過熱復合脂多糖致重度熱射病大鼠動物模型的實驗研究.pdf

1、研究背景：熱射病為重癥熱損傷，主要臨床表現(xiàn)為體核溫度驟升，出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)異常，可導致休克、急性肺損傷(acuteLungInjury,ALI)/急性呼吸窘迫綜合征(acuterespiratorydistresssyndrome，ARDS)以及多器官功能障礙綜合征(multipleorgandysfunctionsyndrome，MODS)，其發(fā)病率及病死率可能隨著全球氣候變暖以及熱浪襲擊頻率和強度的逐年增加而上升。熱射病代謝改變及組

2、織損傷的介導機制至今未明。新近研究顯示，熱應激下腸源性內(nèi)毒素入血與熱應激個體血流動力學的改變以及病死率密切相關(guān)。 目的：通過過熱與脂多糖(lipopolysaccharides，LPS)形成復合應激建立重度熱射病大鼠的動物模型，探討重度熱射病、MODS的全身炎癥反應綜合征(systemicinflammatoryresponsesyndrome，SIRS)啟動途徑的特征，為重度熱射病嚴密監(jiān)護及發(fā)病機制方面的深入研究提供依據(jù)，以期

3、縮短病程、改善預后。 材料與方法：v實驗設計：2(干球溫度(Td)，2水平：(35.0±0.5)℃、(26.0±0.5)℃)×2(藥物(DAr)，2水平：LPS、注射用生理鹽水(NS))×4(應激時間(Tm)，4水平：0min、40min、80min、120min)析因設計，隨機對照實驗。 實驗環(huán)境：南方醫(yī)科大學公共衛(wèi)生與熱帶衛(wèi)生學學院仿真氣候室動物艙。 實驗對象：無特殊病原體動物(SPF)級雄性Wistar大鼠

4、80只，體質(zhì)量(190～210)g，購自南方醫(yī)科大學實驗動物中心。 處理：將動物隨機分為4大組，即常溫生理鹽水應激組(C組)、高溫NS應激組(H組)、常溫LPS應激組(L組)、高溫±LPS應激組(HL組)，各大組下設應激后0min、40min、80min、120min亞組(n=5)。以3％戊巴比妥鈉1ml/kg腹腔注射麻醉動物，L組、HL組動物經(jīng)尾靜脈注射LPS10mg/kg(Escherichiacoli，0111：B4，1m

5、g/ml)，C組、H組動物經(jīng)尾靜脈注射NS10ml/kg。將動物置入仿真熱氣候室動物艙行熱暴露。H組、HL組動物暴露條件：Td：(35.0±0.5)℃，濕球溫度(Tw)：(27.0±0.5)℃；C組、L組動物暴露條件：Td：(26.0±0.5)℃，Tw：(21.0±0.5)℃，各實驗組動物暴露環(huán)境相對濕度(RH)均為(40±5)％。 主要監(jiān)測指標：(1)持續(xù)監(jiān)測應激動物生命體征(直腸溫度(Tr))，心率(HR)，收縮壓(SAP)

6、，呼吸頻率(RR))的動態(tài)變化；(2)監(jiān)測各時相點外周血白細胞(PWBC)計數(shù)的變化；(3)監(jiān)測動脈血氣(ABG)、(4)監(jiān)測肺組織濕質(zhì)量/干質(zhì)量比值r(wet-to-dryweightratio，W/D)變化及肺病理學改變；(5)監(jiān)測血漿炎癥介質(zhì)腫瘤壞死因子-a(tumornecrosisfactor，TNF-a)及白細胞介素-6(interleukin-6，IL-6)含量變化；(6)監(jiān)測血漿丙二醛(malondialdehyde，M

7、DA)含量及超氧化物歧化酶(superoxidedismutase，SOD)活力的變化。 統(tǒng)計學分析：計量資料數(shù)據(jù)用-x±s表示，運用SPSSforWindows軟件包(10.0版本，南方醫(yī)科大學公共衛(wèi)生與熱帶醫(yī)學學院生物統(tǒng)計系提供)，進行方差分析(analysisofvariance，ANOVA)，均數(shù)間多重比較用最小有意義差異(leastsignificantdifference，LSD)t檢驗。設定0.05為顯著性水準。

8、 結(jié)果： 1統(tǒng)計學分析結(jié)果： 主效應的方差分析表明，不同溫度水平間動物生命體征(不包括SAP)、PWBC、ABG、血漿TNF-a、IL-6、MDA含量以及SOD活力的差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)；不同時間水平間動物生命體征、ABG(除動脈血pH值)、血漿TNF-a、IL-6、MDA含量以及SOD活力的差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；不同藥物水平間動物SAP、PWBC、ABG、血漿TNF-a、IL-6、MDA含

