乌司他丁对脓毒症及脓毒症所致急性认知功能障碍的保护作用研究

摘要

脓毒症是指由侵袭性感染引起的全身性炎症反应综合征（Systemicinflammatoryresponsesyndrome，SIRS），是ICU患者死亡的主要原因之一。谵妄是一种临床状态，以认知和意识等功能出现急性波动性紊乱为特征，在危重病人中发生率高达80％，特别是在脓毒症病人。目前，急性脑功能障碍被认为是影响脓毒症病人发生、发展、预后和死亡的重要因素。但关于脓毒症所致急性认知功能障碍预防和治疗方面尚无研究报道，且其病理机制仍然不清。炎症被认为在脓毒症性认知并发症中起重要作用。尿胰蛋白酶抑制剂（Urinarytrypsininhibitor,UTI），是一种来源于成人尿的丝氨酸蛋白酶抑制剂，通过抑制中性粒细胞浸润和弹性蛋白酶等化学介质的释放来发挥抗炎作用。本研究拟利用腹腔注射脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)造成大鼠脓毒症所致急性认知功能障碍模型研究UTI是否对脓毒症及脓毒症所致急性认知功能障碍产生保护效应，并对其机制进行初步研究，为临床治疗脓毒症及脓毒症所致急性认知功能障碍提供新的思路。
　　实验一LPS刺激所致脓毒症模型存在急性认知功能障碍
　　目的：证实LPS所致脓毒症存在急性认知功能损害。
　　方法：健康成年雄性SD大鼠每组15只，随机分成：LPS-16组动物经腹腔注射LPS16mg/kg（溶于1ml生理盐水），LPS-8组动物经腹腔注射LPS8mg/kg（溶于1ml生理盐水），NS组动物经腹腔注射等容积的生理盐水（NS）。腹腔注射LPS后1、4、7h进行线索学习实验。
　　另45只大鼠，分组方法和实验设计同上，在腹腔注射LPS后1、4、7h进行Morris水迷宫实验。
　　为旷场实验，另45只大鼠被纳入本实验中，分组和设计方法同上。在腹腔注射LPS之前和注射之后的1、2和3天进行旷场实验。
　　另45只大鼠用来观察给予LPS/NS后24小时大鼠的死亡率，分组和设计方法同上。
　　结果：线索学习实验结果表明，NS组、LPS-8组和LPS-16组大鼠有相似的逃避潜伏期、游泳速度和游泳距离（P>0.05）。Morris水迷宫结果表明，LPS-16组大鼠在腹腔注射LPS后4和7h的逃避潜伏期明显延长（与NS组或LPS-8组相比，P<0.01）；三组大鼠的游泳距离和游泳速度均无统计学意义（P>0.05）。旷场实验结果表明，在腹腔注射LPS后的第1、2天，LPS-16组和LPS-8组大鼠运动次数和活动距离与NS组相比，明显减少(P<0.05或<0.01)。在腹腔注射LPS后的第2天，LPS-16组大鼠运动次数和活动距离与LPS-8组相比明显增加(P<0.05或P<0.01)。LPS-16组大鼠在给予LPS后24小时，6只大鼠死亡(与NS组相比，P<0.05)；而LPS-8组大鼠没有死亡。结论：腹腔注射LPS所致大鼠脓毒症存在急性认知功能损害。
　　实验二研究脓毒症并发急性认知功能障碍的炎症机制
　　目的：探讨炎症因子TNF-alpha和IL-1beta在脓毒症所致认知功能障碍发生机制中的作用。
　　方法：雄性SD大鼠39只随机分为3组：LPS-16组：经腹腔注射LPS16mg/kg（溶于1ml生理盐水），LPS-8组：经腹腔注射LPS8mg/kg（溶于1ml生理盐水），NS组：经腹腔注射等容积的生理盐水（NS）。在注射LPS或NS后4h，每组动物抽取8只采集血样测定血清炎症因子TNF-alpha、IL-1beta及神经损伤标志NSE水平；其余5只动物被麻醉后灌注取脑做NSE免疫组化研究。
　　结果：与NS组相比，腹腔注射LPS后4h，LPS-8组和LPS-16组大鼠血清TNF-alpha和IL-1beta水平明显增加(P<0.05或<0.01)；LPS-16组大鼠血清TNF-alpha和IL-1beta水平高于LPS-8组(P<0.05)。LPS-16组大鼠血清NSE水平高于NS组和LPS-8组(P<0.01)。LPS-16组大鼠海马CA1区神经元NSE免疫反应性累积光密度值（IOD）明显较NS组低(P<0.01)。结论：血清炎症因子TNF-alpha、IL-1beta水平的变化和与脑损伤相关的血清和神经元中NSE的变化与脓毒症所致急性认知功能障碍关系密切。
　　实验三乌司他丁对脓毒症及脓毒症所致急性认知功能障碍的保护效应研究
　　目的：研究UTI对脓毒症及脓毒症所致急性认知功能障碍的保护效应。
　　方法：健康雄性SD大鼠每组15只，随机分成：NS+NS、NS+UTI-5、NS+UTI-20、LPS+NS、LPS+UTI-5和LPS+UTI-20组。LPS+NS、LPS+UTI-5和LPS+UTI-20组动物均腹腔注射LPS16mg/kg（溶于1ml生理盐水）诱导脓毒症。NS+NS、NS+UTI-5和NS+UTI-20组动物腹腔注射1ml生理盐水（NS）作为对照。在腹腔注射LPS或NS后30min，NS+UTI-5、NS+UTI-20、LPS+UTI-5和LPS+UTI-20组动物分别腹腔注射UTI50或200kU/kg（溶于1ml生理盐水），NS+NS组和LPS+NS组腹腔注射1ml生理盐水作为对照。分别在腹腔注射LPS或NS后1、4和7h进行线索学习实验。
　　另90只大鼠，分组方法和实验设计同上，在腹腔注射LPS后1、4、7h进行Morris水迷宫实验。
