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目的:探讨控制性机械通气(controlled mechanical ventilation, CMV)对Sprague-Dauley(SD)大鼠膈肌功能的影响,为临床上控制性机械通气可能诱导的膈肌功能不全提供依据,对降低不适当机械通气所引起的脱机困难提供理论基础。方法:24只雄性的成年健康SD大鼠,体重为250+20g ,随机分为3组(每组8只):正常对照组、18h-CMV组和24h-CMV组。用AniRes2005系统中的RES3020动物呼吸机对18h-CMV组和24h-CMV组的SD大鼠分别进行18h和24h的控制性机械通气,通气参数设置为呼吸频率(respiratory rate,RR):80次/分,潮气量(tidal volume,TV):5ml/kg,呼气末正压(positive end-expiratory pressure ,PEEP):1cmH20,吸呼比(inspiratory:expiratory,I:E):15:10。使用BL-420生物机能试验系统测定大鼠膈肌的跨膈压(Pdi)、最大跨膈压( Pdimax )、膈肌肌电图( diaphragm electromyogram, EMGdi )和不同刺激频率下膈肌肌张力的变化,CMV后取大鼠膈肌标本做透射电镜以观察膈肌肌纤维的病理改变,并用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳结合Western印迹分析方法测定膈肌肌凝蛋白重链(myosin heavy chain,MHC)表型的改变。结果1 18h-CMV组和24h-CMV组的Pdi较正常对照组显著降低(P <0.01),其中,两组的Pdimax分别较正常对照组下降39.8%和58.9%(P <0.01),并与时间成正相关。2 18h-CMV组和24h-CMV组EMGdi的低频成分(L)增加、高频成分(H)降低,其中,中心频率(Fc)较正常对照组分别下降13.7%和22.6%,高低频比值(H/L)较正常对照组分别下降47.6%和64.4%,差异有极显著意义(P <0.01),亦与时间成正相关。3 CMV后大鼠膈肌在最大刺激和次最大刺激频率下的肌张力较正常对照组均显著下降。18h-CMV组和24h-CMV组的肌张力在100 Hz刺激下的平均降幅分别为14.3%和46.3%(分别为P <0.05、P <0.01),在75 Hz刺激下的平均降幅分别为18.4%和45.5%(分别为P <0.05、P <0.01),呈与时间成正相关。4 24h-CMV组大鼠膈肌肌纤维的电镜下病理改变为:膈肌出现肌原纤维排列疏松、脂肪滴和空泡增多,个别出现线粒体肿胀、空化,嵴减少。而18h-CMV组大鼠膈肌肌纤维结构未见明显改变。5 18h-CMV组、24h-CMV组MHCslow和MHC2A的比例均较对照组明显降低,且以MHC2A比例下降幅度较大,分别为:2.2 %(27.7%±0.19% vs 29.9%±0.30%)和4.3%(25.6%±0.17% vs 29.9%±0.30%)。(均为P <0.05)。结论1 CMV可导致大鼠膈肌Pdi、Pdimax、Fc、H/L值和肌张力显著下降,这在CMV早期(18h或24h)即可出现,并随着机械通气时间的延长而加重。2 CMV可导致大鼠膈肌肌纤维损伤和肌凝蛋白重链亚型发生适应性改变,并与时间成正相关。3短期CMV即可造成大鼠膈肌疲劳的动物模型,导致膈肌的功能失调和形态改变。这提示机械通气,特别是控制性机械通气本身诱导的膈肌功能障碍可能是引起临床上一些患者脱机困难的重要原因之一。