勞力性熱射病致多器官功能衰竭的相關(guān)機(jī)制研究.pdf

1、熱射病也稱為致死性中暑,目前主要將其分為兩類:非勞力性熱射(Classic/nonexertionalheatstroke,CHS)和勞力性熱射病(exertionalheatstroke,EHS)。CHS由暴露于高溫環(huán)境造成,多發(fā)生于幼小、年長(zhǎng)、有潛在疾病的人;而EHS是由于在高溫高濕的環(huán)境中高強(qiáng)度的體能作業(yè)造成,其多發(fā)生于健康青年人、運(yùn)動(dòng)員、軍事人員。但是在以往的研究中多數(shù)以非勞力性熱射病為主,研究范疇涉及發(fā)病機(jī)制、臨床研究、病理、

2、病理生理等各個(gè)方面,但是關(guān)于勞力性熱射病發(fā)病機(jī)制的研究國(guó)內(nèi)外尚未見報(bào)道。
　　 目的:
　　 構(gòu)建勞力性熱射病(exertionalheatstroke,EHS)大鼠模型,觀察不同造模條件下模型組大鼠血中腫瘤壞死因子α(Tumornecrosisfactorα,TNF-α),白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β),白介素-6(Interleukin-6,IL-6),白介素-10(Interleukin-

3、10,IL-10),內(nèi)毒素(LPS)水平變化對(duì)大鼠腎、肝、肺、心、小腸、骨骼肌的功能、形態(tài)學(xué)變化及病理損傷的影響,進(jìn)而探討EHS致多臟器序貫損傷的機(jī)制,為提高救治水平,降低其致死、致殘率提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和新的防治思路。
　　 方法:
　　 1.通過六道計(jì)算機(jī)控制多功能動(dòng)物跑臺(tái),構(gòu)建EHS動(dòng)物模型;采用蘇木素-伊紅染色及免疫組化法觀察正常對(duì)照組、模型1組(高溫跑步運(yùn)動(dòng)60min),模型2組(高溫跑步運(yùn)動(dòng)100min)大鼠腎、肝

4、、肺、心、小腸、骨骼肌的形態(tài)學(xué)變化及病理學(xué)變化。
　　 2.采用免疫酶聯(lián)反應(yīng)方法檢測(cè)血中腫瘤壞死因子α(Tumornecrosisfactorα,TNF-α),白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β),白介素-6(Interleukin-6,IL-6),白介素-10(Interleukin-10,IL-10),內(nèi)毒素(LPS)濃度;通過全自動(dòng)生化儀同步檢測(cè)血肌酐(CRE)、尿素氮(BUN)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、

5、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、肌酸激酶(CK)、肌酸磷酸同工酶(CK-MB)、凝血機(jī)制(PLT、FB、D-Dimer)等指標(biāo)變化,探討勞力性熱射病導(dǎo)致多器官功能障礙(Multipleorgandysfountionssyndrome,MODS)的病理始動(dòng)環(huán)節(jié)及其可能的發(fā)生機(jī)制。
　　 結(jié)果:
　　 1.形態(tài)學(xué)改變
　　 與正常大鼠相比,模型1組各臟器未見明顯異常,模型2組大鼠腎臟體積明顯增大,被膜緊張,腎臟切面皮質(zhì)略增厚

6、;雙肺肺葉腫脹,呈暗紅色,重量增加,表面可見散在出血點(diǎn)或出血斑;小腸可見腸壁增厚,粘膜充血腫脹;肝臟可見腫大,質(zhì)軟,表面光滑;心肌未見明顯異常。
　　 2.病理學(xué)改變(H-E染色):
　　 與對(duì)照組相比較:①小腸:模型1組出現(xiàn)輕度腸壁增厚,小腸絨毛萎縮及部分脫落;模型2組顯示明顯的粘膜增厚,水腫,呈節(jié)段性改變,病變部位可見大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn);②腎臟:模型1組腎小球未見明顯改變,腎小管間質(zhì)可見輕度水腫,散在出血,模型2組腎小

7、球未見明顯異常,腎間質(zhì)可見廣泛出血,腎小管受壓變形,管腔狹窄,血管內(nèi)可見血栓形成。③肺臟:模型1組可見局灶性炎性細(xì)胞浸潤(rùn),支氣管上皮細(xì)胞萎縮,脫落,支氣管管腔擴(kuò)張變形,可見散在肺問質(zhì)出血;模型2組出現(xiàn)支氣管上皮細(xì)胞萎縮,脫落,支氣管管腔變形狹窄,肺泡明顯擴(kuò)張,肺泡間隔變窄并斷裂,相鄰肺泡融合成較大囊腔,肺間質(zhì)可出現(xiàn)彌漫性炎性細(xì)胞浸潤(rùn)及廣泛出血。④肝臟:模型1組在匯管區(qū)可見炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),未見明顯肝細(xì)胞水腫,可見局灶出血;模型2組可見肝細(xì)胞

