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犬膈神经离断后不同时期对通气功能及呼吸肌代谢与超微结构的影响

田建昌  
【摘要】: 膈肌起搏(Diaphragm pacing,DP)是利用生理性脉冲电流刺激膈神经,使膈肌进行有规律的舒缩,从而达到辅助呼吸的目的。近年来,膈肌起搏技术在国外部分医疗中心已经成为一项标准的通气功能辅助技术成功地运用于临床。但是膈神经起搏要求胸廓、呼吸道、肺、膈神经和膈肌的完整性正常或基本正常,或是在膈神经损毁后经肋间神经移植修复并可以接受特定的脉冲电流刺激(约半年以后)方得实现。膈神经损伤以后,呼吸肌结构和功能会发生一系列失神经后变化,这类病人膈神经损伤后的通气功能和呼吸肌本身的改变以及再行膈肌起搏的确切时机尚未完全清楚。我们拟通过观察单侧膈神经离断的动物模型犬在膈神经离断后2个月内通气功能、呼吸肌蛋白质、能量代谢以及膈肌起搏后肌电图的变化,探讨其变化规律。 目的:本实验通过单侧膈神经离断的动物模型,研究实验犬单侧膈神经离断后不同时期的通气功能与呼吸肌蛋白质、腺嘌呤核苷酸含量以及呼吸肌超微结构和膈肌起搏后膈肌肌电反应的变化,探讨之间的关系;并为膈神经损伤而仍然需要膈肌起搏维持通气的患者提供可参考的理论根据。 方法:(1)、8只健康成年杂种犬,以膈神经离断前为A组,随机抽取4只于膈神经离断后1个月实验为1月组即B组,另4只为2月组,即C组。犬静脉注射硫喷妥钠15mg/Kg麻醉后,行气管内插管,右侧卧位于手术台上固定,开胸前以呼吸监测仪测量肺通气功能(潮气量和每分通气量)并记录,术中保持其呼吸末CO2在正常范围内。接呼吸机,取左胸外侧第8肋间剖胸切口8cm,取左侧肋间肌及膈肌标本分别入戊二醛及液氮中保存。留置膈肌肌电图记录电极导钱,游离左侧膈神经,安置膈肌起搏器电极导线,实施膈肌起搏后记录膈 神经完整时的隔肌肌电图;然后距左侧隔肌隔神经附着点scm处离断隔神经, 再次记录隔肌肌电图。术毕实验犬恢复自主呼吸,停用呼吸机,再次测定其呼 吸通气功能。实验完后继续观测生命体征至稳定,送回犬舍饲养。1月组于1个 月后重复进行以上实验:2月组于2个月后重复进行以上实验,实验结束后处死 动物。(2)、对比单侧隔神经离断前、后以及离断后1、2个月犬的通气功能的 变化;(3)、测定呼吸肌中蛋白质含量的变化;(4)、测定犬呼吸肌中腺嚓吟核 昔酸的变化;(5)、透射电镜下观察呼吸肌超微结构的变化;(6)、比较隔神经 完整和隔神经离断后1、2个月隔肌起搏时隔肌反应及隔肌肌电图的变化;(7)、 实验数据采用SPSSll.O软件进行统计学处理。 结果:1、通气功能的改变:潮气量以隔神经离断后即刻为最低,与隔神经 离断前相比,有统计学差别,P0 .05;离断后1个月,潮气量较离断后即刻升高, 亦有统计学上意义;隔神经离断后2个月与离断前、离断后1个月相比无统计 学意义。而每分通气量在隔神经离断前后四个时间段相比均无统计学差别。2、 呼吸肌蛋白质含量的变化:隔肌蛋白含量于离断后1个月、2个月呈持续降低趋 势,但在统计学上并没有显著性差别;而肋间肌蛋白含量在隔神经离断后呈上 升趋势,隔神经离断后2个月与1个月相比,无显著差异,隔神经离断后2个月 与离断前相比差别显著,P0.05,有统计学意义。3、呼吸肌中腺昔酸含量的变 化:隔肌ATP含量在隔神经离断后持续降低,隔神经离断后2月组与离断后1 月组相比,P0 .05;与离断前组相比,P0.01,均有统计学差别;隔肌ADP含 量于隔神经离断后亦持续降低,隔神经离断后2月组与离断前组、离断后1月 组相比,均为P0.01,有显著差别;隔肌AMP含量各组间无差别;隔肌总腺营 酸(仆eto回翻曲初e nucleotides,TAN)含量于隔神经离断后亦呈持续降低,三个时 间段分组之间相比,均为P0.01,有显著差别:.而判断横纹肌中高能磷酸键含 量的指标,腺昔酸能荷(The adenylate energy charge,AEc)为【(ATp+1/2 ADP)/( ATP+ADP+AN田)],隔肌以隔神经离断后2月组为最低,与离断后1月 组相比,P0 .05,与离断前组相比,P0 .01。肋间肌ATP含量三个时间组相比 均无差别;而ADP的含量隔神经离断后2月组与离断后1月组相比升高,P0 .05, 有统计学差别;肋间肌TAN含量以隔神经离断后1月组为最低,但并无统计学 差别;肋间肌AEC以隔神经离断后1个月为最低,与离断前组和离断后2月组 相比,均为P0 .05,有统计学差别。4、呼吸肌超微结构变化:正常肋间肌与隔 肌均为横纹肌结构,正常肠肌电镜下见肌原纤维排列整齐,Z线清晰,线粒体呈 圆形、卵圆形或杆状均匀分布在肌原纤维之间,排列规则,线粒体晴清晰,糖 原孩粒较多。离断隔神经1个月可见月两肌肌原纤维亦排列基本整齐,Z线增粗, 较清晰,线粒体内崎模糊。离断服神经2月组见肌原纤维排列紊乱,断裂,线 粒体形态异常,睛呈同心圆排列或消失,少数线粒体呈电子密度改变或空化, 或呈蜗轮样小体,肌原纤维中糖原颗粒明显减少。正常肋间肌电镜下见肌原纤 维排列整齐,Z线清晰,线粒体均匀分布在肌原纤维之间,排列规则,线粒体晴 清晰,糖原顺粒较少。离断肠神经1个月可见肋间肌肌原纤维亦排列整齐,Z线 清晰,线粒体数量增多。离断肠神经2月组见线粒体明显增多,线粒体体积增


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