自主循环恢复(ROSC)后存在的心肌顿抑，是心肺复苏(CPR)后综合征中重要的研究内容之一^[1-2]，这种心肌顿抑主要表现在与时间相关性的心脏收缩及舒张功能的异常^[3-4]。发生心肌顿抑时，心肌微血管血流灌注减少,微血管内皮功能受损,血管内皮依赖性舒张功能减弱。已经证实硝酸酯类药物对顿抑心肌的微循环、微血管内皮功能具有延迟保护作用^[5]。本研究通过程控电刺激诱导室颤制作心脏骤停动物模型，在ROSC早期静脉给予硝酸酯类药物(硝酸异山梨酯)，通过心脏超声以及血流动力学、心肌组织学等检查以及72 h生存率分析，探讨硝酸酯类药物对CPR后的顿抑心肌是否具有保护作用以及其对CPR后72 h生存率的影响。

本实验经过首都医科大学及附属朝阳医院动物实验伦理委员会批准，所有实验步骤均通过该委员会认可。采用健康实验用近交系五指山小型猪20只，周龄10～15周，体质量(20±2)kg，雌雄不限，由中国农科院畜牧研究所提供，许可证号：(2010)京牧050109。所有实验于首都医科大学附属北京朝阳医院实验动物中心进行。

术前晚上禁食，可自由饮水。肌注氯胺酮10 mg/kg，耳缘静脉静注3％戊巴比妥钠30 mg/kg诱导麻醉。随后3％戊巴比妥钠8 mg/(kg·h)维持麻醉；芬太尼注射液0.1 mg 静注术中镇痛。麻醉后以仰卧位置于手术操作台，四肢捆绑固定。经口置入6.5F气管插管，插管成功后接呼吸机(Drager-Evata IV，德尔格公司，德国)。呼吸机参数设置为：SIMV+PSV方式，PSV 10 cmH₂O(1 cmH₂O=0.098 kPa)，FiO₂ 21%，VT 10~15 mL/kg，RR 12~18次/min。调整通气频率及潮气量使呼气末二氧化碳分压(ETCO₂)维持在35~45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。备皮后连接心电监护(型号M1165，惠普公司，美国)，监测肢体导联心电图。手术分离出左侧股动脉，置入5F的Outlook血管造影导管至主动脉弓，连接压力换能器及监测仪，用于监测主动脉血压及抽取动脉血。手术分离出左侧股静脉，置入Swan-Ganz导管，连接压力换能器及连续心排量监测仪(VigilanceⅡ，爱德华生命科学世界贸易公司，美国)，连续监测心输出量(cardiac output,CO)，抽取中心静脉血，并作为补液通道。分离右侧颈内静脉置入5F鞘管及心室双极临时起搏电极。

将右心室内双极临时起搏电极导线外接医用程控刺激仪(GY-600A，中国开封华南仪器有限公司)，选择食道输出S1S2(300/200 ms)模式，8∶ 1比例，步长-10 ms连续电刺激，直到出现室颤^[6-7]。室颤的判断标准：动脉血压骤降，心电图显示室颤波形。维持室颤8 min(代表心脏骤停患者到达急诊平均需要时间^[8])，室颤期间停止机械通气。8 min后给予CPR，胸外按压2 min，频率100次/min，按压、放松时间各占50%，按压深度为胸廓前后径的1/3，运用Q-CPR技术对胸外按压进行质量控制(HeartStart MRx 除颤监测仪,Philips，荷兰)。CPR开始时即给予人工气囊辅助通气，按压通气比30∶ 2，2 min后给予电除颤1次(双向波150 J)。如果室颤波仍然存在，静注肾上腺素30 μg/kg，继续CPR 2 min后，再次电除颤1次(双向波150 J)，直到出现ROSC。每隔3～5 min静注肾上腺素30 μg/kg。ROSC的标志为：MAP≥60 mmHg，持续10 min。30 min后若猪仍无ROSC判定猪死亡。

