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文檔簡(jiǎn)介
1、研究背景:
熱射病(heat stroke,HS)是一種急性熱致疾患,典型表現(xiàn)為核心體溫升高(>40℃)和神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙,按發(fā)病原因不同分為經(jīng)典型熱射病(classical heatstroke,CHS)和勞力型熱射病(exertional heat stroke,EHS)。隨著全球氣候變暖和城市熱島效應(yīng)加劇,夏季極端氣候不斷出現(xiàn),HS的發(fā)生率和死亡率明顯上升,嚴(yán)重威脅著人民身體健康。其發(fā)病機(jī)制至今仍未完全闡明,而HS動(dòng)物模
2、型的建立對(duì)此具有重要意義。傳統(tǒng)的CHS動(dòng)物模型建立方法是將大鼠置于仿真熱氣候動(dòng)物艙內(nèi)、模擬高溫高濕環(huán)境促使其發(fā)病。然而仿真熱氣候動(dòng)物艙設(shè)備價(jià)格昂貴、體積龐大,因而限制了其應(yīng)用。而動(dòng)物體溫維持儀建模時(shí)間短、成本低、實(shí)驗(yàn)條件要求相對(duì)降低,具有廣泛應(yīng)用的潛在價(jià)值,但目前尚無(wú)兩種方法對(duì)比的研究。
對(duì)于其發(fā)病機(jī)制,國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了熱直接損傷、腸源性內(nèi)毒素血癥、熱調(diào)節(jié)功能障礙、熱應(yīng)激異常等致病學(xué)說(shuō)。熱應(yīng)激狀態(tài)下的內(nèi)毒素血癥是近年來(lái)研究的熱
3、點(diǎn)。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為:當(dāng)體溫升高到一定程度時(shí),腸粘膜對(duì)內(nèi)毒素的通透性增大,腸道內(nèi)毒素大量進(jìn)入血液循環(huán),刺激免疫細(xì)胞,釋放腫瘤壞死因子-α(tumornecrosis factor-alpha,TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1 beta,IL-1β)、干擾素-γ(interferon-gamma,IFN-γ)等細(xì)胞因子,這些細(xì)胞因子與內(nèi)毒素共同作用,引發(fā)炎性級(jí)聯(lián)反應(yīng),最終導(dǎo)致HS及其并發(fā)癥的發(fā)生。一些研究也發(fā)現(xiàn),針對(duì)內(nèi)
4、毒素或某些細(xì)胞因子的措施可降低HS的發(fā)病率或死亡率。這些理論構(gòu)成了HS內(nèi)毒素學(xué)說(shuō)的基本骨架,腸源性內(nèi)毒素血癥的形成和炎性反應(yīng)的爆發(fā)在HS的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用,而這兩者都可能與肝臟Kupffer細(xì)胞(Kupffer cells,KCs)關(guān)系密切。
KCs是位于肝竇內(nèi)的巨噬細(xì)胞。正常情況下,由腸道吸收入門(mén)靜脈的內(nèi)毒素幾乎可被KCs全部清除。有研究發(fā)現(xiàn)肝臟缺血再灌注、阻塞性黃疸、肝纖維化、失血性休克和胰腺炎時(shí)KCs的吞噬功
5、能受到抑制,分泌功能亢進(jìn),致使炎癥反應(yīng)擴(kuò)大,病情加重;抑制KCs的分泌功能則可減輕上述疾病的炎癥反應(yīng),改善病情。
目前,KCs與HS發(fā)生發(fā)展的關(guān)系還不清楚。在HS的致病過(guò)程中,既有體溫升高的持續(xù)打擊又有內(nèi)毒素的不斷刺激,KCs處于這種特殊環(huán)境之下,其吞噬和分泌功能發(fā)生了怎樣的變化?這些變化與HS內(nèi)毒素血癥的形成及炎性反應(yīng)的爆發(fā)有何關(guān)聯(lián)?產(chǎn)生這些變化的可能機(jī)制是什么?目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)相關(guān)研究報(bào)道。我們推測(cè)KCs可能與HS的發(fā)生發(fā)展
