老年COPD大鼠髋部骨折模型的建立及TLR4在其肺组织中的表达和意义

摘要

髋部骨折是老年人最常见的骨折之一，目前多采取手术治疗，随着治疗方法的改进，术后卧床时间已大大减少，但术后并发症率及死亡率并未出现明显下降，肺部感染是术后最常见的并发症和首要的死亡原因，如何对其进行预防和治疗一直是困扰广大骨科医生的难题。
　　 老年人体质弱，免疫功能低下，生理储备差，术前合并并存症多，大部分发生肺部感染的患者术前均合并不同程度的慢性肺部疾病，骨折和手术容易加重业已存在的疾病，导致并发症的发生，我们之前的研究发现创伤和手术后的高炎症反应与老年髋部骨折后肺部并发症及死亡率密切相关，但其具体原因尚不明确。Toll 样受体（Toll-like receptors TLRs）是一个在进化上十分保守的模式识别受体家族，在感染所致的先天免疫反应中发挥重要作用，TLRs对病原相关分子模式，如细菌脂多糖、肽聚糖及其他细菌成分十分敏感。最近研究发现TLRs 还能识别宿主损伤所释放的内源性配体，如透明质酸、硫酸乙酰肝素、热休克蛋白、纤维连接蛋白和二聚糖等，从而引发无感染因素的先天免疫反应。其中TLR4 被认为是介导无菌性炎症反应和自身免疫的启动者。因此我们推测，TLR4 或许在老年髋部骨折后高炎症反应和远隔器官损害中起着重要作用。
　　 本课题拟首次建立老年COPD大鼠髋部骨折模型，观察骨折后不同时间点肺组织TLR4 mRNA、TLR4蛋白、全身及肺组织TNF-α、IL-6、IL-10、MPO的表达变化，从形态学及功能变化角度观察骨折对各个脏器（肺、肝、心、肾）的影响，探讨TLR4在老年髋部骨折后高炎症反应及器官损害中的作用。
　　 一、老年COPD大鼠模型的建立及评估
　　 目的：建立老年COPD大鼠模型方法：10只22周龄的老年wistar大鼠随机分为2组，实验组使用大前门牌香烟，焦油含量12mg，尼古丁含量0.9mg，5 支/次，30分钟/次，2次/天，5天/周，进行为期12周的慢性香烟暴露，对照组为空气暴露。造模结束后对大鼠进行肺功能检测（Ri、Re、Cts、FEV0.2/FEV），血气分析（PH、PO2、PCO2、SO2％），血生化检测（Cr、BUN、ALT、CK），血浆及肺组织炎症因子（IL-6、IL-10、TNF-α）和肺组织MPO含量检测，观察各组大鼠肺、肝、心、肾组织病理变化并评分。
　　 结果：与对照组比较，COPD组Ri、Re 增高，Cts、FEV0.2/FEV降低；血浆及肺组织炎症因子（IL-6、IL-10、TNF-α）和肺组织MPO 含量明显增加；而血气分析结果和血生化检测结果无明显差异。肺组织出现COPD 样病理改变，病理评分显著增高；肝脏、心脏、肾脏病理变化及评分无明显差异。
　　 结论：老年COPD大鼠肺功能降低，肺组织出现类似于人类慢性阻塞性肺疾病的病理变化，并可诱导全身及肺组织的慢性炎症反应，但对心脏、肝脏、肾脏无明显影响，较好的模拟了临床上合并慢性肺部疾病的老年患者。
　　 二、老年大鼠髋部骨折模型的建立与评估
　　 目的：建立老年大鼠髋部骨折模型。
　　 方法：首先从35只22月龄的老年COPD大鼠中随机选取10只进行髋部骨密度检测，并与10只同种系的3月龄青年同性别大鼠进行比较。然后对所有老年COPD大鼠进行骨折模型制备：采用自制骨折打击器，在C 臂引导下进行打击位点定位，砝码重500g，从17cm 高处自由落下（根据大鼠体型适度调整），造成该侧髋部骨折。
　　 造模完成后立即进行骨折X 线和解剖学评估。
　　 结果：老年COPD大鼠髋部骨密度值明显低于青年大鼠；股骨颈骨折11例，占31.1％；粗隆间骨折19例，占54.3％；股骨颈合并粗隆间骨折2例，占5.4％；合并髋关节脱位和髋臼骨折各1例，分别占2.9％，粗隆下骨折1例，占2.9％；解剖学评估结果与X 线评估结果相同。造模成功率为85.7％。
　　 结论：该法制作的老年髋部骨折模型具有以下特点：1、老年；2、合并COPD；3、髋部骨密度减低；4、相对低能量创伤；5、骨折造模成功率高，稳定性及可重复性好。
　　 能较好的模拟临床上常见的老年人髋部骨折患者。
　　 三、TLR4在老年大鼠髋部骨折后肺组织中的表达和意义
　　 目的：观察老年髋部骨折后不同时间点TLR4在肺组织中的表达变化，探讨TLR4在老年髋部骨折后高炎症反应和远隔器官损害中的作用。
　　 方法：健康老年雄性Wistar大鼠80只，随机分为四组，空气暴露对照组，5只，COPD对照组，5只，髋部骨折组，35只，COPD 髋部骨折组，35只。按照第一、二部分所介绍的方法制备动物模型。骨折后2h、6h、24h、48h、3d、5d、7d对大鼠进行取材，观察大鼠肺组织TLR4mRNA及蛋白的表达变化，大鼠血浆及肺组织TNF-α、IL-6、IL-10、MPO表达变化，从功能及病理变化角度观察骨折对老年大鼠肺、心、肝、肾的影响。
　　 结果：老年COPD大鼠髋部骨折后肺组织TLR4mRNA及蛋白、血浆和肺组织TNF-α、IL-6、IL-10、MPO表达均迅速升高，且变化趋势基本一致；与老年空气暴露大鼠相比，老年COPD大鼠髋部骨折后肺组织TLR4mRNA及蛋白表达降低，骨折后3-5天甚至低于骨折前水平，而炎症因子的绝对表达量增高，高峰持续时间更长，且恢复缓慢，但增高幅度较小。髋部骨折对老年COPD大鼠的肺脏损害更加严重，肝脏仅表现为一过性损害，而心脏和肾脏则无明显受损。
　　 结论：TLR4 介导的信号转导机制在老年空气暴露大鼠髋部骨折后炎症反应及肺损害过程中可能起着重要的作用，但对于老年COPD大鼠而言可能并不占主导地位。
　　 髋部骨折对老年空气暴露大鼠远隔器官无明显影响，但对老年COPD大鼠肺脏可造成严重的破坏，肝脏仅表现为一过性损害，心脏和肾脏则无明显受损。老年COPD大鼠髋部骨折后存在免疫抑制期（骨折后3-5天），这可能是合并慢性肺部疾病的老年髋部骨折患者易患肺部感染的重要原因。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:缩略词表

声明

前言

第一部分 老年COPD 大鼠模型的建立及评估

第二部分 老年大鼠髋部骨折模型的建立与评估

第三部分 TLR4 在老年大鼠髋部骨折后肺组织中的表达和意义

全文小结

参考文献

综述 Toll 样受体4 在创伤后全身炎症反应中的作用与研究

在读期间发表论文情况

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