擠壓傷復(fù)合低氧缺水缺食 33天后大鼠解除擠壓肺臟損傷的功能變化和病理特點

劉志瑞，王德文，左紅艷，王少霞，徐新萍，郭曉明，王靜雯，曹桓榮

研究表明，在模擬深埋條件下發(fā)生的持續(xù)擠壓傷復(fù)合低氧缺水缺食（復(fù)合組）大鼠于4.2～6.8天全部死亡，其肺臟功能（動脈血氣參數(shù)PaCO2、PaO2）和結(jié)構(gòu)（光鏡、電鏡、免疫組織化學(xué)等）均發(fā)生嚴重損傷，提示肺臟是其易受損的較敏感遠隔器官之一，并具有病變高發(fā)性、進行性、全肺性等特點[1]。本文擬進一步結(jié)合災(zāi)害現(xiàn)場救援實際需要，通過肺重指數(shù)、常規(guī)宏觀病理、光鏡組織學(xué)病理等動態(tài)檢測和觀察，探討模擬深埋條件下擠壓傷復(fù)合低氧缺水缺食大鼠于3天解除擠壓（即模擬“黃金搶救時間72 h”）即刻至28天的肺臟病理損傷的功能和病理變化，旨在為提高其獲救后的現(xiàn)場救援，及完善后續(xù)救治水平、減少傷亡提供實驗依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 實驗動物與分組 選用健康同齡Wistar雄性大鼠138只，體重（220±20）g，隨機分為正常對照組（30只）、單純擠壓傷組（36只）、低氧缺水缺食組（三缺組36只）、擠壓傷復(fù)合低氧缺水缺食組（復(fù)合組36只）。

1.2 動物模型建立 擠壓傷復(fù)合低氧缺水缺食大鼠采用鉗夾雙后肢近端方法建立擠壓傷模型，壓力設(shè)置（4.5±0.3）kg。建模后與三缺組大鼠一并置入低氧生物醫(yī)學(xué)實驗艙內(nèi)，將艙內(nèi)氧氣濃度維持在（10±0.1）%，禁食水，連續(xù)擠壓、低氧72 h。于72 h后將大鼠從低氧艙中取出，置入常規(guī)氧環(huán)境中，并解除擠壓，此后大鼠可自由進食水。單純擠壓傷組大鼠采用同樣鉗夾雙后肢近端的方法建立擠壓傷模型，可自由進食水。正常對照組未予任何處置。

1.3 宏觀病理學(xué)觀察 各組動物均于解除擠壓并脫離低氧環(huán)境、自由進食水后即刻、第1天、第3天、第7天、第14天和第28天，經(jīng)2%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉，稱體重，開胸取肺臟，宏觀觀察肺部病變，稱雙肺重量，計算肺重-體重比值（肺指數(shù)，‰）。每組6只。

1.4 光鏡病理組織學(xué)標本 切取上述各時間點肺臟組織標本，經(jīng)10%緩沖福爾馬林固定1周后，常規(guī)梯度乙醇脫水，二甲苯透明，浸蠟，石蠟包埋，4μm厚制片，60℃溫箱烤片1周。常規(guī)HE染色，光鏡（DM3000，萊卡公司）觀察并照相。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用統(tǒng)計軟件SPSS 16.0進行方差分析。數(shù)據(jù)以均數(shù)和標準差（）表示。P＜0.05差異顯著，P＜0.01差異非常顯著。

2 結(jié)果

2.1 死亡情況 復(fù)合組1只大鼠于解除擠壓后15 h猝死（經(jīng)死亡前心電圖檢測和死亡后病理學(xué)觀察證實，主要死亡原因為心臟嚴重損傷、心功能紊亂所致）。單純擠壓傷組和三缺組大鼠未發(fā)生死亡。

2.2 擠壓傷復(fù)合低氧缺水缺食 33天后解除擠壓大鼠肺臟指數(shù)改變

2.2.1 大鼠體重變化 于解除擠壓后即刻，所有實驗組大鼠的體重均顯著低于正常對照組（P＜0.01），尤其復(fù)合組最為明顯，同時顯著低于單純擠壓傷組和三缺組（P＜0.01）；在解除擠壓后第1天至第28天，各組體重均呈增長趨勢，其中復(fù)合組在所有時間點的體重均最輕，體重增長最為緩慢，不僅顯著低于正常對照組，同時也不同程度低于單純擠壓傷組、三缺組（P＜0.05，P＜0.01）。對解除擠壓后第28天正常對照組、單純擠壓傷組、三缺組、復(fù)合組體重平均增長的累計值分別為155 g，106 g，225 g，122 g，可知三缺組體重增長最多，于第28天時其體重接近正常對照組，但復(fù)合組和單純擠壓傷組體重增長則較之緩慢，其體重遠輕于正常對照組，尤其復(fù)合組更為顯著。見圖1。

