黃小紅,黃紅坤,孫 俠,劉盛來,許惠英,唐小江
(廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心,廣東 佛山 528248)
急性呼吸窘迫綜合征(暴喘癥)病因復(fù)雜,胃內(nèi)容物誤吸是臨床常見病因之一,其發(fā)病率逐年升高,死亡率高達(dá)40%左右。事實(shí)上,對暴喘癥的很多研究都是在動物急性肺損傷模型上進(jìn)行的。根據(jù)致病因素研制模型,再根據(jù)模型研究其病理生理變化過程并擬定治療方案[1]。因此,模擬臨床常見病因建立相應(yīng)的動物模型具有非常重要的意義。目前建立理想的誤吸所致暴喘癥動物模型是研究得以深入的關(guān)鍵。以往主要通過單純鹽酸吸入、鹽酸酸化后人乳滴入等方式制備該動物模型,損傷局限于肺部,難以造成呼吸窘迫程度。本研究模擬臨床誤吸病因,采用鹽酸吸入,同時聯(lián)合機(jī)械通氣的方法,使動物出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征,為進(jìn)一步開展誤吸造成的暴喘癥研究提供工作平臺。
1.1 實(shí)驗(yàn)動物 SPF 級SD大鼠,30 只,雄性,8~10周齡,體重300~350 g,購自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心,實(shí)驗(yàn)動物質(zhì)量合格證明編號:4407208423。實(shí)驗(yàn)動物的使用經(jīng)本中心實(shí)驗(yàn)動物倫理委員會審查通過。
1.2 飼養(yǎng)條件 大鼠飼養(yǎng)于廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心SPF 級動物房,實(shí)驗(yàn)動物使用許可證號SYXK(粵)2013-0002。飼養(yǎng)溫濕度為20 ℃~26 ℃、40%~70%,采用10 h:14 晝夜間斷照明。喂以大鼠維持飼料(來自廣東省醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心),自由進(jìn)食飲水。
1.3 儀器與試劑 HX-300S動物呼吸機(jī),成都泰盟科技有限公司,LXJ-2B離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠,CX21 生物顯微鏡,日本奧林巴斯廠,RM2135 輪轉(zhuǎn)切片機(jī),德國LEICA公司,RS-18 生物組織全自動染色機(jī),湖北孝感醫(yī)用儀器有限公司,BX41 病理圖像分析系統(tǒng),日本奧林巴斯廠,濃鹽酸,批號20110901,廣州化學(xué)試劑二廠生產(chǎn)。
1.4 試驗(yàn)方法 將檢疫合格的30 只SD大鼠按體重隨機(jī)分為正常對照組、小通氣量模型組、大通氣量模型組,10 只/組。(1)除正常對照組外,大鼠用2%戊巴比妥鈉按60 mg/kg 體重腹腔注射麻醉后,75%酒精消毒剃毛部位,手術(shù)依次剪開皮膚,分離暴露氣管。接著,向氣管注入0.1 mol/L 鹽酸;(2)隨后進(jìn)行氣管插管,連接呼吸機(jī)通氣(小通氣量模型組通氣量為6 mL/kg 體重,大通氣量模型組通氣量為15 mL/kg 體重);(3)連續(xù)通氣6 h后放血處死大鼠,剖檢取左右肺組織。
指標(biāo)檢測:(1)右上肺組織進(jìn)行肺泡灌洗,所得肺泡灌洗液(BALF)4 ℃1 000 r/min 離心10 min,去上清后,無菌生理鹽水重懸,細(xì)胞涂片并進(jìn)行瑞氏染色,用血細(xì)胞計(jì)數(shù)器進(jìn)行細(xì)胞分類計(jì)數(shù)灌洗液嗜中性粒細(xì)胞占白細(xì)胞分類百分比;(2)對左肺組織計(jì)算左肺組織濕干重比:置于60 ℃干燥箱中連續(xù)干燥48 h。左肺肺組織濕干重比=左肺肺組織干燥前重量/干燥后重量,即為左肺含水量;(3)組織病理學(xué)檢查:右肺4%多聚甲醛固定后,常規(guī)取材、脫水、石蠟包埋、切片,H.E.染色、封片,顯微鏡下閱片進(jìn)行組織病理學(xué)檢查。
1.5 統(tǒng)計(jì)分析 各檢測指標(biāo)數(shù)據(jù)以均數(shù)加減標(biāo)準(zhǔn)差表示(X±s),采用SPSS21.0 統(tǒng)計(jì)軟件方差分析、秩和檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行組間差異的顯著性檢驗(yàn)。
