高壓氧對熱射病大鼠內(nèi)皮功能的保護(hù)機(jī)制研究

項 威，段李明，及志勇

(吉林大學(xué)第一醫(yī)院 二部急救醫(yī)學(xué)科，吉林 長春130031)

熱射病(HS)為致命性中暑，是一種危及生命的疾病，死亡率可達(dá)10%-50%[1]。目前，該病仍缺乏特定及有效的治療方法。近幾年我科收治了多名熱射病患者，不僅病情危重，危及生命，而且治療時間長，花費高，給患者及家屬帶來諸多負(fù)擔(dān)。相關(guān)研究表明[2]，一氧化氮(NO)和內(nèi)皮素-1(ET-1)參與血管內(nèi)皮系統(tǒng)的功能，并維持其穩(wěn)態(tài)。NO能夠抑制縮血管物質(zhì)的活性，從而抑制血管收縮，ET-1的升高及NO的下降均提示血管內(nèi)皮的損傷。高壓氧抑制炎癥介質(zhì)釋放，從而抑制炎癥介質(zhì)所介導(dǎo)的血管內(nèi)皮損傷，降低ET-1水平，升高NO含量。本研究探討熱射病大鼠在高壓氧治療前后血液中NO和ET-1含量的變化情況，探討高壓氧對熱射病大鼠內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

30只健康雄性SD大鼠，10-12周齡，體重約180-200 g，實驗大鼠均來自吉林大學(xué)動物實驗中心。個體間體溫基本一致，兩次肛溫波動<3℃，所有大鼠在適宜的溫度、濕度下飼養(yǎng)1周后，接受power lab系統(tǒng)無創(chuàng)血壓測試,并進(jìn)行肛溫、體重測量以確定生理狀態(tài)的穩(wěn)定。

1.2 實驗分組

所有大鼠隨機(jī)均分為3組，每組10只，即NC組、HBO組和HS組，分籠飼養(yǎng)。①NC組：不做任何處理。②HBO組：在大鼠熱射病模型建立后進(jìn)行高壓氧治療。③HS組：僅進(jìn)行熱射病處理，不進(jìn)行高壓氧治療。在同一時間抽血測定，將三組結(jié)果進(jìn)行對比。

1.3 建模及處理方法

所有大鼠置于溫度(26±0.5)℃、相對濕度(40±5)%的仿真熱氣候動物艙中培養(yǎng)，每日照明時間為7：00-19：00，每隔8 h進(jìn)行體重、肛溫測量。HS大鼠模型的建立：將大鼠置于溫度(37.5±0.5)℃、相對濕度(60+5)%的仿真熱氣候動物艙中加熱，肛溫達(dá)到42.5℃認(rèn)為建模成功[3]，結(jié)束應(yīng)激，檢測體重，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。

1.4 高壓氧治療方法

高壓氧組大鼠制成HS模型后，立即放入鼠籠，將鼠籠放入HBO艙后關(guān)閉艙門，先用純氧以0.05 MPa(表壓)的壓力洗艙3次。然后用時15 min將艙內(nèi)治療壓力迅速升至0.15 MPa，且艙內(nèi)氧濃度大于99．5%，維持恒定的艙內(nèi)壓力共40 min。最后等速減壓，時間不少于15 min，艙內(nèi)壓力為0 MPa(表壓)后打開艙門取出大鼠。大鼠在熱暴露下的反應(yīng)符合相應(yīng)組別的行為特征。

1.5 血液生化指標(biāo)檢測方法

嚴(yán)格按照實驗設(shè)計采集血液標(biāo)本：將大鼠麻醉后，取左側(cè)頸外靜脈血2-3 ml,4℃冰箱內(nèi)保存,3 000 r/min，離心10 min取血清，ELISA法檢測大鼠血清NO及ET-1含量，并記錄數(shù)據(jù)。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 各組大鼠中血清NO含量比較

熱射病模型制備后，大鼠血清NO水平顯著降低，HS組和HBO組NO含量明顯低于NC組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.0001);高壓氧治療后HBO組血清NO水平升高，與HS組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.0001);但是未能恢復(fù)到正常水平，與NC組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.0001)。見圖1。

圖1 各組大鼠血清中NO濃度測定結(jié)果

2.2 各組大鼠中血清ET-1含量比較

同時測定大鼠血清ET-1水平，HS組明顯升高，且顯著高于NC組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.0001);在進(jìn)行高壓氧治療后，HBO組血清ET-1水平有所下降，與HS組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.0001);但同樣未能恢復(fù)至正常水平，與NC組對比差異同樣有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.0001)。見圖2。

