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超低频复合生理频率电刺激对肺气肿兔膈肌结构和功能影响的研究

李香彭  
【摘要】: 慢性阻塞性肺疾病(COPD)是一种以进行性、慢性气流受限为特征的疾病,是呼吸系统常见病、多发病。迄今国内外对本病的治疗尚缺乏有效的方法。 膈肌功能减退是COPD的显著病理特征之一,COPD患者常易发生膈肌疲劳,进而产生呼吸衰减。对膈肌疲劳防治的方法主要有改善膈肌收缩性的药物治疗、机械通气使膈肌休息、呼吸肌锻炼、膈肌起搏等[1,2]。 现临床常用生理频率(40Hz)慢性电刺激(CES)对COPD患者进行膈肌康复治疗,取得一定疗效。膈肌起搏的应用缘于膈肌对电刺激的适应性变化与骨骼肌相似的实验基础。不同频率的电刺激可使骨骼肌结构、代谢及功能发生不同的变化。膈肌属于骨膈肌,慢性电刺激后可产生与骨骼肌类似的适应性改变。 近年研究发现[3,4],COPD患者在轻、中度时其膈肌I、II型纤维萎缩,重度者则表现为I型纤维比例增加,膈肌收缩功能受损,蛋白降解增加,对Ca~(2+)敏感性降低,横桥周期性的运动减慢。慢性生理频率电刺激可以使萎缩的膈肌运动单位重新募集,各类型纤维功能增强,同时保持了肌纤维比例的相对正常。因此,生理频率电刺激使COPD膈肌纤维类型的转化不是临床所需求的最佳肌纤维重构,40Hz慢性电刺激不是COPD膈肌康复治疗的最佳频率。 Barron等[5]研究表明,持续性超低频(2.5Hz)慢性电刺激可引起骨膈肌IIb型纤维向IIa型纤维转化,并伴有相应的肌球蛋白重链(MHC)亚型合成的改变。表现为既增加了肌肉耐疲劳能力,又对其收缩功能影响较小。由此可以推测,2.5Hz慢性电刺激可以使膈肌产生同样的适应性改变。单纯超低频电刺激膈神经很难引起膈肌收缩,若使用超低频复合生理频率慢性电刺激治疗COPD,可能达到既增强呼吸肌收缩强度,又增加呼吸肌耐力的目的,从而改善COPD患者的呼吸肌功能,提高生活质量。 本课题通过观察不同频率电刺激后肺气肿兔模型膈肌结构、能量代谢、膈肌力学和兴奋-收缩偶联的适应性变化特征和规律,以期阐明超低频复合生理频率慢性电刺激(2.5Hz+40Hz)防治膈肌疲劳的机理,为超低频复合生理频率体外膈肌起搏防治COPD患者膈肌疲劳提供理论依据。 本课题主要包括以下内容:


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