Regulatory effects of bio-intensity electric field on microtubule acetylation in human epidermal cell line HaCaT
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摘要:
目的 探讨生物强度电场对人表皮细胞株HaCaT方向性迁移及微管乙酰化水平的调节作用，以期为临床创面修复提供分子理论依据。 方法 采用实验研究方法。取HaCaT细胞，分为置于电场装置中不通电处理3 h的模拟电场组和用强度200 mV/mm电场处理3 h的电场处理组（处理方法下同，样本数分别为54、52），在活细胞工作站中观察处理3 h内细胞运动的方向并计算细胞运动的位移速度、轨迹速度及运动方向性cosθ。取2批HaCaT细胞，分为模拟电场组和用强度200 mV/mm的电场处理相应时间的电场处理1 h组、电场处理2 h组、电场处理3 h组及模拟电场组和用相应强度的电场处理3 h的100 mV/mm电场组、200 mV/mm电场组、300 mV/mm电场组，采用蛋白质印迹法检测乙酰化α-微管蛋白的表达（样本数均为3）。取HaCaT细胞，分为模拟电场组和电场处理组，采用免疫荧光法观测乙酰化α-微管蛋白的表达及定位（样本数为3）。对数据行Kruskal-Wallis H检验、Mann-Whitney U检验、Bonferroni校正、单因素方差分析、LSD检验及独立样本t检验。 结果 处理3 h内，与模拟电场组相比，电场处理组细胞有明显定向迁移的趋势，位移速度、轨迹速度均明显加快（Z值分别为-8.53、-2.05，P<0.05或P<0.01），方向性明显增强（Z=-8.65，P<0.01）。与模拟电场组（0.80±0.14）比较，电场处理1 h组、电场处理2 h组细胞中乙酰化α-微管蛋白表达量（1.50±0.08、1.89±0.06）均无明显变化（P>0.05），电场处理3 h组细胞乙酰化α-微管蛋白表达量（3.37±0.36）明显增高（Z=-3.06，P<0.05）。处理3 h，100 mV/mm电场组、200 mV/mm电场组、300 mV/mm电场组细胞乙酰化α-微管蛋白表达量分别为1.63±0.05、2.24±0.08、2.00±0.13，均较模拟电场组的0.95±0.27明显增高（P<0.01）；200 mV/mm电场组、300 mV/mm电场组细胞乙酰化α-微管蛋白表达量均较100 mV/mm电场组明显增高（P<0.01）；300 mV/mm电场组细胞乙酰化α-微管蛋白表达量较200 mV/mm电场组明显降低（P<0.05）。处理3 h，电场处理组细胞中乙酰化α-微管蛋白的分布较模拟电场组更具有方向性，电场处理组细胞乙酰化α-微管蛋白的表达量较模拟电场组明显增高（t=5.78，P<0.01）。 结论 生物强度电场可促进HaCaT细胞定向迁移，在200 mV/mm电场强度下处理3 h可明显促进微管乙酰化水平。 Abstract:Objective To investigate the regulatory effects of bio-intensity electric field on directional migration and microtubule acetylation in human epidermal cell line HaCaT, aiming to provide molecular theoretical basis for the clinical treatment of wound repair. Methods The experimental research methods were used. HaCaT cells were collected and divided into simulated electric field group (n=54) placed in the electric field device without electricity for 3 h and electric field treatment group (n=52) treated with 200 mV/mm electric field for 3 h (the same treatment methods below). The cell movement direction was observed in the living cell workstation and the movement