9、量以及SOD活力以及肺組織r(W/D)的差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。固定溫度、藥物水平，不同時相點各指標單向方差分析(one-wayANOVA)表明(以LSD做后續(xù)檢驗)： (1)生命體征： Tr：應激40min～120min，H組、HL組動物Tr水平顯著升高，與C組、L組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，但H組、HL組組間差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。L組動物Tr水平較平穩(wěn)，與C組比較差異無統(tǒng)計學意義(P

10、＞0.05)； HR：應激80min～120min時相點，H組、HL組動物HR水平顯著升高，與C組、L組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，HL組HR顯著快于H組，其差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)；L組動物HR較平穩(wěn)，與C組比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)； SAP：H組、HL組SAP于應激80min時顯著上升，于應激120min時顯著下降，與C組、L組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)；HL組動物SAP顯著低

11、于H組SAP水平，其差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)。上述各時相點L組動物SAP與C組比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)； RR：H組、HL組于應激80min～120min時RR顯著加快，與C組、L組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，H組、HL組組間差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)；L組RR較平穩(wěn)，與C組比較差異RR無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)； (2)PWBC：應激80min，HL組動物PWBC顯著下降，與C組、

12、H組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)；應激120min，L組、HL組動物PWBC顯著下降，與C組、H組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.01)，L組、HL組組間PWBC不存在顯著性差異(P＞0.05)；H組動物PWBC顯著升高，與C組、L組、HL組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)； (3)ABG： PaO2：應激40min～120min，L組動物PO2顯著升高，與C組、H組、HL組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)

13、；應激120min，H組、HL組動物Pa02顯著下降，與C組、L組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；H組、HL組動物之間PaO2差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。 (4)肺組織r(W/D)：應激120min，HL組動物肺組織r值顯著升高，達(5.11±0.13)，與C組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；L組、H組動物肺組織r值與C組比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)； (5)血漿細胞因子TNF-a、IL-6含量

14、： TNF-a：應激40min時L組、HL組動物血漿TNF-a含量即顯著升高(P＜0.01，vs.C-/H-Group)且組間存在顯著性差異(P＜0.01)；應激80min達峰值，HL組動物血漿TNF-a含量峰值顯著高于L組(P＜0.01)；120min時，H組動物血漿TNF-a含量即顯著升高(P＜0.01，vs.C-Group)，LSD表明，各組間TNF-a含量均存在顯著性差異(P＜0.01)。 (6)血漿MDA含量及

15、SOD活力： MDA：應激40min～120min，HL組動物血漿MDA含量即顯著升高，與C組、L組、H組之間存在顯著性差異(P＜0.01)。 結(jié)論： 1.本研究首次發(fā)現(xiàn)，高溫與LPS復合應激可以復制重度熱射病大鼠的動物模型。從炎癥反應角度講，動物反應與人由中度熱射病發(fā)展為重度熱射病的反應具有相似性、重復性。動物生命體征、動脈血氣、組織損傷及循環(huán)衰竭等表現(xiàn)與人熱射病的臨床表現(xiàn)相近。該模型可用于重度熱射病炎癥反應途

16、徑啟動機制、評價治療及重癥監(jiān)護措施對重度熱射病病程及預后影響的進一步研究。 2.內(nèi)毒素血癥在從熱射病向重度熱射病發(fā)展進程中起重要作用。熱應激下內(nèi)毒素血癥可通過SIRS途徑造成生命體征、酸堿平衡紊亂，使炎癥介質(zhì)表達異常，加重循環(huán)衰竭、靶器官損傷。 3.復合應激可促發(fā)和加重全身炎癥反應綜合征，表現(xiàn)為血漿炎癥介質(zhì)TNF-a、IL-6、MDA含量顯著升高及SOD活力顯著下降。這些炎癥介質(zhì)在調(diào)節(jié)局部及全身急性炎癥反應中至關(guān)重要，所

17、介導的炎癥反應過程與人中度熱射病及重度熱射病的發(fā)展進程相一致。 4.該模型可用于熱射病肺啟動機制的研究。熱應激可通過刺激促炎細胞因子、ROS表達異常而刺激PMN肺內(nèi)募集、扣押，因此促發(fā)和加強LPS介導的肺損傷，說明肺組織具有熱損傷易感性，熱應激對G-細菌感染肺炎有不利影響。熱應激的最終影響取決于致病菌清除與宿主組織損傷之間的動態(tài)平衡，而組織損傷在一定程度上又取決于感染部位以及受累器官的性質(zhì)。 5.重度熱射病的循環(huán)衰竭與促