100%氧吸入對(duì)膿毒癥小鼠的保護(hù)效應(yīng)及其機(jī)制研究.pdf

1、膿毒癥（sepsis）是一種由感染因素誘發(fā)、以全身炎癥反應(yīng)為主的綜合癥，是危重病患者的主要死因之一。目前尚無(wú)有效的防治措施！高氧吸入作為一種治療手段已被廣泛應(yīng)用于臨床，但因?yàn)檠醵拘?，其臨床應(yīng)用受限。臨床上氧療多采用小于60％氧濃度。然而，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，100％氧氣早期應(yīng)用可有效保護(hù)多種休克動(dòng)物器官功能，顯著提高休克動(dòng)物存活率。另外，高氧可誘導(dǎo)氧自由基（ROS）的產(chǎn)生，且ROS在膿毒癥的病理生理過(guò)程中起重要作用。大量的ROS可導(dǎo)致氧化損

2、傷等毒性作用，而最近研究發(fā)現(xiàn)適量的ROS對(duì)疾病的發(fā)生發(fā)展具有有利作用。在上述基礎(chǔ)上，本研究利用酵母多糖（ZY）誘導(dǎo)的膿毒癥模型，首先，探討100％氧吸入治療膿毒癥的合理方案及其治療時(shí)間窗；其次，研究抗氧化酶及炎癥細(xì)胞因子在其中的具體作用；最后，觀察ROS清除劑對(duì)100％氧治療膿毒癥效應(yīng)的影響，進(jìn)一步探討抗氧化酶及炎癥細(xì)胞因子在其中的作用。
　　第一部分：100％氧吸入治療膿毒癥的合理方案及其治療時(shí)間窗研究
　　方法：

3、　　1.合理100％氧吸入能明顯改善膿毒癥小鼠臟器功能和生存率
　　雄性ICR小鼠，隨機(jī)分為10組：“生理鹽水+空氣”組、“膿毒癥+空氣”組、“生理鹽水+氧氣1h，2h，3h，4h”組和“膿毒癥+氧氣1h，2h，3h，4h”組。腹腔注射1g/kgZY誘導(dǎo)膿毒癥模型；而生理鹽水（NS）對(duì)照組動(dòng)物給予等容積的NS。100％氧治療為在注射ZY后4h和12h分別給動(dòng)物100％氧吸入1h，2h，3h或4h；而空氣對(duì)照組動(dòng)物吸入空氣。通過(guò)觀察

4、各組動(dòng)物不同時(shí)間點(diǎn)的生存率、血生化參數(shù)（cTnI，ALT，AST，Cr及BUN）、器官病理?yè)p傷和病理評(píng)分、動(dòng)脈血?dú)夂脱樗嶂笜?biāo)，判斷100％氧吸入對(duì)膿毒癥動(dòng)物的合理治療方案。
　　2.合理100％氧吸入有效治療膿毒癥小鼠的時(shí)間窗
　　雄性ICR小鼠，隨機(jī)分為6組：“膿毒癥+空氣”組和“膿毒癥+氧氣4，8，12，16，20”組。各組動(dòng)物分別腹腔注射1g/kgZY造成膿毒癥模型。膿毒癥+氧氣4，8，12，16，20組動(dòng)物分別在注

5、射ZY后4h，8h，12h，16h和20h開(kāi)始吸入100％氧3h，間隔8h后再分別給予100％氧吸入3h。觀察不同時(shí)間點(diǎn)各組動(dòng)物的生存率及第一次吸氧前、后的動(dòng)脈血?dú)?，判?00％氧吸入對(duì)膿毒癥動(dòng)物的治療時(shí)間窗。
　　結(jié)果：
　　1.合理100％氧吸入能明顯改善膿毒癥小鼠臟器功能和生存率
　　與生理鹽水+空氣組比較，膿毒癥+空氣組動(dòng)物的器官損傷非常明顯，病理評(píng)分和血生化參數(shù)水平明顯增加（P<0.05），動(dòng)脈血氧分壓水平明

6、顯下降（P<0.05）、血乳酸水平明顯升高（P<0.05）、14d生存率降至10％（P<0.05）。
　　與膿毒癥+空氣組比較，膿毒癥+氧氣2h和3h組動(dòng)物的器官病理?yè)p傷明顯減輕，病理評(píng)分和血生化參數(shù)水平下降（P<0.05）、動(dòng)脈血氧分壓水平明顯升高（P<0.05）、血乳酸水平明顯下降（P<0.05）、14d生存率升至60％-80％（P<0.05），而膿毒癥+氧氣1h和4h組動(dòng)物的上述指標(biāo)無(wú)明顯變化（P>0.05）。
　　2

