多發(fā)骨折并發(fā)急性肺損傷發(fā)生機制的實驗研究.pdf

1、自20世紀70年代以來，盡管對多發(fā)骨折的手術(shù)和支持治療技術(shù)有了很大提高，但其后期死亡率并沒有明顯下降，其主要原因是多器官功能障礙綜合征(Multipleorgandysfunctionsyndrome，MODS)。研究表明多發(fā)骨折與其后發(fā)生的MODS之間存在關聯(lián)，Moore等于90年代提出的“二次打擊”(Two-hit)理論指出多發(fā)骨折、休克等作為第一次打擊使機體處于中等狀態(tài)全身炎癥反應綜合征(Systemicinflammatoryr

2、esponsesyndrome，SIRS)；其后若繼發(fā)嚴重感染、休克等構(gòu)成第二次打擊，放大了已存在的炎癥狀態(tài)而發(fā)生過度的SIRS，從而表現(xiàn)出以急性肺損傷(Acutelunginjury，ALI)及其重癥形式急性呼吸窘迫綜合征(Acuterespiratorydistresssyndrome，ARDS)為首位損害器官的MODS。在構(gòu)成第二次打擊的各種致傷因素中，革蘭氏陰性菌感染在臨床中占有重要地位，其細胞壁內(nèi)毒素的主要成分脂多糖(Lipo

3、polysaccharide，LPS)可引起多種臟器損傷。 在ALI的發(fā)生中，肺泡上皮細胞是主要的靶細胞。它通過參與肺組織氣體交換對維持正常呼吸代謝功能發(fā)揮重要作用。其中肺泡Ⅱ型上皮細胞(AT-Ⅱ)可以通過分泌表面活性蛋白(Surfactantprotein，SP)、作為肺泡Ⅰ型上皮細胞(AT-Ⅰ)的祖細胞對其凋亡進行增生和修復、將AT-Ⅰ表面的Na+轉(zhuǎn)運到間質(zhì)中去防止或減少肺水腫等降低ALI對肺的損傷程度。但ALI發(fā)生時AT-

4、Ⅱ組織結(jié)構(gòu)和功能均會遭到嚴重損害，此時許多由肺間質(zhì)細胞產(chǎn)生的細胞因子都可作為調(diào)節(jié)上皮細胞增生和分化的信號分子對肺泡上皮細胞的修復產(chǎn)生重要作用。其中屬于成纖維細胞生長因子(Fibroblastgrowthfactors，F(xiàn)GFs)超家族成員的角質(zhì)細胞生長因子(Keratinocytegrowthfactor，KGF)就是最重要的因子之一。KGF不僅是上皮細胞的絲裂原也是促進肺泡上皮細胞的鈉水轉(zhuǎn)運和再生的因子。其特異性受體——角質(zhì)細胞生長因

5、子受體(Keratinocytegrowthfactorreceptor，KGFR)是分子量為72Kda的免疫球蛋白樣酪氨酸激酶受體，只在肺泡上皮細胞膜上特異表達。因此KGFR及其信號通路在ALI時修復肺泡上皮細胞損傷及促進其再生中具有重要作用。 本研究首先通過采用多發(fā)骨折與LPS復合致傷方法，成功建立了多發(fā)骨折合并感染“二次打擊”的ALI實驗動物模型。通過研究發(fā)現(xiàn)：與對照組相比較，多發(fā)骨折組、LPS5mg/Kg組在致傷后3h、

6、6h、12h、24h、48h各時相點肺臟病理評分、動脈血氣分析指標均無明顯差異(P＞0.05)；LPS16mg/Kg組有中重度肺組織損傷，肺臟病理評分、動脈血氣分析指標顯示差異顯著(P＜0.05)，其中在24h、48h時相點表現(xiàn)出明顯的ALI/ARDS改變，差異非常顯著(P＜0.01)；骨折復合LPS5mg/Kg組有中至重度肺組織損傷，肺臟病理評分、動脈血氣分析指標顯示差異顯著(P＜0.05)，該組在24h、48h時相點也表現(xiàn)出明顯的A

7、LI/ARDS改變，差異非常顯著(P＜0.01)。以上研究表明：大劑量LPS(16mg/kg)腹腔注射可以復制典型的ALI小鼠動物模型；單純的雙側(cè)股骨骨折或小劑量LPS(5mg/kg)注射均不會導致ALI，提示注射LPS與小鼠ALI模型建立存在明顯的量效關系；但當將骨折與注射LPS5mg/kg按照6h時間間隔先后復合致傷后，該二次打擊因素可以導致小鼠在24h、48h時相點發(fā)生典型的ALI/ARDS病理和血氣改變。該動物模型具有缺氧明顯、

8、代謝性伴呼吸性酸中毒改變等特點，提示多發(fā)骨折創(chuàng)傷嚴重程度與繼發(fā)感染二次打擊在骨折后ALI/ARDS的發(fā)生機制中具有重要作用，它們先后作用于實驗動物后在誘發(fā)ALI時具有二次打擊、協(xié)同致傷的病理生理學特點。該實驗方法復制的ALI/ARDS動物模型穩(wěn)定可靠，為今后相關的研究提供了實驗基礎。 由于肺泡上皮細胞在ALI中的重要作用及KGFR對肺泡上皮細胞損傷與修復的主要影響，本研究通過運用Westernblot和RT-PCR等分子生物學技

9、術(shù)檢測了多發(fā)骨折與LPS二次打擊后小鼠肺臟中KGFR蛋白水平和mRNA水平表達的表達情況，結(jié)果表明，上述因素致傷后KGFR產(chǎn)物條帶的輝度表達均降低。與對照組相比較，單純雙側(cè)股骨骨折致傷組、LPS5mg/Kg組KGFR蛋白水平和mRNA水平的表達結(jié)果無明顯差異(P＞0.05)；LPS16mg/Kg組、骨折復合LPS5mg/Kg組在24h、48h時相點水平明顯降低，差異非常顯著(P＜0.01)。提示在二次打擊損害因素持續(xù)作用到一定時間后會導