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研究背景：随着全球气温变暖和热浪袭击强度和频率的不断增加,热射病(Heatstroke,HS)的发病率逐年上升,已经成为临床常见的危重症之一,如得不到及时妥善的救治,死亡率高达40%至50%。热射病造成组织损伤及器官功能障碍的机制至今未明,早期认为主要是热应激个体体温调节中枢功能紊乱、急性期反应加重和热应激蛋白(heat stress protein, HsP)表达异常三个方面单独或协同的作用结果,目前普遍认为是热打击的直接损伤及热损伤后继发的全身炎症反应综合征(Systemic Inflammatory Response Syndrome,SIRS)引发的多器官功能障碍综合征(Multiple Organ Dysfunction Syndrome,MODS)的过程。乌司他丁是从人体尿液中分离纯化的一种胰蛋白酶抑制剂,属于Kunitz型的丝氨酸蛋白水解酶抑制剂,它包含了一个糖基化区域和两个Kunitz型活性功能域,其中糖基化区域能够稳定溶酶体、抑制炎性细胞因子释放,两个Kunitz型活性功能域均有很广的抑酶谱,能够抑制组织蛋白酶G、弹性蛋白酶、纤溶酶等多种水解酶的活性,同时UTI代谢形成的低分子成分也具有抑制水解酶的作用,因此UTI能抑制体内多种蛋白、糖和脂类水解酶的活性,清除氧自由基,稳定溶酶体膜,抑制多种炎性介质的过度释放,从而改善微循环、减少组织缺血再灌注损伤,阻断SIRS/MODS的进程,现已广泛应用于急性胰腺炎、感染性休克、DIC的治疗,具有明显的脏器保护功能。目的：我们希望通过高热打击复制热射病大鼠动物模型,一方面观察高热对大鼠肺组织的损伤特点；另一方面研究不同时间给予乌司他丁干预是否对高热造成的肺损伤具有保护作用,从而指导热射病患者的临床治疗实践。材料和方法：1.动物及分组健康清洁级雄性SD大鼠60只,体质量180-220g,随机分为5组,每组12只。(1)C组(正常对照组)：将大鼠置于常温中不给予乌司他丁干预(2)H组(高温不给药组)：大鼠热打击处理但不给予乌司他丁干预(3)HU组(高温乌司他丁预处理组)：大鼠热打击前给予乌司他丁5×104U/kg(4)HU1组(高温开始1小时后给药组)：大鼠热打击1小时时给予乌司他丁5×104U/kg(5)HU2组(高温开始2小时后给药组)：大鼠热打击2小时时给予乌司他丁5×104U/kg2.动物模型的制备大鼠用3%戊巴比妥钠按45mg/kg腹腔注射麻醉,待麻醉成功后分离暴露出股静脉,行股静脉穿刺置管术,大鼠放入具备生物氧供给的加温舱之前检测肛温作为基础值,然后将其放入温度为35℃、湿度60%的动物舱中加热,加热开始时、加热1小时、加热2小时按分组情况经股静脉给予相应药物(溶于生理盐水)或同等量生理盐水(加热开始时、加热1小时、加热2小时分别给予HU组、HU1组、HU2组乌司他丁5×104U/kg,其他两组To时给予同等量生理盐水),加热2.5小时后将大鼠撤离动物舱并给予相应的处理。3.观察指标3.1实验开始时间以T0表示,加热期间每30分钟人工采集呼吸频率和肛温1次,共记录6次,分别以分别以To、T30、T60、T90、T120、T150表示。T0和T150时分别采集动脉血,血气分析。3.2肺组织W/D值测定每实验组取大鼠6只,实验结束时开胸取左上肺组织,用滤纸吸除表面水分及血渍,置于称量皿中称重,记录肺组织的湿重,放入80℃恒温烤箱内烤72h称干重,测定W/D值。3.3肺微血管通透性的测定每组取6只大鼠按伊文思蓝含量测定法计算出肺组织EB渗出量。实验结束前30min按2ml/kg经股静脉注射2%伊文思蓝液,实验结束时开胸取部分左下肺,剪去周围组织,吸干表面水分及血渍,置于称量皿中称湿重,将肺组织碾碎后按100g加入盛有1ml甲酞胺溶液的试管中,置37℃恒温水箱中抽提48h,待组织中色素全部浸出,取出组织,离心10分钟,取上清液,用多光谱微孔阅读器测定在620nm波长处测定吸光度值,根据标准曲线计算出肺组织EB含量。