CN102198148B - 复方苹果酸林格式液及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复方苹果酸林格式液，其组成如下：苹果酸钠：0.0150-0.0155mol/L；氯化钠：0.1-0.11mol/L，氯化钾：0.0038-0.0042mol/L；氯化钙：0.0018-0.0022mol/L，pH为7.35-7.45，渗透压295-300m0sm/kg。本发明充分说明苹果酸林格式液较其它晶体液不仅能提供相应的细胞外液离子成份，而且能显著改善失血性休克大鼠各脏器功能，维持良好稳定的血流动力血水平，且安全可靠。它的合成发明将改变以往晶体液仅仅输入细胞外液离子成份这一传统理念，为晶体液的治疗作用带来新的突破和飞跃。

Description

复方苹果酸林格式液及其应用

技术领域

本发明属于医药领域，具体地是涉及一种复方苹果酸林格式液及其应用。

背景技术

体内液体丢失是临床工作中最常见的病情之一，液体丢失会导致循环血容量的减少，严重时会引起休克。休克最重要的病理生理改变就是因为大量失液引起的缺氧能量供应不足和过氧化反应引起的全身脏器功能改变，对生命安全构成巨大威胁(Adams H A Vogt P M.Circulation therapy for severe burninjuries.Unfallchirurg，2009，112：462-71)。对于体内液体的丢失，临床治疗中最重要的方法就是输入晶体液体，补充细胞外液。现在临床最常用的晶体液包括生理盐水，林格式液，乳酸林格式液和搏脉力(醋酸林格式液)。其中生理盐水由于其价格低廉应用最广泛。搏脉力各指标最接近人体正常细胞外液值，是至今为止最为先进的晶体液(Hadimioglu N，Saadawy I，Saglam T，et al.The effect of different crystalloid solutions on acid-base balance and earlykidney function after kidney transplantation.Anesth Analg，2008，107：264-9)。但是以上液体只能输入相应的离子成份，而对于已经受损的脏器不能提供治疗保护作用。

在临床工作中，液体丢失血容量不足的情况非常普遍。这种休克病人最主要的病理生理改变就是有效循环血量减少导致的机体缺氧，进而引起机体的能量代谢障碍和缺氧条件下的过氧化还原反应(Dugo L，Abdelrahman M，Murch O，et al.Glycogen synthase kinase-3beta inhibitors protect againstthe organ injury and dysfunction caused by hemorrhage and resuscitation.Shock，2006，25：485-91)。能量不足和大量的氧自由基的产生严重损害机体各脏器功能，进而导致多器官功能障碍。既往液体治疗的原则是输入细胞外液相应的离子成分，从最早的生理盐水到后来的林格式液，再到最新的搏脉力A(醋酸林格式液)都没有突破这一局限性。由于上述晶体液仅仅补充相应的离子成份，在血管内停留时间短，对由于休克导致的全身脏器功能损伤作用有限(Santry H P Alam H B.Fluid resuscitation：past，present，and the future.Shock，2010，33：229-41)。

生理盐水溶液中只含有钠离子和氯离子，氯离子水平明显高于细胞外液水平，大量输入引起高氯血症代谢性酸中毒(邓硕曾，叶菱，刘进.电解质晶体液需要更新换代吗？临床麻醉学杂志，2009，25：83-4)。乳酸林格液含有与细胞外液相似的电解质，但pH仅6.5，渗透浓度为273mOsm/L，乳酸盐不能完全离子化时，仅为255mOsm/L，成为低渗液体，故对严重颅脑损伤，脑水肿和严重肝脏功能受损病人不宜选用(黄文起.麻醉手术期间液体治疗专家共识(2007).中国实用外科杂志，2008，28：422-6.)。现在国际上最新研究的晶体液为美国百特公司于上世纪末推出的勃脉力，即复方醋酸钠林格式液，该晶体液有与细胞外液相同的PH值，相近的离子成份和渗透压，但是醋酸林格式液缺点是不含钙离子，醋酸代谢不完全而且具有扩张血管作用，会干扰酶联免疫检测结果，并且价格比较昂贵，临床应用受到一定的限制(Santry H P Alam H B.Fluidresuscitation：past，present，and the future.Shock，2010，33：229-41)。

