论文部分内容阅读
高原肺水肿存在“主动重吸收障碍”机制是近几年来才提出并引起重视的问题,它的理论基础源于细胞膜的水通道蛋白的发现。这也引发我们一直忽略的高原肺水肿主动重吸收障碍机制的研究兴趣。研究表明:AQP1主要位于肺毛细血管内皮、肺泡Ⅱ型细胞上皮,他对进入肺血管及间质的液体具有主动重吸收作用;AQP5主要位于肺泡Ⅰ型细胞上皮,可能对肺泡腔内液体的清除具有重要作用;AQP3位于肺泡Ⅱ型上皮细胞,AQP4位于Ⅰ、Ⅱ肺泡上皮。肺气—血屏障超微结构显示:由位于AQP3的肺泡Ⅱ型上皮细胞和位于AQP4的肺泡上皮细胞的基底膜构成其厚部,两层基底膜不融合,被间质腔分开,使肺泡和毛细血管间隔厚约1-2μm,该间质腔内主要含粘多糖、纤维母细胞以及起支撑作用的弹性纤维、以及胶原结缔组织的纤维网络。气—血屏障的水、电解质等溶液跨膜交换主要发生在厚部,因此AQP3、4可能在间质内液体向肺泡转移的过程中起重要作用,也可能是肺泡型肺水肿形成的关键。这里我们想通过观察肺AQP变化情况,以研究肺间质向肺泡水肿发展过程中的主动重吸收障碍机制。上世纪80年代第三军医大学陈广祥进行过“静脉输液附加急性缺氧对大白鼠肺含水量影响”的研究中认为大量输入晶体液不仅引起肺含水量增加,而且胸水、腹水、肝及肌肉等组织的含水量亦增加,当输入体重30%的液体时肺含水量增加明显,当输入达40%时肺含水量增加反不明显,出现右心衰体征,同时肝含水量明显增加;肺水含量在缺氧4500米海拔高度较6500米增加更为明显。刘士群等人通过模拟高原5400米,并切除动物左肺,复制出间质性肺水肿,肺泡性肺水肿出现的数目少,且程度轻,主要在48小时发生;刘等人还观察大、小白鼠在模拟6000米高原七天肺含水量变化,认为单纯缺氧第1天肺水含量下降,第2、3天肺水含量趋向增高。第4-7天,肺水含量进行性减低,在6-7天与对照组有非常显著性差异。90年代罗德成等人采用地塞米松、硝苯啶预防家兔实验性HAPE时,认识到通透性增加和肺动脉高压在HAPE发病机制中的作用,但未对阻滞重吸收功能采取调控措施。本课题通过调控输入生理盐水诱导间质性HAPE向肺泡性转变,并加以“地塞米松”促AQP表达、“心得安”抑制AQP表达,干预重吸收功能,以进一步复制出肺泡性HAPE的动物模型。一、水通道蛋白与高原肺水肿主动重吸收障碍机制高原缺氧、寒冷以及缺氧寒冷复合运动可引起肺血流非均质流动,致肺血管内皮受损,激活非细菌性炎症介质,使气-血屏障受损,渗漏增加,最终使进入肺间质液体增多,由此引起肺间质水肿。本文缺氧寒冷运动组AQP5表达增高,且随缺氧寒冷运动时间增加,呈波形变化,在48小时较24小时明显升高,达高峰,72小时下降。该变化趋势与临床高原肺水肿患者多为进入高原2～5天发病的情况相吻合。国外文献在观察细胞培养脑神经细胞水通道蛋白的时发现,AQP5存在“瞬时高表达,瞬时低表达”现象,高表达时为正常的3倍,故推断AQP5可能是诱发脑水肿的关键因素。本文观察到AQP5 48小时表达也异常增高。从免疫组化结果来看,HCE组较N组AQP5表达明显增多,也表明高原肺水肿发生与AQP5高表达有关,这表明AQP5在高原肺水肿的发病机制中具有重要作用。陈广祥、刘士群等[6—8]对高原肺水肿发病机制进行研究,发现模拟高原环境的大鼠在2～3天肺含水量明显增加,尔后4～7天呈减少趋势,该变化与我们实验观察到AQP5表达趋势相似。表明肺含水量增加,AQP5的表达也增多,该变化可能是机体为清除肺组织内过多体液进行的代偿反应。该反应促使肺间质和肺泡中液体清出,使间质和肺泡水肿减轻,以致最终不发生肺泡性肺水肿,因此认为,AQP5对肺泡性肺水肿发生可能起代偿作用。本实验观察到缺氧、缺氧复合寒冷、缺氧复合寒冷运动引起大鼠肺动脉压明显升高,这与文献报到高原缺氧引起PAP升高是高原肺水肿主要发病机制之一相符。