圖1 各組大鼠解除擠壓后不同時間體重（ g ）比較

2.2.2 大鼠肺臟重量變化 于解除擠壓后即刻至第28天，正常對照組、單純擠壓傷組、三缺組、復(fù)合組肺重均基本呈輕微增長趨勢分別為0.46 g，0.48 g，0.47 g，0.42 g。各組之間兩兩比較，均無顯著差異（P＞0.05）。見圖2。

圖2 各組大鼠解除擠壓后不同時間肺重（ g）比較

2.2.3 大鼠肺臟指數(shù)變化 于解除擠壓后即刻，3個實驗組大鼠的肺臟指數(shù)均高于正常對照組，其中復(fù)合組和三缺組最為顯著（P＜0.01），尤其復(fù)合組更為顯著（可能與其體重最低有關(guān)）。在解除擠壓后第1天至第28天，復(fù)合組和單純擠壓傷組肺臟指數(shù)雖仍均顯著高于正常對照組（P＜0.05，P＜0.01，可能與其體重增長緩慢有關(guān)），但均呈現(xiàn)逐漸降低和恢復(fù)趨勢，尤其于第28天時最為明顯；三缺組僅于解除擠壓后第1天顯著高于正常對照組（P＜0.05），而從第3天至第28天則持續(xù)明顯降低，并與正常對照組基本相似。見圖3。

圖3 各組大鼠解除擠壓后不同時間肺指數(shù)（‰）比較

2.3 肺臟光鏡所見

2.3.1 肺基本病變 正常對照組各不同時間大鼠的肺泡、各級細支氣管和間質(zhì)組織均為正常結(jié)構(gòu)。見圖4-1、5、9、13、17、21。單純擠壓傷組大鼠于解除擠壓后即刻的肺組織僅見輕度～中度充血，肺泡隔輕度～中度增寬，肺泡腔縮??；第1天時輕微減輕；第3天時進一步減輕；第7天、第14天時明顯減輕；第28天肺泡結(jié)構(gòu)漸接近正常。見圖4-2、6、10、14、18、22。三缺組大鼠于解除后即刻的肺組織同樣僅見輕度～中度充血等血循環(huán)障礙病變，與單純擠壓傷組所見基本類似，較輕；第1天時已見較明顯減輕；第3天時更明顯減輕；第7天、第14天時漸趨接近正常；第28天基本恢復(fù)正常。見圖4-3、7、11、15、19、23。復(fù)合組大鼠于解除后即刻的肺組織呈急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）樣改變，主要為較廣泛的中度～重度充血等血循環(huán)障礙，甚至血停滯，部分肺泡間隔增寬，少量紅細胞滲出，偶見輕度水腫，并可見小葉局灶性間質(zhì)性肺炎樣病變；第1天、第3天時較之略減輕，局灶性水腫和出血仍較多見；第7天、第14天進一步減輕，局灶性水腫和出血仍可見；第28天時6只大鼠中5只僅見少數(shù)肺泡壁輕微的上述病變，多數(shù)肺泡結(jié)構(gòu)明顯恢復(fù)。見圖4-4、8、12、16、20、24。只有1只大鼠的右肺部分病變?nèi)晕赐耆?。見圖5。

表1 各組大鼠解除擠壓后肺組織病變程度比較

2.3.2 肺病變程度分級 參照持續(xù)性擠壓傷復(fù)合低氧缺水缺食病變程度的劃分原則[3]，本次解除擠壓傷復(fù)合低氧缺水缺食實驗中，各組不同時間肺組織損傷光鏡下病理組織學(xué)變化程度比較。解除擠壓后各實驗組不同時間肺組織病變程度均呈減輕和恢復(fù)過程，其中復(fù)合組恢復(fù)最緩慢，第28天肺內(nèi)仍見部分輕微局灶性病變，三缺組恢復(fù)最迅速，單純擠壓傷組介于期間。見表1。

3 討論

3.1 關(guān)于擠壓傷的動物模型 目前國內(nèi)外關(guān)于擠壓傷實驗研究的動物模型種類較多，主要包括重物壓迫法、氣壓止血帶擠壓法、甘油肌肉注射法等[2-5]?；谥匚飰浩确ㄐ枰诼樽頎顟B(tài)下進行，既不同于災(zāi)害和事故實際，且難以實現(xiàn)進行長時間持續(xù)擠壓條件以深入研究的需求；氣壓止血帶擠壓法和甘油肌肉注射法則難以接近現(xiàn)場和臨床的實際。本實驗首次設(shè)計和應(yīng)用鉗夾后肢方法成功建立了擠壓傷模型，即在動物清醒狀態(tài)下，應(yīng)用自制的鉗夾擠壓器械，使擠壓力量同時均勻作用于大鼠雙后肢近端的方法，壓力設(shè)置（4.5±0.3）kg，更為接近事故現(xiàn)場和臨床實際，且具有簡單易行，壓力可調(diào)，并可進行長時間持續(xù)擠壓所致傷肢局部病變（如壞死、潰爛、干枯、脫落等）和遠隔臟器損傷效應(yīng)（如擠壓綜合征等）動態(tài)研究的優(yōu)點。同時，可持續(xù)擠壓1～2周以上，進行生命耐受力全程研究，業(yè)已為千余只動物實驗所證實。

