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摘要

目前在新生儿复苏中胸部按压的建议是使用胸部按压与通气的3:1的协调比例(C:V)，每隔三次按压中断一次，以提供辅助通气。尽管有这一建议，证据仍然不清楚新生儿使用的最佳C:V比。我们的团队此前报道了一种新的胸部按压持续充气技术(SI+CC)，减少了自发循环的恢复时间，并改善了血流动力学恢复。本研究的目的是确定SI+CC复苏与协调3:1 C:V复苏仔猪心肺缺氧损伤和氧化应激标记物的差异。我们发现SI+CC技术降低了肺组织的氧化应激和累积氧暴露，在缺氧损伤方面没有差异。我们的研究结果进一步支持将这项技术过渡到新生儿复苏实践中。

关键字

持续膨胀，胸部按压，心肺复苏，缺氧，氧化应激

简介

大多数新生儿成功地从胎儿过渡到新生儿生活[1]。然而，大约10%的近期和足月分娩在胎儿向新生儿过渡期间需要某种形式的呼吸支持，而很少有一些新生儿(~0.08%)需要积极的干预措施，如胸外按压(CC)或肾上腺素给药[1-3]。新生儿复苏指南建议，即使有足够的正压通气，心率仍<60/min时，采用CC。此外，如果需要CC，指南建议使用3:1的协调压缩:通风(C:V)比。这种方法由每分钟90 CC和30次充气组成，每3次充气后暂停一次^{理查德·道金斯}CC提供一次有效的换气。然而，新生儿中最有效的C:V比例仍未确定。

新生儿心率<60/分钟意味着心脏不能进行足够强的收缩，将血液泵入全身并提供足够的氧气。CC的目的是机械地将含氧血液泵入包括缺氧心肌在内的全身，直到心肌充氧充分并恢复自发功能[4]。尽快实现心肌自发功能的恢复可最大限度地减少细胞和器官的损伤，被定义为自发循环(ROSC)的恢复。缺氧和窒息抑制心肌功能，促进最大限度的血管舒张，舒张压极低，导致严重的细胞损伤。然而，再灌注和再充氧也会造成明显的细胞损伤，并产生氧化应激[4,5]。Dannevig et al。最近报道的组织基因水平肺炎症严重窒息新生仔猪复苏或21%或100%氧气[6]。

目前的新生儿复苏指南建议使用100%的氧气，如果新生儿需要CC[1]。100%氧气复苏与氧化应激增加(如脑和肺脂质过氧化增加[5,7])、死亡率增加和神经结局恶化有关[7-9]。我们最近证实，在新生儿窒息仔猪模型中，与3:1 C:V相比，CC与持续充血(CC+SI)叠加可显著改善ROSC、死亡率以及血流动力学和呼吸参数[10,11]。尽管我们观察到使用CC+SI可以显著改善短期疗效，但对细胞或缺氧损伤和氧化应激的影响仍未得到解答。本研究的目的是确定CC+SI与3:1 C:V复苏仔猪在缺氧损伤和心肺氧化应激标记物方面的差异。我们假设CC+SI组与3:1 C:V组相比，低氧损伤和氧化应激标记物较低。

材料和方法

本研究报告了一项随机对照生物医学试验的次要结果，该试验使用新生儿窒息[10]猪模型比较了两种CC方法。试验共使用20头体重1.6-2.1 kg的1-4日龄混合仔猪。仔猪在试验当天获得，适应实验室环境后开始准备，实验室内没有饲养和饲养要求。这些实验是按照加拿大动物使用委员会和阿尔伯塔大学动物使用和护理委员会批准的研究方案进行的。结果的报告是并且一直是按照动物研究报告的reach指南[12]进行的。

