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无论平时还是战时,休克的发生率和死亡率都很高,血管功能障碍是休克致器官功能损伤的主要原因,无论是失血性休克还是脓毒性休克,血管功能障碍均普遍存在。血管功能障碍主要包括血管收缩功能障碍和屏障功能障碍,血管低反应性即为血管对血管活性药物的治疗反应减弱或不反应,极大影响了休克的治疗效果。血管屏障功能障碍是由于内皮细胞通透性增高,大分子蛋白质或脂质等渗漏到组织间隙,引起组织水肿以及器官功能障碍。近年来,糖尿病、高血压、高脂血症的发病率逐年升高,当患有这些基础疾病的患者休克后其血管收缩功能和屏障功能变化有何差异,防治药物的选择有何不同,目前尚不清楚。本研究采用失血性休克模型和脓毒性休克模型,研究不同基础疾病休克后血管收缩反应和屏障功能变化及防治药物选择,具体内容包括两个部分:第一部分,不同基础疾病失血性休克后血管反应性变化和血管活性药物使用选择;第二部分,线粒体分裂在脓毒性休克血管渗漏中的作用及Mdivi-1的防治效果。主要实验方法:第一部分不同基础疾病失血性休克后血管反应性变化和血管活性药物使用选择1.不同基础疾病失血性休克后血管反应性的变化:取健康大鼠、糖尿病大鼠、高血压大鼠、高脂血症大鼠,复制两种失血性休克模型,观察失血性休克前和失血性休克后血管收缩反应性、血流动力学和肝肾血流量的变化以及存活时间/存活率的变化。2.不同基础疾病失血性休克后抗休克药物的选择:取健康大鼠、糖尿病大鼠、高血压大鼠和高脂血症大鼠,复制失血性休克模型,观察不同剂量常规抗休克药物去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)(5、10、15、30、50μg/kg/min)、多巴胺(dopamine,DA)(1、3、5、10、15μg/kg/min)和精氨酸血管加压素(arginine vasopressin,AVP)(0.04、0.1、0.4、1、4U/kg)的治疗效果,重点观察平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)、肝肾血流量和存活时间/存活率的变化。3.抗血管低反应性药物对不同基础疾病失血性休克后的治疗效果:取健康大鼠、糖尿病大鼠、高血压大鼠和高脂血症大鼠,复制失血性休克模型,观察抗血管低反应性药物AVP和佛波酯(phorbol-12 myrestate-13-acetate,PMA)对不同基础疾病失血性休克后血管收缩反应性、血流动力学和存活时间的影响。第二部分线粒体分裂在脓毒性休克血管渗漏中的作用及Mdivi-1的防治效果1.线粒体分裂在脓毒性休克血管渗漏中的作用:动物水平采用健康SD大鼠制备脓毒性休克模型,细胞水平用脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)刺激血管内皮细胞(vascular endothelial cell,VEC),观察脓毒性休克后血管内皮细胞线粒体形态、线粒体功能和血管渗漏的变化情况,明确线粒体分裂在脓毒性休克血管渗漏中的作用。2.Mdivi-1对脓毒性休克血管渗漏的防治效果:动物水平采用健康SD大鼠制备脓毒性休克模型,细胞水平用LPS刺激血管内皮细胞,观察线粒体抑制剂(mitochondrial division inhibitor-1,Mdivi-1)抑制线粒体分裂后,对脓毒性休克大鼠血管内皮细胞线粒体形态、线粒体功能和血管渗漏的影响,明确Mdivi-1对脓毒性休克血管渗漏的防治效果。主要研究结果:第一部分不同基础疾病失血性休克后血管反应性变化和血管活性药物使用选择1.失血性休克前,糖尿病、高血压、高脂血症大鼠的胸主动脉、肠系膜上动脉和左肾动脉对NE的收缩反应性均显著高于健康大鼠(P<0.01),其中高血压大鼠血管收缩反应性最高;失血性休克后,各大鼠血管收缩反应性均降低,患有基础疾病大鼠各动脉的收缩反应性降低更明显(P<0.01),与健康大鼠相比,丢失率更大。失血性休克后,患有基础疾病大鼠肝肾血流量降低程度更为明显,肝肾线粒体功能损伤更严重(P<0.01),存活时间更短(P<0.01)。2.常用抗休克药物可增加健康大鼠和患有基础疾病大鼠失血性休克后的平均动脉压、肝肾血流量以及存活时间。不同剂量血管活性药物对健康大鼠的治疗效果无明显剂量差异。糖尿病、高血压、高脂血症大鼠失血性休克后对血管活性药物适合剂量范围更窄,低剂量的AVP(<0.4U/kg)、NE(<15μg/kg/min)、DA(<5μg/kg/min)可增加MAP、肝肾血流量和存活时间,高剂量不会进一步增加其效果,反而降低。在几种血管活性药物中,AVP的治疗效果优于NE和DA。3.具有抗血管低反应性作用的AVP和PMA能改善健康大鼠和糖尿病、高血压、高脂血症大鼠失血性休克后的血管收缩反应性(P<0.05或P<0.01),并通过改善血管反应性来改善动物血流动力学,延长存活时间(P<0.05或P<0.01)。AVP和PMA对健康大鼠的作用效果优于基础疾病大鼠,AVP的治疗效果优于PMA。第二部分线粒体分裂在脓毒性休克血管渗漏中的作用及Mdivi-1的防治效果1.脓毒性休克后血管内皮细胞线粒体分裂增加,线粒体功能减弱,大鼠肺脏、肾脏、肠道血管渗漏增加,血管内皮细胞线粒体分裂所致线粒体功能障碍与肺、脏、肾脏、肠道血管渗漏的增加明显相关。LPS刺激血管内皮细胞可引起线粒体分裂和线粒体功能障碍的同时,引起血管内皮细胞通透率的增加。提示线粒体分裂在脓毒性休克后血管渗漏中有作用。2.线粒体分裂抑制剂Mdivi-1可使脓毒性休克后线粒体分裂减少,肝脏、肾脏线粒体功能增强,肺脏、肾脏、肠道血管渗漏降低。结论:1.患有基础疾病大鼠失血性休克后血管反应性以及血流动力学、器官血流量存在明显差异,患有基础疾病大鼠失血性休克后血管反应性丢失率更高,导致器官灌注和线粒体功能损伤更为严重,存活时间更短。2.患有基础疾病失血性休克后血管活性药物的选择范围更窄,低剂量的AVP、NE、DA能改善患有基础疾病大鼠失血性休克后的血压、器官血流量以及存活时间,高剂量反而降低治疗效果,其中AVP效果优于NE、DA。3.具有抗血管低反应性作用的AVP、PMA对健康和患有基础疾病大鼠失血性休克后能有效改善血管低反应性,对健康大鼠的效果较好,对疾病大鼠的效果较差,其中AVP的效果优于PMA。4.线粒体分裂在脓毒性休克血管渗漏中有重要作用,Mdivi-1可保护线粒体功能,改善脓毒性休克后的血管渗漏。