苹果酸作为三羧酸循环中的一种可溶性有机弱酸，是人体内部循环的重要中间产物，是苹果酸天冬氨酸穿梭的重要组成部分，对胞液和线粒体之间的还原当量(NADH)的转移起重要的作用，在人体内具有重要的功能。苹果酸能为机体迅速提高能量，同时具有强大抗氧化作用，是生命活动和脏器保护的重要因素(Cruz R J，Jr.，Harada T，Sasatomi E，et al.Effects of ethyl pyruvateand other alpha-keto carboxylic acid derivatives in a rat model ofmultivisceral ischemia and reperfusion.J Surg Res，2011，165：151-7)。在大自然中，以三种形式存在，即D-苹果酸、L-苹果酸和其混合物DL-苹果酸，而在体内主要是左旋体即L-苹果酸。苹果酸存在于不成熟的的山楂、苹果和葡萄果实的浆汁中，也可由延胡索酸经生物发酵制得，来源途径广泛(吴军林，吴清平.L-苹果酸的生理功能研究进展.食品科学，2008，29：692-5)。

发明内容

本发明的目的在于突破现有理论的局陷，提供一种新的晶体液-复方苹果酸林格式晶体液，该晶体液不仅能提供人体细胞外液相似的离子，pH值，渗透压，而且能迅速为机体提供能量，并且具有良好的抗氧化作用，维持细胞膜的稳定性，保护由于失液休克导致的脏器功能损害。

实现上述目的的技术方案如下。

一种复方苹果酸林格式液，其主要组成如下：L-苹果酸钠：0.0150-0.0155mol/L；氯化钠：0.1-0.11mol/L，氯化钾：0.0038-0.0042mol/L；氯化钙：0.0018-0.0022mol/L，pH为7.35-7.45。

优选地，最佳组成为：L-苹果酸钠：0.0154mol/L；氯化钠：0.1092mol/L，氯化钾：0.0040mol/L；氯化钙：0.0020mol/L，pH为7.4。

优选地，pH为7.4条件下，复方苹果酸林格式液中，Na⁺离子浓度为140mmol/L，K⁺浓度为4mmol/L，Cl^-离子浓度为117mmol/L，Ca²⁺浓度为2mmol/L，苹果酸根离子浓度为15.4mmol/L，渗透压为296mOsm/Kg。

本发明合成的苹果酸林格式液能提供合理的渗透压，pH值，离子成份，更加接近生理值，能够很好的补充细胞外液成份(见表2)。由于苹果酸是体内的一种二元有机弱酸，本研究中添加的苹果酸钠在体内能迅速解离成苹果酸根离子和钠离子，而苹果酸根离子能结合氢离子生成苹果酸。苹果酸作为三羧酸循环中有机酸，是苹果酸天冬氨酸穿梭的重要组成部分，对还原当量的NADH转移到线粒体供能起重要的作用，在机体内具有重要的能量代谢意义。苹果酸天冬氨酸穿梭对于ATP的可持续供给起到关键作用，有研究显示，补充L-苹果酸可以显著提高ATP的生成，能够有效的抗疲劳提高运动能力。临床上已将苹果酸作为心脏保护基础液的成分之一，同位素示踪实验发现，离体大鼠心肌细胞缺氧孵育60min，苹果酸可直接作为前体经延胡索酸还原产生琥珀酸，同时生成ATP，保护心肌细胞膜的完整性(HOHL COR，ROSEN P，et al.Evidence for succinate production by reduction of fumarate during hypoxiainisolated adult rat heart cells.Archives of Biochemistry andBiophysics，1987，259：527-535.)。苹果酸还能促进羧酸盐的代谢、改善记忆能力、增强钙的活性、降低抗癌药物毒副作用等生理功能。在本发明中，苹果酸林格式液较生理盐水和醋酸林格式液能够显著升高失血性休克大鼠血压，而且持续时间长(见图1)。这可能由于其能迅速补充机体能量，提高线粒体能量代谢效率。苹果酸做为一种自由基的清除剂，在体内具有重要作用。既往实验研究证明苹果酸能够有效改善半乳糖胺导致的肝功能损害(Akachi T，Shiina Y，Kawaguchi T，et al.1-Methylmalate from Camu-Camu(Myrciaria dubia)Suppressed D-Galactosamine-Induced Liver Injury in Rats.Bioscience，Biotechnology，and Biochemistry，2010，74：573-578)。最近研究也表明用含有苹果酸的食物喂养黑腹果蝇，能上调超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)等氧自由基清除剂表达，显著延长其寿命(Peng C，Chan H Y，Huang Y，et al.Apple Polyphenols Extend the Mean Lifespan of Drosophilamelanogaster.J Agric Food Chem，2011，59：2097-106)。

