程 康 陳永斌 方恒虎 王海昌 任東青 曾桂英
爆炸性武器(或彈藥)爆炸時將產(chǎn)生壓力巨大的沖擊波、溫度極高的熱氣浪和高速飛濺的破片,而沖擊波對周圍環(huán)境和生物體造成的嚴重損傷,是爆炸性武器(或彈藥)爆炸時的主要殺傷因素;其中爆炸沖擊傷的急救、臨床表現(xiàn)和治療報道較為多見,而在損傷機制中有關(guān)沖擊波所致激素含量變化的報道卻很少[1,2]。激素含量的變化可反映機體內(nèi)分泌功能的狀況,也是診斷疾病的重要依據(jù)之一。為探討爆炸沖擊波所致的損傷后期效應,本研究采用某型榴彈彈藥(三硝基甲苯,trinitro tolune,TNT)在開闊地爆炸,用放射免疫法測定爆后不同時間(爆后12h、24h、3天、7天、14天)大鼠激素含量的變化,擬為損傷的后期治療提供依據(jù)。
1.爆炸條件:實驗選擇在開闊地進行。實驗時將某型榴彈彈藥(TNT),放置在高度為135cm的木制架上,彈質(zhì)心離地面高度為160cm。以彈藥質(zhì)心在地面的投影點為爆心。
2.動物分組和布放:選用第四軍醫(yī)大學實驗動物中心提供的SD雄性大鼠,體質(zhì)量250~300g,鼠齡9~10周,固定在用鐵絲編制的寵物籠內(nèi),每籠3只,布放在距爆心12m處,正常對照組大鼠放置在離爆炸點1.5km外的掩體內(nèi)。
3.觀察指標與方法:于彈藥爆炸后20mim左右實驗人員迅速進入試驗場,觀察記錄動物受傷情況、死亡情況、姿態(tài)、有無移位等;活存大鼠帶回學校按完全隨機法分組,進行后期效應的觀察。
4.激素含量的測定:于爆后不同時間(爆后 12h、24h、3天、7天和14天),經(jīng)腹腔給大鼠注入1%戊巴比妥鈉(50mg/kg)麻醉后,采用頸動脈插管采血;離心(3000r/min×15min)、分離血清,-20℃冷藏待用。血清激素含量采用放射免疫法在FJ-20008PS型γ射線免疫計數(shù)儀上進行測定,操作方法和步驟嚴格按試劑盒說明書進行。放射免疫試劑盒分別購自美國PerkinElmer公司、深圳拉爾文生物工程技術(shù)有限公司和天津九鼎醫(yī)學生物工程有限公司。
5.統(tǒng)計學方法:Excel建立數(shù)據(jù)庫,采用SPSS 10.0統(tǒng)計軟件進行秩和檢驗,所測數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差()表示,以 P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
1.彈藥的爆炸參數(shù):彈藥在大鼠布放完后30mim內(nèi)采用電子引爆,利用傳感器測得在離爆心12m處的超壓值為26kPa,超壓作用時間為4.0ms。
2.爆后大鼠的現(xiàn)場狀況:彈藥爆后大鼠現(xiàn)場死亡1只,余未見明顯的外傷。
3.爆后不同時間大鼠血清部分激素含量的變化:表1表示爆后不同時間大鼠垂體-腎上腺軸部分激素含量的變化。從表1中我們看到,在彈藥爆后12h,大鼠血清ACTH、ALD和CORT的含量均明顯升高(和正常對照組相比較,P<0.01),在爆后24h,除ACTH降低外(和正常對照組相比較,P<0.01),ALD和COR仍維持在較高水平。爆后3天、7天時,雖然3種激素含量均有明顯降低(P<0.01),但CORT仍高于正常對照組(P<0.01);爆后14天時,除ACTH的含量基本恢復正常外,ALD和COR的含量仍高于正常對照組。
表2表示爆后不同時間大鼠垂體-甲狀腺、垂體-性腺軸中部分激素含量的變化。從表2中我們看到,從彈藥爆后12h起,直至爆后14天大鼠血清T4含量明顯低于正常對照組(P <0.01,P <0.05),而T3則沒有明顯的變化。T則在爆后12h出現(xiàn)明顯升高,爆后24h開始降低,直至爆后7天,但在爆后14天大鼠血清T的含量再次升高。
表1 彈藥爆后不同時間大鼠血清垂體-腎上腺軸部分激素含量的變化(,n=6)
表1 彈藥爆后不同時間大鼠血清垂體-腎上腺軸部分激素含量的變化(,n=6)
與正常對照組比較,*P<0.01
表2 彈藥爆后不同時間大鼠血清T3、T4和T含量的變化(,n=6)
表2 彈藥爆后不同時間大鼠血清T3、T4和T含量的變化(,n=6)
與正常對照組比較,*P <0.05;與正常對照組比較,**P <0.001
爆炸性武器或彈藥爆炸時將以巨大壓力的沖擊波造成人員的沖擊傷,戰(zhàn)時引起嚴重的戰(zhàn)斗減員,影響戰(zhàn)斗力,延誤戰(zhàn)機;恐怖襲擊(大多為采用炸藥、制式和自制的爆炸裝置等引爆,主要針對重要場所和人口密集的地區(qū),人員傷亡較多,且傷情復雜)和平時事故將造成嚴重的人員傷亡,給社會和家庭造成不可彌補的損失[3]。因此對于因沖擊波作用而造成的損傷的臨床診斷、急救、治療,以及有關(guān)損傷機制一直是創(chuàng)傷外科研究的熱點,且報道較多,但對于沖擊波所致的機體激素含量的變化報道卻極少[1~6]。