8、廣泛細(xì)胞水腫,肝細(xì)胞排列紊亂,可見片狀出血。⑤骨骼肌:模型1組出現(xiàn)輕度肌纖維排列紊亂,肌纖維肥大,可見少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn);模型2組出現(xiàn)明顯肌纖維排列紊亂,肌纖維肥大伴廣泛結(jié)構(gòu)破裂。⑥心肌:三組未見明顯異常。
　　 3.細(xì)胞因子表達(dá)水平(免疫酶聯(lián)反應(yīng),ELISA法)
　　 與對(duì)照組相比,①模型1組的內(nèi)毒素(ET)濃度明顯增高,有顯著性差異(P＜0.01):IL-10、IL-6、IL-1β、TNF-α的表達(dá)有差異,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意

9、義(P＜0.05);②模型2組ET、IL-10、IL-6、IL-1β、TNF-α水平明顯增高,與對(duì)照組相比,有極其顯著差異,(P＜0.01)。③經(jīng)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10表達(dá)水平與ET濃度變化呈現(xiàn)顯著正相關(guān),(相關(guān)系數(shù)分別為:r=0.901、r=0.937、r=0.905;r=0.882、P均＜0.05)。
　　 4.生化結(jié)果變化(肝功能、腎功能、心肌酶、血常規(guī))與對(duì)照組相比:①模型1組的CK、

10、CK-MB、ALT、AST、BUN、CRE、PLT、FB、D-Dimer水平無明顯變化;②模型2組CK、CK-MB、ALT、AST、BUN、CRE、D-Dimer均明顯增高,PLT明顯降低,有顯著差異,FB無明顯變化。③經(jīng)相關(guān)分析發(fā)現(xiàn):CK、ALT、AST、BUN、CRE與D-Dimer濃度升高均與ET水平變化呈顯著正相關(guān)。(相關(guān)系數(shù)分別為:r=0.893、r=0.679、r=0.351;r=0.839、r=0.756、r=0.840,

11、P均＜0.05);而PLT水平與ET濃度呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān),(r=-0.559,P均＜0.05);FB濃度與ET水平無關(guān)(r=0.153,P＞0.05)。
　　 結(jié)論:
　　 1、各器官對(duì)熱損傷的異質(zhì)性表現(xiàn):①出血性炎癥反應(yīng):與對(duì)照組相比,模型組各臟器的損傷中,以小腸炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)出現(xiàn)較早,滲出物中含有紅細(xì)胞,表明發(fā)炎局部血管損傷較為明顯,炎癥反應(yīng)程度嚴(yán)重。②動(dòng)脈性充血、細(xì)胞水腫及間質(zhì)出血反應(yīng):模型組的腎臟、肺臟、肝臟腫脹,包

12、膜緊張,蒼白、濁腫。鏡下細(xì)胞腫大、胞漿內(nèi)出現(xiàn)顆粒樣、空泡樣變性;細(xì)胞間質(zhì)損傷以出血為主,未見明顯的炎性細(xì)胞浸潤(rùn),③骨骼肌損傷:肌纖維排列紊亂,肌纖維肥大伴廣泛結(jié)構(gòu)破裂,少量炎性細(xì)胞浸潤(rùn),未見出血。心肌未見明顯病理變化。
　　 2、伴隨著血中內(nèi)毒素濃度明顯升高,IL-10、IL-6、IL-1β、TNF-α水平也隨之升高,兩者有顯著正相關(guān)性。
　　 3、在勞力性熱射病早期,CK、CK-MB、ALT、AST、BUN、CRE、P

13、LT、FB、D-Dimer濃度無明顯變化;伴隨著病程的進(jìn)展逐漸出現(xiàn)CK、CK-MB、ALT、AST、BUN、CRE、D-Dimer水平均明顯增高,并與內(nèi)毒素的升高呈顯著正相關(guān),而PLT明顯降低,且與內(nèi)毒素的升高呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。
　　 上述結(jié)果表明,由于各器官對(duì)熱損傷的異質(zhì)性,勞力性熱射病的早期即可出現(xiàn)小腸粘膜屏障功能的損傷,導(dǎo)致細(xì)菌移位;導(dǎo)致內(nèi)毒素血癥并刺激中性粒細(xì)胞釋放炎癥介質(zhì)增多,這一過程可能參與了勞力性熱射病致MODS、DIC