在缺氧复合寒冷运动条件下0～72小时,PAP呈逐渐升高的趋势,与高原环境下急性高原反应时间相符,也与HAPE临床发病高峰为进入高原2～5天一致。从以上结果可推测,AQP5在入高原的初始期,为调节肺泡屏障血流动力学的平衡,其表达是一过性增高,使机体适应高原的反应;而此阶段肺动脉高压逐渐升高,使肺血流动力学持续发生改变;AQP5却在48小时后表达开始下降,当其不能满足调节肺泡水平衡的需要时,可能导致肺泡型肺水肿发生,推测促进AQP5表达,将会阻滞肺水肿发生,而抑制AQP5表达和AQP5抑制剂将会促进肺水肿发生。这为复制肺泡性HAPE动物模型和HAPE的防治提供新的思路。二、家兔高原肺水肿动物模型的复制本课题通过调控输入生理盐水诱导间质性HAPE向肺泡性转变,并加以“地塞米松”促AQP表达、“心得安”抑制AQP表达,干预重吸收功能,以达到复制出肺泡性HAPE动物模型的目的。实验结果显示给予“地塞米松”组未出现,而“心得安”组出现2只肺泡型水肿动物,这与实验设计相符。临床上多数HAPE患者发病前有夜间入睡较差情况,而我们此次实验睡眠干扰组也出现3只肺泡型水肿动物,这也表明夜间入睡差,休息不好,机体疲劳的也易患高原肺水肿。输液方法简单,便于操作,通过输液方式,该方法可短时间内使20-30%动物复制出肉眼可见的肺泡型高原肺水肿动物模型。这也为高原肺水肿发病机制研究提供一种有效的动物模型。三、模拟海拔5400米家免PAP和肺含水量变化研究实验所得平原酒精组较对照组PAP升高,平原干扰组较对照组减低,平原各实验组家兔PAP统计学无显著性差异。这表明平原饮酒和睡眠等单一因素均不会引起PAP显著性改变,而在平原通过单纯减压缺氧可引起PAP显著性变化,这表明缺氧引起肺动脉压改变是引起急性高原病的原因,肺动脉压改变引起的血流动力学变化是高原肺水肿发病机制之一。同平原对照组相比,PS、PG组肺含水量明显升高,统计学有显著差异,这表明输液和睡眠干扰对家兔的肺含水量影响大,在促发高原肺水肿发生时可采用输液和睡眠干扰因素,这可解释先前高原现场海拔3700米试验得出睡眠干扰组家兔肺含水量与对照组比较明显增加,统计学上有非常显著性差异;同时输液诱导3只肺泡性HAPE动物结果一致。通过酒精或地塞米松等药物方式对肺含水量影响不明显,可能与剂量不够有关。PQ组PAP表现1-2天先降,2-5天后持续升高,该结果可能是动物应激反射性引起的,需进一步研究,或重复实验。PQ组肺含水量变化在1-3天逐渐增加,3-5天先降后升,这与高原肺水肿发病机制中,2-5天出现发病高峰,也与以前实验结果相符。在模拟5400米条件下,肺动脉压和肺含水量表现时高时低现象,表明家兔在应激情况下机体可较好自我调节,这样能保护自己,增强适应能力。同时我们要复制出高原肺水肿动物模型也应考虑动物的调节代偿能力,采取必要措施,比如:输液或睡眠干扰措施等方法,打破动物机体的代偿和调节能力,成功复制出肺泡性肺水肿模型。四、高原5374米家免急性高原反应情况及PAP、肺含水量变化研究高原现场环境下,家兔发生严重的死亡情况（图1、图2）,这与平原低压舱减压结果不同,表明高原除缺氧外,还存在寒冷、辐射、风力、昼夜温差以及重力等因素影响,家兔在该环境下发生严重的高原反应,有时可导致死亡。我们还发现家兔死亡在5-7天出现高峰,连续3批运达实验地的动物均出现一致结果。这也表明严重的急性高原反应是一个全身的、综合的病理生理过程。包括:机体呼吸、神经、泌尿、消化等各系统,可能发生水电解质代谢紊乱,能量代谢耗竭等病理生理过程。我们观察到在临床发生2例急性高原病治愈后,回家突然死亡。该情况说明急性高原病的防治仍有许多难题尚待研究,它的发病机制可能与患者处于高原适应期,机体各方面处于平衡紊乱阶段,对某些特异体质的个体,更易发生危及生命的高原反应,也可能与能量耗竭有关。