內(nèi)分泌系統(tǒng)由腺垂體及其靶腺(甲狀腺、性腺和腎上腺)分別組成下丘腦-垂體-甲狀腺軸,下丘腦-垂體-性腺軸和下丘腦-垂體-腎上腺軸,并和神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)構(gòu)成神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò),共同維持著機體內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定,調(diào)節(jié)機體的新陳代謝、生長、發(fā)育和生殖等功能。當機體受到外界因素的刺激時,即可出現(xiàn)非特異性適應反應,表現(xiàn)為以下丘腦-垂體-腎上腺軸(hypothalamic-pituitary adrenocortical axis,HPA)功能變化為主要特征的應激反應[7]。本試驗中我們看到,當大鼠受到彈藥爆炸時沖擊波作用后12h,血清中ACTH、ALD和CORT的含量均明顯升高,雖然隨后降低,但直至爆后14天,除ACTH恢復至正常水平外,CORT、ALD仍保持較高水平。ACTH在應激反應中起著重要的防御保護作用,ALD和CORT分別為腎上腺球狀帶和腎上腺束狀帶分泌的鹽皮質(zhì)激素和糖皮質(zhì)激素,它們對腎功能,機體糖代謝、蛋白質(zhì)代謝和脂肪代謝,體內(nèi)Na+、K+代謝等都具有重要的調(diào)節(jié)作用,對維持正常血壓和保持血量方面也起著重要的效果。在我們的觀察中還發(fā)現(xiàn):彈藥爆后12h、1天大鼠血壓升高,至爆后3天開始下降,直至7天,仍未恢復正常;這也表明ALD和CORT的變化引起了機體心血管功能的變化。而下丘腦-垂體-甲狀腺軸中T3、T4在爆后12h~14天中一直處于降低狀態(tài);T在爆后12h明顯升高,24h即出現(xiàn)降低,至爆后14天時再次升高。上述結(jié)果與文獻[7,8]中的報道是一致的,不同的僅是作用因素不同。有學者認為各種應激反應可以使機體T含量增高,在脂肪組織中轉(zhuǎn)化E2減弱,同時T含量上升可以提高身體素質(zhì),增強機體對應激刺激的適應能力。
由此看來,大鼠在受到?jīng)_擊波作用后出現(xiàn)了明顯的應激反應,表現(xiàn)為激素含量的變化。上述結(jié)果除與文獻[7,8]中分析的神經(jīng)內(nèi)分泌、機體代謝的改變有關(guān)外,我們認為可能還存在因致傷因素沖擊波作用引起的血腦屏障的損傷、腺垂體及其靶腺結(jié)構(gòu)的變化,這需要進一步的研究來證實[4]。
機體激素含量的變化必將引起機體生理狀況的變化,如心跳加快、血壓升高、情緒激動、體能和智能變化等。近年研究發(fā)現(xiàn),機體遭受強烈刺激,尚可致使體內(nèi)穩(wěn)態(tài)破壞并出現(xiàn)細胞代謝障礙甚至死亡,從而引起神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)疾病的發(fā)生[9]。
因此對于受沖擊波損傷的人員(戰(zhàn)時傷員或恐怖襲擊和事故傷員),不僅要及時地治療他們身體的外傷,更要積極地治療他們機體內(nèi)分泌功能的紊亂,以減少繼發(fā)病和后遺癥的發(fā)生,以保障部隊戰(zhàn)斗力,提高受傷人員的生存質(zhì)量。
1 黎鰲,盛志勇,王正國,等.現(xiàn)代戰(zhàn)傷外科學[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,1998:57-61
2 王德文.現(xiàn)代軍事病理學[M].北京:軍事醫(yī)學科學院出版社,2002:564-569
3 王正國.反恐需知—城市爆炸沖擊傷[J].中華急診醫(yī)學雜志,2010,19(5):.453 -437
4 任東青,趙濤,張世英,等.爆炸沖擊波對大鼠血腦屏障的損害[J].解放軍預防醫(yī)學雜志,2008,26(1):4 -8
5 任東青,趙濤,張杰,等.爆炸沖擊傷大鼠腦組織c-Fos和c-Jun蛋白表達的改變[J].解放軍預防醫(yī)學雜志,2007,25(5):316-319
6 嚴軍,蔣建新,周繼紅,等.犬水下沖擊傷后血糖變化與肺損傷的關(guān)聯(lián)分析[J].創(chuàng)傷外科雜志,2010,l2(3):259-262
7 李留安,楊曉靜,杜改梅,等.HPA軸應激應答反應產(chǎn)生的中樞調(diào)節(jié)機制[J].中國獸醫(yī)雜志,2010,46(6):65-66
8 陳鈺,任建安.創(chuàng)傷和感染應激對蛋白質(zhì)代謝率的影響[J].腸外與腸內(nèi)營養(yǎng),2010,17(3):172 -174
9 廖永暉,千年松,張毅,等.創(chuàng)傷應激與肝細胞凋亡[J].世界華人消化雜志,2010,18(15):1569-1576