)及中毒后10、20、30、50min 5個(gè)時(shí)相點(diǎn)心率(HR)、左心室收縮壓峰值(mLVSP)、左心室內(nèi)壓(LVSP、LVDP)和左心室壓力上升最大速率( +dp/dtmax )、心肌酶譜及心電圖指標(biāo)的變化規(guī)律,探討缺氧條件下氰化物中毒的傷情變化規(guī)律,為急性缺氧合并氰化物中毒的救治方案研究提供理論依據(jù)。 本實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為雄性雜種犬18只, 10-18月齡,由第三軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,體重10±2kg,進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后觀察7d,常規(guī)飼料喂養(yǎng),自由攝食和飲水。18只犬隨機(jī)均分為常氧組實(shí)驗(yàn)組和缺氧實(shí)驗(yàn)組。通過(guò)犬后肢小隱靜脈靜脈注射戊巴比妥鈉(30mg/kg)或?yàn)閯?dòng)物腹腔注射40mg/kg戊巴比妥鈉,待麻醉平穩(wěn)后將其固定于手術(shù)臺(tái),頸部剃毛,沿中線切開皮膚,分離皮下組織,暴露氣管和左頸總動(dòng)脈。行氣管插管術(shù),將氣管插管連接于供氣袋。常氧對(duì)照組犬吸入空氣,缺氧實(shí)驗(yàn)組犬吸入氮(87.2%)/氧(12.8%)的混合氣體。1h后為動(dòng)物肌肉注射3.6mg/kg NaCN。分離左側(cè)頸總動(dòng)脈,結(jié)扎遠(yuǎn)心端后行左心室插管術(shù),將導(dǎo)管連接于壓力傳感器。在壓力圖形監(jiān)視下將動(dòng)脈插管推送至左心室內(nèi)。當(dāng)顯示屏幕上出現(xiàn)振幅高大、波寬較大的心室內(nèi)壓變化波形時(shí)證明插管成功。按照II導(dǎo)聯(lián)方法為動(dòng)物連接心電電極,心電電纜和壓力換能器電纜連接于RM6240型生物信號(hào)采集與處理系統(tǒng)。記錄中毒前即刻(0min)及中毒后10、20、30、50min各時(shí)間點(diǎn)心率(HR),其中HR由ECG的R.R間期計(jì)算(beat/min);、左心室收縮壓峰值(LVSP)、左心室收縮壓最大上升速率(+dp/dtmax) LVSP,LVDP通過(guò)測(cè)量左室壓力波的基線到頂點(diǎn)為L(zhǎng)VSP,由基線到波谷為L(zhǎng)VDP;LV+dp/dt,LV-dp/dt由左室壓力微分曲線的基線到頂點(diǎn)為+dp/dt,由基線到波谷為-dp/dt。取中毒前即刻(0min)及中毒后10、20、30、50min各時(shí)間點(diǎn)靜脈血自動(dòng)生化分析儀測(cè)定乳酸脫氫酶(LDH)、肌酸激酶(CK)及肌酸激酶同功酶(CK-MB)的含量。記錄犬心電信號(hào)的變化。探討缺氧條件下氰化物中毒的傷情變化規(guī)律,為急性缺氧合并氰化物中毒的救治方案研究提供理論依據(jù)。 結(jié)果 一.NaCN中毒對(duì)缺氧犬心率和左心室收縮壓的影響 1.缺氧性缺氧(即吸入低氧性混合氣體)對(duì)心臟功能的影響: (1)混合氣體吸入對(duì)心率的影響:常氧狀態(tài)下犬的心率為每分鐘169.5±55.2次,吸入缺氧性混合氣體后1h犬的心率增加為190.9±39.6,增加了12.6%,提示吸入混合型氣體能明顯改變動(dòng)物的心搏頻率,與我們既往采用的低壓缺氧動(dòng)物模型結(jié)果相吻合。 (2)混合氣體吸入對(duì)左心室收縮壓的影響:常氧犬的左心室最大收縮壓(LVSPmax)為153.7±27.6mmHg,吸入缺氧性混合氣體后1h犬的左心室最大收縮壓(LVSPmax)為151. 8±11. 3mmHg,降低了1.2%;這些結(jié)果說(shuō)明,吸入缺氧性混合氣體能明顯改變動(dòng)物的心臟收縮功能,也與我們既往采用的低壓缺氧動(dòng)物模型結(jié)果相吻合。 (3)左心室收縮壓最大上升速率的變化常氧組動(dòng)物左心室收縮壓最大上升速率為8 112.7±863.1,吸入缺氧性混合氣體后1h犬的左心室收縮壓最大上升速率為6 450.4±692.3,降低了20.49%;這些結(jié)果說(shuō)明,吸入缺氧性混合氣體能明顯改變動(dòng)物的心臟收縮功能。各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的+dp/dtmax缺氧組均明顯低于常氧組。有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。 綜合上述實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),缺氧性混合氣體能夠模擬低壓缺氧對(duì)動(dòng)物心臟功能的影響。與我們既往采用的低壓缺氧動(dòng)物模型結(jié)果相吻合。 2. NaCN中毒對(duì)心臟功能的影響: (1)心率變化常氧對(duì)照組中毒前HR為每分鐘169.5±55.2次。NaCN中毒后30min為每分鐘104.7±32。缺氧實(shí)驗(yàn)組中毒前HR為190.9±39. 6,NaCN中毒后20min和50min均比常氧對(duì)照組顯著降低(P0.05)。缺氧動(dòng)物NaCN中毒后心率下降比率46.3%,常氧對(duì)照組NaCN中毒后心率下降最大比率為38.2%,缺氧實(shí)驗(yàn)組明顯低于常氧對(duì)照組。 (2)左心室收縮壓峰值的變化常氧組LVSP在中毒前為153.7±27. 