3.4光镜标本的采集及观察高温结束时,打开大鼠胸腔,取右上肺组织浸入4%多聚甲醛内固定24h,常规洒精脱水,石蜡包埋,超薄切片,HE染色,光镜下观察病理变化并摄片。3.5电镜标本的采集及观察电镜标本的采集及观察每组取3只大鼠,打开胸腔快速取右下肺组织并修成1mm×1mm×1mm左右小块,浸入2%戊二醛内(此操作在1min内完成),2%锇酸固定,梯度乙醇脱水,环氧树脂包埋,超薄切片,醋酸铅铀染色,H-7500型透射电镜观察,摄片。4.统计学分析采用SPSS13.0统计软件进行处理,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用单因素方差分析(one-way ANOVA),组间多重比较采用LSD法,各时间点呼吸频率和肛温分析采用重复测量数据的方差分析,实验前后动脉血气结果比较采用配对t检验,P<0.05为差异有统计学意义。结果1.大鼠体重、基础肛温及基础呼吸频率组间比较无统计学差异(P>0.05)。2.呼吸频率和肛温的变化各高温处理组大鼠的RR在加热过程中加快,与C组比较有显著性差异(P<0.05)。在T60、T90、T120、T150四个时间点,HU组大鼠的RR低于H组,差异有显著性(P<0.05),T90、T120、T150时,HU组与HU1组RR比较无显著性差异,T0-T150各时间点HU2组和H组RR比较均无显著性差异(P>0.05)。各高温组大鼠的肛温在加热过程中升高,与C组比较有显著性差异(P<0.05),但各高温处理组之间肛温无显著性差异。3.各组大鼠肺组织W/D、肺组织伊文思兰渗出量在实验过程中,高温处理的各组大鼠肺组织W/D值、EB渗出量明显增加,与空白对照组C组比较有显著性差异(P<0.05),HU组和HU1组肺组织W/D值、EB渗出量低于H组,差异有显著性(P<0.05),而HU2组与H组肺组织W/D值、EB渗出量相比较无显著性差异(P>0.05)。4.动脉血气的变化高温处理各组T150时的PH、PaO2较T0时降低,PaCO2升高,差异有显著性(P<0.05)。T0与T150两个时间点的组间多重比较显示：T0时各组PH、PaCO2、 PaO2均无显著性差异(P>0.05),T150时,H组和HU2组PaCO2高于HU组和HU1组,差异有显著性(P<0.05),HU组和HU1组之间无显著性差异(P>0.05) PaO2在高温各组之间无显著性差异。5.光学显微镜下肺组织病理学的改变C组动物支气管肺泡组织完整,支气管壁无充血、水肿,肺泡无萎陷、扩张,肺泡腔内无渗出。与C组比较,其他高温处理组大鼠肺组织都出现了不同程度病理学变化,其中H组改变最严重,肺泡壁增厚、扭曲变形,肺间质充血,肺泡陷闭、呈片状不张,可见肺出血、肺气肿。HU组、HU1组改变较轻,可见支气管周围组织疏松,肺泡壁轻度水肿,肺泡腔无明显渗出。HU2组肺泡上皮肿胀,肺泡壁变薄或断裂,形成肺大炮。6.电子显微镜下肺组织超微结构的改变电镜下可见C组肺泡Ⅱ型上皮细胞完好,核膜完整,细胞核染色质均匀,胞质内可见线粒体、粗面内质网、高尔基体和溶酶体和同心圆或平行排列的板层小体。H组改变最明显,肺泡Ⅱ型上皮细胞内线粒体肿胀,嵴变短,微绒毛细而增多,肺泡壁增厚,可见较多中性粒细胞浸润,肺泡内有大量红细胞碎片沉积。HU组和HU1组改变轻微,Ⅱ型上皮细胞胞膜完整,胞质内细胞器结构基本正常,与C组相仿。HU2组肺泡Ⅱ型上皮细胞脱落,离开基底膜,板层小体减少,微绒毛细长增多。结论1.热打击可导致大鼠肺毛细血管通透性增加,肺水肿及肺组织病理学发生改变。2.乌司他丁能够减轻全身高温大鼠热打击引发的肺水肿和肺组织细胞损害程度,具有一定的肺保护作用。3.对于热打击大鼠肺损伤,乌司他丁早期给药效果优于晚期给药。