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背景:
煤工尘肺(coal workers’pneumoconiosis，CWP)也称为煤尘肺、煤工肺，是指煤矿工人吸入矽尘和煤尘所致的以肺部弥漫性纤维性病变为主的尘肺，由于CWP一旦发生，即使脱离接触粉尘，仍可缓慢进展，故至今仍然是一种严重的职业病。有分析结果表明，随着时间的推移尘肺死因构成顺序发生了变化，除慢性肺心病、肿瘤外，脑血管病等慢性病、多发病呈上升趋势，目前为第三位死因。脑血管病不仅是CWP死亡的主要原因，有调查提示煤工尘肺并发脑血管病患者的致残率较单纯脑血病患者增高，严重影响了患者的生活质量。CWP患者高血压患病率高于一般老年人群，而高血压是引起心脑血管疾病的主要危险因素。脑血管病及高血压病患者往往有内皮功能紊乱，本文通过建立煤工尘肺大鼠模型旨在研究其血氧分压、内皮功能及脑组织形态的变化，以进一步探讨CWP与脑血管病之间的关系及其内在机制。
目的:
通过制备煤工尘肺大鼠模型并研究其血氧分压、血管内皮功能和肺脑组织结构的变化来探讨煤工尘肺并发脑血管病的可能机制。
方法:
1．煤工尘肺大鼠模型的制备：
90只健康雄性Wistar大鼠随机分为2组(每组45只)：煤工尘肺组(CWP组)，对照组。CWP组在实验开始时通过气管插管灌入1ml50g/L的煤尘生理盐水悬液1次，建立煤工尘肺模型，对照组用同样方法给以1ml生理盐水灌肺进行对照，两组每次随机取15只于4、8、20周后处死。实验周期为20周。
2．功能性实验检测：
①大鼠血氧分压的测定：
测压均在上午进行，各组大鼠处死前用10％水合氯醛(300mg/kg)腹腔麻醉后，解剖开腹，用血气采血针取腹主动脉血0.5ml，作血气分析。大鼠血气分析测量方法参照血气分析仪使用说明书。
②大鼠内皮功能的测定：
采血后，开胸取出胸主动脉，放入4℃的HEPES液中，剔除干净周围脂肪及结缔组织后连于张力换能器上，分别用去甲肾上腺素(NE)预收缩后给予10-9-10-5mol/L的乙酰胆碱(ACh)和10-9-10-5mol/L硝普钠，通过MS4000U-1C计算机生物信号采集分析系统记录血管环的张力变化，比较给予累积浓度的ACh(内皮依赖性舒血管物质)和硝普钠(非内皮依赖性舒血管物质)后血管的舒张程度来反映血管内皮功能。
3．形态学实验检测：
实验结束常规处死大鼠，观察下列指标变化：脑组织、肺组织常规病理改变(HE染色)及超微结构改变。
结果:
1．煤工尘肺大鼠模型的建立：
染尘4、8、20周后分期处死大鼠，大体解剖可见其两肺表面均呈灰褐色，散在点状和片状黑色尘斑，直径0.1～0.4cm。切片可见点状黑色结节及结节融合，近肺门处可见煤斑融合团块多而大。病理切片可见染尘4周的大鼠肺泡壁及细支气管管壁有少量炎细胞浸润主要为巨噬细胞及淋巴细胞，及散在煤尘灶：染尘8周可见部分肺泡腔内大量吞噬了煤尘的肺泡巨噬细胞及大片的煤尘灶，病灶周围肺泡腔扩大，含气增加；染尘20周可见大块结节煤尘灶，气肿腔融合，少量的纤维化形成。同期宰杀的对照组大鼠则无上述病理改变。表明煤工尘肺大鼠模型制备成功。在本实验中在造模后4周时可观察到尘肺组个别大鼠出现了行动迟缓、肢体无力、爬行打转的脑梗塞特征表现。
2．生理功能实验结果：
①大鼠血气分析结果：
实验中染尘后大鼠动脉血氧分压明显降低，4、8、20周时分别为86.8±2.9 mmHg、83.5±2.0 mmHg、77.2±4.7 mmHg，均低于同期对照组的95.6±1.68 mmHg、92.4±2.2mmHg、89.6±2.3 mmHg，说明染尘后大鼠存在慢性低氧状态。同时煤工尘肺组中不同处死时期的大鼠随着存活周数的增加，动脉氧分压趋于降低，说明尘肺组动脉血氧分压的高低与尘肺的严重程度相关。
②大鼠内皮功能的测定结果：
给予10-9-10-5mol/L的累积浓度的ACh后，煤工尘肺组血管张力与同期对照组相比均有显著差异，4、8、20周时血管最大舒张程度分别由96.72％±3.03％、90.18％±3.65％、87.54％±2.67％降低至62.15％±4.33％、49.91％±2.28％、23.66％±2.95％(P＜0.01)；而给予10-9-10-5mol/L累积浓度的硝普钠后，两组间的血管张力无明显差别(P＞0．01)。
3．形态学实验结果：
①肺组织病理形态学观察：CWP组染尘4周可见肺泡壁及细支气管管壁有少量炎细胞浸润主要为巨噬细胞及淋巴细胞，及散在煤尘灶；染尘8周可见部分肺泡腔内大量吞噬了煤尘的肺泡巨噬细胞及大片的煤尘灶，病灶周围肺泡腔扩大，含气增加；染尘20周可见大块结节煤尘灶，气肿腔融合，少量的纤维化形成。对照组病理切片示正常肺组织。
②脑组织病理形态学观察：光镜下对照组大鼠脑组织未见异常。CWP组大鼠在染尘4周时，可见血管壁内皮细胞间隙的增加；染尘8周时，可见额叶筛网状的软化灶及小胶质细胞聚集；染尘20周时，可见胶质细胞吞噬神经元及神经元的坏死、减少。
结论:
1．本实验建立的煤工尘肺大鼠模型是一种成熟的动物模型，可满足CWP基础研究的需要；
2．煤工尘肺能够引起大鼠脑组织病理改变及脑血管病的发生；
3．煤工尘肺能够引起大鼠血管内皮功能损伤，且随尘肺期别的升高损伤程度越严重；
4．慢性缺氧导致血管内皮功能损伤，可能是CWP合并脑血管病的主要机制。