本发明证实复方苹果酸林格式液能明显改善由于失血性休克引起的各脏器损伤，减少炎性细胞浸润(见图2、3、4、5、6)，改善肝肾功能(见图7、8、9、10)。这可能与其强大的抗氧自由基，抑制细胞因子的释放及抑制细胞凋亡等多个途径起作用有关。这对于失液休克引起的全身重要脏器的损伤具有非常重要的治疗意义。这也是其它晶体液所不具备的治疗作用。而且在用苹果酸林格式复苏的液体治疗组中，未见其它不良反应，说明其安全可靠性。

本发明充分说明复方苹果酸林格式液较其它晶体液不仅能提供相应的细胞外液离子成份，而且能显著改善失血性休克大鼠各脏器功能，维持良好稳定的血流动力血水平，且安全可靠。这将为休克的液体复苏治疗带来全新的理念和进步，对于提高该类病人的治疗效果具有非常重要意义。同时它的具体作用机制也将值的我们进一步的研究和探讨。

本发明所述的复方苹果酸林格式液晶体液将改变过去对于液体治疗仅限于输入相应的细胞外液成份的这一传统观念，为液体复苏治疗带来革命性的突破。复方苹果酸林格式晶体液将具有广泛和重要的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例1平均动脉压变化的结果示意图；

图2是心脏组织HE染色病理形态学改变的结果示意图；

图3是肝脏组织HE染色病理形态学改变的结果示意图；

图4是肺组织HE染色病理形态学改变的结果示意图；

图5是肾脏HE染色病理形态学改变的结果示意图；

图6是小肠HE染色病理形态学改变的结果示意图；

图7是谷丙转氨酶值检测结果示意图；

图8是谷草转氨酶值检测结果示意图；

图9是肌酐检测结果示意图；

图10是尿素氮检测结果示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

1.材料和方法

1.1复发苹果酸林格式晶体液的合成过程

1.1.1实验材料L-苹果酸钠购自美国SIGMA公司，氯化钠，氯化钾，氯化钙购自上海医药集团公司。

1.1.2复发苹果酸钠林格式液合成过程室温25℃，在1L超蒸水中，加入苹果酸钠0.6031g，实验证实此时pH值为7.4。随后加入氯化钠1.2769g，氯化钾0.0596g，氯化钙0.0444g配置成苹果酸钠林格式液，超净台中滤器过滤消毒后待用。即每升苹果酸钠林格式液中含有0.0154mol苹果酸钠，0.1092mol氯化钠，0.0040mol氯化钾，0.0020mol氯化钙。可以计算出在PH值等于7.4条件下，Na⁺离子浓度为140mmol/L，K⁺浓度为4mmol/L，Cl^-离子浓度为117mmol/L，Ca²⁺浓度为2mmol/L，苹果酸根离子浓度为15.4mmol/L，渗透压为296mOsm/Kg。