velocity, trajectory velocity, and direction of cosθ of cell movement within 3 h of treatment were calculated. HaCaT cells were divided into simulated electric field group and electric field treatment 1 h group, electric field treatment 2 h group, and electric field treatment 3 h group which were treated with 200 mV/mm electric field for corresponding time. HaCaT cells were divided into simulated electric field group and 100 mV/mm electric field group, 200 mV/mm electric field group, and 300 mV/mm electric field group treated with electric field of corresponding intensities for 3 h. The protein expression of acetylated α-tubulin was detected by Western blotting (n=3). HaCaT cells were divided into simulated electric field group and electric field treatment group, and the protein expression of acetylated α-tubulin was detected and located by immunofluorescence method (n=3). Data were statistically analyzed with Kruskal-Wallis H test,Mann-Whitney U test, Bonferroni correction, one-way analysis of variance, least significant difference test, and independent sample t test. Results Within 3 h of treatment, compared with that in simulated electric field group, the cells in electric field treatment group had obvious tendency to move directionally, the movement velocity and trajectory velocity were increased significantly (with Z values of -8.53 and -2.05, respectively, P<0.05 or P<0.01), and the directionality was significantly enhanced (Z=-8.65, P<0.01). Compared with (0.80±0.14) in simulated electric field group, the protein expressions of acetylated α-tubulin in electric field treatment 1 h group (1.50±0.08) and electric field treatment 2 h group (1.89±0.06) were not changed obviously (P>0.05), while the protein expression of acetylated α-tubulin of cells in electric field treatment 3 h group (3.37±0.36) was increased significantly (Z=-3.06, P<0.05). After treatment for 3 h, the protein expressions of acetylated α-tubulin of cells in 100 mV/mm electric