心肺复苏研究协议

我们的动物制备方案之前已经报道过[13]。简单地说，正如我们之前的报告[10]所述，准备工作包括麻醉和大约60-90分钟的手术器械。60分钟的恢复期后，器械使动物的生理稳定。治疗组随机分为假手术组(n=4)、3:1 C:V组(n=8)和CC-SI组(n=8)。仔猪随机接受3:1比例协调CPR或CC+SI。所有仔猪均暴露于正常低碳缺氧45分钟。缺氧之后是窒息期，直到心率下降到基线值的25%，这是通过断开呼吸机和夹紧气管内管实现的。在心率达到基线正压25% 15秒后，使用Neopuff T-Piece (Fisher & Paykel, Auckland, New Zealand)开始通气30秒。默认设置的峰值膨胀压力为30 cm H₂O，呼气末正压5 cm H₂O和气体流量为8升/分钟。在所有仔猪中使用单操作者(GMS)的双拇指环绕技术进行CCs。节拍器被用来达到目标的CC率。CC 30秒后，开始100%含氧。如果在充分的通气和CC后仍未观察到心率或ROSC增加，则给予肾上腺素。在CC开始后1分钟，静脉注射肾上腺素(0.01 mg/kg /剂)，然后根据需要每分钟最多给4剂。ROSC定义为心跳速率增加>150/分钟，持续15秒。在ROSC仔猪恢复4小时后，用静脉注射过量苯巴比妥(100 mg/kg)对仔猪实施安乐死。假手术组被随机分配到相同的手术方案、稳定和等效的实验期间，无缺氧、窒息或复苏。3:1组按照现行CPR指南，每分钟90 CC, 30次充气进行CPR。随机分到SI组的仔猪接受峰值充气压力为30 cm H的SI₂O持续30秒。在SI期间，以每分钟120次的速度进行胸外按压。在进一步提供30秒的SI之前，SI在30秒后被中断1秒。连续送CC至ROSC达到[10]。实验结束时取组织样本(包括左心室和右肺)，速冻于液氮中，-80°C保存至生化分析所需。

图1所示。研究方案流程图，假手术仔猪进行仪器固定，但不接受低氧或复氧治疗。

样本大小

这里报告的嵌套生化分析的样本量受到我们之前CPR研究结果的限制。只有存活到4小时恢复期结束的仔猪才适合作为本研究的比较对象。结果样本量分别为:假手术组(n=4)、3:1 C:V组(n=3)、CC+SI组(n=7)。

生化检测

乳酸和谷胱甘肽分别作为缺氧损伤和氧化应激的替代标记物。测定蛋白质以计算每毫克蛋白质的总值，以等同个别结果。采用酶法测定NADH在340 nm的吸光度(Sigma-Aldrich Canada Ltd.， Oakville, ON)。用6%的高氯酸和0.5 mM EGTA均质制备乳酸测定用的组织，然后用5 M碳酸钾分离后中和。总谷胱甘肽(GSH)和氧化谷胱甘肽(GSSG)均采用市售ELISA试剂盒(#703002,Cayman Chemical, Ann Arbor, MI)测定。组织在0.1 M磷酸盐缓冲溶液(pH 7.4)中均质。然后根据试剂盒说明测定GSH和GSSG, GSSG的测定方法是用2-乙烯基吡啶溶液(Cat。# 13229 -2，奥尔德里奇化学公司，密尔沃基，WI)。蛋白质测定采用双酚酸法，采用牛血清白蛋白标准，吸光度在560 nm (Sigma-Aldrich Canada Ltd.， Oakville, ON)测定。使用Molecular Devices Spectramax 190 absorbance Microplate Reader (Molecular Devices, LLC. Sunnyvale, California, usa)测量所有分析吸光度读数。

肺泡氧气接触

复苏过程中肺泡氧暴露水平的计算方法为:将肺泡氧分压乘以复苏过程中21%和100%的暴露时间，并将总暴露估计相加。肺泡氧分压的计算公式如下:

p_一个O₂为氧分压，F_我O₂是激发氧的分数P_{自动取款机}是大气压，pH值₂O是水的蒸汽压，p_一个有限公司₂为二氧化碳的肺泡分压，RQ为呼吸交换比[14,15]。我们使用呼吸功能监测仪NM3 (respiratory onics, Philips, Andover, MA)记录的复苏时的大气压力测量。在缺少数值的地方，测量压力的平均值(SD)使用701±1 mmHg。根据公认的生理学概括[15,16]，我们将二氧化碳和RQ的肺泡分压值分别限制在40 mmHg和0.8。水的蒸气压被限制在47 mmHg，即37°C时的蒸气压估计值[15]。计算了F_我O₂0.21和1.0。