1.1.3复方苹果酸林格式液成份检测用生化仪检测液体PH值和离子浓度；用质谱分析仪分析液体中苹果酸根离子浓度。反复测量5次，取其均数和标准差。结果见表1：

表1  复方苹果酸林格式液离子浓度理论值与实测值此较

注：K+、Na+、Ca2+、Cl-、苹果酸根离子浓度单位mmol/L，渗透压单位mOsm/Kg

将复方苹果酸林格式液和其它晶体液比较，可以看出复方苹果酸林格式液更接近人体生理正常值。见表2

表2  各液体成份此较

注：K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Cl^-浓度单位mmol/L，渗透压单位mOsm/Kg。

实施例2

1.2复方苹果酸林格式液对失血性休克大鼠肝，肾，小肠，心，肺等组织的功能保护

1.2.1动物及分组SPF级SD大鼠24只，每只280-320g之间，由湖南斯莱克景达实验动物有限公司提供。质量合格证号NO.HNASLKJ20101668。本实验通过华中科技大学同济医学院动物伦理委员会批准。大鼠按随机数字表分为空白对照组，生理盐水组，醋酸液组，苹果酸液组，(注：前三组液体均由美国百特公司生产)。空白对照为假手术组，无失血性休克；生理盐水组复苏液体为0.9％氯化钠溶液；醋酸液组复苏液体为醋酸林格式液(搏脉力)；苹果酸液组复苏液体为本发明实施例1所述复方苹果酸林格式液。每组各6只大鼠。1.2.2模型制作及取材失血性休克模型参考(Zhang，Luo et al.2010)，腹腔注射戊巴比妥钠麻醉(1.5g/Kg)，麻醉后大鼠仰卧固定，无菌剥离颈内动脉和颈内静脉进行插管。颈内动脉管经三通阀与血压换能器(由HP公司生产)及注射器连接。插管后立即注射肝素生理盐水0.2ml(含肝素10lU/ml)，通过监护仪连续记录平均动脉压。模型稳定10分钟后，放血至平均动脉压降为40±5mmHg(约2.5ml/Kg血液，放血时间约10分钟)，继续放血或回输部分血液维持此血压。60分钟后每组输入失血量两倍体积的液体，输液时间为30分钟(阿斯利康静脉输液泵)。输液完成后观察记录1小时平均动脉压变化。缝合伤口，3小时候后颈内动脉快速抽血处死老鼠，将血液推注到干燥10ml离心管中，静置5分钟后3000转/分离心10分钟后取血清待测。取其心，肺，肝，肾，小肠(距离盲肠10cm处)，以100ml/L浓度福尔马林固定。

1.2.3观察指标各组平均动脉压变化，H E染色后观测各组心，肺，肝，肾，小肠形态学改变，监测血清中ALT，AST，BUN，Cr值变化

1.4统计学分析

采用SPSS13.0统计软件处理实验数据以均数±标准差表达，多组间比较用方差分析，两两比较用t检验，α取0.05认为有统计学意义。

2.实验结果

2.1平均动脉压变化

各组大鼠基础血压无统计学差异。休克期，各组血压无统计学差异，均维持在40mmHg左右。液体复苏治疗后，血压均升高，其中苹果酸组血压上升幅度较生理盐水组和醋酸组明显(复苏期的90min和100min P＜0.05)。在液体复苏后的观察期，苹果酸组能维持血压在比较理想的高水平，且维持时间长(在观察期的150min，160min，170min P＜0.05)。见图1。图1各组平均动脉压(MAP)变化趋势。0-10min稳定期；10min-20min失血期；20min-80min休克期；80min-110min液体复苏期；110min-170min观察期。与生理盐水组比较^＊P＜0.05有统计学意义。