7、.合理100％氧吸入有效治療膿毒癥小鼠的時(shí)間窗
　　與膿毒癥+空氣組相比，膿毒癥+氧氣4，8，12組動(dòng)物的14d生存率明顯提高（P<0.05），動(dòng)脈血氧分壓也顯著提高（P<0.05，高于300mmHg），而膿毒癥+氧氣16，20組動(dòng)物的生存率變化不明顯（P>0.05）。
　　結(jié)論：
　　早期合理100％氧吸入可有效減輕膿毒癥小鼠的器官損傷，改善其功能和組織氧合，明顯提高動(dòng)物生存率，其治療時(shí)間窗為12h。
　　第二

8、部分：早期合理100％氧吸入對(duì)膿毒癥小鼠保護(hù)作用的機(jī)制研究
　　方法：
　　1.早期合理100％氧吸入對(duì)膿毒癥小鼠炎癥細(xì)胞因子水平和抗氧化酶活性變化的影響
　　雄性ICR小鼠，隨機(jī)分為10組：實(shí)驗(yàn)分組同第一部分方法1。觀察注射ZY或NS后24h各組動(dòng)物血清促炎因子TNF-α，IL-6，HMGB1和抗炎因子IL-10水平以及血清和器官抗氧化酶SOD，CAT，GSH-Px活性的變化。判斷炎癥細(xì)胞因子和抗氧化酶是否參與100

9、％氧吸入對(duì)膿毒癥動(dòng)物的保護(hù)作用。
　　結(jié)果：
　　1.早期合理100％氧吸入對(duì)膿毒癥小鼠炎癥細(xì)胞因子水平和抗氧化酶活性變化的影響
　　與生理鹽水+空氣組比較，膿毒癥+空氣組動(dòng)物血清促炎因子TNF-α，IL-6，HMGB1水平明顯升高（P<0.05）、抗炎因子IL-10水平明顯降低（P<0.05）、血清和器官抗氧化酶SOD，CAT，GSH-Px活性明顯降低（P<0.05）。
　　與膿毒癥+空氣組比較，膿毒癥+氧氣2

10、h和3h組動(dòng)物血清促炎因子TNF-α，IL-6，HMGB1水平明顯下降（P<0.05）、抗炎因子IL-10水平明顯升高（P<0.05）、血清和器官抗氧化酶SOD，CAT，GSH-Px活性明顯升高（P<0.05），膿毒癥+氧氣1h和4h組動(dòng)物的上述指標(biāo)變化不明顯（P>0.05）。
　　結(jié)論：
　　早期合理100％氧吸入可有效降低膿毒癥動(dòng)物血清促炎因子水平、提高抗炎因子水平，同時(shí)可有效改善動(dòng)物血清和器官抗氧化酶活性，提示100％

11、氧吸入對(duì)產(chǎn)生膿毒癥的保護(hù)作用的部分機(jī)制是通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞因子水平和抗氧化酶活性實(shí)現(xiàn)的。
　　第三部分：ROS清除劑預(yù)給藥可取消100％氧對(duì)膿毒癥小鼠的保護(hù)作用及相關(guān)機(jī)制研究
　　方法：
　　1.ROS清除劑對(duì)100％氧治療膿毒癥效應(yīng)的影響
　　雄性ICR小鼠，隨機(jī)分為11組：“生理鹽水+空氣”組、“膿毒癥+空氣”組、“膿毒癥+空氣+安慰劑”組、“膿毒癥+空氣+氧自由基清除劑（N-acetylcysteine(NA

12、C)orVitaminC(VitC)ordimethylthiourea(DMTU)）”組、“膿毒癥+氧療”組、“膿毒癥+氧療+安慰劑”組和“膿毒癥+氧療+ROS清除劑（NACorVitCorDMTU）”組。腹腔注射1g/kgZY誘導(dǎo)膿毒癥模型，經(jīng)腹腔注射等容積NS為對(duì)照。氧療組動(dòng)物在注射ZY后4h和12h分別吸入100％氧3h，而空氣組動(dòng)物吸入空氣作為對(duì)照。ROS清除劑組動(dòng)物在氧療前30min分別腹腔注射150mg/kg的NAC、15

