高氧液對急性低壓缺氧防治作用及相關(guān)機(jī)理研究.pdf

1、目的
　　利用低壓艙模擬高原技術(shù)，建立家兔急性高原低壓缺氧模型，觀察高氧液對急性高原低壓缺氧的防治作用，并初步探討其相關(guān)機(jī)理，以期為進(jìn)一步積極探討和研究急性高原低壓缺氧損傷及其防治機(jī)制找到一種新的方法和途徑。
　　方法
　　1.高氧液的制備：以氣密包裝的500ml醫(yī)用生理鹽水為高氧液基液，醫(yī)用氧氣瓶為氣源，以3L/min氧流量通過連接管道輸入高氧醫(yī)用液體治療儀，氧氣經(jīng)過反應(yīng)室輸出端通入基液進(jìn)行溶氧活化處理，經(jīng)15min

2、溶氧后制備成高氧液。
　　2.低壓艙模擬高原急性低壓缺氧動物模型的建立：選擇雄性健康家兔，體重2.5±0.2kg，靜脈注射3％戊巴比妥鈉20mg/kg麻醉動物，頸部正中切開，右側(cè)頸總動脈穿刺置管后，逐層嚴(yán)密縫合關(guān)閉傷口。除常壓（平原）對照組外，其余低壓缺氧組在實(shí)驗(yàn)中均分別暴露于預(yù)設(shè)模擬海拔高度的實(shí)驗(yàn)動物低壓艙內(nèi)3h，低壓艙海拔高度上升速度為10m/s。所有模擬高原缺氧的實(shí)驗(yàn)組動物入低壓艙后，將肝素化的動脈穿刺延長導(dǎo)管經(jīng)過艙壁上的氣

3、密通道連接于艙外。實(shí)驗(yàn)過程中，分別采集入艙前以及到達(dá)預(yù)設(shè)的模擬海拔高度后30min、1、2、和3h的血樣進(jìn)行動脈血?dú)夥治?，記錄PaO2和SaO2。當(dāng)3h的模擬低壓缺氧暴露過程完成后，低壓艙以20m/s的減壓速率降低到平原狀態(tài)，迅速開艙取出動物并立即處死進(jìn)行解剖，取出相應(yīng)器官組織進(jìn)行組織含水量、生物化學(xué)以及病理學(xué)檢測與觀察。
　　3.動物分組：實(shí)驗(yàn)動物根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c研究指標(biāo)分為三個(gè)大組（注：各大組中的常壓平原對照組和后兩大組中

4、低壓缺氧對照組，即C組和H組為同一組動物），具體情況如下：
　?、俚蛪号撃M高原急性低壓缺氧損傷動物模型海拔高度的確定：健康雄性家兔40只，隨機(jī)分為4組，每組10只，除其中一組為常壓（平原）對照組（C組）外，其余3組均為模擬高原急性低壓缺氧損傷暴露組，模擬海拔高度分別為3,000m（H1組）、5,000m（H2組）、8500m（H3組）。動物實(shí)驗(yàn)和相關(guān)指標(biāo)檢測與觀察完成后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，確定后續(xù)研究所需的合適模擬海拔高度。

5、r>　?、诩毙缘蛪喝毖醣┞肚案哐跻侯A(yù)處理：50只健康雄性家兔，隨機(jī)分為5組（C、H、HIP、HVP和HOSP組），每組10只。除C組為常壓（平原）對照組外，其余四組在實(shí)驗(yàn)中均分別暴露于模擬海拔8,500m的實(shí)驗(yàn)動物低壓艙內(nèi)3h。其中，H組作為低壓缺氧對照組，在入艙前不做任何處理；HIP組在入艙前30min給予持續(xù)面罩吸氧，氧流量為0.2-0.4L/min；HVP組入艙前30min內(nèi)靜脈勻速輸注完畢10ml/kg高氧液基液-0.9％生理鹽

6、水；HOSP組則在入艙前靜脈輸注相同劑量的新鮮制備高氧液。所有組動物在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后均立即處死進(jìn)行解剖，取出相關(guān)的器官和組織進(jìn)行組織含水量、生物化學(xué)以及病理學(xué)檢測與觀察。
　?、奂毙缘蛪喝毖醣┞哆^程中靜脈輸注高氧液：50只健康雄性家兔，隨機(jī)分為5組（C、H、HI、HV和HOS組），每組10只。除C組為常壓（平原）對照組外，其余四組在實(shí)驗(yàn)中均分別暴露于模擬海拔8,500m的實(shí)驗(yàn)動物低壓艙內(nèi)3h。其中，H組作為低壓缺氧對照組，在艙內(nèi)不做任

7、何處理；HI組為低壓缺氧面罩吸氧組，氧流量為0.2-0.4L/min；HV組靜脈恒速輸注10ml/kg/h高氧液基液-0.9％生理鹽水；HOS組則以相同的方式靜脈輸注新鮮制備的高氧液。所有組動物在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后均立即處死，提取標(biāo)本進(jìn)行相關(guān)檢測與觀察。
　　4.檢測指標(biāo)：所有模擬高原缺氧的實(shí)驗(yàn)組動物分別采集入低壓艙前以及到達(dá)預(yù)設(shè)的模擬海拔高度后30min、1、2、和3h的血樣進(jìn)行動脈血?dú)夥治?，記錄PaO2和SaO2。動物在處死前抽取靜脈