2.2各脏器HE染色病理形态学改变。

取大鼠的心、肝、肺、小肠和肾组织，用4％中性甲醛缓冲溶液固定24h，常规石蜡包埋，切片，HE染色，Olympus光学显微镜观察组织病理改变。

图2-图6中，A为生理盐水组；B为醋酸液组；C为复发苹果酸林格式晶体液组(苹果酸组)；D为空白对照组。

(1)心脏组织：空白对照组心肌组织结构正常，横纹清晰(图2D)。生理盐水组横纹溶解，空泡变性，内有大量炎性细胞浸润(图2A)。醋酸液组间质水肿，横纹变性，见炎性细胞(图2B)。苹果酸组横纹清晰，仅见少量炎性细胞(图2C)。(2)肝组织：空白对照组肝结构清晰，细胞索排列整齐(图3D)。生理盐水组肝细胞肿胀，出现小灶片状坏死，内有大量炎性细胞浸润(图3A)。醋酸组肝细胞肿胀，水样变性，小空泡形成，汇管区及肝窦内可见中性粒细胞渗出(图3B)。苹果酸组肝细胞板结构基本正常，仅见少量炎性细胞外渗(图3C)。(3)肺组织：空白对照组肺组织结构正常(图4D)。生理盐水组肺间隔明显增厚，大量炎性细胞浸润(图4A)。醋酸液组肺间隔增厚，肺泡腔水肿，炎性细胞渗出(图4B)。苹果酸液组肺泡间隔轻微增宽，炎性细胞浸润明显减少(图4C)。(4)肾组织：空白对照组肾组织结构正常(图5D)。生理盐水组肾肾小管细胞有不同程度的水样变性，坏死，并见管型(图5A)。醋酸液肾小管上皮细胞肿胀，部分上皮细胞脱落(图5B)。苹果酸液组肾小管结构基本正常，肾小管上皮仅见轻度肿胀(图5C)。(5)小肠：生理盐水组小肠绒毛顶端上皮下间隙明显扩大，绒毛尖端上皮抬高与固有膜剥离，绒毛尖端坏死(图6A)。醋酸液组中绒毛顶端上皮下间隙增宽，绒毛尖端上皮与固有膜剥离，见部分绒毛上皮成块脱落(图6B)。苹果酸液组绒毛顶端上皮下轻度变宽，绒毛上皮仅见少量坏死脱落(图6C)，空白对照组结构正常(图6D)

2.3血液生化检查结果

2.3.1肝功能结果  谷丙转氨酶值生理盐水组较其它3组明显升高(P＜0.05)；醋酸组和苹果酸组较空白对照组有统计学差异(P＜0.05见图7)。在谷草转氨酶的检测结果中，生理盐水组和醋酸组较空白对照组升高明显(P＜0.05)，而苹果酸组与空白对照组无统计学意义(见图8)。

2.3.2肾功能结果在肌酐检测数据中，生理盐水组和醋酸组较空白对照组值大(p＜0.05)，苹果酸组和空白对照组间无统计学意义(见图9)。在尿素氮的检查中，生理盐水组和醋酸组较空白对照组值明显增大(p＜0.01)，苹果酸组和空白对照组间有统计学差异(P＜0.05见图10)。

以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种复方苹果酸林格式液，其特征是，其组成如下：L-苹果酸钠：0.0150—0.0155mol/L；氯化钠：0.1—0.11mol/L，氯化钾：0.0038—0.0042mol/L；氯化钙：0.0018—0.0022mol/L，pH为7.35-7.45。

2.根据权利要求1所述的复方苹果酸林格式液，其特征是，其组成为：L-苹果酸钠：0.0154mol/L；氯化钠：0.1092mol/L，氯化钾：0.0040mol/L；氯化钙：0.0020mol/L，pH为7.4。

3.根据权利要求2所述的复方苹果酸林格式液，其特征是，pH为7.4条件下，复方苹果酸林格式液中，Na+离子浓度为140mmol/L，K+浓度为4mmol/L，Cl-离子浓度为117mmol/L，Ca2+浓度为2 mmol/L，苹果酸根离子浓度为15.4 mmol/L,渗透压为296 mOsm/Kg。

4. 权利要求1-3任一项所述复方苹果酸林格式液在制备抗失血性休克的补液中的应用。

Images