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目的:通过建立多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome, MODS)大鼠模型,观察肺、肾组织中基膜的损伤情况,检测Ⅳ型胶原及基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9,MMP-9)在血清、肺和肾组织中的浓度变化,研究 MODS时 MMP-9的变化、基膜的破坏与组织器官损伤之间的关系,探讨细胞外基质的破坏在 MODS组织器官损伤中的作用。 方法:将40只成年雄性 SD大鼠(随机数字表法)分为正常对照组(8只)、MODS模型组(32只),模型组又分为造模后6h,12h,24h,48 h不同时相四个亚组,每组8只。采用"二次打击"即眼球失血加腹腔注射脂多糖(LPS)制备 MODS模型:大鼠左眼球取血2 ml/100 g,在放血4 h后予无菌腹腔注射 LPS5 mg/kg。对照组予以腹腔注射等量的生理盐水,造模完成后在不同的时相点搜集标本。血生化检测各组血肌酐(Cr),尿素氮(BUN),谷丙转氨酶(ALT),谷草转氨酶(AST),肌酸磷酸激酶(CPK)以及乳酸脱氢酶(LDH)的变化;光镜及电镜观察肺、肾组织的形态学及超微结构变化;酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测血清中Ⅳ型胶原及MMP-9的浓度变化;Western印迹技术测定肺、肾组织中Ⅳ型胶原及MMP-9的蛋白水平;免疫组织化学法检测Ⅳ型胶原在肺、肾组织中的表达。所有数据以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用单因素方差分析(SNK法)。 结果:(1)血生化检测:与对照组相比,MODS组血肌酐(Cr),尿素氮(BUN),谷丙转氨酶(ALT),谷草转氨酶(AST),肌酸磷酸激酶(CPK)和乳酸脱氢酶(LDH)均明显增高(P<0.05-0.01)。(2)病理形态学检查:光镜下对照组肺、肾组织结构无改变,而MODS组肺、肾组织损伤较重。电镜下对照组肺、肾组织基底膜胶原纤维连续完整,而MODS组肺、肾组织基底膜水肿、胶原纤维分布缺损明显。(3)ELISA法检测示:与对照组比较,造模后6-48 h,MODS组大鼠血清中MMP-9水平均明显增高,于造模后12 h达到高峰(P<0.05)。造模后血清Ⅳ型胶原的浓度各组均高于对照组,6-12 h组升高不明显(P>0.05),24-48 h显著高于对照组(P<0.01)。(4)Western检测肺、肾组织中MMP-9及Ⅳ型胶原的蛋白水平:造模后肺、肾组织MMP-9的浓度6-12 h比对照组明显增加(P<0.01),24 h达到高峰(P<0.01),随后48 h下降。造模后各组肺、肾组织Ⅳ型胶原的浓度均较对照组明显降低(P<0.05-0.01)。(5)免疫组织化学检测肺、肾组织中Ⅳ型胶原的蛋白分布:正常对照组和MODS组中,Ⅳ型胶原蛋白都有阳性表达。与对照组比较,造模后各个时相点肺、肾组织Ⅳ型胶原的浓度均明显降低。MODS6 h组与对照组相比已有明显差异(P<0.05),12 h组 Ⅳ胶原的浓度明显降低(P<0.01),其最低值见于24 h(P<0.01),随后48 h略有上升,仍显著低于对照组(P<0.01)。(6)相关分析提示:外周血中MMP-9与Ⅳ型胶原的浓度变化呈正相关(r=0.503,P<0.05),肺组织中的MMP-9的表达与Ⅳ型胶原的浓度呈负相关(r=-0.602, P<0.05),肾组织中的MMP-9的表达与Ⅳ型胶原的浓度呈负相关(r=-0.819,P<0.01)。 结论:(1)在MODS早期即存在基膜损坏,并且与器官损伤的程度相一致,表明内皮细胞的损伤和ECM的破坏是导致MODS器官损伤至衰竭的共同环节;(2)MMP-9和Ⅳ型胶原的血清浓度变化可以反映基底膜的损伤情况,同时检测MMP-9和Ⅳ型胶原可以进一步提高判断MODS发生发展的敏感性和特异性。