本文關(guān)鍵詞：急性肺損傷動(dòng)物模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】急性肺損傷（ALI）及其重度表現(xiàn)急性呼吸窘迫綜合征（ARDS），是由各種非心源性肺內(nèi)外致病因素導(dǎo)致的急性呼吸衰竭。膿毒癥、多發(fā)傷、肺炎，誤吸及嚴(yán)重?zé)齻麨槌Ｒ?jiàn)因素。其病理生理特征為廣泛的肺泡損傷和血?dú)飧淖�，表現(xiàn)為炎細(xì)胞浸潤(rùn)、蛋白性肺泡水腫、肺纖維化和低氧血癥。盡管經(jīng)歷了數(shù)十年的研究，但目前僅有小潮氣量肺保護(hù)通氣策略被證實(shí)能降低急性呼吸窘迫綜合征的死亡率。由于對(duì)ARDS的發(fā)病機(jī)制及病理生理改變尚未完全闡明，因此常常借助一些動(dòng)物模型進(jìn)行發(fā)病機(jī)制和相關(guān)治療的實(shí)驗(yàn)研究。本文就油酸致急性肺損傷動(dòng)物模型進(jìn)行綜述。

【關(guān)鍵詞】急性肺損傷（ALI）、 急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）、動(dòng)物模型、油酸

 

急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）：臨床概念和發(fā)病機(jī)制

1967年Ashbaugh[1]等首次報(bào)道了十二例成人發(fā)生急性呼吸困難，并于1969年被命名為成人呼吸窘迫綜合癥[2]，后來(lái)為區(qū)別于“嬰兒呼吸窘迫綜合征（Infant respiratory distress syndrome, IRDS）”于1972年修改為急性呼吸窘迫綜合癥[3]。1992年，美歐ARDS聯(lián)合委員會(huì)（AECC）提出急性肺損傷（Acute lung injury,ALI）概念，ALI為ARDS前期，ARDS為ALI重度表現(xiàn)，2005年流行病學(xué)研究表明，，在美國(guó)每年約有20萬(wàn)病例，病死率接近40%。各種非心源性肺內(nèi)外致病因素均可導(dǎo)致急性呼吸窘迫，常見(jiàn)致病因素有肺炎、誤吸、膿毒癥、創(chuàng)傷，胰腺炎等。膿毒癥已成為最常見(jiàn)原因，在膿毒癥患者中有40%并發(fā)急性呼吸窘迫綜合征[4]。

急性肺損傷(acute lung injury，ALI)和急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)，主要表現(xiàn)為在原發(fā)病基礎(chǔ)上的漸進(jìn)性呼吸頻率過(guò)快、呼吸窘迫、紫紺；但無(wú)大量泡沫痰；無(wú)端坐呼吸；雙肺聽(tīng)診呼吸音粗或減低或聞及濕性羅音；X線胸片由雙肺紋理增粗、磨玻璃樣改變、散在斑片狀陰影至大片狀高密度影，而無(wú)雙肺門(mén)向外擴(kuò)散的蝶翼狀陰影特征；無(wú)左心功能不全的臨床證據(jù)；動(dòng)脈血?dú)夥治?span lang="EN-US">PaO2、PaCO2漸進(jìn)下降，增加FiO2不能改善PaO2，可伴不同形式的酸堿失衡；病程晚期呼吸極度困難、昏迷甚至死亡[1,5]。是臨床常見(jiàn)的急危病。

的發(fā)病機(jī)制、病理生理改變有重要意義，油酸(oleic acid)致急性肺損傷動(dòng)物模型是常用的一種。于1968年由Ashbaugh等首先應(yīng)用油酸成功制作出非心源性肺水腫動(dòng)物模型[6]�，F(xiàn)就油酸導(dǎo)急性肺損傷和ARDS模型綜述如下。

制作方法及技術(shù)問(wèn)題:

Jefferson和Necheles首先報(bào)道了用純油酸注入犬中心靜脈1小時(shí)內(nèi)動(dòng)物出現(xiàn)血壓下降，呼吸急促伴粉紅色泡沫痰等表現(xiàn)，但動(dòng)物多因急性肺水腫和循環(huán)衰竭而死亡[7]。其后Ashbaugh和Uzawa摸索到了既能夠使犬產(chǎn)生呼吸衰竭但又不會(huì)立即死亡的適當(dāng)劑量，即純油酸0.03ml/kg～0.07ml/kg[6]。此后對(duì)其他動(dòng)物的研究，總結(jié)出了相應(yīng)動(dòng)物油酸的使用劑量及途徑，大鼠尾靜脈注入量為0.1ml/kg，一般不超過(guò)0.15ml/kg[8,9,10]。家兔經(jīng)耳靜脈或心導(dǎo)管注入油酸量為0.06～0.10 ml/kg。不論經(jīng)外周靜脈還是中央靜脈給藥，油酸致肺損傷都能立即顯現(xiàn)[11]。單次給藥既可導(dǎo)致急性肺損傷并于給藥12小時(shí)后達(dá)到高峰，其后逐步減弱，如反復(fù)注射亞致死量的油酸，最終導(dǎo)致肺纖維化[12]。

油酸致肺損傷機(jī)制：

1、直接膜損傷作用

油酸較低濃度就可與生物膜結(jié)合，直接的細(xì)胞膜損傷作用是其致肺損傷重要原因。在體外5×10-4M濃度的油酸對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞有直接損傷作用[15]。實(shí)驗(yàn)證實(shí)肺泡通透性變化與油酸劑量成正比[16]。給犬靜脈注入油酸后（0.04 ml/kg），電鏡顯示：內(nèi)皮細(xì)胞出現(xiàn)空泡[17]。對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的損害可能是直接導(dǎo)致細(xì)胞壞死而并非凋亡。其后出現(xiàn)上皮細(xì)胞腫脹和I型細(xì)胞壞死[18]。注射油酸30分鐘后，可在動(dòng)物肺泡內(nèi)及細(xì)胞外檢測(cè)到油酸，但油酸并非在細(xì)胞外持續(xù)存在[15]。顯微鏡下可見(jiàn)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，但是損傷并不依賴(lài)于中性粒細(xì)胞，這表明了油酸對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的直接損傷是主要原因[19]。

2、氧化應(yīng)激

注射油酸后豚鼠支氣管肺泡灌洗液中脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物和乳酸脫氫酶水平增高，谷光甘肽與二硫化谷光甘肽之比降低[20]。用觸酶和超氧化物歧化酶預(yù)處理后，氧自由基的產(chǎn)生減少，肺水腫也減輕；提示氧化應(yīng)激參與肺損傷發(fā)生。油酸致肺損傷時(shí)是否對(duì)細(xì)胞因子有影響尚不清楚，而ARDS時(shí)，外周血中白介素-l、6、8和腫瘤壞死因子等細(xì)胞因子水平都明顯增高。

3、內(nèi)皮素

靜脈注射油酸4h后，小鼠支氣管肺泡灌洗液中白細(xì)胞總數(shù)、單核細(xì)胞、嗜中性粒細(xì)胞數(shù)明顯增高，內(nèi)源性?xún)?nèi)皮素可促進(jìn)嗜中性粒細(xì)胞向肺內(nèi)浸潤(rùn)，增加毛細(xì)血管血漿外滲，內(nèi)皮素受體A、B拮抗劑可抑制嗜中性粒細(xì)胞向肺內(nèi)的浸潤(rùn)，減少肺毛細(xì)血管滲出[21]。