6。注射NaCN后30min升高為193.1±17.1(P0.05),50min恢復(fù)至中毒前水平。而缺氧組動(dòng)物中毒前LVSP與常氧組無(wú)顯著差別,中毒后20min,LVSP既高于中毒前(P0.05),也高于常氧對(duì)照組。 (3)左心室收縮壓最大上升速率的變化常氧組動(dòng)物NaCN中毒后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的+ dp/ dtmax均明顯低于中毒前。缺氧組動(dòng)物NaCN中毒后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的+dp/dtmax也低于中毒前,但與常氧組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。綜合上述實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),NaCN中毒對(duì)缺氧犬心率和左心室收縮壓有影響。與我們既往采用的低壓缺氧動(dòng)物模型結(jié)果相吻合。 二.NaCN中毒對(duì)缺氧犬血液心肌酶和心電信號(hào)的變化 1.乳酸脫氫酶的變化 缺氧和NaCN中毒對(duì)犬外周血LDH、CK、CK-MB的影響所示,常氧對(duì)照組NaCN中毒前LDH活性為135.7±18.3,中毒后30min和50min均高于中毒前(P 0.05)。缺氧實(shí)驗(yàn)組中毒前的LDH活性與常氧組無(wú)明顯差別,NaCN中毒后20、30、50min均既高于中毒前(P 0.05),也高于常氧對(duì)照組(P 0.05)。 2.肌酸激酶和肌酸激酶同功酶的變化 常氧對(duì)照組中毒前外周血CK為218.5±19.4(U/L),NaCN中毒后30min和50min均升高(P 0.05)。缺氧實(shí)驗(yàn)組外周血CK與常氧對(duì)照組無(wú)明顯差別。中毒后20min至50min均高于中毒前(P 0.05)。但缺氧實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物于中毒后20-50min,外周血CK-MB含量明顯高于中毒前(P 0.05),30min明顯高于常氧對(duì)照組(P 0.05)。 3.心電信號(hào)的變化 常氧動(dòng)物氰中毒后20min~50min時(shí)期內(nèi)PP間期顯著延長(zhǎng),缺氧動(dòng)物氰中毒后PP間期變化亦然,但是其延長(zhǎng)幅度遠(yuǎn)大于單純的缺氧。與PP間期變化不同的是,缺氧動(dòng)物PQ間期的變化卻呈現(xiàn)雙相性,即10min~20min縮短、30min~50min延長(zhǎng)。綜合上述實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),結(jié)合對(duì)心肌酶的測(cè)定結(jié)果,NaCN中毒對(duì)缺氧犬心率和左心室收縮壓有明顯影響,表現(xiàn)在,1.缺氧性混合氣體能夠模擬低壓缺氧對(duì)動(dòng)物心臟功能的影響。2. NaCN中毒對(duì)缺氧犬的心臟功能有明顯影響 三.缺氧犬NaCN中毒后心臟功能指標(biāo)變化率比較 選取兩組動(dòng)物注射NaCN后各指標(biāo)的最大變化值與中毒前進(jìn)行比較,得出變化率。缺氧犬NaCN中毒后心臟功能指標(biāo)變化率比較所示,常氧對(duì)照組動(dòng)物NaCN中毒后除了HR和+dp/ dtmax下降外,其他指標(biāo)均呈增加趨勢(shì)。而缺氧實(shí)驗(yàn)組在NaCN中毒后,三項(xiàng)生理指標(biāo)均為下降趨勢(shì)。常氧組動(dòng)物NaCN中毒后,HR減慢、+dp/dt_(max）下降,LVSP和三種心肌酶含量增加。缺氧組動(dòng)物上述指標(biāo)變化趨勢(shì)同常氧組,但變化時(shí)間提前,變化率增加。 結(jié)論 1.氰化鈉對(duì)平原大鼠的LD50為6.7969 (6.1631～7.4960)mg/kg,而對(duì)高原缺氧大鼠的LD50為6.1981(5.6381～6.8137)mg/kg。急性高原缺氧使大鼠氰化鈉毒性作用增加。 2.吸入缺氧性混合氣體導(dǎo)致明顯的心臟功能改變,引起犬外周血心肌酶的明顯變化,能較好地模擬高原低氧環(huán)境對(duì)動(dòng)物心臟功能的影響,可用于高原環(huán)境下化學(xué)物質(zhì)心臟毒理學(xué)作用的評(píng)價(jià)。 3.NaCN中毒對(duì)缺氧犬心臟功能和心肌酶都有較明顯的影響,包括HR、LVSP、+ dp/dtmax和LDH、CK、CK-MB等指標(biāo)。缺氧復(fù)合氰中毒的上述指標(biāo)變化較單純氰中毒嚴(yán)重,表現(xiàn)為時(shí)間提前、持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)和變化幅度增加。 4.單純?nèi)毖跫叭毖鯊?fù)合氰中毒均可能影響心電傳導(dǎo)系統(tǒng)的正常功能。但后者作用與前者不同,單純?nèi)毖鮾H延緩心電信號(hào)傳導(dǎo)的速度,復(fù)合氰中毒后可能還可能引起心電信號(hào)傳導(dǎo)的性質(zhì)變化。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：R363

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1476209