6、存在聯(lián)系。理由如下:1、分析HS時(shí)內(nèi)毒素血癥的形成原因,除了與內(nèi)毒素的生成增多有關(guān)外,不能排除KCs吞噬功能減弱的可能。因此,我們推測(cè),HS時(shí)KCs的吞噬功能減弱,利于腸源性內(nèi)毒素溢出網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng),激活循環(huán)或組織中的的炎性細(xì)胞,形成炎癥瀑布,造成機(jī)體多臟器炎性損害;2、研究已發(fā)現(xiàn)HS患者血漿炎癥因子TNF-α、IL-1β、INF-γ水平是升高的;將體溫降至正常水平并不能抑制這些炎癥因子,KCs具有很強(qiáng)的分泌炎性細(xì)胞因子的能力。因此,我們
7、推測(cè),HS時(shí)KCs吞噬內(nèi)毒素能力下降、并分泌過(guò)多的炎性細(xì)胞因子(TNF-α、IL-1β、INF-γ),推動(dòng)HS的炎癥反應(yīng)過(guò)程。
丹參具有多種藥理作用,其有效成分之一丹參酮ⅡA具有改善血液循環(huán)、抗菌和抗炎等作用,由于該成分為脂溶性,難溶于水,臨床上多使用其極易溶于水的磺酸鈉鹽(丹參酮ⅡA磺酸鈉,sodium tanshinoneⅡ A sulfonate,STS)。研究發(fā)現(xiàn)STS可抑制KCs分泌活性,減輕炎癥反應(yīng)造成的肝損傷。據(jù)
8、此我們推測(cè),HS時(shí)STS可以調(diào)節(jié)KCs的功能,即改善其吞噬功能、抑制其分泌功能。
研究目的:
本研究旨在明確:
1.應(yīng)用動(dòng)物體溫維持儀與仿真熱氣候動(dòng)物艙建立的大鼠CHS模型是否相似;
2.HS時(shí)KCs的功能是否發(fā)生改變;
3.STS干預(yù)能否改善HS時(shí)KCs的功能變化。
研究方法:
一、應(yīng)用動(dòng)物體溫維持儀與仿真熱氣候艙建立大鼠經(jīng)典型熱射病模型的比較
1.SPF
9、級(jí)雄性SD大鼠24只,隨機(jī)分為3組,每組8只,分別為室溫對(duì)照(C-C)組、高溫對(duì)照(HS-C)組、高溫麻醉(HS-A)組。實(shí)驗(yàn)期間C-C組大鼠置于室溫自由活動(dòng)。HS-C組大鼠預(yù)設(shè)干球溫度(35±0.5)℃、濕球溫度(27±0.5)℃的仿真熱氣候動(dòng)物艙內(nèi)進(jìn)行熱暴露。HS-A組大鼠麻醉后置于預(yù)設(shè)溫度為35℃的動(dòng)物體溫維持儀的電熱毯內(nèi)接受熱暴露。
2.監(jiān)測(cè)大鼠核心體溫(Tc,以直腸溫度代替)、動(dòng)脈收縮壓(SBP,以尾動(dòng)脈收縮壓代替)
10、,直至SBP上升至峰值后開(kāi)始下降作為大鼠HS發(fā)生的標(biāo)志,記錄大鼠發(fā)病時(shí)間及Tc。
3.所有大鼠于建模前一天、建模結(jié)束時(shí)麻醉后采血,檢測(cè)外周血白細(xì)胞(WBC)計(jì)數(shù),ELISA檢測(cè)血清CRP、TNF-α、IL-1β濃度。
4.建模結(jié)束時(shí)將各組大鼠麻醉后開(kāi)顱、開(kāi)腹,觀察各組大鼠大腦、肺、肝、小腸、腎等主要臟器大體病變,留取相應(yīng)標(biāo)本行HE染色,觀察病理改變。
二、熱射病大鼠模型中Kupffer細(xì)胞功能變化及丹參酮Ⅱ
11、A磺酸鈉對(duì)其功能的調(diào)控作用
1.SPF級(jí)雄性SD大鼠57只,隨機(jī)分為4組:正常對(duì)照(NC)組3只;熱射病模型(HS)組、丹參酮ⅡA磺酸鈉干預(yù)(STS)組、生理鹽水干預(yù)(NS)組各18只,三組大鼠按建模結(jié)束/給藥后0h、2h、6h、12h、24h、48h依次隨機(jī)分為6個(gè)亞組,每組3只。
