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目的高原肺水肿(high-altitude pulmonary edema,HAPE)一般发生在初次进入海拔超过3000m高原环境时,由于机体不适应高原低压低氧环境发生一系列危重病理生理变化,HAPE的发病机制复杂,尚未完全阐明。近年来有关HAPE的研究显示,氧化应激、炎症可能在高原病发病中扮演重要角色。目前HAPE的治疗包括氧气治疗、NO治疗及各种药物治疗,如氨茶碱、地塞米松等,临床一般根据病情与现场条件不同采用药物或药物联合加吸氧治疗,可以起到一定的缓解作用。丙酮酸乙酯(ethyl pruvate,EP)作为丙酮酸的脂类衍生物,EP作用十分广泛,不但可以改善氧化还原反应导致的组织细胞损伤,减少促炎因子的分泌,而且还可以在不同的环境或条件下有抑制凋亡或促进凋亡的作用,增强抗肿瘤免疫因此我们推测EP可以通过抗氧化和抗炎作用来抑制HAPE的发生发展。本研究通过模拟高原低压低氧环境,检测分别在缺氧环境暴露不同时间大鼠氧化应激状态变化,建立实验性大鼠高原肺水肿模型,并探讨EP对HAPE的防治作用,以寻求有效的HAPE治疗方法,并探索其潜在的可能机制。方法一、大鼠高原肺水肿模型的建立24只雄性SD大鼠随机分为平原对照组(N组)、模拟高原低压低氧(H)1d、2d、3d组(n=6,1d=24h),H1d、H2d、H3d组大鼠置于低压氧舱内模拟6000m海拔分别暴露1d、2d、3d,24h/d,连续减压。N组大鼠同时平原环境正常饲养。相应处理后分别检测各组大鼠肺组织湿/干比(W/D)、微量还原型谷胱甘肽(GSH)含量、丙二醛(MDA)水平和超氧化物歧化酶(SOD)活力,肺组织病理学检查。二、探讨丙酮酸乙酯对高原肺水肿的防治作用30只雄性SD大鼠体重(200±10)g随机分为正常对照组(Control组)、HA PE模型组(H3d组)、丙酮酸乙酯不同剂量组(EP 1mg/kg、EP 5mg/kg、EP 10mg/kg组)(n=6)。Control组大鼠腹腔注射乳酸林格钠注射液1ml/只,1次/d,持续注射两天,平原环境正常饲养;H3d组动物腹腔注射乳酸林格钠注射液1ml/只,1次/d,持续注射两天,然后置于低压氧舱内模拟高原6000m海拔暴露3d,24h/d;E P 1mg/kg组、EP 5mg/kg组、EP 10mg/kg组大鼠分别接受腹腔注射丙酮酸乙酯1mg/kg、5mg/kg、10mg/kg,1次/d,连续注射2d,期间动物自由饮水进食,第2天注射完成后将动物置于高原低压氧舱内模拟高原6000m海拔连续暴露3d,24h/d。应用ELISA试剂盒分别检测各组大鼠血清IL-6、IL-10、IL-1β、TNF-α含量,Weste rn印迹检测大鼠肺组织p65、IL-6、COX-2、STAT3蛋白表达,肺组织病理学检查。结果一、大鼠高原肺水肿模型的建立1、高原缺氧条件下氧化应激指标变化与N组大鼠相比,大鼠肺组织湿/干比(W/D)以及大鼠肺组织匀浆MDA含量在高原海拔6000m暴露1d、2d、3d逐渐增加,与其它组相比,H3d组增加最明显(P<0.01);肺组织匀浆SOD活力、GSH水平在6000m海拔暴露1d、2d、3d逐渐降低,H3d组降低更明显(P<0.01)。2、形态学观察HE切片显微镜下观察发现,随着高原暴露时间的延长,H1d组、H2d组、H3d组大鼠肺组织逐渐出现肺水肿的病理变化,且病变随高原暴露时间的延长而加重,可见肺泡腔出现均匀粉染的渗出液,肺泡壁毛细血管显著扩张、充血,肺间质纤维母细胞增生,少许中性粒细胞、淋巴细胞为主的炎细胞浸润。二、探讨丙酮酸乙酯对高原肺水肿的防治作用1、ELISA检测血清炎症因子水平与对照组(Control组)相比,高原海拔6000m暴露3d组血清IL-6、IL-1β、T NF-α水平明显增加(P<0.01),注射EP 1mg/kg组和5mg/kg组血清促炎因子水平IL-6、IL-1β、TNF-α有所下降,EP 10mg/kg组明显减少(P<0.01)。高原6000m海拔暴露3d组(H3d组)血清IL-10较对照组降低(P<0.01),注射EP预防后,E P 1mg/kg组和5mg/kg组血清抗炎因子IL-10增加(P<0.01),EP 10mg/kg组增加更为显著(P<0.01)。2、形态学观察HE切片显微镜下观察发现,H3d组大鼠肺组织呈现HAPE的病理学变化,肺泡腔出现均匀粉染的渗出液,肺泡壁毛细血管显著扩张充血,肺间质纤维母细胞增生,少许中性粒细胞、淋巴细胞为主的炎细胞浸润。经EP预防用药后,1mg/kg、5mg/k g、10mg/kg组随EP剂量增加,与H3d组相比,大鼠肺水肿、毛细血管扩张充血逐渐减少,炎细胞浸润消失。3、Western Blot检测肺组织p65、IL-6、COX-2、STAT3蛋白表达Western印迹及灰度分析结果显示,与Control组相比,H3d组肺组织p65、IL-6、COX-2、STAT3表达均明显增加(P<0.01),注射EP预防后,随剂量增加(1mg/kg、5mg/kg、10mg/kg)p65、IL-6、COX-2、STAT3表达逐渐降低(P<0.01),其中EP 10mg/kg组各蛋白降低最显著(P<0.01)。结论急性缺氧可以显著改变大鼠氧化应激的状态,模拟高原低压低氧环境可以建立实验性大鼠高原肺水肿模型;丙酮酸乙酯对实验性大鼠高原肺水肿有一定的防治作用,可能通过NF-κB和STAT介导的信号通路来改变炎症因子的释放从而发挥作用。