论文摘要
冷环境超越人体生理耐受极限时，人体作业能力降低，冻伤发生，甚至危及生命。战时，冻伤的发生导致严重危害，是部队非战斗减员的主要原因之一。我国的寒区面积广大，同时寒区不同地域近年来都面临着紧张局势和不稳定因素。研发提供可在应急状态下用于大部队的口服冻伤预防药，达到避免或延缓冻伤发生的目的，对于保障和提高我军寒区部队的有生力量和军事作业效率，应对严寒条件下突发事件、反恐和抢险救灾等应急任务，从容控制和扭转战时的战争局面，具有重大的军事意义。冻伤的病理学特征主要是局部冻结-融化过程造成的血管舒缩功能异常、组织微循环障碍和凝血系统功能异常。低温致使肢端散热加剧，体温调节中枢通过收缩微小血管减少血流量从而迅速降低肢端温度，以达到减少散热、维持中心体温的目的。但此时肢端皮肤和组织会因温度过低而遭受冻结。一方面：局部组织冻结后微、小血管管径粗细不匀，平滑肌层肿胀断裂，舒缩功能紊乱，持续收缩甚至关闭，血液中有形成分聚集和堆积[1]，血流瘀滞，微循环障碍初步形成。另一方面：冻结后血管内皮细胞坏死脱落[2]，内皮对血液凝固系统、纤溶系统以及血小板功能的调控作用发生紊乱，导致凝血功能亢进，血液凝固性增高，微循环障碍进一步加重。上述两方面的病理改变互为因果形成恶性循环，致使血栓形成，组织缺血缺氧而坏死。因此，冻伤预防药应具备扩张外周血管，改善微循环和凝血系统功能，提高肢端皮肤温度等作用。口服冻伤预防药45号方是以妥拉唑林、山莨菪碱为主药的西药复方，其中妥拉唑林的作用是扩张外周血管，山莨菪碱的作用在于改善人体末梢血液循环。研究资料（内部资料）表明，45号方能够有效地提高肢端皮温，使肢端组织免于或延缓寒冷损伤。但是，妥拉唑林是非选择性的α受体阻断药，在阻断血管平滑肌突触后膜α1受体发挥扩血管作用的同时，会阻断突触前膜α2受体引发心动过速、震颤、肾素分泌过多等不良反应。而α1受体阻断药能够选择性阻断α1受体，却不影响α2受体，作用单一、靶向性突出，具有良好的应用前景。基于冻伤发生时血管收缩痉挛、局部微循环障碍和凝血异常等病理生理关键环节，在保留口服防冻45号方中山莨菪碱的基础上，本文主要的研究内容包括：1.以临床常用的α1受体阻断药为研究对象，运用离体大鼠血管环模型筛选扩血管作用最强的品种与山莨菪碱组成新的药物组合。2.运用角叉菜胶诱发的小鼠尾部血栓模型研究上述两药的剂量配比关系（组方研究），验证该组方对血栓形成的防治作用及其分子机制。3.建立冷环境下大鼠尾部皮肤温度模型，研究上述拟定组方在冷暴露环境下提高皮肤温度这一药理学作用。4.通过口服给药后监测血流动力学指标探讨新的药物组方对心率、血压和心功能的影响。实验结果一、 α1受体阻断药对肢端微小动脉的扩张作用哌唑嗪、特拉唑嗪和多沙唑嗪三种α1受体阻断药都具有扩血管效应，三种药物对尾动脉和肢端微动脉环的扩张效应在(0.01～10)μmol/L范围内具有浓度依赖性。其中哌唑嗪对尾动脉和肢端微动脉扩张效应最强，在10μmol/L浓度时最大扩张率分别为（82.6±8.9）%和（82.7±11.1）%，Bliss法求得EC50值分别为0.44±0.15μmol/L和0.56±0.18μmol/L。山莨菪碱对尾动脉、肢端微动脉具有扩张效应，在10μmol/L浓度时最大扩张率分别为（29.7±7.3）%和(20.2±5.6)%。