8、血10ml，低溫離心，分離血清，取不溶血血清樣品-70℃冰箱保存，用來檢測心肌酶譜乳酸脫氫酶（LDH）、肌酸激酶（CK）、心肌型肌酸激酶同功酶（CK-MB）活性，以及血清中TNF-α、乳酸（D-lactate）、MDA和SOD、CAT、GSH-Px活性。實(shí)驗(yàn)動物完成急性低壓缺氧暴露處死后，立即解剖摘取右側(cè)肺臟，行支氣管肺泡灌洗，從氣管注入30ml生理鹽水，反復(fù)三次，得到支氣管肺泡灌洗液（BALF）；采用考馬斯亮藍(lán)法測定BALF與血清中蛋

9、白濃度之比，即為肺通透性指數(shù)。另取左肺與左側(cè)大腦半球，濾紙吸干水分后稱重（濕重），并將其置于60℃干燥箱內(nèi)烘烤72h后再次稱重，計(jì)算肺、腦含水量。取少許心、腦、肺臟相同部位組織，生理鹽水清洗干凈，分別置于10％中性福爾馬林液或5％戊二醛中固定，制作光鏡病理切片和制備電鏡標(biāo)本，用來觀察各器官的組織病理學(xué)改變。另取家兔心、腦、肺臟相同部位組織，用生理鹽水洗三次，清除殘血，之后用濾紙吸干，各取0.5克制備10％組織勻漿，用于檢測組織中MDA含

10、量和SOD、CAT、GSH-Px活性以及腦、肺組織髓過氧化物酶（MPO）活力、NO含量、腦和心肌組織Na+K+-ATPase活力以及肺組織的TXB2和6-keto-PGF1α含量。
　　結(jié)果
　　1.動物在不同模擬海拔高度急性低壓缺氧暴露的過程中動脈血PaO2和SaO2與平原狀態(tài)相比均有顯著地下降。其中海拔8,500m急性低壓缺氧暴露組PaO2和SaO2呈現(xiàn)出最為降低的水平，且該組動物的肺和腦組織含水率、組織病理損傷、MDA

11、含量和SOD、CAT、GSH-Px活力的傷害性改變水平顯著高于處于平原對照組、海拔3,000m和5,000m組。
　　2.高氧液預(yù)處理，顯著改善了模擬海拔8,500m急性低壓缺氧暴露30min時(shí)PaO2和SaO2降低的水平。但在完成急性低壓缺氧暴露3h后，高氧液預(yù)處理組、面罩吸氧預(yù)處理和其他低壓缺氧暴露組，在肺和腦組織含水率、組織病理損傷、TNF-α、乳酸、MDA含量及SOD、CAT和GSH-Px活性、MPO活力、NO含量、腦和心

12、肌組織Na+K+-ATPase活力、肺組織的TXB2和6-keto-PGF1α含量及其釋放比值和心肌酶譜等方面均出現(xiàn)了傷害性改變，且各組之間以上檢測指標(biāo)相互比較沒有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　3.模擬海拔8,500m急性低壓缺氧暴露過程中靜脈輸注高氧液，顯著改善了PaO2和SaO2降低的水平，明顯降低了肺和腦組織含水量、組織病理損傷、TNF-α、乳酸、MDA含量及SOD、CAT和GSH-Px活性、MPO活力、腦和心肌組織Na+K+-A

13、TPase活力以及肺組織的TXB2/6-keto-PGF1α釋放比值和心肌酶譜等指標(biāo)出現(xiàn)的有害性變化，提示暴露在急性低壓缺氧條件下靜脈輸注高氧液，對機(jī)體組織器官的缺氧損傷均具有一定程度的保護(hù)作用。
　　結(jié)論
　　1.模擬急性高原缺氧暴露前高氧液預(yù)處理，對急性低壓缺氧造成的機(jī)體損傷沒有明顯的保護(hù)作用，其原因可能與高氧液在體內(nèi)有效作用持續(xù)時(shí)間的局限性有關(guān)。
　　2.模擬急性高原缺氧暴露過程中靜脈輸注高氧液，能夠明顯減輕急性

14、低壓缺氧所致機(jī)體氧化性傷害，并且對肺、腦、以及心肌組織的急性低壓缺氧損傷具有一定的保護(hù)作用。
　　3.高氧液減輕急性低壓缺氧所致機(jī)體損傷的可能機(jī)制在于高氧液能夠不依賴于肺的氣體交換功能，通過血液循環(huán)系統(tǒng)直接地向組織供氧，改善PaO2和SaO2水平的下降；提高機(jī)體內(nèi)抗氧化酶的活性，降低脂質(zhì)過氧化反應(yīng)程度；調(diào)節(jié)組織微血管收縮/舒張因子的釋放比例，從而緩解急性低壓缺氧下造成的細(xì)胞毒性和血管源性組織滲出與水腫。
　　4.高氧液可有效