ROSC 前及ROSC 后各时间段在ICU 环境下监护和治疗。ROSC后将实验动物随机(随机数字法)分为IM组(n=10)和对照组(n=10)。记录诱导室颤前及ROSC 后1、6和24 h 4个时间点的血流动力学指标。在基础状态和ROSC后1、6和24 h 4个时间点抽取动脉血进行血气分析和肌钙蛋白I检测。IM组在ROSC即刻给予硝酸异山梨酯，用微量泵以2 μg/(kg·min)速度静滴6 h。对照组则给予与IM组同等液体量的生理盐水。在基础状态及ROSC后72 h对实验动物进行心脏超声检查(iU22四维彩色多普勒超声诊断仪，Philips，荷兰)。ROSC后72 h给予动物安乐死，取心肌组织，电镜下行心肌超微结构检测。另选健康同种属猪心肌组织作为对照，观察处理措施对心肌组织的影响。

采用SPSS 17. 0 统计学软件进行分析，计量资料以均数±标准差(x ±s)表示。采用Kaplan-Meier乘积极限法构建生存函数并且使用Log Rank进行检验；两组间不同的ROSC率的比较采用Fisher’ s 精确检验；其他各重复测量参数各时间点两组之间的比较使用多变量方差分析。组内变量各时间点比较使用重复测量方差分析。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

IM组和对照组动物之间性别、体质量及CPR成功率的差异无统计学意义，见表 1。

IM组的中位生存时间长于对照组，但差异无统计学意义 ，见图 1。

图 1 IM组和对照组动物生存时间的比较 Figure 1 Comparison of survival time of swine after ROSC between the IM and control groups

图选项

IM组平均动脉压在ROSC后1 h有较明显下降，较对照组差异有统计学意义(P ＜0.01)，但随即恢复。ROSC后6 h与24 h平均动脉压与对照组相比，差异无统计学意义。两组动物CO及pH值在ROSC后均有显著下降并随时间推移有所恢复，但各时间点IM组均显著高于对照组(P ＜0.01)。肌钙蛋白I峰值出现于ROSC 6 h，至24 h有下降趋势，且对照组指标显著高于IM组(P ＜0.01)(表 2)。

基础状态两组动物各心脏超声参数之间差异无统计学意义(P>0.05)。ROSC 72 h后，IM组左心室射血分数显著高于对照组，而左室舒张末期内径、左室收缩末期内径、左室舒张末期容积和左室收缩末期容积均显著小于对照组(P＜0.05)，见表 3。

基础状态心肌细胞核结构完整，线粒体形态良好(图 2A)。ROSC后72 h心脏组织电镜下超微结构显示 两组动物细胞结构均有损伤，细胞核染色质有凝集现象(图 2C，箭头①)，但IM组较对照组损伤较轻，线粒体结构较为完整(图 2B)。对照组线粒体结构肿胀，线粒体嵴模糊，部分消失(图 2C，箭头②)。

图 2 M组和对照组动物心肌组织电镜图 Figure 2 The myocardium of the IM and control group observed under electron microscopy

图选项

心脏骤停后的ROSC是机体经历长时间的、完全性的、全身性缺血-再灌注后的一种非自然的病理生理状态，是一种特殊的全身缺血-再灌注的病理生理过程。首先，在此过程中由于心脏骤停引起血流突然中断，心肌缺血缺氧致心肌顿抑，即使在成功复苏后心排血量也减少至原来的1/3或1/2，引起平均动脉血压及冠脉灌注压下降，从而进一步加重心肌缺血缺氧，这是造成复苏后心肌功能障碍的主要原因，也是2010版CPR指南推荐在此期间优化血流动力学治疗的理论基础^[9]。其次，心脏骤停对机体是一种强烈的伤害性刺激，应急反应促使大量内源性儿茶酚胺释放(去甲肾上腺素、肾上腺素、多巴胺)，而在进行CPR时又使用外源性的肾上腺素，大量的内源性和外源性儿茶酚胺可使心功能进一步恶化，这些因素可能是ROSC后心功能障碍的主要机制。而在此病理生理学基础上所出现的心肌顿抑日益受到重视，因其潜在的可恢复性，有人认为治疗一个可能自我痊愈的过程没有必要，但研究证明反复的心肌顿抑的持续可以引起心肌冬眠，从而导致心力衰竭^[10]。

