王超平 高 芬 趙云峰

急性高原反應(yīng)患者存在低氧血癥，動(dòng)脈血氧分壓降低，刺激頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體的化學(xué)感受器，反射性的引起呼吸加深加快，從而使肺泡通氣量代償性的顯著增加，PaCO2降低，出現(xiàn)呼吸性堿中毒。低氧環(huán)境，氧與血紅蛋白結(jié)合減少，加之釋氧量增加，使血液中偏堿性的脫氧血紅蛋白增多，使血液的pH值增高。同時(shí)，由于PaCO2分壓降低，CO2對呼吸中樞的刺激作用減弱，造成睡眠時(shí)周期性呼吸和呼吸暫停，導(dǎo)致睡眠時(shí)低氧血癥，進(jìn)一步加重了缺氧[1]，從而導(dǎo)致多種高原病的發(fā)生。在高原地區(qū)由于呼吸增強(qiáng)排出過多CO2，產(chǎn)生低碳酸血癥往往是高原病的發(fā)病因素之一。低氧可引起血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，血管內(nèi)皮合成和分泌的各種血管舒張因子平衡失調(diào)，導(dǎo)致早期的肺血管收縮(hypoxic pulmonary vasoconstriction, HPV) 以及后期的肺血管重建(hypoxic pulmonary vascular remodeling, HPSR)。HPSR是低氧性肺動(dòng)脈高壓的重要病理基礎(chǔ)[2]，目前，國內(nèi)外肺動(dòng)脈高壓研究均為低氧所致肺動(dòng)脈高壓，罕見低碳酸血癥對肺循環(huán)壓力影響的報(bào)道資料，但有文獻(xiàn)報(bào)道雌激素對肺動(dòng)脈壓力有一定的影響[3]。本研究以健康雄性家兔為實(shí)驗(yàn)對象，旨在觀察模擬高原環(huán)境過度通氣所致低碳酸血癥對家兔肺動(dòng)脈壓的影響

材料與方法

一、試劑和材料

試劑和材料： ① 健康雄性清潔級家兔10只，兔齡6～7個(gè)月，體重2.2±0.3 kg(種屬為青紫藍(lán) 由蘭州大學(xué)醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供)； ②SNIBE MAGLUMI 2000 PLUS全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析系統(tǒng)(深圳新產(chǎn)業(yè)公司) ；③血管緊張素II(AngII)測定試劑盒(深圳市新產(chǎn)業(yè)生物醫(yī)學(xué)工程有限公司)；④BL-820生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(成都泰萌科技有限公司)；⑤HX-300動(dòng)物呼吸機(jī)(成都泰萌科技有限公司)；⑥MEDICA血?dú)夥治鰞x(美國MEDICA公司)。

二、實(shí)驗(yàn)方法

1.動(dòng)物試驗(yàn)步驟：所有家兔用20% 烏拉坦3～4 ml/kg行耳緣靜脈穿刺注射麻醉。麻醉成功后將家兔固定于手術(shù)臺上，氣管插管，并行頸外靜脈插管至肺動(dòng)脈，BL-820生物機(jī)能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)監(jiān)測肺動(dòng)脈壓；所有家兔自主呼吸15 min做為空白對照(A階段)；接HX-300動(dòng)物呼吸機(jī)行機(jī)械通氣15 min(B階段)，氧濃度為21%，呼吸機(jī)參數(shù)設(shè)置(潮氣量5～8 ml/kg，頻率45～55次/min，吸呼比：1︰2)。低碳酸血癥造模呼吸機(jī)的參數(shù)(潮氣量8～10 ml/kg，頻率75～85次/min，吸呼比：1︰2～2.5),各階段持續(xù)時(shí)間為20 min。輕度低碳酸血癥(C階段，動(dòng)脈血?dú)夥治鯬aCO225～35 mmHg， pH>7.45)，中度低碳酸血癥(D階段，血?dú)夥治鯬aCO215～25 mmHg， pH>7.50)，重度低碳酸血癥(E階段，血?dú)夥治鯬aCO2<15 mmHg， pH>7.55)[4-6]。

2.血液標(biāo)本采集及血清AngⅡ測定：機(jī)械通氣時(shí)間達(dá)到上述水平后分別抽取家兔耳緣靜脈血，EDTA抗凝。將所采取的兔血標(biāo)本以離心半徑8 cm，3000 r/min，離心15 min，分離血清，血清存于-80 ℃冰箱保存。血清AngⅡ測定嚴(yán)格按照試劑盒說明進(jìn)行操作。

3.肺動(dòng)脈平均壓力的測定：麻醉生效后，鈍性分離頸外靜脈，用自制的硅膠管沿頸外靜脈至右心房、右心室、肺動(dòng)脈。根據(jù)波形變化確定插管到達(dá)的正確位置，測定肺動(dòng)脈收縮壓(pulmonary artery systolic pressure, sPAP)和肺動(dòng)脈舒張壓(diastolic pulmonary artery pressure, dPAP)，并計(jì)算出肺動(dòng)脈平均壓(mean pulmonary artery pressure, mPAP)。

三、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

一、空白對照、無低碳酸血癥、低碳酸血癥各階段動(dòng)脈血?dú)饨Y(jié)果的比較

結(jié)果顯示：①家兔pH、PaCO2、PaO2在A階段至B階段，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。C階段至E階段，隨著低碳酸血癥的加重，pH由(7.47±0.03)升至(7.58±0.03)，PaCO2由(30.10±2.88 mmHg)降至(11.40±2.07 mmHg)，PaO2由(85.00±4.14 mmHg)升至(93.20±3.49 mmHg)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)；②A階段至C階段，家兔MPAP之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。C階段至E階段，隨著低碳酸血癥的加重，MPAP由(15.15±0.78 mmHg)降至(12.76±0.42 mmHg)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