　　为旷场实验，另90只大鼠被纳入本实验中，分组和设计方法同上。在腹腔注射LPS之前和注射之后的1天进行旷场实验。
　　另90只大鼠用来观察给予LPS/NS后24小时大鼠的死亡率，分组和设计方法同上。
　　结果：给予LPS后24小时，LPS+NS组有6/15只动物死亡(与NS+NS组相比，P<0.05)；LPS+UTI-5组有3/15只动物死亡(与LPS+NS组相比，P=0.427)；LPS+UTI-20组有1/15只动物死亡(与LPS+NS组相比，P=0.08)。在线索学习实验中，NS+NS、NS+UTI-5、NS+UTI-20、LPS+NS、LPS+UTI-5和LPS+UTI-20组大鼠有相似的潜伏期、游泳速度和游泳距离（P>0.05）。Morris水迷宫结果表明，腹腔注射LPS后4和7h，LPS+NS组大鼠的逃避潜伏期和游泳距离与NS+NS组相比有统计学差异（P<0.01）。腹腔注射LPS后4h，LPS+UTI-5和LPS+UTI-20组大鼠逃避潜伏期和游泳距离比LPS+NS组明显缩短（P<0.01）。腹腔注射LPS后7h，LPS+UTI-20组大鼠的逃避潜伏期和游泳距离明显比LPS+NS组短（P<0.01）。腹腔注射LPS后4和7h，LPS+UTI-20组大鼠逃避潜伏期和游泳距离与LPS+UTI-5组相比有统计学差异（P<0.05或<0.01）。在试验中，各组大鼠的游泳速度没有明显差异。
　　结论：UTI明显改善脓毒症所致急性认知功能障碍并且改善脓毒症的预后。
　　实验四乌司他丁对脓毒症及脓毒症所致急性认知功能障碍的保护效应机制研究
　　目的：研究UTI对脓毒症及脓毒症所致急性认知功能障碍的治疗效应机制。
　　方法：健康雄性SD大鼠78只，随机分成：NS+NS、NS+UTI-5、NS+UTI-20、LPS+NS、LPS+UTI-5和LPS+UTI-20组。LPS+NS、LPS+UTI-5和LPS+UTI-20组动物腹腔注射LPS16mg/kg（溶于1ml生理盐水）诱导脓毒症。NS+NS、NS+UTI-5和NS+UTI-20组动物腹腔注射1ml生理盐水作为对照。在腹腔注射LPS或NS后30min，NS+UTI-5、NS+UTI-20、LPS+UTI-5和LPS+UTI-20组动物分别腹腔注射UTI50或200kU/kg（溶于1ml生理盐水）；NS+NS和LPS+NS组动物注射1ml生理盐水作为对照。在注射LPS或NS后4h，每组动物抽取8只，采集血样测定血清炎症因子TNF-alpha,IL-1beta及NSE水平；其余5只动物被麻醉后灌注取脑做NSE免疫组化研究。
　　结果：腹腔注射LPS后4h，LPS+NS组大鼠血清TNF-alpha和IL-1beta水平均较NS+NS组明显增加（P<0.01）；50或200kU/kgUTI均可逆转LPS引起的血清TNF-alpha和IL-1beta水平增加（P<0.01或<0.05）。LPS+NS组大鼠血清NSE水平较NS+NS组明显增加（P<0.01）；LPS+UTI-5和LPS+UTI-20组大鼠血清NSE水平较LPS+NS组明显减少（P<0.01）。LPS+NS组大鼠海马CA1区神经元NSE免疫反应性累积光密度值（IOD）较NS+NS组的IOD值明显减低（P<0.01）；LPS+UTI-5和LPS+UTI-20组大鼠海马CA1区神经元NSE的IOD值较LPS+NS组显著增高（P<0.01）。结论：炎症因子TNF-alpha和IL-1beta在UTI对脓毒症及脓毒症所致急性认知功能障碍的治疗效应机制中起重要作用。
　　结论
　　我们通过Morris水迷宫试验和血清中炎症因子及脑中NSE的改变来证明腹腔注射LPS所致脓毒症模型存在急性认知功能障碍，其机制与炎症因子密切相关；乌司他丁是通过抑制炎症因子，减轻脑损伤，从而改善脓毒症及脓毒症所致急性认知功能障碍。

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封面

声明

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缩略语表

中文摘要

英文摘要

前言

文献回顾

1 脓毒症的概念及病理机制

2 脓毒症与多器官功能障碍

3 脓毒症与脑功能障碍

4 谵妄的概念及其流行病学研究

5 脓毒症的治疗现状

6 乌司他丁的基本概念和作用机制

正文

实验一 证实 LPS 刺激所致脓毒症模型存在急性认知功能障碍

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

5 小结

实验二 研究脓毒症并发急性认知功能障碍的炎症机制

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

5 小结

实验三 乌司他丁对脓毒症所致急性认知功能障碍的保护效应

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

5 小结

实验四 乌司他丁对脓毒症所致急性认知功能障碍的保护效应机制研究

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

5 小结

参考文献

附录

个人简历和研究成果

致谢