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研究目的1.研究不同剂量血液滤过对内毒素休克猪生存率、血流动力学、氧合作用和炎症的影响,探讨相应的机制,包括对血浆细胞因子(TNF-α、IL-6、IL-10和IL-18)水平、单核细胞功能和中性粒细胞凋亡和NK-κB的作用;2.研究连续性血液滤过治疗sepsis的合适剂量。研究方法1.动物模型的建立采用静脉注射内毒素(E.coli O111:B4,15.7μg/kg)的方法诱导内毒素休克猪模型,当平均动脉压(MAP)下降30%时,标志内毒素休克猪模型建立。2.建立体外循环行左侧股静脉和左侧颈外静脉穿刺术,分别置入8F单腔导管,作为CVVH时的动脉端以及静脉回血端,连接百特BM 25床旁CRRT机,采用Gambro Filtral12聚丙烯腈膜滤器(AN69,1.2 m2),血流量为150 ml/min。3.分组将18只内毒素休克猪(28.1±5.1kg)随机分成三组:对照组(n=6)、CVVH组(n=6,置换液速度为55 ml/kg·h,前稀释法,相当于后稀释法的45 ml/kg·h)和高容量血液滤过(HVHF)组(n=6,置换液速度为100 ml/kg·h,前稀释法,相当于后稀释法的70 ml/kg·h),治疗24h后处死动物。4.观察指标1)血流动力学指标:每小时监测内毒素休克猪心率(HR)、平均动脉压(MAP)、体温(T)、呼吸(P)、脉搏氧饱和度(SpO2)、平均肺动脉压(Mean Pulmonary Arterial Pressure,mPAP)、肺动脉楔压(Pulmonary Artery Wedge Pressure,PAWP)、中心静脉压(Central Venous Pressure,CVP)、心排出量(Cardial Output,CO)、心脏指数(CardialIndex,CI)、每搏量(Stroke Volume,SV)、每搏指数(Stroke Index,SI)、体循环阻力指数(Systemic Vascular Resistance Index,SVRI)、肺循环阻力指数(PulmonaryVascular Resistance Index,PVRI)和左室每搏作功指数(Left Ventricular Stroke WorkIndex,LVSWI)。2)氧合作用相关指标:每2小时送检血气,测定动脉血pH值、动脉氧分压(PaO2)、动脉二氧化碳分压(PaCO2)、动脉血氧饱和度(SaO2)、碱剩余(BE)、HCO3-和氧合指数(oxygenation index,OI=PaO2/FIO2)。3)生存时间、血常规和肾功能:记录内毒素休克猪的生存时间和尿量,测定造模前(Baseline)、成模时(TO)、成模后6h(T6)、12h(T12)、24h(T24)血常规和肾功能。4)细胞因子:ELISA法测定Baseline、T1、T0、T6、T12、T24各时点血浆细胞因子(TNF-α、IL-6、IL-10、IL-18)的水平。5)单核细胞功能和中性粒细胞凋亡:流式细胞术测定Baseline、T0、T6、T12、T24各时点单核细胞MHCⅡ的表达和中性粒细胞凋亡的水平,予LPS(10μg/ml)刺激各时点单核细胞24h,ELISA法测定上清中TNF-α的含量。6)肺和肾组织病理:肺和肾组织行HE染色,免疫组化法观察p65和细胞间粘附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)在肺和肾的表达,ELISA法测定肺和肾组织的NF-κB活性。结果1.第一部分内毒素休克猪成模时HR、mPAP、PAWP和PVRI升高,MAP、SVRI、SV、SI、LVSWI、OI和BE下降(P<0.05),其余指标无明显变化。治疗24h后,CVVH组和HVHF组的LVSWI和OI较对照组明显升高(P<0.05),但两组之间无显著性差异。2.第二部分对照组动物平均生存时间为(15.4±5.2)h,CVVH组为(21.4±4.1)h,HVHF组为(22±6.7)h,CVVH组和HVHF组的生存时间显著高于对照组(P<0.05)。对照组Scr和BUN分别从成模后6h和12h开始升高,后进行性恶化。HVHF组和CVVH组的BUN分别于成模后12h和24h开始低于对照组(P<0.05),两组的Scr分别于成模后6h和12h开始低于对照组(P<0.05),三组动物成模后血小板进行性下降,各组之间的红细胞、血红蛋白、红细胞压积、血小板数量均无显著性差异(P>0.05)。成模后各组尿量均下降,治疗后12h HVHF组尿量高于另外两组(P<0.05),治疗后18h、24h,CVVH组和HVHF组尿量高于对照组,两组之间无显著差异。3.第三部分对照组TNF-α和IL-6水平在T1达最高峰,IL-10水平在T0达最高峰,随后不断下降,IL-18水平在成模后上升,后无明显变化。CVVH组血浆IL-10(T6、T12、T24)水平低于对照组(P<0.05),HVHF组TNF-α(T6)和IL-10(T6、T12、T24)水平低于对照组和CVVH组(P<0.05),三组的IL-6和IL-18水平无显著性差异(P>0.05),IL-6(T6、T12)水平与动物生存时间呈负相关(P<0.05)。4.第四部分成模时三组单核细胞分泌的TNF-α水平较成模前无明显变化(P>0.05),成模后6h TNF-α水平最低,后逐步回升,三组之间无显著差异(P>0.05)。成模时三组MHCⅡ表达较成模前无明显变化(P>0.05),成模后MHCⅡ表达呈进行性下降,三组之间无显著性差异(P>0.05)。成模时各组中性粒细胞(PMN)凋亡较成模前减少(P<0.05),治疗后24h HVHF组PMN凋亡高于对照组和CVVH组,差异有统计学意义(P<0.05)。成模时,各组PMN数量均下降,但百分比无明显变化,成模后各时点PMN数量和百分比均大于成模前(P<0.05),治疗12h、24h后HVHF组PMN数量和百分比较对照组和CVVH组显著下降(P<0.05)。5.第五部分CVVH组和HVHF组肺组织的水肿、间质浸润、透明膜和肺不张病变较对照组减轻(P<0.05),CVVH组和HVHF组肾小球和肾小管病变较对照组显著减轻(P<0.05),两组之间肺和肾的改变均无显著性差异。p65和ICAM-1在内毒素休克猪肺、肾组织中的表达均增加,CVVH组与HVHF组肺、肾组织中NF-κB活性、p65表达和ICAM-1表达较对照组均显著下降(P<0.05),两组之间无显著性差异(P>0.05)。结论1.CVVH和HVHF治疗均能一定程度地改善内毒素休克猪的心脏泵血功能和氧合作用,增加置换液剂量对血流动力学和氧合作用无额外的作用。2.CVVH和HVHF治疗能显著延长内毒素休克猪的生存时间。内毒素休克猪出现急性肾损伤(acute kidney injury,AKI),且肾功能进行性恶化,连续性血液滤过治疗能有效改善肾功能,增加实验动物的尿量。3.CVVH治疗能有效清除IL-10,HVHF治疗能清除TNF-α和IL-10,但CVVH和HVHF对IL-6和IL-18水平无明显影响。IL-6水平是预测内毒素休克预后的独立指标。4.内毒素休克猪成模后出现免疫抑制,表现为单核细胞MHCⅡ表达下降、分泌TNF-α水平的下降和中性粒细胞凋亡的减少。CVVH和HVHF治疗对单核细胞抗原递呈功能和分泌功能均无影响,但HVHF能抑制PMN凋亡的减少,减少外周PMN的数量和百分比。5.CVVH和HVHF通过抑制NF-κB的机制来减轻肾和肺组织损伤和减少ICAM-1的表达。