field group, 200 mV/mm electric field group, and 300 mV/mm electric field group were 1.63±0.05, 2.24±0.08, and 2.00±0.13, respectively, which were significantly more than 0.95±0.27 in simulated electric field group (P<0.01). Compared with that in 100 mV/mm electric field group, the protein expressions of acetylated α-tubulin in 200 mV/mm electric field group and 300 mV/mm electric field group were increased significantly (P<0.01); the protein expression of acetylated α-tubulin of cells in 300 mV/mm electric field group was significantly lower than that in 200 mV/mm electric field group (P<0.05). After treatment for 3 h, compared with that in simulated electric field group, the acetylated α-tubulin of cells had enhanced directional distribution and higher protein expression (t=5.78, P<0.01). Conclusions Bio-intensity electric field can induce the directional migration of HaCaT cells and obviously up-regulate the level of α-ubulin acetylation after treatment at 200 mV/mm bio-intensity electric field for 3 h. -
Key words:
- Skin /
- Cell movement /
- Tubulin /
- Acetylation /
- Bio-intensity electric field /
- Epidermal cells
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(1)回顾性分析西藏自治区高原雷击伤患者的临床特征。
(2)筛选出受伤地平均海拔为雷击伤患者发生心脏损伤的独立危险因素。
(3)介绍雷击伤的治疗情况，总结合理的治疗策略，为西藏自治区高原雷击伤的预防和治疗提供参考依据。
Highlights:
(1)The clinical characteristics of patients with lightning injury on plateau in Tibet Autonomous Region were retrospectively analyzed.
(2)The average altitude at the location of injury was screened as an independent risk factor for heart injury in patients with lightning injury.
(3)The treatment of lightning injury was introduced, and the reasonable treatment strategies were summarized to provide references for the prevention and treatment of lightning injury on plateau in Tibet Autonomous Region.
检索国内文献显示，雷击伤发病率虽不高，但致死率、致残率较高 ［ 1, 2, 3, 4］ ，且受伤因素复杂多变、临床表现各异、并发症种类繁多，可引发致命性损伤。为提高临床工作中对雷击伤的认识和诊治能力，本研究回顾分析解放军西藏军区总医院（以下简称本院）15年间收治的雷击伤住院患者的临床资料，结合国内外相关文献，对雷击伤的临床特征、诊疗情况进行分析，并探讨雷击伤患者发生心脏损伤的危险因素。
