单肺通气相关性肺损伤的特点、信号转导通路及防治策略

摘要

第一部分实验一：
　　 目的：建立兔单肺通气实验模型。
　　 方法：健康日本大耳白兔 10 只，麻醉后仰卧位固定。右侧股静脉建立静脉通道，右侧股动脉置管监测动脉血压并采集动脉血标本；行气管切开并插入自制双腔气管导管实施机械通气，呼吸机通气参数为：FiO2 1.0，RR 40/min，VT 10 ml/kg。以听诊法仔细调整自制双腔气管导管位置，并采用气泡试验法检测左侧气管膨大处的密闭效果。将动物调整为左侧卧位后，钳闭左侧管腔建立右肺单肺通气模型，并以纤支镜直接观察左侧肺叶呼吸运动是否停止并萎陷。单肺通气2h 后，松开左侧管腔恢复双肺通气。在单肺通气前、单肺通气后30min和恢复双肺通气30min 三个时间点测血压、心率、气道压和动脉血气分析。
　　 结果：实验中单肺通气效果满意，操作方便，血流动力学稳定，各时点动脉血气变化规律与临床一致。
　　 结论：采用自制双腔气管导管可以建立日本大耳白兔单肺通气模型。此模型简单方便，成功率高，适用于研究单肺通气相关的肺损伤和低氧血症的病理生理机制及其防治策略。
　　 第一部分实验二：
　　 目的：采用三种方法建立兔单肺通气模型并比较其效果。
　　 方法：日本大耳白兔 30 只，随机分为3组(即A、B、C组)各10个，分别采用自制双腔气管导管法、左支气管结扎法和插管过深法。呼吸机通气参数为：FiO2 1.0，RR40/min，VT 10 ml/kg。单肺通气2h 后恢复双肺通气。记录各组单肺通气实施的一次成功率、总成功率、从气管切开开始到单肺通气实施所需要的时间、动物失血量。
　　 结果：各组进入实验的动物数分别为10、6、8 只。与B、C组比较，A组一次成功率和总成功率高，所需时间明显较少(P<0.01)，且出血量明显少于B组(P<0.01)。
　　 结论：采用自制双腔气管导管能迅速有效的建立单肺通气模型，优于左支气管结扎法和插管过深法，是用于研究与单肺通气相关病理生理机制的理想模型。
　　 第二部分
　　 目的：建立兔单肺通气模型后，观察两侧肺损伤的特点以及不同时间的影响，为后续的研究摸索条件。
　　 方法：健康日本大耳白兔24 只，随机分为4组：对照组(C组，n ＝6)双肺通气2h ；
　　 右侧单肺通气组(O1组、O2组及O3组，n ＝6)单肺通气时间分别为1h、2h、3h，随后恢复双肺通气1h。在实验结束前开胸，分别由两侧肺静脉同时抽取肺静脉血、由股动脉抽取动脉血做血气分析并测定氧合指数；采用颈动脉快速放血处死动物，将各组左右肺分开处理。检测各组肺组织病理改变，并计算肺损伤评分；检测各肺组织湿干重比值、MPO、MDA、SOD。
　　 结果：⑴ C组左右侧肺、O1组右侧肺组织结构形态完整，肺泡内无明显渗出液，肺间质无明显水肿和炎症；O1组左侧肺、O2组右侧肺和O3组右侧肺肺泡内可见渗出液，肺间质增厚并可见炎性细胞浸润；O2组左侧肺、O3组左侧肺肺泡内可见渗出液，部分肺泡腔萎陷不张或充血，肺间质增厚并可见大量炎性细胞浸润。肺损伤评分：C组左右侧相比较差异无统计学意义(P ﹥0.05)，另三组组内左右侧比较则左侧明显增高(P<0.01)；各组间右侧比较表现为逐步升高，其中O3组右侧与O1组右侧相比较明显增高(P<0.05)；各组间左侧相比较亦表现为逐步升高，其中O2组左侧、O3组左侧与O1组左侧相比较明显增高(P<0.01)，O1组左侧与C组左侧相比较明显增高(P<0.01)。⑵各组氧合指数比较，C组左右侧相比较差异无统计学意义(P ﹥0.05)，另三组组内左右侧比较则左侧明显下降(P<0.01)；各组间右侧比较表现为逐步降低，其中O3组右侧与O1组右侧相比较明显降低(P<0.01)；各组间左侧相比较亦表现为逐步降低，其中O2组左侧、O3组左侧与O1组左侧相比较明显下降(P<0.01)，O1组左侧与C组左侧相比较明显降低(P<0.01)。动脉血气所测得氧合指数表现为逐步降低，O2组、O3组与O1组相比较明显下降(P<0.01)，O1组与C组相比较明显降低(P<0.01)。