2.1 動物觀察 造模后,小通氣量模型組大鼠呼吸頻率加快,出現(xiàn)輕度呼吸窘迫癥狀,大通氣量模型組大鼠呼吸頻率加快,出現(xiàn)中重度呼吸窘迫癥狀,口唇及指端發(fā)紺;正常對照組大鼠無異常。
2.2 左肺組織濕干重比 與正常對照組比較,小通氣量模型組、大通氣量模型組大鼠左肺組織濕干重比顯著高于正常對照組(P<0.05、P<0.01),見表1。
2.3 肺泡灌洗液嗜中性粒細(xì)胞占白細(xì)胞比例
表1 大鼠左肺組織濕干重比及肺泡灌洗液嗜中性粒細(xì)胞占白細(xì)胞比例結(jié)果
與正常對照組比較,小通氣量模型組、大通氣量模型組大鼠肺BALF 液嗜中性粒細(xì)胞占白細(xì)胞比例顯著高于正常對照組(P<0.01),見表1。
2.4 肺部組織病理學(xué)觀察 剖檢大鼠,正常對照組大鼠正常對照組肺臟表面光滑、無出血點(diǎn)、質(zhì)軟。小通氣量模型組大鼠肺臟點(diǎn)狀出血或小片狀出血、質(zhì)軟。大通氣量模型組大鼠肺臟黑褐色或鮮紅色、腫大、大片狀出血或全肺出血。光鏡下200 倍所見如中插彩版圖1。
暴喘癥病因復(fù)雜,有100 多種疾病可并發(fā)暴喘癥,但大致可分為直接原因和間接原因兩大類,分別為肺源性暴喘癥和肺外源性暴喘癥。據(jù)此,動物模型亦可分為肺內(nèi)型和肺外型。其中肺內(nèi)型包括鹽酸吸入型,從氣管內(nèi)注入0.1 mL 鹽酸(1 mL/kg)可使麻醉后動物發(fā)生ALI(急性肺損傷)。鹽酸吸入肺模型常被用作吸入性肺炎的試驗(yàn)研究,研究表明[2-3],向家兔氣管注入鹽酸后,引起肺泡-毛細(xì)血管膜損傷。鹽酸也可損傷PS(肺表面活性物質(zhì))系統(tǒng),出現(xiàn)暴喘癥的臨床特征。實(shí)際上,此種模型雖然循環(huán)功能穩(wěn)定,但組織損傷基本局限于肺部,是對胃內(nèi)容物的誤吸所致ALI 的模擬,而不足于切實(shí)形成暴喘癥模型。Hare 等(1999)給兔氣管內(nèi)分別滴入人乳、鹽酸酸化后的人乳建立了ALI 模型,與單純鹽酸吸入所致的ALI 模型比較,在炎性介質(zhì)、病理改變等方面無明顯差別。另一種肺內(nèi)型為機(jī)械通氣相關(guān)肺損傷,用20 mL/kg 的潮氣量、85 次/min 的呼吸頻率,2 h 可誘發(fā)大鼠的肺損傷[4]。其致病機(jī)制在于肺組織的過度膨脹造成的血管透壁壓和滲透性增加,大致包括加劇炎性反應(yīng)、促進(jìn)細(xì)胞凋亡、改變腎性細(xì)胞核苷酸和嘌呤受體的表達(dá)幾個方面,焦點(diǎn)在于是否有炎性因子參與肺損傷及參與的程度[5]??傊瑱C(jī)械通氣導(dǎo)致的血流動力學(xué)及神經(jīng)體液系統(tǒng)的改變在暴喘癥的發(fā)生中起著重要作用。目前另有報(bào)道[6]說明機(jī)械通氣是治療暴喘癥的重要手段,目前常采用低潮氣量(6 mL/kg)的機(jī)械通氣模式,已有多項(xiàng)研究表明可能更加有利于暴喘癥患者的恢復(fù)。因此,采用機(jī)械通氣用于動物模型的制備時,準(zhǔn)確把握機(jī)械潮氣量是重點(diǎn)和難點(diǎn)。
在臨床上,誤吸導(dǎo)致急性肺損傷的影響因素甚多,形成機(jī)制比較復(fù)雜。鹽酸作為一種強(qiáng)酸性化學(xué)物質(zhì),對肺可產(chǎn)生直接的損害,使肺泡上皮和肺毛細(xì)血管通透性增加,發(fā)生出血、壞死、淤血等病理改變,可作為對胃內(nèi)容物的誤吸所致暴喘癥的模擬[7]。
綜上所述,本研究成功建立了誤吸造成的暴喘癥大鼠模型。將鹽酸作為造模藥模擬臨床胃內(nèi)容物誤吸造成的暴喘癥,同時聯(lián)合機(jī)械通氣,使動物出現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征,改變以往主要通過單純鹽酸吸入、鹽酸酸化后人乳滴入等方式制備誤吸的急性肺損傷模型,損傷局限于肺部,難以造成呼吸窘迫程度的情況,更具可行性和穩(wěn)定性,從而涉及更廣范圍的誤吸病人,也更接近于臨床實(shí)際,通過成功建立誤吸造成的暴喘癥大鼠模型,為進(jìn)一步開展誤吸造成的暴喘癥研究提供工作平臺。
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