1. 对象与方法
本回顾性病例系列研究符合《赫尔辛基宣言》的基本原则。根据本院伦理委员会政策，可以在不泄露患者身份信息的前提下对其临床资料进行分析、使用。
1.1 入选标准
纳入标准：满足以下现场特点和体表体内特点中1个及以上，被诊断为雷击伤的患者。现场特点如下：（1）有雷电的天气条件、发生过雷击，且多发生于下雨时；（2）可有多名同时受伤者，或有现场目击者；（3）现场多为旷野、农田或室内电器旁，可有电气设备、建筑物、树木等被击穿或烧毁，可有牲畜死伤。体表体内特点如下：（1）衣物和随身金属物品损坏，衣物被撕碎或烧焦，鞋子被炸开或有圆形境界分明孔洞，腰带扣、项链等金属物品被熔化，铁制品被磁化。（2）出现雷击纹。在雷电的弧光作用下皮下的静脉血管受到电击后麻痹、扩张、充血，出现线状、红色或暗红色的花纹，是雷击伤发生时非体表烧伤性的典型皮损，也称利希滕贝格图 ［ 5］ 。（3）伴或不伴体表烧伤及体内机械性创伤。排除标准：入院后病历资料保留不完整，有严重心、肺、肾等基础疾病者。
1.2 临床资料
2008年1月―2023年7月，本院收治55例符合入选标准的雷击伤患者，受伤地点均为西藏自治区高原地区，包括拉萨市（24例）、那曲市（25例）、日喀则市（3例）、山南市（2例）、林芝市（1例）。
1.3 统计指标
1.3.1 一般资料
包括性别、年龄、民族，其中按年龄段将患者分为少年组（7~18岁，11例）、青年组（19~40岁，28例）、中年组（41~65岁，14例）、老年组（>65岁，2例），比较4组患者性别、民族分布。
1.3.2 受伤情况
包括受伤时间、受伤地（平均海拔）、受伤时活动、发生体表热力烧伤的情况（烧伤面积、深度、部位）、发生并发症情况、发生复合伤情况、伤前合并基础疾病/生理过程等。
1.3.3 转归情况
包括住院天数、治疗结局和有效率。其中雷击伤导致体表热力烧伤、并发症、复合伤等完全恢复至正常为治愈，上述情况较入院时明显改善或基本恢复正常为好转，统计治疗有效率。治疗有效率=（治愈例数+好转例数）÷总例数×100%。
1.4 雷击伤患者发生心脏损伤的危险因素分析
患者具有心脏损伤的症状、体征、心电图表现以及心肌酶学检测异常则诊断为心脏损伤。（1）临床上出现心悸、心前区不适及疼痛症状和心肌缺血体征。（2）心电图异常符合电损伤损害的心律失常、传导阻滞、T波及ST段改变、心肌坏死特征性QRS改变等。（3）心肌酶学改变。根据本院检验科校对标准，肌酸激酶同工酶（CK-MB）≥24 U/L、肌钙蛋白I≥1.6 ng/mL、肌酸激酶≥200 U/L、AST≥40 U/L、乳酸脱氢酶（LDH）≥250 U/L，属于心肌酶学异常。
根据入院时是否发生心脏损伤，将患者分为心脏损伤组（44例）和非心脏损伤组（11例），比较2组患者性别、年龄、民族、受伤地平均海拔、住院天数、发生并发症情况、发生复合伤情况、体表热力烧伤部位、体表热力烧伤面积。
1.5 统计学处理
采用SPSS 13.0统计软件进行数据分析。计量资料数据均不符合正态分布 ，以 M（ Q 1， Q 3）表示，组间比较行Mann-Whitney U检验。计数资料数据以频数表示，组间比较行 χ 2检验或Fisher确切概率法检验；等级资料数据以频数表示，行Mann-Whitney U检验。结合单因素分析结果（ P<0.1）及临床意义，选取自变量，进行多因素logistic回归分析，筛选出雷击伤患者发生心脏损伤的独立危险因素。 P<0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 临床特征
2.1.1 一般资料
55例患者中，男39例、女16例，男女比为2.44∶1.00；年龄为10~68岁；藏族47例、汉族8例，藏族与汉族比为5.88∶1.00。雷击伤患者以藏族男性青年居多。4组患者性别和民族分布比较，差异均无统计学意义（ P>0.05），见 表1。
表1 4组雷击伤患者性别和民族分布比较（例）表1. Comparison of gender and ethnicity distribution of patients with lightning injury among 4 groups组别 例数 性别 民族 男 女 藏族 汉族 少年组 11 6 5 11 0 青年组 28 22 6 23 5 中年组 14 9 5 11 3 老年组 2 2 0 2 0 P值 0.360 0.461 2.1.2 受伤情况
