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小剂量氢化可的松对大鼠肺内源性急性肺损伤疗效的实验研究

李红日  
【摘要】: 目的: 1.建立大肠杆菌导致的肺内源性ALI/ARDS大鼠模型,模型成功标准:①两肺弥漫性病变;②PaO_2/FiO_2<300mmHg(39.9kpa)为ALI,PaO_2/FiO_2<200mmHg(26.6kpa)为ARDS。2.利用上述模型观察小剂量氢化可的松对ALI/ARDS的疗效。3.观察ALI早期补充小剂量氢化可的松对模型大鼠生存状态影响,为临床应用氢化可的松提供实验依据。 材料、方法:分3步进行。 1.建立ALI/ARDS动物模型: 分两步进行,第一步是观察感染动物病情变化,共72h;第二步是将72h划分为5个时间点进行多项指标观察。 1.1感染动物方法: 健康雄性Wistar大鼠(购自中国医学科学院动物中心,体重220~250g)。经麻醉后,颈正中切口暴露气管,经气管滴入3ml/kg大肠杆菌(O11184)混悬液[(4.4-5.6)×10~(12)CFU/L]。术毕缝合伤口,放开动物,自由饮食。 1.2模型大鼠病情观察: 29只大鼠随机分为2组,模型组(n=21),分3次观察,每次7只,经气管滴入3ml/kg大肠杆菌混悬液。生理盐水组(NS组,n=8),分2次观察,每次4只,经气管滴入3ml/kg NS。连续观察72小时,记录大鼠病情变化和死亡时间。 1.3分时间点观察: 64只感染大鼠随机分到5个时间点,12h(n=10);24h(n=13);36h(n=13),48h(n=14),72h(n=14)。8只正常大鼠作为对照。在相应时间点经腹腔注射1%戊巴比妥钠45mg/kg,行气管切开插管术,颈总动脉插管供监测血压、取血。将大鼠连接呼吸机,呼吸机参数:频率(f):55次/分,吸气时间(I):0.55s,吸气时间:呼气时间(I/E):1:1,吸入氧浓度(FiO_2):1.0,呼气末正压(PEEP):4~6cmH_2O。氧气流速8L/min,调节气道吸入峰压(PIP),通过Pneumotachometer、压力传感器等记录相关参数,使潮气量(V_t)达到6~8ml/kg。机械通气30min记录心肺功能指标:动脉收缩压、PIP、PEEP、V_t、计算Cdyn[Cdyn=Vt÷(PIP—PEEP)];经颈动脉取血做血气分析。实验结束,病理切片观察肺组织形态学变化。 2.观察小剂量氢化可的松对ALI/ARDS疗效: 感染动物方法同上,12小时后将存活58只大鼠随机分为氢化可的松干预组(HC组,共28只,其中12h 9只、24 h 9只、36h 10只)、模型对照组(C组,不予治疗,共30只,12、24、36h各10只)。18只为正常对照组(N组,操作与前者相同,气管注射3ml/kg NS)。HC组给予腹腔注射氢化可的松5mg/kg(用NS稀释为1mg/ml),C组、N组腹腔注射NS 5ml/kg。分别于给药后12、24、36h三个时间点观察。经腹腔注射戊巴比妥钠后,行气管切开插管术,连接呼吸机,使潮气量(Vt)达到6~8ml/kg左右。颈总动脉插管监测血压、血气。机械通气30min记录血压、动脉血气、PIP、PEEP、V_t、Cdyn。实验结束,放血处死动物,左肺称重计算肺指数,右肺灌洗留取BALF,BCA法测BALF总蛋白含量,ELISA法测BALF及血清中TNF-α、IL-10、IL-8浓度。左肺常规固定做病理检查进行病理损伤评分。 3、急性肺损伤早期补充小剂量氢化可的松对大鼠生存状况的影响 肺部感染大肠杆菌12h后存活的33只Wistar大鼠,随机分为HC组(氢化可的松干预组)16只,腹腔注射氢化可的松5mg/kg(用NS稀释为1mg/ml);C组(模型对照组)17只,腹腔注射NS 5ml/kg。动物自由饮食,连续观察72h内大鼠死亡情况。 结果: 1.动物模型观察: 1.1大鼠在感染6h后呼吸急促,8h开始有大鼠死亡;72h后大鼠病情开始恢复。死亡11只,发生在8h到40h之间,病死率52.38%,NS组无死亡。 1.2分时间点观察。 1.2.1机械通气30min时心肺功能:①血压:正常大鼠(19.26±0.82)kpa,大鼠感染后明显下降,12h:(15.00±0.50)kpa,24h:(14.89±0.90)kpa,36h:(14.92±1.39)kpa,48h.(15.32±0.68)kpa,均明显低于正常(P<0.01)。72h:(16.72±2.38)kpa,血压明显回升,与正常无明显差异(P>0.05),各时间点差异无显著性(P>0.05)。②PaO_2/FiO_2:正常大鼠:(63.82±3.03)kpa,12h:(30.71±7.95)kpa,24h:(21.66±5.34)kpa,36h:(21.09±4.75)kpa,48h:(25.01±8.78)kpa,72 h:(33.82±8.02)kpa,均明显低于正常组(P<0.01),各时间点差异无显著性(P>0.05)。③Cdyn(ml/kg.kpa):12h:(4.26±0.13),24h:(4.19±0.96),36h:(4.28±0.69),48h:(4.44±0.62),72h:(4.58±0.35),较正常大鼠(8.16±0.78)明显下降(P<0.01),各时间点差异无显著性(P>0.05)。④各时间点PaO_2/FiO_2达到ALI/ARDS血气值诊断指标百分比:12h:ALI 71.4%、ARDS 28.6%;24h、36hALI均为100%,ARDS分别为85.7%、83.3%;48h:ALI 83.3%、ARDS 66.7%;72h:ALI 57.1、ARDS 14.3%。 1.2.2病理学改变:随着肺部感染细菌时间的延长,肺组织病变逐渐明显。