13、0mg/kg的VitC或50mg/kg的DMTU，而安慰劑組動(dòng)物在相同時(shí)間點(diǎn)分別給予等容積的NS作為對(duì)照。觀察各組動(dòng)物不同時(shí)間點(diǎn)的生存率、血生化參數(shù)（cTnI，ALT，AST，Cr及BUN）、器官病理?yè)p傷和病理評(píng)分、動(dòng)脈血?dú)夂脱樗?，判斷ROS清除劑預(yù)給藥對(duì)100％氧治療膿毒癥效應(yīng)的影響。
　　2.ROS清除劑預(yù)給藥可取消100％氧對(duì)膿毒癥小鼠的保護(hù)效應(yīng)：炎癥細(xì)胞因子和抗氧化酶的作用
　　雄性ICR小鼠，隨機(jī)分為11組：實(shí)驗(yàn)

14、分組同第三部分方法1。觀察注射ZY或NS后不同時(shí)間點(diǎn)各組動(dòng)物血清促炎因子TNF-α，IL-6，HMGB1和抗炎因子IL-10水平以及血清和器官抗氧化酶SOD，CAT，GSH-Px活性的變化，判斷炎癥細(xì)胞因子和抗氧化酶是否在其中發(fā)揮作用。
　　結(jié)果：
　　1.ROS清除劑對(duì)100％氧治療膿毒癥效應(yīng)的影響
　　與膿毒癥+空氣組相比，膿毒癥+氧療組動(dòng)物血生化參數(shù)水平和器官病理評(píng)分均明顯下降（P<0.05），動(dòng)脈血氧分壓水平明

15、顯升高（P<0.05），血乳酸水平明顯下降（P<0.05），14d生存率顯著升高（P<0.05）。
　　與膿毒癥+氧療組相比，膿毒癥+氧療+ROS清除劑組動(dòng)物的血生化參數(shù)水平和器官病理評(píng)分均明顯升高（P<0.05），動(dòng)脈血氧分壓水平明顯下降（P<0.05），血乳酸水平明顯升高（P<0.05），14d生存率顯著下降（P<0.05）。
　　但是，與膿毒癥+空氣組相比，膿毒癥+空氣+ROS清除劑組動(dòng)物的血生化參數(shù)水平和器官病理評(píng)分

16、均明顯下降（P<0.05）動(dòng)脈血氧分壓水平明顯升高（P<0.05），血乳酸水平明顯下降（P<0.05），14d生存率顯著升高（P<0.05）。
　　2.ROS清除劑預(yù)給藥可取消100％氧對(duì)膿毒癥小鼠的保護(hù)效應(yīng)：炎癥細(xì)胞因子和抗氧化酶的作用
　　與膿毒癥+空氣組相比，膿毒癥+氧療組動(dòng)物的血清促炎因子TNF-α、IL-6、HMGB1水平明顯下降（P<0.05），血清抗炎因子IL-10水平明顯升高（P<0.05），血清和器官抗氧化

17、酶SOD、CAT、GSH-Px活性顯著增加（P<0.05）。
　　與膿毒癥+氧療組相比，膿毒癥+氧療+ROS清除劑組動(dòng)物血清促炎因子TNF-α、IL-6、HMGB1水平明顯升高（P<0.05），血清抗炎因子IL-10水平明顯下降（P<0.05），血清和器官抗氧化酶SOD、CAT、GSH-Px活性顯著下降（P<0.05）。
　　但是，與膿毒癥+空氣組相比，膿毒癥+空氣+ROS清除劑組動(dòng)物血清促炎因子TNF-α、IL-6、HMG

18、B1水平明顯下降（P<0.05），血清抗炎因子IL-10水平明顯升高（P<0.05），血清和器官抗氧化酶SOD、CAT、GSH-Px活性顯著增加（P<0.05）。
　　結(jié)論：
　　ROS清除劑預(yù)給藥可取消100％氧對(duì)膿毒癥小鼠的保護(hù)作用，說(shuō)明100％氧釋放的ROS參與了其對(duì)膿毒癥的保護(hù)效應(yīng)；其部分機(jī)制是通過(guò)取消100％氧對(duì)炎癥細(xì)胞因子水平和抗氧化酶活性的調(diào)節(jié)作用。
　　小結(jié)：
　　1.早期合理100％氧吸入可有效