55例患者受伤时间为5~9月，其中5月6例（10.9%）、6月21例（38.2%）、7月13例（23.6%）、8月6例（10.9%）、9月9例（16.4%），以6、7月多发。受伤地点主要位于平均海拔最高的那曲市（25例，45.5%），其次为拉萨市（24例，43.6%）；具体到区县后，拉萨市城关区、那曲市巴青县雷击伤发病率较高，分别为20.0%（11/55）、16.4%（9/55），见 表2。其中96.4%（53/55）的患者受伤时正在进行室外活动，如放牧、挖虫草、收青稞等，2例（3.6%）患者在室内休息时受伤。
表2 55例雷击伤患者受伤地点及平均海拔分布表2. Location of injury and average altitude distribution of 55 patients with lightning injury市与区/县 平均海拔（m） 例数 山南市 3 600 2 贡嘎县 3 680 1 扎囊县 3 680 1 林芝市 3 100 1 工布江达县 3 600 1 拉萨市 3 650 24 城关区 3 650 11 墨竹工卡县 4 000 3 林周县 4 200 3 当雄县 4 200 3 堆龙德庆县 4 500 4 日喀则市 4 000 3 桑珠孜区 4 000 3 那曲市 4 500 25 巴青县 4 500 9 比如县 4 500 5 嘉黎县 4 500 4 色尼区 4 500 4 聂荣县 4 700 2 安多县 5 200 1 55例患者中发生体表热力烧伤者46例，占83.6%。烧伤面积以不超过10%TBSA为主（38例，69.1%），烧伤深度以深Ⅱ度为主（39例，70.9%）。烧伤部位主要为四肢（39例，70.9%），其次为躯干（32例，58.2%）和头面颈部（19例，34.5%）；单一部位烧伤者4例，以躯干为主；2个部位同时烧伤者20例，以躯干合并肢体烧伤为主；多部位烧伤者21例，为头面颈部、躯干合并四肢烧伤。
52例（94.5%）患者共发生21种并发症，以心脏损伤（44例，80.0%）最为常见。此外，35例（63.6%）患者发生其他并发症，其中发生呼吸系统并发症者21例，包括肺冲击伤者8例、胸腔积液者6例、肺部炎症及感染者7例；神经系统并发症者12例，包括神经损伤者7例、肢体麻木者3例、癫痫样抽搐者1例、神经源性膀胱者1例；泌尿系统并发症者4例，包括急性肾损伤者2例、睾丸损伤者2例；消化系统并发症者38例，包括肝脏损害者30例、消化道溃疡者4例、肠穿孔者2例、肠麻痹者1例、肠梗阻者1例；耳鼻喉并发症者26例，包括鼓膜穿孔者14例、爆震性耳聋者9例、眼损伤者3例；其他并发症者4例，包括坏疽者1例、静脉栓塞者1例、血管损伤者2例。
22例（40.0%）患者共发生11种复合伤。其中创伤性颅脑损伤者23例，包括头皮下血肿者5例、硬膜外血肿者4例、脑挫裂伤者7例、颅骨骨折者7例；骨与关节损伤者4例，包括椎体骨折者1例、多发肋骨骨折者2例、锁骨骨折者1例、关节损伤者1例；软组织损伤者10例，包括皮肤软组织挫裂伤者8例、皮肤开放性损伤者2例；开放性腹部外伤者1例。复合伤中最常见的是创伤性颅脑损伤，其次为软组织损伤。
17例（30.9%）患者伤前共合并11种基础疾病/生理过程，主要为肺结核（3例）及肺动脉高压（3例），其次为病毒性肝炎（2例）、脂肪肝（2例）、胆囊结石（2例）、妊娠（2例）、腰椎间盘突出症（3例）、胆囊息肉（1例）、高血压（1例）、化脓性中耳炎（1例）、急性肾功能衰竭（1例）。
2.1.3 转归情况
本组患者住院天数为9（5，17）d。55例患者中治愈出院14例、好转40例、死亡1例，治疗有效率为98.2%。有3例（5.5%）患者雷击伤病情好转后转科继续行专科治疗，其中2例患者转入耳鼻喉科、1例患者转入脊柱外科。
2.2 雷击伤患者发生心脏损伤的危险因素分析
2.2.1 单因素分析
与非心脏损伤组比较，心脏损伤组患者并发症发生比例、躯干烧伤比例、受伤地平均海拔均明显增加（ P<0.05），其余指标均无明显变化（ P>0.05）。见 表3。
表3 2组雷击伤患者临床资料比较表3. Comparison of clinical data of patients with lightning injury between 2 groups组别 例数 性别（例） 年龄［岁， M（ Q 1， Q 3）］ 民族（例） 受伤地平均海拔（例） 男 女 藏族 汉族 3 600~3 680 m 4 000~4 200 m ≥4 500 m 心脏损伤组 44 31 13 29.0（18.3，41.8） 39 5 7 11 26 非心脏损伤组 11 8 3 27.0（24.0，32.0） 8 3 6 2 3 统计量值 χ 2=0.02 Z=-0.67 χ 2=1.79 Z=-2.38 P值 0.882 0.500 0.181 0.017 注：TBSA为体表总面积 2.2.2 多因素logistic回归分析