4、肺動(dòng)脈高壓形成

給犬頸外靜脈或右心導(dǎo)管注入油酸0．03～0．07 ml/kg后，肺動(dòng)脈壓顯著升高，可持續(xù)72 h。靜脈注入油酸0.1 ml/kg 2.5分鐘后，可測(cè)得血管緊張素（ACE）增加[22]。血流動(dòng)力學(xué)變化存在劑量依賴(lài)性，表現(xiàn)為心肌抑制，早期低血壓及肺動(dòng)脈高壓[23,24,25,26,27]。另外，注射油酸90 min后，出現(xiàn)血管通透性增加蛋白外滲，使血管外肺水進(jìn)一步增加，水腫區(qū)肺血管收縮和萎陷，進(jìn)而加重肺動(dòng)脈高壓。

5、促凝－纖溶系統(tǒng)失衡

油酸損傷后�？梢�(jiàn)促凝血活性增高，肺泡內(nèi)纖維蛋白沉積；用蛇毒預(yù)處理，去除纖維蛋白原，則可減輕肺血管通透性的增高，減少血管外肺水積聚，降低死亡率。故促凝－纖溶系統(tǒng)失衡可能參與肺損傷的發(fā)生。

6、其他可能機(jī)制

油酸致肺損傷后外周循環(huán)血中花生四烯酸及代謝產(chǎn)物水平明顯升高，引起肺靜脈壓增高，加重肺水腫，消炎痛、甲基強(qiáng)的松龍等環(huán)氧化酶抑制劑不能降低油酸導(dǎo)致的血管通透性增加。去除星狀神經(jīng)節(jié)或應(yīng)用æ受體阻滯劑可防止肺靜脈壓上升，減少血管外肺水30%[28]。手術(shù)切除頸動(dòng)脈壓力感受器和頸動(dòng)脈竇化學(xué)感受器，可增加低氧性肺血管收縮，減少肺內(nèi)分流，改善肺換氣功能[29]。

病理生理學(xué)表現(xiàn)及與臨床ARDS患者的異同

患者病理學(xué)表現(xiàn)較為相似，特別在急性滲出期，均表現(xiàn)為肺毛細(xì)血管充血、血管內(nèi)凝血、內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞節(jié)段性壞死，肺泡出血，血管外肺水增加，蛋白性水腫[11,24]， 但ARDS患者肺病理學(xué)改變表現(xiàn)為兩肺彌漫性分布，油酸性肺損傷呈局灶性分布。油酸致肺損傷顯微鏡下表現(xiàn)為損害的局灶性和不均一性，一些區(qū)域僅有微小變化，一些區(qū)域主要表現(xiàn)為肺泡水腫，毛細(xì)血管充血，另一些區(qū)域表現(xiàn)為廣泛的出血、滲出及肺泡表面纖維蛋白原沉積[30,31]。電鏡檢查可見(jiàn)肺泡上皮細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞壞死、脫落與基底膜分離，兩側(cè)基底膜暴露裸露處常有密集的血漿纖維素覆蓋[31]。胸部X線表現(xiàn)為肺紋理增粗、磨玻璃樣影、斑片狀密度增高影、支氣管充氣影、以及白肺等。增殖期，均表現(xiàn)為肺泡Ⅱ型細(xì)胞的增殖、單核細(xì)胞浸潤(rùn)，水腫液的吸收。最后發(fā)生肺纖維化[12]。如反復(fù)注射亞致死量的油酸，則肺纖維化改變尤為廣泛。但ARDS患者肺纖維化改變多重于油酸誘導(dǎo)的肺損傷。

同時(shí)油酸致肺損傷產(chǎn)生與臨床ARDS患者相似的肺功能改變，表現(xiàn)為嚴(yán)重氣體交換障礙，出現(xiàn)呼吸性酸中毒，低氧血癥，肺泡－動(dòng)脈氧分壓差增加[23,24,31,32]。氣體交換障礙是由嚴(yán)重的通氣/血流比改變，肺內(nèi)分流增加，和死腔通氣增加所致[32]。同時(shí)存在靜態(tài)肺順應(yīng)性和功能殘氣量（FRC）迅速下降，平均氣道壓力上升[23,25]。