二、AngⅡ變化情況A階段至C階段，家兔血清AngⅡ變化不明顯，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。C階段至E階段，隨著低碳酸血癥的加重，血清AngⅡ由(83.08±6.74 pg/ml)降至(62.84±6.20 pg/ml)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表1。

討 論

高原肺動(dòng)脈高壓主要機(jī)制為缺氧導(dǎo)致肺血管收縮，血流阻力增大，從而引起肺動(dòng)脈壓升高。

本實(shí)驗(yàn)表明，輕度低碳酸血癥階段至重度低碳酸血癥階段，隨著機(jī)械通氣呼吸頻率的增加和吸呼比的改變，低碳酸血癥進(jìn)行性加重，pH值由(7.47±0.03)升至(7.58±0.03)，PaCO2由(30.1±2.88 mmHg)降至(11.40±2.07 mmHg)，PaO2由(85.00±4.14 mmHg)升至(93.20±3.49 mmHg)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在吸入氧濃度不變的情況下，隨PaCO2的下降，PaO2卻在升高，考慮其機(jī)制可能為過度通氣能使更多的新鮮空氣進(jìn)入肺泡，從而提高肺泡腔的PaO2，改善高原環(huán)境導(dǎo)致的機(jī)體缺氧。通過過度通氣能把原來未參與換氣的肺泡調(diào)動(dòng)起來，以增大呼吸面積，提高氧的彌散。另外，血液堿性環(huán)境下血紅蛋白在肺部結(jié)合氧能力增加，而在組織中血紅蛋白釋氧相應(yīng)減少。

表1 家兔實(shí)驗(yàn)各階段動(dòng)脈血?dú)饨Y(jié)果比較及AngⅡ變化

注：a與A階段比較，P<0.05 ；b與B階段比較，P<0.05；c與C階段比較，P<0.05；d與D階段比較，P<0.05

本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)輕度低碳酸血癥階段至重度低碳酸血癥階段，隨著低碳酸血癥的加重，mPAP逐漸降低，中度、重度低碳酸血癥能導(dǎo)致肺動(dòng)脈壓力降低，原因可能與前列腺環(huán)素(prostacyclin, PGI2)有關(guān)。Nishio等[7]研究人類肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)認(rèn)為，CO2相關(guān)的pH改變影響PGI2的產(chǎn)生，PGI2是由內(nèi)皮細(xì)胞依賴Ca2+濃度而產(chǎn)生的舒張性血管活性類前列腺素，堿中毒時(shí)細(xì)胞外Ca2+內(nèi)流增加，PGI2的產(chǎn)生顯著增加，因而肺血管舒張，肺動(dòng)脈壓力降低。

AngⅡ是腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(renin-angiotensin-aldosterone system, RAS)中最重要的活性成分，在體內(nèi)有多種重要的功能，它作用于心臟、血管平滑肌、腎臟和腎上腺等組織的AngⅡ受體，導(dǎo)致血管收縮、醛固酮釋放、水鈉潴留、平滑肌增生等[8]。血液循環(huán)內(nèi)的AngⅡ主要在肺內(nèi)產(chǎn)生，AngⅠ在肺內(nèi)血管經(jīng)張素轉(zhuǎn)換酶(angiotensin converting enzyme, ACE)作用下形成具有增壓作用更強(qiáng)的AngⅡ。而且肺循環(huán)是體內(nèi)唯一不使AngⅡ滅活的血管床，肺循環(huán)流出的血液中AngⅡ的含量最高[9]。當(dāng)機(jī)體處于低氧狀態(tài)時(shí)，ACE活性增強(qiáng)，引起肺小動(dòng)脈收縮，形成低氧性肺動(dòng)脈高壓(hypoxic pulmonary hypertension, HPH)，是急、慢性高原病的發(fā)生機(jī)制之一[10]。

血管局部RAS也產(chǎn)生AngⅡ，并以自分泌方式作用于血管平滑肌細(xì)胞或經(jīng)過旁分泌方式影響內(nèi)皮細(xì)胞的功能。缺氧可促進(jìn)AngⅡ的釋放，導(dǎo)致肺血管收縮反應(yīng)增強(qiáng)。AngⅡ除直接作用于肺血管外，還通過刺激腎上腺能神經(jīng)末梢增加去甲腎上腺素的釋放，間接調(diào)節(jié)肺血管張力[11]。研究發(fā)現(xiàn)在體外實(shí)驗(yàn)中，AngⅡ能引起肺血管平滑肌鈣離子內(nèi)流和血管收縮[12]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，輕度低碳酸血癥階段至重度低碳酸血癥階段，隨著低碳酸血癥的加重，血清AngⅡ由(80.21±7.91 pg/ml)降至(65.84±6.19 pg/ml)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

綜上所述，本實(shí)驗(yàn)?zāi)M高原環(huán)境導(dǎo)致的低碳酸血癥，研究不同程度的低碳酸血癥對家兔平均肺動(dòng)脈壓力及血清AngⅡ的水平的關(guān)系。結(jié)果顯示：中重度的低碳酸血癥對肺循環(huán)的影響較大，使平均肺動(dòng)脈壓力下降，對高原低氧導(dǎo)致的肺動(dòng)脈壓力升高可能有一定的拮抗作用，血清AngⅡ水平隨著MPAP的下降而降低，從而可能使高原低氧導(dǎo)致肺血管收縮作用減弱。

參 考 文 獻(xiàn)

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