【摘要】：研究背景 大面積燒傷后,機體免疫功能下降,對微生物的易感性明顯增加,呼吸道成為全身感染的重要途徑,尤其針對于燒傷合并吸入性損傷的患者。吸入性損傷是熱力和(或)煙霧所致的呼吸道及肺實質(zhì)的疾病,發(fā)病率和死亡率都很高。多發(fā)生于大面積燒傷,尤其是伴有頭面部燒傷的患者。吸入性損傷是燒傷的主要死亡原因之一,以往的資料顯示,吸入性損傷患者病死率一般在50%-60%,重度吸入性損傷的死亡率可高達90%。重度吸入性損傷可引起嚴重的急性肺損傷進而誘發(fā)急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)。盡管采用了新的通氣技術(shù)和其他治療措施,ARDS的死亡率仍高達40%-60%。因此,如何防止吸入性損傷患者的肺損傷的發(fā)生和發(fā)展引起了人們的高度重視,對于降低燒傷患者的死亡率尤為關(guān)鍵。吸入性肺損傷導致的急性肺損傷(acute lung injury, ALI)是一種失控的炎癥反應(yīng),以肺血管內(nèi)皮細胞及肺泡上皮細胞廣泛損傷為特征,同時伴有肺出血、水腫和過度的炎癥細胞浸潤等特點。近年來的研究顯示熱休克蛋白(heat shock protein, HSP)對損傷或應(yīng)激狀態(tài)下機體具有保護作用,對急性肺損傷有一定的保護作用,可以減輕因氧化應(yīng)激、炎癥和缺血再灌注對肺的損傷,誘導或增強機體HSP的表達可能成為臨床預防和治療ALI/ARDS的新策略。 谷氨酰胺(Glutamine,GLN)是人體的條件必需氨基酸,也是人體內(nèi)最豐富的游離氨基酸。在膿毒癥和創(chuàng)傷等應(yīng)激狀態(tài)時,腸粘膜細胞以及快速增殖細胞(如免疫細胞),對谷氨酰胺的需求大大增加,而肺在短時間內(nèi)釋放出大量的谷氨酰胺。此后低濃度的谷氨酰胺,有可能導致肺的免疫功能失調(diào)和ARDS的發(fā)生。補充谷氨酰胺可以提高生存率、增強免疫功能、減少細菌感染、增強腸道屏障功能和防止腸道粘膜萎縮。最近研究顯示用盲腸結(jié)扎手段造小鼠膿毒癥模型后給予谷氨酰胺治療,可明顯降低TNF-α和IL-6的表達。研究顯示靜脈注射谷氨酰胺可使膿毒癥大鼠的肺組織高度表達HSP70,起到抗內(nèi)毒素休克的作用,降低了動物的死亡率。因此,谷氨酰胺可通過增強HSP70的表達多種類型的細胞損傷起到保護的作用。本研究通過建立大鼠煙霧吸入性損傷模型,同時給予谷氨酰胺來研究谷氨酰胺對大鼠煙霧吸入性肺損傷的保護效應(yīng)及其機制。本研究分為三個部分。 第一部分煙霧吸入性損傷模型的建立 目的：煙霧吸入性損傷是嚴重燒傷患者引起急性呼吸衰竭的主要原因,在過去幾年里煙霧吸入性損傷的治療進展有限,為了進一步研究其發(fā)病機制,需要建立一種穩(wěn)定、實用的煙霧吸入性損傷動物模型。 方法：將36只SD大鼠隨機分為3組：每組12只,煙霧致傷時間分別是9min、12min、15min,隨后觀察7d生存率情況。每12h觀察1次,并詳細記錄大鼠的死亡時間。將54只SD大鼠隨機為2組：正常組(暴露在空氣中,6只),對照組(煙霧致傷9min,48只),對照組設(shè)8個時間點,分別為傷后2h、4h、6h、24h、48h、96h、7d、及28d,每個時間點6只。測定血氣分析、炎癥因子、支氣管肺泡灌洗液蛋白濃度及肺W/D比值。致傷后24h、96h、7d和28d后肺組織病理改變。致傷后7d及28d Masson染色。 結(jié)果：建立煙霧吸入性損傷模型,吸入濃煙造成缺氧和CO中毒。在我們的動物模型中發(fā)現(xiàn)肺組織明顯的炎癥反應(yīng),肺微血管通透性增強及中性粒細胞積聚。致傷24h后,HE染色顯示：可見明顯的肺水腫、彌漫性出血、肺泡間隔增寬和大量炎性細胞浸潤,隨著時間的延長,肺組織出現(xiàn)肺泡破裂,肺泡隔增厚,進一步損傷到肺實質(zhì)。特別是致傷28d后肺組織膠原沉積,肺纖維化形成。 結(jié)論：大鼠煙霧吸入性損傷模型是一種穩(wěn)定、實用、重復性好的動物模型,可用于急性和慢性肺損傷的實驗。第二部分谷氨酰胺對煙霧吸入性肺損傷的保護效應(yīng)研究 目的：煙霧吸入性損傷是與燒傷患者死亡率相關(guān)的一個重要原因。