论文部分内容阅读
随着我国海洋战略的持续拓展,从事水下工程作业的各类商业潜水活动日益频繁;海洋资源开发和科学研究等科学潜水也在快速发展;而随着人们生活水平的提高、滨海旅游的蓬勃发展,休闲潜水更是以每年10%～20%的速度在快速递增。人员进入水下开展各类活动,必须呼吸所处水深压强相等的高压气体,以对抗静水压保证生理安全。高压下溶于体内的生理性惰性气体,必须遵循特定的规律才能安全排出体外,否则就可能因减压不当生成气泡导致减压病(decompression sickness,DCS)。虽然现代潜水规范已逐渐成熟,但由于复杂的水下环境和千差万别的作业条件,DCS时有发生;特别是在潜艇脱险等特殊情况下,还可能出现大批罹患急重症DCS的脱险艇员。因此,DCS救治仍然是潜水医学研究的核心任务。快速减压时,已溶解在体内的惰性气体发生不安全脱饱和,进而逸出形成气泡,是DCS的致病原因。气泡除了对机体造成物理损伤外,更是会激发一系列生化反应,特别是在重症DCS的演变过程中,生化损伤往往愈演愈烈。循环系统和组织内气泡会激活血管内皮、启动炎症级联反应、激活凝血和补体系统等,这些生化效应并不会在即便有效的加压治疗后及时中止,反而会继续导致一系列症状和体征发生,甚至使病情进一步恶化。基于DCS各损伤环节,常用的药物包括抗凝药、抗炎药、内皮保护性药物,以及全氟化碳、利多卡因、激素等。抗凝药物中阿司匹林和肝素均未能有效抑制减压后血小板聚集。全氟化碳乳剂虽然可以促进组织的氧合、加速惰性气体从体内排出,但全氟化碳只有依靠乳剂才能溶于水,但随之而来的保质期短、代谢慢以及诸多副作用等限制了全氟化碳的临床应用。糖皮质激素诸多副作用,如促使血糖升高,使神经损伤进一步恶化,同时,也不利于组织水肿的消除。在新版美国海军潜水手册中,激素已不再作为推荐治疗措施。可以看出,可用于减压病治疗的药物仍然比较匮乏,探索有效、易行的减压病治疗药物势在必行。乌司他丁是从人尿液中分离纯化的一种糖蛋白,其通过抑制炎症因子的产生和释放,保护血管内皮,改善毛细血管通透性和组织灌注,保护器官功能。血必净是基于“四证四法”中医治则及“菌毒炎并治”理论提炼而成的一味中药制剂,可通过多种机制发挥抗炎、调节凝血功能、保护血管内皮、免疫调节等作用。临床中已将乌司他丁和血必净广泛运用于脓毒症、休克等急危重症的治疗,且被用作新型冠状病毒肺炎诊疗方案的推荐用药。其药理学特性有可能对DCS具有保护性效应,因此,本课题旨在建立稳定的DCS兔模型,探索乌司他丁和血必净对DCS的治疗效应和机制。第一部分:减压病兔模型的建立研究方法:选用雄性新西兰白兔在DWC150型动物加压舱内按照不同暴露时程、减压速率模拟潜水。减压出舱后评估动物的肢体运动功能,采用超声检测右心气泡量,检测血液指标变化,观察期结束后处死动物,摘取肺、脊髓组织进行病理检查。通过整体行为学、血液学、组织病理学、气泡量等方面建立系统全面的指标评估体系。研究结果:通过调整高气压暴露方案可制作出不同严重程度的DCS模型,其中500 k Pa-60 min,200 k Pa/min匀速减压方案下,DCS发病率76%,重症DCS发病率64%,死亡率28%。该方案下,超声检测静脉系统内气泡量显著增加,肢体运动功能发生明显减退,凝血酶原时间延长,纤维蛋白原含量增加,血小板计数呈现出先降低后升高的趋势,脊髓和肺组织出现明显的炎细胞浸润、出血、水肿等病理学改变。结论:通过调整高气压暴露时间和减压速度筛选出理想的DCS造模方案,并建立了包括行为学、肺和脊髓组织病理学、血液学及气泡量在内的DCS指标评估体系。第二部分:减压病治疗药物探索一、乌司他丁对兔减压病的治疗作用研究方法:采用88只雄性新西兰白兔模拟潜水至500 k Pa,停留60 min后以200k Pa/min匀速减至常压。出舱后即刻静脉给予不同浓度的乌司他丁(15/7.5/3.75×10~5U/kg)或等体积生理盐水。观测3 h内气泡量变化,记录评估DCS症状。72 h内多个时间点采集血液样本检测血常规以及血清炎症(IL-1β、MCP-1)、内皮(ET-1、ICAM-1)和氧化损伤(MDA、MPO)标志物水平。采集肺组织样本评估内皮损伤程度。另外6只动物作正常对照。研究结果:高剂量(15×10~5 U/kg)乌司他丁使DCS总发病率、重症DCS发病率和死亡率、分别从84.38%降至62.50%(P=0.048),46.88%降至21.88%(P=0.035),31.25%降至9.38%(P=0.030)。与生理盐水组相比,高剂量乌司他丁显著推迟了减压病的发生(8.2±0.7 min vs.13.0±2.5 min,P=0.030),延长了生存时间(22.9±4.9 min vs.50.7±14.6 min,P=0.009)。此外,高剂量乌司他丁显著减轻了炎症反应、内皮及氧化损伤。另外两个乌司他丁剂量组表现出保护性效应趋势,但差异无统计学意义。结论:高剂量乌司他丁通过抗炎、抗氧化、保护内皮等机制有效对抗了DCS,尤其是重症DCS。乌司他丁是治疗DCS理想的替代药物。二、血必净对兔减压病的治疗作用研究方法:采用24只雄性新西兰白兔模拟潜水(500 k Pa暴露60 min,200 k Pa/min匀速减压),减压出舱后,即刻静脉给予5 ml/kg血必净注射液或等体积生理盐水。观察记录动物发病情况,模拟潜水前及减压出舱后1、6、12 h采集静脉血检测炎性指标(IL-1β、MCP-1)。减压后24 h处死动物采集肺组织样本评估肺损伤程度。另外6只动物作正常对照。研究结果:血必净显著缓解了肺损伤(肺湿干质量比和肺泡灌洗液蛋白量),并减轻了系统(血清IL-1β)及局部(肺泡灌洗液TNF-α)炎症反应。结论:血必净有效抑制了DCS肺损伤,可能与机体和局部炎症反应抑制有关。血必净可能是治疗减压性肺损伤潜在的治疗药物。