这也要求我们在高原病治疗上更加注意急性高山病治疗的后期防护工作。高原5374米现场的肺动脉压变化情况表明,进入高原后PAP 1-3天明显增加,尤其是第2-3天更明显,有非常显著的统计学差异。在4-7天增加但无统计学差异。这也表明急性高原反应中,肺动脉压升高是一个重要的发病机制。高原5374米现场的肺含水量1-3天呈减少趋势,3-4天又升高,这表明动物机体出现严重高原反应后,肺含水量可能减少,因过度呼吸,饮食差,引起血容量不足,甚至脱水的情况发生,也可为在如此严重缺氧的气候条件下仍很少出现自然发生肺泡性高原肺水肿动物提供一种解释。也提醒我们要复制高原肺水肿模型需要考虑动物机体是否处于脱水状态。高原5374米现场环境,输液引起肺含水量增加和地塞米松引起肺含水量减少,统计学上有显著性差异。酒精和睡眠干扰无显著变化,表明高原5374米现场环境,地塞米松具有明显减少肺含水量的作用,可以用来预防高原肺水肿发生,而通过输液可促进水肿形成。五、缺氧家兔血常规变化及高原肺水肿临床治疗研究模拟高原环境下,家兔血白细胞明显升高,这表明在缺氧条件下,家兔应激性血白细胞增加,机体适应后白细胞逐渐降低,以致恢复正常水平。而在高原现场家兔在前3天白细胞数变化不明显,在4-5天明显升高,这表明高原现场和平原模拟环境反应不一致。但这两项研究均表明,非细菌性炎性介质在高原反应中起重要作用,对炎性介质预防性治疗可能对高原肺水肿的治疗起积极作用。我们目前认为对于HAPE的治疗措施上,应依据病情与现场条件,确定治疗方案。对轻、中型HAPE,可选用氨茶碱+速尿+吸氧即可;对重型HAPE以氨茶碱+速尿+地塞米松+吸氧为宜;对伴有发烧或血象明显增加者,可加早期防治抗感染治疗。结论本课题结合临床HAPE发病特点,模拟高原环境,选择不同时相点,观察大白鼠在缺氧寒冷运动条件下病理生理变化及发病情况,同时还观察平原和高原条件下输液、睡眠干扰、酒精灌胃、地塞米松等因素对家兔肺动脉压、肺含水量的影响,以及模拟海拔5400米及高原现场5374米家兔的病理生理变化情况研究。通过上述研究发现输液和睡眠干扰对肺含水量影响较大,而高原现场和平原减压缺氧对家兔的肺含水量及PAP的影响是不一样的,最后我们在西藏军区总医院高山病研究中心的高原现场,海拔3700米,对进入高原2-4天内,处于急性高原反应期的家兔进行输液诱导的方式,利用睡眠干扰和药物阻碍肺重吸收功能的机制,成功复制出肺泡性高原肺水肿动物模型。本课题研究可得出以下主要结论:1.缺氧、寒冷、缺氧复合寒冷和缺氧复合寒冷运动时,AQP5表达增加,且与肺水含量和HAPE发病时相呈一致性趋势,提示AQP5在HAPE发病机制中起重要作用。2.在高原环境下,结合高原肺水肿发病机制,我们通过适当输液,利用药物阻碍肺重吸收功能机制,采取睡眠干扰等措施,可复制出肺泡型高原肺水肿动物模型。3.高原5374米现场环境研究表明地塞米松可减少家兔肺含水量,可以用来预防高原肺水肿发生4.平原各对照组PAP无显著变化,GQ和PQ组家兔PAP均发生明显升高,这表明肺动脉压升高由此引起的血流动力学变化是高原肺水肿主要的发病机制之一。5.高原现场存在寒冷、辐射、风力、昼夜温差以及重力等因素影响,该条件与平原低压舱减压相比具有明显差异。在该环境下,动物机体发生严重的高原反应,有时可导致死亡。6.高原5374米现场环境,地塞米松具有明显减少肺含水量的作用,可以用来预防高原肺水肿发生。而通过输液可促进水肿形成,初到高原人们在日常生活和临床工作中,应注意饮水和控制输液的量。7.急性高原适应期存在应激性的白细胞升高,表明非细菌性炎性介质可能在高原反映中起重要作用,积极抗炎治疗可以明显缩短治疗时间。