油酸致肺損傷動(dòng)物模型的優(yōu)點(diǎn)及不足：

油酸模型產(chǎn)生了急性肺損傷的基本特征，較好地模擬了嚴(yán)重創(chuàng)傷、多發(fā)性骨折、脂肪栓塞等所致的ARDS患者的病理生理學(xué)特征。表現(xiàn)為早期、迅速、局灶性分布炎癥性肺損傷伴隨血管通透性改變、氣體交換功能障礙及呼吸力學(xué)改變。但應(yīng)注意臨床長(zhǎng)骨骨折患者較少發(fā)生急性呼吸窘迫綜合征[33]。

其次，油酸致肺損傷動(dòng)物模型在發(fā)病機(jī)制方面，有兩點(diǎn)是較有價(jià)值的，第一，油酸致肺損傷不依賴(lài)于炎性細(xì)胞及其活性產(chǎn)物，雖然存在中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)，但是損傷并不依賴(lài)于中性粒細(xì)胞[19]，這有助于研究炎性細(xì)胞及其活性產(chǎn)物在ARDS發(fā)病中的作用。第二，油酸損傷后引起靜脈收縮對(duì)肺泡水腫的形成起重要作用，如降低肺毛細(xì)血管壓或減少損傷區(qū)肺灌注，則可減少血管外肺水的積聚；臨床上對(duì)ARDS的研究也證實(shí)，積極的液體管理，減少左房充盈壓，降低肺毛細(xì)血管壓，對(duì)于減少血管外肺水和改善預(yù)后都具有重要意義。

再次，油酸模型中的一些其他現(xiàn)象值得進(jìn)一步研究。在油酸模型中動(dòng)物吸入高濃度氧并不加重肺損傷，如果能將其應(yīng)用到ARDS病人，意義深遠(yuǎn)。因?yàn)榘凑宅F(xiàn)在的觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)ARDS患者應(yīng)盡量降低吸入氧濃度，防止氧中毒。如果能證實(shí)ARDS發(fā)生后72～96 h使用純氧安全的話則在治療上將產(chǎn)生一次重大革命。

另外，油酸模型為我們研究肺損傷的通氣策略、呼氣末正壓對(duì)急性肺損傷和ARDS的作用、觀察外源性肺表面活性劑替代治療效果、了解呼吸力學(xué)及通氣/血流比異常、研究肺纖維化的發(fā)生機(jī)制、判斷不同治療方案的價(jià)值提供了一個(gè)很好的模型基礎(chǔ)。同時(shí)本模型可重復(fù)性極強(qiáng)，在同一給藥途徑下相同劑量的油酸，不同動(dòng)物均可出現(xiàn)可重復(fù)的肺損傷改變。

由于油酸不溶于水在使用前必須先溶解于乙醇或制成乳化劑�？梢酝ㄟ^(guò)外周靜脈、中央靜脈、或經(jīng)右心房或肺動(dòng)脈直接注入。油酸主要經(jīng)靜脈給藥，這要求在模型制作時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有較熟練的操作技能，所以更多的使用在較大的動(dòng)物中。另外油酸造成肺損傷的病理生理學(xué)損害不同于膿毒癥和誤吸引起的肺損害，因此，油酸模型并不適合研究因膿毒癥致急性肺損傷病理生理變化，及以調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)為主要手段進(jìn)而減輕肺損傷的治療措施。總之，油酸致肺損傷模型雖然并非完美，但與臨床急性肺損傷和ARDS的共性顯而易見(jiàn)，尤其是急性滲出期表現(xiàn)，可幫助我們了解有關(guān)急性肺損傷和ARDS的病理生理學(xué)特點(diǎn)，在尚未完全了解急性肺損傷和ARDS發(fā)病機(jī)制前我們沒(méi)有理由懷疑油酸模型的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

 

 

 

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