以患者发生心脏损伤的情况（发生心脏损伤=1，不发生心脏损伤=0）为因变量，将自变量中年龄以原始值代入，性别赋值（男=1，女=0）、躯干烧伤赋值（是=1，否=0）、下肢烧伤赋值（是=1，否=0）、受伤地平均海拔赋值（≥4 500 m为2，4 000~4 200 m为1，3 600~3 680 m为0）、烧伤面积赋值（31%~50%TBSA为2，11%~30%TBSA为1，≤10%TBSA为0），进行雷击伤患者发生心脏损伤的多因素logistic回归分析。结果显示，受伤地平均海拔为雷击伤患者发生心脏损伤的独立危险因素（比值比为3.28，95%置信区间为1.35~7.99， P=0.009）。
2.3 典型病例
例1
男，53岁，藏族，西藏自治区拉萨市墨竹工卡县牧民。患者于9月在野外放牧时被雷电击伤，当即意识丧失，逐渐苏醒后自觉全身疼痛、无力，右眼视物模糊、双耳听力下降，全身多处均有烧伤创面，会阴部见活动性渗血，约2 h后至本院就诊。入院体格检查：双眼结膜充血，尤以右眼充血明显，右眼视物模糊；四肢肌力Ⅲ级；右侧颈部、躯干、双上肢、右小腿、右足背均可见雷击致烧伤创面，面积约10%TBSA，深度为深Ⅱ度；右大腿根部内侧可见类圆形创面，直径约4 cm，创缘呈皮革样焦痂，创基为肌肉组织；右大腿前侧可见“蜘蛛样”雷击纹，左上臂屈侧可见“条索样”雷击纹；会阴部肿胀，右侧阴囊皮肤裂开，皮肤发黑、坏死，皮缘处无渗血，睾丸外露并发黑，可见白色“鞘膜样”组织及部分血凝块。睾丸彩色多普勒超声检查显示：右侧睾丸回声不均匀，未见明显血流信号。心肌标志物检测：肌酸激酶2 226 U/L、CK-MB 80 U/L、LDH 286 U/L。诊断：（1）雷击致全身多处烧伤，面积为10%TBSA，深度为深Ⅱ度；（2）右大腿皮肤开放性损伤；（3）阴囊损伤；（4）右侧睾丸缺血坏死；（5）心肌损伤；（6）双耳混合性耳聋；（7）双耳鼓膜穿孔。入院予以吸氧、镇痛、补液、抗感染、抑酸、营养心肌、营养神经、止血、碱化尿液，保护肾功能等治疗。经泌尿科医师会诊联合行会阴阴囊清创探查术，术中见右侧睾丸呈灰黑色，已缺血坏死。经过患者本人及其家属同意，行右侧睾丸切除术，结扎右侧精索。病理检查结果回报：右侧睾丸见大片坏死伴充血。伤后57 d患者治愈出院，遗留右侧睾丸缺损。见 图1。
例2
男，36岁，藏族，西藏自治区那曲市巴青县牧民。患者于6月在放牧时因突发雷击受伤，当即向后摔倒，同时昏迷（时间约5 min），清醒后自感全身多处疼痛，以胸腹部为甚。于伤后21 h收入本院。入院体格检查：全身可见雷击伤创面及雷击纹，自右颈部向双下肢延伸，以胸腹部为重，创基红白相间样，烧伤面积约20%TBSA；双肺呼吸音粗，右肺中段叩诊浊音；全腹触之硬，呈“板状腹”，全腹压痛，剑突下及脐下明显。入院急查血常规：白细胞计数21.0×10 9/L、中性粒细胞0.919、C反应蛋白140.7 mg/L、超敏C反应蛋白>5 mg/L；肝肾功能：r-谷氨酰基转移酶82.00 U/L、降钙素原27.57 ng/mL、ALT 65 U/L、总胆红素32.0 μmol/L、直接胆红素17.8 μmol/L；心肌酶谱：肌酸激酶 1 871 U/L、CK-MB 45 U/L、LDH 352 U/L、AST 48 U/L。动脉血标本微生物培养检出表皮葡萄球菌。心电图提示：窦性心律电轴右偏。胸腹CT提示：双肺挫伤、水肿伴感染及右肺下叶部分实变，右侧胸腔积液、心包腔少量积液；肝周及膈下多发游离气体，胃肠道穿孔，腹腔少量积液；升结肠周围及右侧后腹膜水肿；肠腔内少量典型气液平。诊断：（1）雷击伤致全身多处烧伤，面积为20%TBSA，深度为深Ⅱ度；（2）肺损伤，包括肺淤血、肺部感染、肺炎、肺挫伤；（3）肠穿孔；（4）急性肝功能损伤；（5）急性心肌损伤；（6）脓毒血症；（7）胸腔积液；（8）心包积液；（9）浅表性胃炎；（10）反流性食管炎。见 图2。给予吸氧、镇痛、抗休克、抗炎、抗感染、抑酸、禁食水胃肠减压、营养支持治疗、保护胃黏膜、调节肠道菌群、止血、雾化吸入、抗氧化、营养神经、保护心肌、创面清创换药等治疗。住院治疗22 d，患者创面基本愈合，腹部损伤、肺部炎症感染治愈，心肌损伤好转，患者要求出院。
3. 讨论
西藏自治区高原雷击伤属季节性灾害事故，雷击伤也是一种特殊类型的电烧伤，发生地点和频率与海拔相关。5~9月为西藏自治区高原地区的雨季，雨季来临时雷暴、强降雨、冰雹等强对流天气多发，正值牧民放牧、采挖虫草和收割青稞的时节，本研究显示雷击伤患者受伤时间以6、7月居多。西藏自治区高原平均海拔4 000 m，那曲市（平均海拔4 500 m）地处藏北高原，拉萨市平均海拔3 650 m，本研究中海拔较高的那曲市巴青县、拉萨市城关区雷击伤发病率高。受伤人群主要为藏族青年男性，受伤时多在室外活动。