p_一个O₂每个F_我O₂然后乘以每只小猪的复苏时间和每个F_我O₂相加为复苏过程中氧暴露的总值。

统计分析

统计结果分别报告为参数变量和非参数变量的平均值(平均值的标准误差)和中位数(四分位范围- IQR)。若正态检验通过，则采用方差分析比较治疗组，否则采用秩序分析。学生t-test用于各组间肺泡累积氧暴露的分析。皮尔逊矩检验用于分析个体测定的生物标志物之间的相关性。P-值为双侧，p<0.05被认为有统计学意义。采用Sigma Stat (Sigma Stat, San Rafael, CA, USA)进行统计分析。

结果

3:1 C:V组为3/8,CC+SI组为7/8 (p=0.0192)， 4/4假手术仔猪存活到恢复4小时。与3:1组的143(84-303)秒相比，CC+SI组到达ROSC的时间显著缩短(p=0.0008)，为38(23-44)秒。

组织乳酸测定

左心室乳酸水平各组间无差异:假手术、3:1 C:V和CC+SI组分别为0.96(0.19)、0.89(0.16)和0.85 (0.11)μmol/mg蛋白质(p>0.05)(图2)。同样，假手术、3:1 C:V和CC+SI组肺组织乳酸水平无差异，分别为0.16(0.05)、0.24(0.06)和0.19 (0.02)μmol/mg蛋白质(p>0.05)(图2)。

组织谷胱甘肽测定

左心室各组间组织心肌谷胱甘肽含量(GSH和GSSG)相似(表1)。假手术组、3:1 C:V组和CC+SI组左心室谷胱甘肽(GSSG/GSH)比值分别为0.25(0.03)、0.23(0.01)和0.29 (0.01)(p>0.05)(图2)。假手术组、3:1 C:V组和CC+SI组肺组织谷胱甘肽含量各组间无差异(表1)，谷胱甘肽比值分别为0.09(0.02)、0.14(0.03)和0.05(0.01)。CC+SI组GSH比均显著降低(C:V组为3:1,p=0.047)(图2)。

图2。左心室组织心肌乳酸(a)和GSSG/GSH比值(b)，右肺组织乳酸(c)和GSSG/GSH (d)。*p<0.05 vs. 3:1 C:V组。

		谷胱甘肽 (µ摩尔/ mg protien	GSSG (µ摩尔/ mg protien
左心室	Sham-Operated	351.63 (25.89)	88.23 (13.45)
	3:1 C: V组	344.52 (65.61)	87.57 (14.05)
	如果+ CC组	301.05 (18.09)	91.31 (5.99)
右肺，下肺叶	Sham-Operated	257.50 (24.37)	25.03 (5.11)
	3:1 C: V组	307.55 (31.39)	53.31 (11.06)
	如果+ CC组	233.39 (21.15)	12.67 (2.13)

表1。左心室和肺组织样品的谷胱甘肽测定结果，报告为CPR治疗类型比较的组平均值和(标准误差)。GSH:总谷胱甘肽，GSSG:氧化谷胱甘肽

肺泡氧气接触

复苏过程中肺泡氧暴露通过总复苏时间计算，其中包括CPR前正压通气的最初30秒。21%和100%吸入氧的暴露时间乘以根据上述公式计算的氧气的局部肺泡压力。计算得到的累积肺泡氧暴露结果见表2。与3:1 C:V组相比，CC+SI组在复苏过程中的累积肺泡氧暴露显著降低，分别为27755(4706)和47729 (6692)mmHg秒(Studentt以及,p < 0.001）.我们注意到肺泡氧暴露与组织总量和氧化谷胱甘肽含量之间存在适度但不显著的相关性(r=0.63和r=0.58;P =0.052和P =0.079)，而谷胱甘肽与组织乳酸之间无显著差异。

