盐酸吸入性ALI/ARDS大鼠肺组织水通道蛋白1、5的变化及呼气末正压通气对其影响

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目的:观察肺组织水通道蛋白1(AQP1)和水通道蛋白5(AQP5)在大鼠盐酸吸入性ALI/ARDS模型中的含量变化以及不同呼气末正压通气对其影响,探讨盐酸吸入性ALI/ARDS肺水肿的发生机制以及呼吸机治疗对其影响途径。  方法:通过气管内吸入盐酸(0.1 mol/L,2ml/kg)建立大鼠 ALI/ARDS模型。48只成年健康雄性SD大鼠随机分为6组,每组8只:对照组(只行气管切开,不注射盐酸)、盐酸(HCL)组(气管内注入盐酸)、机械通气组(盐酸吸入后立即行机械通气,按呼吸末正压分别为0cmH2O、1cmH2O、3cmH2O、5cmH2O,将该组再分为P0、P1、P3、P5四个亚组,每组8只)。呼吸机余参数设置如下:潮气量(VT)=4ml/kg、呼吸频率(R)=70次/分、吸呼比(I:E)=1:2、吸入氧浓度(FiO2)=21%。盐酸吸入后6小时为实验终点。测定大鼠动脉血氧分压(PaO2)并计算氧合指数(PaO2/Fi02)、肺组织湿干重比(W/D);光镜下观察肺组织病理改变,并计算肺损伤指数;免疫组织化学方法检测肺组织 AQP1、5表达部位;酶联免疫吸附法(ELISA)测定肺组织匀浆AQP1、5含量;荧光实时定量PCR法(real-time PCR)检测肺组织AQP1mRNA和AQP5mRNA的表达;计算肺组织AQP1和AQP5含量与肺组织W/D相关性。  结果:大鼠在吸入盐酸后很快出现呼吸窘迫并进行性加重,发绀,肺组织病理见肺间质明显水肿,肺泡间隔增宽,肺泡腔内有大量水肿液。与对照组比较,HCL组肺组织 W/D比值(6.06±0.36 vs4.28±0.20,P=0.000)及肺损伤指数(9.63±1.60 vs1.25±0.46,P=0.000)均显著升高,氧合指数明显降低[(224±25)mmHg vs(416±19)mmHg,P=0.000];盐酸组肺组织匀浆AQP1、5含量明显低于对照组[(1.18±0.19)μg/L vs(2.08±0.34)μg/L;(531±41) ng/L vs(658±24) ng/L,均P=0.000],肺组织匀浆AQP1 mRNA和AQP5mRNA的表达也低于正常组大鼠[8.92±4.60vs15.50±3.25,P=0.008);(7.62±2.49 vs14.06±2.27,P=0.004)]。AQP1主要表达于肺微血管内皮细胞及肺泡上皮细胞,AQP5则主要表达于肺泡上皮细胞。HCL组肺组织AQP1、5的表达强度较对照组明显减少。与HCL组比较,P3和P5组病理见肺水肿明显减轻,肺损伤指数(均P=0.001,0.000)及W/D(均P=0.000,0.000)均降低,肺组织匀浆AQP1、5含量(分别 P=0.002,0.000;P=0.004,0.000)和mRNA的表达(P=0.045,0.027;P=0.049,0.004)均明显增加,以 P5组最明显,但二者均未达到正常组水平(P<0.05)。HCL组大鼠肺组织匀浆AQP1和AQP5含量与肺组织湿干比呈显著负相关(分别r=-0.951,P=0.000;r=-0.964,P=0.000)。  结论:AQP1、5合成及表达减少可能与大鼠盐酸吸入性ALI/ARDS肺水肿的发生有关;呼气末正压通气减轻了大鼠盐酸吸入性ALI/ARDS肺水肿,且在一定范围内,随着呼气末正压的增加,肺水肿逐渐减轻,AQP1、5含量及 mRNA表达逐渐增加;通过增加 AQP1、5表达及合成可能是呼气末正压减轻肺水肿的作用机制之一。
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