圖2 各組大鼠血清中ET-1濃度測定結(jié)果

3 討論

熱射病是一種全身性疾病，是由高溫引發(fā)的一系列全身反應(yīng)，具有復(fù)雜的病理生理過程，主要包括全身炎癥反應(yīng)、內(nèi)皮細(xì)胞損傷與凝血功能紊亂，三者相互影響，最終可導(dǎo)致多器官功能衰竭[4]。

內(nèi)皮細(xì)胞通過合成和分泌多種細(xì)胞因子維持血管穩(wěn)態(tài)和功能[5]。高熱可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞分泌活性物質(zhì)異常，進(jìn)一步使血管內(nèi)皮細(xì)胞受損或程序性死亡，從而破壞血管內(nèi)皮的完整性，血管內(nèi)皮結(jié)構(gòu)被破壞后，血管的通透性增加，舒縮張力改變，刺激中性粒細(xì)胞等分泌炎性因子導(dǎo)致炎癥反應(yīng)增加、細(xì)胞黏附性增強(qiáng)、凝血功能異常、微循環(huán)障礙和器官缺血性功能障礙等，因此，血管內(nèi)皮功能障礙是熱射病的重要病理生理過程[6]。內(nèi)皮細(xì)胞分泌的NO和ET-1通常作為評價血管內(nèi)皮功能的指標(biāo)。NO是重要的內(nèi)皮源性釋放因子，具有抑制炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、細(xì)胞凋亡的作用，從而保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞，抑制血小板和白細(xì)胞活化，抑制凝血從而改善凝血異常[7-8]。ET-1是內(nèi)皮細(xì)胞分泌的一種調(diào)節(jié)蛋白，主要分布于心血管系統(tǒng)中，發(fā)揮刺激血管收縮，促進(jìn)平滑肌細(xì)胞和心肌細(xì)胞生長的功能，對于維持血壓和血流分布的穩(wěn)定性具有重要意義[9]。測定大鼠血中NO、ET-1含量可反映內(nèi)皮功能及損傷程度。高壓氧能夠改善內(nèi)皮細(xì)胞功能，清除炎性介質(zhì)，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子，清除核酸酶、蛋白質(zhì)水解酶、肌紅蛋白及乳酸等生物性毒素及代謝廢物，從而糾正細(xì)胞缺氧、乳酸性酸中毒及水電解質(zhì)紊亂，調(diào)節(jié)內(nèi)皮免疫微環(huán)境，重建細(xì)胞再生修復(fù)的微環(huán)境，改善內(nèi)皮功能，維持內(nèi)皮細(xì)胞的完整性，最終改善器官功能，糾正凝血功能異常，阻斷疾病向DIC及MODS 的發(fā)展。

本研究結(jié)果表明，熱射病組血中NO水平降低和ET-1水平升高，說明大鼠內(nèi)皮細(xì)胞功能受到損害，上述指標(biāo)的異常程度也充分反映了熱射病導(dǎo)致的血管內(nèi)皮細(xì)胞功能受損程度。高壓氧治療后血中NO水平回升和ET-1水平的回降，說明高壓氧對熱射病所致血管內(nèi)皮損傷具有修復(fù)作用。高壓氧可迅速增加氧供應(yīng)，改善細(xì)胞的有氧代謝，從而促進(jìn)線粒體氧化磷酸化，增強(qiáng)ATP合成，修復(fù)內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，增加NO的合成和釋放，并且減少ET-1釋放，使血管內(nèi)皮功能得到恢復(fù)。已有研究顯示[10]，ET-1水平與NO分泌失衡密切相關(guān)。這種反應(yīng)可能與高壓氧改善缺氧對NOS mRNA表達(dá)的抑制，增強(qiáng)ET-1mRNA的表達(dá)有關(guān)[11]。

綜上所述，通過檢測血清NO、ET-1水平可證實，高壓氧對熱射病導(dǎo)致的血管內(nèi)皮損傷具有保護(hù)作用，為臨床治療提供了有力證據(jù)，但本研究中由于熱射病模型制備后，大鼠存活時間短，未能將連續(xù)多次高壓氧治療進(jìn)行比較，對于最終治療效果有待進(jìn)一步研究。