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	正压 发泄。在21% (秒)	心肺复苏急救时间 (秒)	100%的氧气接触 (毫米汞柱* s)	Totla接触和 (毫米汞柱* s)
3:1 C: V组
# 1	30.	90	36840	53965
＃2	30.	77	28858	48564
# 3	30.	64	20876	40659
如果+ CC组
# 1	30.	35	3075	26471
＃2	30.	45	9165	31293
# 3	30.	40	6120	29973
# 4	30.	43	7969	31531
# 5	30.	20.	0	20357
# 6	30.	25	0	22616
# 7	30.	45	3070	32041

表2。根据计算出的肺泡氧气分压计算出暴露于100%吸入氧的时间的氧气暴露量和总暴露量

讨论

我们之前报道过CC+SI可以显著降低ROSC，改善血流动力学和分钟通气[10,11]。此外，我们报告氧气输送和肾上腺素使用明显减少。在目前的研究中，我们检查了CC+SI是否会减少缺氧和氧化应激损伤。组织GSSG/GSH比值是细胞内氧化应激和氧化还原状态的可靠标志，3:1 C:V组肺组织GSSG/GSH比值显著升高。我们观察到，与3:1 C:V组相比，SI+CC组的GSSG/GSH比值显著降低。此外，CC+SI组计算的累积肺泡氧暴露明显减少。这些结果表明，3:1 C:V组有较高的氧暴露和氧化应激增加，可能延长促氧化状态。虽然我们不能完全排除CC+SI组氧化应激增加，但与3:1 C:V组相比，它较低。氧暴露与肺内谷胱甘肽比率呈正相关，有助于通过缩短复苏时间减少氧化应激，尤其是在CC期间使用补充氧。此外，组织乳酸水平、缺氧损伤标志物在各组之间相似。有趣的是，我们发现谷胱甘肽比率和乳酸水平之间没有相关性。 In the current study decreased resuscitation time correlated with reduced glutathione ratio in the lung, which supports resuscitation techniques that improve ROSC and reduce oxygen exposure during CPR have the potential to reduce oxidative stress. This is further supported by a study by孟德尔等。研究了不同的通气策略，发现心肺复苏过程中不同的呼吸支持策略对ROSC[17]无显著影响。这表明有效的通气和cc技术相结合需要提高ROSC[18,19]。根据有关氧化应激减少和降低肺泡氧暴露对缺氧损伤无影响的数据，我们相信，如果将CC+SI技术应用于新生儿复苏，则有可能改善患者预后。

本研究中可能的混杂因素可能与4小时的恢复期有关，可能掩盖了氧化或缺氧应激的更大差异。4小时的恢复期也可能使生理机制使谷胱甘肽和乳酸水平正常化，这两种水平可能在ROSC后立即发生显著差异。虽然受限于监测血流动力学恢复的初步研究设计，但在ROSC后立即对组织取样的替代方法可能会得出不同的结论。这一实验模型在转译方面是强有力的，因为猪是新生儿窒息的良好模型，在新生人类和仔猪之间的生理、生化、解剖和发育方面，特别是心肺系统方面具有相似性[13,20]。逐渐发生的窒息是胎儿窘迫的进行性表现，通常发生在分娩前的子宫[19]。该模型的一个局限性是胎儿到新生儿的完全过渡，这与产房新生婴儿不同。进一步的限制是样本量小，因为我们只有存活4小时的仔猪的组织用于生化分析。

结论

2010年的新生儿复苏指南建议使用21%的氧气，部分是为了减少氧化应激。我们的研究结果表明，CC+SI复苏降低仔猪肺谷胱甘肽升高3:1 C:V。这种新的复苏方法可能进一步减少窒息新生儿的肺泡氧暴露和肺组织氧化应激，以及更快地恢复自主循环和改善血流动力学。

确认

GMS是班廷博士后奖学金、加拿大卫生研究院和艾伯塔省创新-健康解决方案临床奖学金的接受者。

该研究得到了加拿大卫生研究院向PYC提供的一笔运营赠款(MOP130483)的支持。

参考文献

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