谷氨酰胺在危重患者和損傷中被認為是一種條件必需氨基酸,然而谷氨酰胺是否會對煙霧吸入性損傷起到保護作用仍然未知,本實驗?zāi)康氖翘接懝劝滨０吩跓熿F吸入性肺損傷中的保護效應(yīng)。 方法：54只大鼠隨機分為以下3組(每組18只)：(1)正常組(吸入空氣)；(2)對照組(煙霧吸入性損傷+生理鹽水)；(3)實驗組(煙霧吸入性損傷+谷氨酰胺)。將對照組和實驗組的大鼠煙霧吸入造成吸入性肺損傷,實驗組傷后30min經(jīng)尾靜脈注射谷氨酰胺溶液(750mg/kg),而對照組注射等體積的生理鹽水。在傷后24h,3組各取6只大鼠,均過量麻醉(腹腔注射100mg/kg體重的戊巴比妥鈉)后斷頭處死,取肺組織用于組織學及丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、TNF-α、IL-1β和IL-8的檢測。每組剩余的12只大鼠用做生存率實驗,觀察周期為傷后4d,每12h觀察1次,并詳細記錄大鼠的死亡時間。 結(jié)果：實驗組大鼠生存率明顯高于對照組(P0.05)；煙霧吸入性損傷后大鼠肺組織MDA含量上升,而實驗組肺組織MDA含量明顯下降(P0.01)；煙霧吸入性損傷后大鼠肺組織SOD活力下降,而實驗組肺組織SOD活力明顯上升(P0.01)；同時,煙霧吸入性損傷后大鼠肺組織內(nèi)TNF-α、IL-1β和IL-8含量分別上升,而實驗組明顯下降(P0.01)；病理結(jié)果顯示：谷氨酰胺減輕了煙霧吸入引起的肺水腫,彌漫性出血和炎性細胞浸潤。 結(jié)論：谷氨酰胺可以明顯減輕煙霧吸入導致的急性肺損傷,改善煙霧吸入性損傷的癥狀,改善肺的氧合功能,提高了大鼠的生存率,減輕了病理改變,防止肺水腫的發(fā)生,同時減輕了肺臟的氧化應(yīng)激損傷和肺的急性炎癥反應(yīng)。證實了谷氨酰胺對煙霧吸入性肺損傷具有保護效應(yīng)。 第三部分谷氨酰胺對煙霧吸入性肺損傷保護效應(yīng)的機制研究 目的：探討谷氨酰胺對煙霧吸入性肺損傷保護效應(yīng)的可能機制。 方法：54只大鼠隨機分為以下3組(每組18只)：(1)正常組(空氣吸入,S組)；(2)對照組(煙霧吸入性損傷+生理鹽水,C組),(3)實驗組(煙霧吸入性損傷+谷氨酰胺,G組)。煙霧吸入性損傷后30min經(jīng)尾靜脈給予谷氨酰胺(750mg/kg),遠期觀察每日給藥。時間點設(shè)3個時相點12h、24h和28d。測定支氣管肺泡灌洗液中蛋白濃度及IL-8水平,動脈血氣分析,肺W/D比值,肺組織HE和Masson染色,行肺組織HSP70、HO-1免疫組化檢查,Western blot測定肺組織P-HSF-1、HSP70、HO-1、IκB-β及P-NF-κB p65的表達,行肺組織TUNEL染色及肺組織羥脯氨酸含量測定。 結(jié)果：動脈血氣分析顯示對照組和實驗組的Pa02與正常組相比顯著降低,而實驗組的Pa02較對照組顯著升高(P0.01), PaCO2和pH值的變化實驗組和對照組之間無顯著差異；病理學評分顯示實驗組較對照組低(P0.01)；實驗組較對照組能夠顯著降低肺W/D比值和BLAF內(nèi)蛋白濃度(P0.01)；實驗組較對照組肺組織TUNEL陽性細胞明顯降低(P0.01)；實驗組BALF內(nèi)IL-8水平與對照組相比顯著降低(P0.01); Western blot結(jié)果顯示實驗組肺組織P-HSF-1、 HSP70、HO-1、IκB-β的表達較對照組顯著增加(P0.01),而實驗組肺組織P-NF-κB p65的表達較對照組顯著降低；Masson染色和羥脯氨酸含量測定顯示,實驗組肺組織膠原沉積較對照組顯著降低(P0.01)。 結(jié)論：谷氨酰胺可以明顯減煙霧吸入性肺損傷,減輕肺水腫,抑制炎癥因子的釋放,改善肺功能,減輕肺部病理改變,遠期可抑制肺纖維化。谷氨酰胺可以減輕煙霧吸入所致的急性肺損傷,其保護作用機制可能與抑制炎癥因子釋放和提高熱休克蛋白表達相關(guān)。
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【學位授予單位】：昆明醫(yī)科大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R563.8

【參考文獻】

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本文編號：2431375