2.NC組大鼠置于室溫自由活動(dòng)。HS、STS、NS組大鼠在應(yīng)用動(dòng)物體溫維持儀、以核心體溫達(dá)到43.5℃為標(biāo)準(zhǔn)建立CHS模型后立即轉(zhuǎn)移至
12、室溫環(huán)境,STS組大鼠按2mg/100g體重經(jīng)股靜脈給予STS,NS組大鼠經(jīng)股靜脈給予等體積生理鹽水,HS組大鼠不予特殊處理。
3.在各亞組達(dá)相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)后分別股靜脈注射印度墨水(0.1 ml/100g),肝臟組織HE染色計(jì)算KCs吞噬指數(shù)及門(mén)靜脈、肝靜脈抽血,鱟試劑盒檢測(cè)內(nèi)毒素濃度評(píng)估KCs吞噬功能;ELISA檢測(cè)外周血清TNF-α、IL-1β、IFN-γ濃度,RT-PCR檢測(cè)肝臟組織炎性因子mRNA表達(dá)水平評(píng)估KCs分泌功能
13、。
統(tǒng)計(jì)分析:
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS19.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差((x)±SD)表示,多組間比較采用單因素方差分析,多樣本均數(shù)間的多重比較采用LSD-t檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)和率表示,組間比較采用x2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
研究結(jié)果:
一、應(yīng)用動(dòng)物體溫維持儀與仿真熱氣候艙建立大鼠經(jīng)典型熱射病模型的比較
1.HS-C組與HS-A組大鼠接受熱暴露之后呼吸、心率
14、加快,皮膚黏膜出現(xiàn)紫紺,唾液腺分泌增加。HS-C組大鼠逐漸出現(xiàn)精神萎靡。兩組大鼠均可見(jiàn)四肢抽搐現(xiàn)象發(fā)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),HS-C組大鼠死亡2只,HS-A組死亡1只。
2.HS-A組大鼠發(fā)病時(shí)間比HS-C組明顯縮短,發(fā)病時(shí)SBP及Tc比HS-C組低(P<0.01)。
3.HS-A組與HS-C組大鼠建模后外周血WBC計(jì)數(shù)、CRP、TNF-α、IL-1β等炎癥相關(guān)指標(biāo)明顯升高(P<0.01)。建模后HS-A組大鼠CRP、TNF
15、-α、IL-1β等炎性因子水平比HS-C組低(P<0.01),而兩組大鼠WBC計(jì)數(shù)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
4.建模后HS-A組與HS-C組大鼠主要臟器病理改變無(wú)明顯差異。
二、熱射病大鼠模型中Kupffer細(xì)胞功能變化及丹參酮ⅡA磺酸鈉對(duì)其功能的調(diào)控作用
1.HS大鼠KCs吞噬印度墨水及自身腸源性內(nèi)毒素的能力與NC組相比明顯下降(P<0.01),NS組大鼠KCs吞噬能力在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)與HS組相比無(wú)明顯差異(P>0.0
16、5),但STS干預(yù)可顯著提高其吞噬指數(shù)、改善其對(duì)內(nèi)毒素的吞噬(P<0.05)。
2.HS大鼠外周血中TNF-α、IL-1β、IFN-γ等炎性因子的水平、肝臟KCs上述炎性因子的mRNA水平較NC組明顯升高(P<0.01)。NS干預(yù)對(duì)HS大鼠炎性因子表達(dá)無(wú)明顯影響,而STS干預(yù)可顯著降低外周血炎因子水平、下調(diào)KCs中上述炎性因子mRNA的表達(dá)(P<0.05)。
研究結(jié)論:
1.應(yīng)用動(dòng)物體溫維持儀建立大鼠CHS
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