肺体积增加,肺门充血、实变,逐渐发展到肺部出血、坏死、脓疡病灶。肺组织切片由肺内少量渗出液到肺泡壁明显水肿,大量炎症细胞浸润,肺泡壁破坏、肺泡腔内出现大量渗出液和炎症细胞,透明膜形成以及严重肺泡萎陷。72h开始进入恢复阶段,病灶吸收纤维化。 2.小剂量氢化可的松对ALI疗效观察: 2.1血液动力学、肺功能变化:①血压:12、24、36h HC组分别为(15.47±1.33)kpa、(16.64±1.14)kpa、(17.21±2.41)kpa,C组分别为(13.96±1.37)kpa、(14.94±1.37)kpa、(14.97±0.93)kpa,HC组均明显高于C组(P<0.05)。②ALI/ARDS发生率:HC、C组相比,12hALI发生率分别为75.0%、87.5%,ARDS发生率分别为37.5%、62.5%,24h ALI发生率均为100%,ARDS发生率分别为71.4%、87.5%,36h ALI发生率分别为85.7%、100%,ARDS发生率分别为14.3%、71.4%,差异均无显著性(P>0.05)。③PaO_2/FiO_2:12、24、36h HC组分别为(31.72±12.06)kpa、(21.72±4.85)kpa、(31.33±8.26)kpa,C组分别为(25.02±12.46)kpa、(19.25±8.07)kpa、(23.41±8.96)kpa,差异均无显著性(P>0.05)。④Cdyn(ml/kg.kpa):12、24、36hHC组分别为(4.22±0.25)、(4.40±0.55)、(4.51±0.35),C组分别为(3.88±1.18)、(4.44±0.80)、(4.99±0.76),差异均无显著性(P>0.05)。 2.2肺指数:HC组12h肺指数为(0.333±0.082)%,明显低于C组(0.480±0.146)%,(P<0.05)。 2.3病理损伤评分:①肺泡内水肿:12h HC组(1.63±0.74)明显低于C组(2.57±0.54)(P<0.05)。②肺泡内炎细胞浸润:12h HC组(2.25±0.46)明显低于C组(2.86±0.38),(P<0.05)。③肺透明膜形成、肺间质炎细胞浸润评分各时间点HC、C组差别均无统计学意义(P>0.05)。④病理损伤总分:12h HC组(6.63±1.06)明显低于C组(9.00±1.00),(P<0.05)。 2.4 BALF总蛋白含量(mg/L):HC组24、36h分别为(874.55±426.97)、(735.95±136.15),C组分别为(1468.52±433.38)、(1350.95±410.55),HC组均明显低于C组(P<0.05)。 2.5 BALF中IL-8、IL-10、TNF-α浓度:①24h、36h HC组IL-8浓度[(69.66±13.07)ng/L、(61.49±15.27)ng/L]明显低于C组[(91.37±24.59)ng/L、(98.97±17.77)ng/L],(P<0.05):②12、24、36h HC组IL-10水平[(125.24±24.72)ng/L、(116.06±12.52)ng/L、(173.92±38.28)ng/L)]与C组[(127.98±28.03)ng/L、(118.33±25.62)ng/L、(136.46±34.00)ng/L]比较均无统计学差异(P>0.05);③12、24、36h HC组TNF-α浓度[(343.13±50.19)ng/L、(277.92±84.51)ng/L、(305.87±61.59)ng/L]均明显低于C组[(467.51±76.09)ng/L、(360.12±34.69)ng/L、(375.26±25.79)ng/L],(P<0.05)。 2.6血清中IL-8、IL-10、TNF-α浓度:①24h、36h HC组IL-8水平[(164.18±22.20)ng/L、(163.72±48.69)ng/L]明显低于C组[(213.35±46.32)ng/L、(238.86±73.68)ng/L],(P<0.05);②12、24、36h HC组IL-10水平[(179.28±69.73)ng/L、(126.38±34.99)ng/L、(134.76±56.02)ng/L)]与C组[(154.75±45.43)ng/L、(148.21±38.57)ng/L、(172.46±51.77)ng/L]比较均无统计学差异(P>0.05)。③12、24、36h HC组TNF-α水平[(78.13±14.64)ng/L、(79.15±8.42)ng/L、(83.25±23.64)ng/L]均明显低于C组[(120.39±22.53)ng/L、(107.02±34.18)ng/L、(140.94±33.82)ng/L],(P<0.05)。 3小剂量氢化可的松对模型大鼠生存状况影响:HC组生存率(68.8%)与C组(64.7%)差异无显著性(Log RankP=0.775)。 结论: 1.本实验经气管滴入大肠杆菌(O11184),成功建立了肺内源性ALI/ARDS动物模型。分时间点监测了血液动力学、血气、肺功能指标和肺组织形态学改变,观察了病情演变规律,为进一步实验提供可靠的数据资料。 2.本实验结果表明,单次小剂量氢化可的松治疗大肠杆菌引起的大鼠肺内源性ALI/ARDS,可短时间减轻肺水肿及肺泡内炎细胞浸润,减少TNF-α、IL-8的释放,减轻炎性蛋白的渗出,维持血压稳定。为临床上使用小剂量氢化可的松治疗ALI/ARDS,提供了实验依据。 3.在ALI早期补充单次小剂量氢化可的松对模型大鼠存活率无明显影响。


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