电刺激致家兔膈肌疲劳后呼吸中枢驱动的变化

摘要

第一部分
　　目的:建立一种家兔膈肌肌电（EMGdi）信号的记录方法。
　　背景：膈肌是主要的呼吸肌，接受呼吸中枢的调控，EMGdi是评价呼吸中枢驱动主要方法。近年的研究认为呼吸中枢驱动的变化与呼吸系统以及神经肌肉系统等许多疾病有着重要联系。准确记录 EMGdi，对于研究与呼吸中枢驱动变化相关疾病有重要意义。
　　方法:家兔7只戊巴比妥钠麻醉后，背部行皮肤切口，分离皮下组织，将自制的细线电极穿入注射针头从背部在肋脊角处刺入膈肌脚，分别在插入电极当时及一周后采集EMGdi信号。
　　结果：在插入电极后有5只获得理想的EMGdi信号。饲养一周再次记录EMGdi，有4只获得满意的信号。
　　结论：经背部在肋脊角处植入细线电极可以记录到良好EMGdi。
　　第二部分：
　　目的:建立电刺激致家兔膈肌疲劳动物模型，观察家兔膈肌疲劳后中枢驱动和神经肌肉传导功能的变化情况，对中枢驱动和神经肌肉传导的变化对家兔膈肌疲劳的影响以及膈肌疲劳后膈肌中枢驱动变化和神经肌肉传导变化做进一步探讨，了解膈肌疲劳的发生机制。
　　背景：呼吸肌疲劳是引起急性呼吸衰竭常见的原因之一，膈肌是呼吸肌的重要组成部分。膈肌疲劳可以导致呼吸衰竭，尤其在患有呼吸系统与神经肌肉疾病基础上。对于膈肌疲劳的研究的研究不仅有理论意义，更重要的是对于临床医学有着重要指导价值。
　　依据疲劳发生主要部位的不同可将膈肌疲劳分为中枢疲劳与外周疲劳。中枢疲劳是由于中枢驱动不足而导致肌肉收缩限制；外周疲劳是由于神经肌肉接头或其远端结构功能障碍所导致的肌肉收缩能力下降。颤搐阻塞技术是区别中枢与外周疲劳最有效的方法。肌肉疲劳是一种非常的生理现象受到许多因素的影响，到目前为止，膈肌疲劳后中枢驱动的变化和神经肌肉传导功能障碍所起作用仍有争议。
　　肌肉疲劳后机体可通过神经肌肉系统来调节肌肉收缩能力以适应肌肉收缩功能的变化，即通过增加中枢驱动而增加肌肉组织的收缩力，也可通过减小中枢驱动避免肌肉过度收缩导致肌肉自我损伤。外周骨骼肌疲劳可通过制动而恢复，但呼吸肌制动将会对生命造成威胁。因而对于呼吸肌疲劳后呼吸中枢驱动变化的研究有助于对呼吸肌肌力减退相关疾病的病理生理知识的理解。膈肌疲劳在动物及人类均得到证实，在人类通过呼吸阻力负荷产生严重的膈肌疲劳几乎是不可能的。
　　本研究中我们应用电刺激膈神经诱导家兔膈肌疲劳模型的基础上，对家兔膈肌疲劳前后中枢驱动和神经肌肉传导功能障碍变化进行观察，了解膈肌疲劳后膈肌中枢驱动和神经肌肉传导的变化。
　　方法：家兔16只戊巴比妥钠麻醉，气管插管,自主呼吸，开腹后于剑突后膈肌置入细线电极记录EMGdi（EMGdi）、气管插管接流量计记录呼气流速、经口插入带有压力检测导管测定食道压（Pes）、胃内压（Pga）。分离双侧膈神经，超强电刺激双侧膈神经制造膈肌疲劳模型。以疲劳前各值作为基础值、同时在记录疲劳后0min、10min、30min、60min、120min分别记录膈肌复合动作电位（CMAP）、EMGdi、呼吸气流，最大跨膈压（Pdimax）、最大胃内压（Pgamax）、最大食道压（Pesmax）、颤搐跨膈压（TwPdi）、颤搐胃内压（TwPga）、颤搐胃内压（TwPes）。
　　结果：⑴持续超强电刺激膈神经后家兔 TwPdi下降均超过20％，从基础的98.70%±3.68%下降到疲劳后53.48%±10.04%（P＜0.05），120min后恢复到基础的77.23%±15.45%（与基础及0min相比P＜0.05）；0min的Pdimax、潮气呼吸Pdi分别从基础的57.33%±19.66%、19.16%±8.61%下降到33.39%±12.13%（P＜0.05）、11.7%±7.19%（P＜0.05），120min后恢复到43.63%±15.63%（P＞0.05）、11.79%±4.94%（P＞0.05）。20hz与80hz电刺激产生的Pdi在0min为基础值的59.29%±17.81% vs51.52%±10.85%（P＞0.05）；在120min为基础值得80.51%±27.97%（P＞0.05） vs71.31%±24.6%。⑵RMSdi、RMSdi-max、CMAP从基础的43.37%±24.25%、94.4%±12.15%、97.29%±7.67%下降到疲劳后33.6%±21.99%、57.52%±29.22%；120min后为27.82%±14.11%、50.71%±29.44%、73.75%±21.75%（P＞0.05）；TwPdi与CMAP相关性明显，在8只家兔中有7只相关系数达到统计学意义，最小相关系数为0.722。⑶呼吸频率（次/min）、潮气量（ml）、分钟通气量（ml）、呼气流量（L/min）无明显改变（42.41±11.51 vs41.14±15.27、18.84±3.36 vs19.43±5.13、771.93±154.13 vs741.94±219.13、4.18±0.6 vs4.01±0.72，P＞0.05）。
　　结论：⑴持续超强电刺激家兔膈神经可以获得稳定的膈肌疲劳模型，疲劳类型以外周高频疲劳为主。⑵在麻醉胸腹无固定的家兔，以超强电刺激 TwPdi作为判定膈肌收缩功能的标准，气道阻塞所获得 Pdimax不能反映膈肌收缩的功能；⑶电刺激家兔膈神经致家兔膈肌疲劳后膈肌中枢驱动与膈神经传导功能明显减低，中枢驱动的减低可能是机体的一种自我保护作用；⑷膈肌疲劳后 CMAP与 TwPdi变化明显相关，膈神经传导功能障碍可能是电刺激家兔膈肌疲劳后膈肌收缩力下降的主要原因；⑸电刺激家兔膈肌疲劳后呼吸模式的改变无特异性。

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参考文献

第一部分：家兔膈肌肌电记录的一种方法

材料与方法

结果

讨论

结论

附图

参考文献

第二部分：电刺激家兔膈肌疲劳对呼吸中枢驱动的影响

材料与方法

结果

讨论

结论

附图

参考文献

膈神经刺激基础与临床

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