使用山莨菪碱（0.10～10）μmol/L预孵育离体血管环，随山莨菪碱浓度增大，哌唑嗪的扩血管作用特征基本不变，最大舒张率仅由（82.6±8.9）%变化至（92.3±4.0）%，提示山莨菪碱与哌唑嗪联用不产生协同或拮抗效应，所以我们将二者形成药物组合进行后续组方研究。二、新药物的组方研究、对血栓形成的防治作用及其作用机制利用角叉菜胶诱发小鼠尾部血栓形成，腹腔注射2.5mg/kg角叉菜胶的小鼠尾尖部在4～8h期间开始出现暗红色血栓形成区，48h后靠近尾尖部的血栓区发生紫绀。据统计，48小时后，30例小鼠中有26例尾部形成血栓，成栓率86.6%，平均血栓长度24.6±4.6mm。在对小鼠口服预防灌胃给药后，发现山莨菪碱和哌唑嗪联用具有显著抗血栓形成作用，与模型组相比两药配比各剂量组血栓长度都显著缩短、高剂量组成栓率显著下降，且在山莨菪碱0.8～2.5mg/kg、哌唑嗪0.07～0.6mg/kg范围内能够剂量依赖性地缩短血栓长度，在山莨菪碱2.0+哌唑嗪0.6mg/kg剂量下（即配比关系10:3）血栓长度缩短至6.9±2.7mm，成栓率下降至50.0%，抗栓效果最好，即按照山莨菪碱：哌唑嗪=10:3的比例为最优药物组方。凝血系统功能测定结果显示，两药组方在凝血机制方面是通过影响外源性凝血途径纠正角叉菜胶诱发的小鼠血液凝固性增高，而对内源性凝血途径无影响。血小板活化标志物和抗血小板活性物质的检测结果表明，两药组方能显著抑制血栓素A2（TXA2）从血小板的释放，促进内皮细胞分泌前列环素（PGI2），这可能是对抗血栓形成的分子机制之一。纤溶系统功能结果表明，两药组方能够显著抑制组织型纤溶酶原激活物抑制剂（PAI-1）的释放，间接提高纤溶活性从而对抗血栓。三、新的药物组方对冷暴露大鼠尾部皮肤温度的影响山莨菪碱和哌唑嗪联用能够提高大鼠冷暴露240min后尾部皮肤温度，保护组织避免或延缓冻结。四、新的药物组方对大鼠血流动力学指标的影响新组方给大鼠灌胃30min后，使用八导生理记录仪测定血压和血流动力学参数，结果与空白对照组相比，原45号方和新型防冻药物组合对大鼠的收缩压（SBP）、舒张压（DBP）、平均动脉压（MABP）、左室收缩压（LVSP）、左室内压上升段最大变化速率（+dp/dtmax）、心肌缩短速度最大生理值（Vpm）、心肌缩短速度最大理论值（Vmax）、左室舒张压末期（LVEDP）、左室内压下降段最大变化速率（-dp/dtmax）均无明显影响。原45号方显著增加大鼠的心率（HR），而山莨菪碱与哌唑嗪对HR无明显作用。结论：1.哌唑嗪能够增强调节肢端易冻部位微、小血管舒张功能，改善血流，在α1受体阻断药中作用最强。2.山莨菪碱和哌唑嗪组成的新组方能够有效对抗血栓形成，改善微循环，剂量分别为2.0、0.6mg/kg即配比关系10:3。3.新组方的抗栓作用是通过改善凝血系统功能、抑制血小板活化、促进血管内皮释放抗栓活性物质、提高纤溶系统活性等途径实现的。4.新组方能够提高肢端皮肤温度，延缓冻结发生。5.新组方对大鼠血压、心脏舒张、收缩功能均无影响；尤其与原45号方加快心率的不良影响相比，新组方具有不影响心率的优势。本课题首先完成了老复方的药物替换，进而从改善凝血功能障碍、提高肢端温度等方面证实了防冻有效性，更排除了原组方加快心率的不良影响，实现―减毒‖这一组方目的，为新型口服防冻药物研制提供了必要的参考依据。