3.2 關(guān)于本實驗復(fù)合性擠壓傷動物模型的傷情程度 本實驗研究的傷類為模擬深埋條件下常見的擠壓傷復(fù)合低氧缺水缺食模型（即該條件下特有的“復(fù)合性擠壓傷”），基于雙后肢擠壓傷的傷情屬于重度，氧濃度10%屬于中度缺氧，并同時完全禁食禁水，結(jié)合前期本模型大鼠在持續(xù)擠壓條件下于4.2～6.8天內(nèi)全部死亡，平均存活時間僅（5.3±0.7）天的結(jié)果，參照復(fù)合傷損傷程度的劃分原則和標準[6（]即兩單傷或三單傷相互加重，綜合傷情程度升級），本模型大鼠的損傷程度應(yīng)屬于極重度復(fù)合傷。需要補充的是本課題組在單后肢擠壓傷（屬于中度傷情）復(fù)合同樣低氧缺水缺食模型實驗中（其綜合傷情程度為重度復(fù)合傷），在第7天時間內(nèi)，死亡率僅為22.2%。

3.3 關(guān)于復(fù)合性擠壓傷實驗動物解除擠壓時間的確立 迄今國內(nèi)外采用重物或環(huán)周壓迫法研究擠壓傷及其擠壓綜合征的動物實驗研究中，由于研究目的、動物種類和重物重量的不同，導(dǎo)致所應(yīng)用的擠壓時間也各異，大多采用擠壓4 h法（即4 h后解除擠壓），也有采用3 h法[7]、5 h法[5]、6 h法[8]，10 h法[9]等。由于擠壓時間的不同，成為所引起的擠壓傷、擠壓綜合征、多器官功能不全綜合征的傷情程度、傷類特點等差異的重要原因之一。特別是基于掩埋事件后現(xiàn)場搶救大多經(jīng)歷探尋、挖掘、破拆等過程，多數(shù)傷員只能在遭受掩埋一段長短不一的時間后方能獲救得以解除擠壓，故本實驗采用了模擬目前國內(nèi)外具有共識的“黃金搶救時間72 h”解除擠壓的方法，以期更接近現(xiàn)場實際救援需求。

3.4 關(guān)于復(fù)合性擠壓傷第 33天解除擠壓后肺臟損傷的功能和病理特點 本研究通過解除擠壓后即刻、第1天、第3天、第7天、第14天、第28天動態(tài)活殺大鼠，觀測肺重、肺指數(shù)、宏觀病理與光鏡組織學(xué)病理，發(fā)現(xiàn)復(fù)合性擠壓傷持續(xù)擠壓3天時，其肺臟的基本病理變化呈ARDS樣改變[10]：主要為較廣泛的中度～重度充血等血循環(huán)障礙，甚至血停滯，部分肺泡間隔增寬，少量紅細胞滲出，偶見輕度水腫，并伴小葉局灶性間質(zhì)性肺炎病變。當(dāng)解除擠壓后，上述肺病變均呈現(xiàn)自發(fā)性逐漸減輕和恢復(fù)過程。其恢復(fù)過程具有如下特點。（1）初期病變的全肺性：即持續(xù)擠壓3天時（解除擠壓后即刻）肺臟的上述病變于全肺均可見到，其中雙肺下葉較明顯；（2）自行恢復(fù)的可能性：即解除擠壓后雖未給予任何醫(yī)學(xué)救治處置，上述肺臟病變均可自行減輕恢復(fù)；（3）恢復(fù)過程的緩慢性：即解除擠壓后第1天至第3天時略減輕，第7天至第14天進一步減輕，水腫和出血漸減少減輕，第28天時部分大鼠未完全恢復(fù)正常。

基于肺臟不僅是機體具有呼吸功能（氣體交換）的重要器官，而且也是某些激素和介質(zhì)產(chǎn)生、諸多物質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)化作用、影響體循環(huán)等多種功能的重要器官。此外，肺在凝血過程中也起重要作用[11]，提示在頻發(fā)的各類災(zāi)害而導(dǎo)致的人員掩埋（特別是深層掩埋）條件下，對此類傷員的現(xiàn)場急救和后續(xù)治療過程中，加強肺臟保護，促進損傷修復(fù)，是減輕、減少并發(fā)癥，提高存活率的重要環(huán)節(jié)之一。

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