雷击伤受伤因素包括电流、高热及冲击波 ［ 6, 7］ ，这种多因素联合造成的病理损害相对复杂，临床上伤者病情多变且严重，除了体表热力烧伤外，常伴复合伤及并发症，严重程度受多因素影响。本研究中83.6%雷击伤患者出现了体表热力烧伤的体征，可见烧伤是雷击伤的常见症状 ［ 8, 9］ 。统计数据显示，本组患者烧伤以面积不超过10%TBSA、深Ⅱ度的轻度烧伤为主，然而因雷电发生时可产生高压电流和高温白热气体引起烧伤，也可引起表里程度不一、累及组织深层的严重烧伤。体表创面存在易掩盖内脏器官的损伤，不能因烧伤创面小或深度浅而忽略了内脏器官损伤的情况，应重视维护全身多器官的系统治疗。
本研究中22例患者因雷击时爆震、坠落、摔倒、痉挛、撞击等发生复合伤。复合伤中最常见的是创伤性颅脑损伤。高压电流因造成神经髓鞘脱失、电穿孔、直接损伤及谷氨酸能过度刺激等还可引起神经系统损伤 ［ 10］ ，包括急性神经系统障碍、严重颅内损害 ［ 11］ 、周围神经损害，引发精神神经症状等，损伤可累及大脑、小脑、脊髓和周围神经。本研究中患者神经系统损伤未累及脊髓、小脑，仅表现为一过性意识障碍，5 min左右转醒。临床症状以意识丧失最为多见，其次为头晕、头痛及肢体无力、麻木、僵硬、活动受限。
本研究中并发鼓膜穿孔者14例、爆震性耳聋者9例、肺冲击伤者8例、眼损伤者3例。雷电击时可使局部空气在极短的时间内受热膨胀产生强烈的冲击波，可造成直接损伤，如鼓膜破裂致耳聋 ［ 12, 13］ 、肺脏损伤、颅骨骨折、腹部损伤及脏器穿孔或破裂、眼挫伤 ［ 14, 15］ ；冲击波还可因掀起气浪造成摔伤、飞石击伤等间接损伤。冲击波的受伤原理是多方面的，各脏器组织对其耐受性不一致，应警惕冲击波造成多脏器闭合性损伤。
在临床工作中，雷击伤患者心脏损伤未获足够重视，但其发病率高，如本研究中80.0%（44/55）的雷击伤患者并发心脏损伤。而且雷击伤患者心脏损伤具有迟发性特点 ［ 16］ ，应重视早期预警、动态监测和早期诊治。雷击对心血管系统会产生广泛的效应，包括促使大量释放儿茶酚胺或自主兴奋，导致心肌损害、心肌坏死、心律失常、心血管系统损害及神经体液调节失衡 ［ 17, 18, 19］ 。雷击发生时产生大电流、高电压、强电磁辐射、冲击波、高热，可对心肌细胞造成直接损害，也可导致起搏系统及传导系统损害，引起血流动力学障碍，心脏因灌注不足继发缺血缺氧损害，引起心肌氧化应激、炎症、能量代谢等改变，损伤心肌。雷击伤的心电图会出现T波改变、QT间期延长、QRS低电压及束支传导阻滞等表现 ［ 20, 21］ 。本研究根据患者雷击后症状、体征、心电图表现及心肌酶谱变化，将患者分为心脏损伤组及非心脏损伤组进行临床资料的比较分析，筛选发生心脏损伤的危险因素。本研究显示，与非心脏损伤组比较，心脏损伤组患者并发症发生比例、躯干烧伤比例、受伤地平均海拔均明显增加。进行多因素logistic回归分析时，须结合临床经验，将有临床意义和/或有统计学差异，且互相之间无明确影响的指标纳入自变量。本研究中2组患者间年龄、性别、体表热力烧伤面积比较，虽差异均无统计学意义（ P>0.05），但均为公认的对雷击伤患者病情严重程度有重要影响的因素，故均作为自变量。单因素分析中 P<0.1的有5个因素，即并发症情况、躯干烧伤情况、受伤地平均海拔、下肢烧伤情况、住院天数，其中并发症情况及住院天数为结局事件，不宜作为自变量，因此将除这2个指标外的其他3个指标作为自变量。多因素logistic回归分析结果显示受伤地平均海拔为雷击伤患者发生心脏损伤的独立危险因素，其余指标未拟合进入回归方程，可能原因为样本量较小，结果存在一定偏倚。综合考虑该类患者流行病学特点，本研究结果具有一定临床参考价值。
雷击伤还可导致患者当场死亡，心搏骤停是死亡的主要原因 ［ 22, 23］ 。雷击瞬间的巨大直流电击，使心肌同时去极化，部分患者不能恢复自主心律重新起搏心脏，可引发心搏骤停。呼吸肌痉挛和呼吸中枢抑制引起的呼吸骤停在心搏骤停后仍可继续存在，也可发生继发性缺氧性心搏骤停；雷击引起的心脏传导系统障碍导致室颤等心律失常也可引发心搏骤停。本研究中有2例患者的同伴因雷击在事故现场死亡，衣物有撕裂、烧焦，现场有类似“爆炸”的征象及植物发生枯萎现象 ［ 24］ 。