　　 ⑶各组湿/干重比、MPO 活性和MDA的变化表现为C组组内左右侧相比较差异无统计学意义(P ﹥0.05)，O1组、O2组和O3组组内左右侧比较则左侧明显增高(P<0.01)；各组间右侧比较表现为逐步升高，其中O3组右侧与O1组右侧相比较明显增高(P<0.01),O1组右侧与C组右侧相比较明显增高(P<0.01)；各组间左侧相比较亦表现为逐步升高，其中O2组左侧、O3组左侧与O1组左侧相比较明显增高(P<0.01)，O1组左侧与C组左侧相比较明显增高(P<0.01)。⑷各组SOD 值的变化表现为C组和O1组组内左右侧相比较差异无统计学意义(P ﹥0.05)，O2组和O3组组内左右侧比较则左侧明显降低(P<0.01)；各组间右侧比较表现为逐步降低，其中O3组右侧与O1组右侧相比较明显降低(P<0.01)，O1组右侧与C组右侧相比较明显降低(P<0.01)；各组间左侧相比较表现为逐步降低，其中O2组左侧、O3组左侧与O1组左侧相比较明显降低(P<0.01)，O1组左侧与C组左侧相比较明显降低(P<0.01)。
　　 结论：长时间单肺通气可以导致急性肺损伤，这种损伤是不均一性的，损伤的程度与单肺通气时间相关，且非通气侧肺要比通气侧肺损伤严重。
　　 第三部分
　　 目的：通过建立兔单肺通气模型，观察NF-κB在单肺通气肺损伤中的作用及对炎性因子TNF-和ICAM-1的影响，以探讨单肺通气肺损伤的机制。
　　 方法：健康日本大耳白兔18 只,随机分为3组：TLV组、OLV组和PDTC组，各6 只。TLV组实施双肺机械通气3h。OLV组采用自制双腔气管导管实施右侧单肺通气2h 后恢复双肺通气1h。PDTC组在实施单肺通气前由静脉输入PDTC50mg/kg，其后操作与OLV组相同。在实验结束前由股动脉抽取动脉血做血气分析测定氧合指数。各组左右肺分开处理。光学显微镜下观测各组肺组织病理改变，并计算肺损伤评分；检测各肺组织湿/干重比值、MPO、MDA、SOD ；Wes t er n Bl ot检测肺细胞核内NF-κ B p65蛋白和胞浆内I κ B-α的表达水平；EMSA检测肺组织细胞NF-κ B的活性；ELISA测TNF-α和ICAM-1的含量，并用RT-PCR检测肺组织中TNF-α和细胞粘附分子(ICAM-1)基因mRNA的表达水平。
　　 第四部分
　　 目的：研究在兔OLV 模型中采用肺保护性通气，同时降低吸入氧浓度，观察其对肺部炎症反应和NF-κ B 表达的影响，探讨OLV 时合理的通气模式。
　　 方法：健康日本大耳白兔18 只,随机分为3组：A组、B组和C组，各6 只。采用自制双腔气管导管建立单肺通气模型，右单肺通气2h 后恢复双肺通气1h。呼吸机通气参数为：A组，RR 40/min，VT 10 ml/kg，FiO2100[％]；B组，RR 40/min，VT 7 ml/kg，PEEP 5cmH2O，FiO2 100[％]；C组，RR 40/min，VT 7 ml/kg，PEEP 5cmH2O，FiO2 60％。分别在OLV前、OLV 后30min和恢复双肺通气(TLV)30min 三个时间点做动脉血气分析并计算氧合指数。各组左右肺分开处理。光学显微镜下观测各组肺组织病理改变，并计算肺损伤评分；检测各肺组织湿/干重比值、MPO、MDA、SOD ；Wes t er n Bl ot检测肺细胞核内NF-κ B p65蛋白和胞浆内I κ B-α的表达水平；EMSA检测肺组织细胞NF-κ B的活性；ELISA 测TNF-α和ICAM-1的含量，RT-PCR检测肺组织中TNF-α和ICAM-1mRNA的表达水平。
　　 结论：肺保护性通气＋降低吸入氧浓度可以减少单肺通气时肺损伤程度，其作用机制可能与通过各种途径降低NF-κB 活化，减少炎症因子合成、炎症细胞聚集和氧化应激损伤有关。