硝酸酯是非内皮依赖性的血管扩张剂，无论内皮细胞功能和结构是否正常，均可发挥明确的血管平滑肌舒张效应。硝酸酯进入血管平滑肌细胞后，通过释放一氧化氮(NO)刺激鸟苷酸环化酶，使环磷酸鸟苷(cGMP)浓度增加，降低细胞内的钙浓度，导致血管平滑肌舒张。硝酸酯的血管舒张效应呈剂量依赖性，随着剂量递增，依次扩张静脉血管、大中动脉和阻力小动脉。硝酸酯的主要作用机制：(1)扩张静脉血管，减少回心血量，使心脏前负荷和室壁张力下降；扩张外周阻力小动脉，使动脉血压和心脏后负荷下降，两者均可降低心肌氧耗量。(2)扩张冠状动脉和侧支循环血管，使冠状动脉血流重新分布，增加缺血区域尤其是心内膜下的血液供应。在临床常用剂量范围内，不引起微动脉扩张，可避免“冠状动脉窃血”现象的发生。(3)降低肺血管床压力和肺毛细血管锲压，增加左心衰竭患者的每搏输出量和心输出量，改善心功能。(4)抗血小板聚集、抗栓、抗增殖、改善冠状动脉内皮功能和主动脉顺应性、降低主动脉收缩压等机制，亦可能在硝酸酯的抗缺血和改善心功能等作用中发挥协同效应^[11-12]。

心功能障碍的主要原因是心肌顿抑，早期识别顿抑心肌及抗心肌顿抑对改善心肺复苏后心功能障碍具有重要临床意义。硝酸异山梨酯是一种在临床上广泛使用的改善心肌缺血药物.近年来随着药理研究的深入，硝酸异山梨酯扩张冠状动脉以外的许多作用不断被阐明，其抗血小板聚集、改善心脏收缩及舒张功能等作用也逐渐被发现和验证。然而其诱导心肌早期保护和延迟保护作用的机制，是否可对抗心肌缺血-再灌注损伤引起的心肌顿抑均尚未阐明。

本项目通过建立猪室颤型心脏骤停的动物模型，观察复苏后的各阶段血流动力学指标变化，并应用硝酸异山梨酯干预。本研究发现，硝酸酯类药物用于CPR后，在短期内虽然会使血压降低，但未对心功能造成明显负面影响;相反，对于CO，射血分数等指标有明显改善作用。IM组实验动物血pH值明显改善，说明硝酸酯类药物的使用可以通过改善氧代谢状况使机体的酸碱平衡保持在相对正常水平，心肌的供氧也随之改善，损伤减轻。表现在超微结构上，可以观察到线粒体结构损伤的减轻。线粒体是细胞内氧代谢的关键细胞器，可以为代谢活跃的心肌细胞提供充足ATP供能。因此最终可以降低心肌损伤的标志物肌钙蛋白I的血清浓度。本研究结果表明硝酸酯类药物对复苏后的心肌顿抑有减轻作用，从而为应用硝酸异山梨酯治疗复苏后心功能障碍提供理论依据

有其他学者亦对硝酸酯类药物对顿抑心肌的保护作用进行了研究。李玉宏等^[13]应用心肌声学造影定量的方法评价了硝酸甘油对犬顿抑心肌的作用，结果提示硝酸甘油能对抗缺血-再灌注损伤引起的心肌顿抑，对顿抑心肌的微循环、微血管内皮具有延迟保护作用。关于硝酸酯类药物在心肺复苏中的应用，Schultz等^[14]在心肺复苏中的研究中应用了硝酸酯类药物的研究显示，硝酸酯类药物可以改善心肺复苏后实验动物的颈动脉血流和ETCO₂，提高自主循环恢复成功率。本研究在CPR领域从心肌顿抑的角度对硝酸酯类药物作用机制进行了初步阐述，对上述研究的结果进行了补充。从分子生物学机制角度，硝酸酯类药物进入血管平滑肌细胞后，通过释放一氧化氮(NO)刺激鸟苷酸环化酶，使环磷酸鸟苷(cGMP)浓度增加，降低细胞内的钙浓度，导致血管平滑肌舒张，达到对顿抑心肌的保护作用。

诚然，本研究并未从最终生存率上得到有利于硝酸酯类药物应用的结论，这可能与样本数量有限，不足以得出阳性结果有关。尽管如此硝酸酯类药物抑制心肌顿抑，改善CPR后心功能是不争的事实。进一步的大规模临床试验将有利于确认硝酸酯类药物对CPR后心功能的作用。