病例1出现会阴损伤、右侧睾丸缺血坏死，同时伴肌肉损伤及心肌损伤，遗留生殖系统器官缺损，对患者造成严重影响。雷击时高压电流可引起肾脏和肌肉损伤，引起急性肾衰竭、骨筋膜室综合征，导致多脏器功能损害 ［ 25, 26］ ；电流还可引起血管内皮结构性损伤，导致受损血管栓塞、组织器官供血障碍、缺血坏死。
病例2体表烧伤程度较轻，面积仅20%TBSA，伤后腹痛症状明显，虽然腹痛可能由腹部创面导致，还是引起了本研究团队的重视，及时检查观察到消化道穿孔的体征，同时患者胸部体征不明显，在完善检查过程中观察到双肺挫伤和感染、肺淤血、胸腔积液、心包积液等内脏器官的损害。通过及时全面体格检查逐一排查多器官伤情，明确诊断后给予积极治疗，经过保守治疗，创面治愈，消化道穿孔、肺部损伤感染、多器官损害好转，患者顺利出院。
雷击伤的治疗应注重现场急救，高质量的心肺复苏及生命支持治疗是挽救患者生命的关键。雷击伤患者即使症状轻微、体表损伤或烧伤严重程度较轻也应收治入院、全面检查、动态监测，警惕多器官损害、内脏器官闭合性损伤。因患者普遍存在心肌损害，应行持续心电监测、早期保护心肌治疗，改善心肌细胞代谢、能量支持、扩血管、改善微循环、防止血管痉挛、抗血小板聚集等治疗。液体复苏除考虑烧伤创面大小及深度外，还应该根据肌肉损伤情况适当扩容、碱化尿液、渗透性利尿、行抗炎抗氧自由基治疗，保护肾脏、肝脏功能。对于补液量，可根据个体伤后血管通透性改变、对容量反应性的不同程度，给予目标式滴定式的调整。神经系统损伤也是雷击伤常见症状，全面的神经系统体格检查、早期及定期复查头颅CT是十分必要的，营养神经治疗也需尽早开展。雷击伤治疗是全身性、系统性、维护多器官功能的综合治疗，不能仅仅关注烧伤创面处理。在患者生命体征平稳后，应尽早实施营养支持治疗和针对鼓膜破裂、眼损伤的专科治疗。西藏自治区高原海拔较高，患者氧分压降低，可导致创面愈合延缓和愈合质量降低，高压氧治疗可改善创面的缺血缺氧状态，促进Fb增殖和胶原纤维的合成以及血管生成，使创面局部血氧含量增高，从而促进创面愈合，还可减轻神经系统损伤，促进康复，对高原雷击伤患者进行高压氧治疗可取得良好的疗效。
邬亚婷：设计实验，实施实验，采集数据，分析数据，撰写文章；张泽、冀然：实施实验，采集数据，分析数据；张书豪、王文平、武潮：文献汇总，分析数据；张家平、江旭品：设计实验，审阅文章，获取研究经费，行政、技术和材料支持；张恒术：撰写并审阅文章，获取研究经费，行政、技术和材料支持所有作者均声明不存在利益冲突 -
参考文献
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1 蛋白质印迹法检测模拟电场组和用强度200 mV/mm的电场处理不同时间的3组人永生化表皮细胞HaCaT乙酰化α-微管蛋白的表达
注：GAPDH为3-磷酸甘油醛脱氢酶；条带上方1、2、3、4分别为模拟电场组、电场处理1 h组、电场处理2 h 组和电场处理3 h组
2 蛋白质印迹法检测模拟电场组与不同强度电场处理3组人永生化表皮细胞HaCaT中乙酰化α-微管蛋白的表达
注：GAPDH为3-磷酸甘油醛脱氢酶；条带上方1、2、3、4分别为模拟电场组、100 mV/mm电场组、200 mV/mm电场组、300 mV/mm电场组
3 模拟电场组和用强度200 mV/mm的电场处理3 h的电场处理组人永生化表皮细胞HaCaT乙酰化α-微管蛋白的表达。3A、3B.分别为模拟电场组和电场处理组HaCaT细胞中乙酰化α-微管蛋白染色重叠图片，图3B中乙酰化α-微管蛋白表达明显多于图3A Alexa Fluor 488-4',6-二脒基-2-苯基吲哚-鬼笔环肽×200；3C、3D.分别为模拟电场组和电场处理组HaCaT细胞中乙酰化α-微管蛋白局部染色重叠图片，图3D中乙酰化α-微管蛋白呈极性分布 Alexa Fluor 488-4',6-二脒基-2-苯基吲哚-鬼笔环肽×600
注：绿色荧光标记乙酰化α-微管蛋白，蓝色荧光标记细胞核，红色荧光标记细胞骨架
表1 2组人永生化表皮细胞HaCaT处理3 h后cosθ与轨迹速度和位移速度比较[M（Q1，Q3)]
组别 样本数 cosθ 轨迹速度（μm/min） 位移速度（μm/min） 模拟电场组 54 0.407（-0.010，0.914） 0.532（0.459，0.641） 0.131（0.068，0.240） 电场处理组 52 -0.986（-0.997，-0.941） 0.628（0.374，0.834） 0.504（0.390，0.548） Z值 -8.65 -2.05 -8.53 P值 <0.001 0.041 <0.001 注：以函数cosθ的计算值量化细胞迁移方向性的变化 
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