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研究背景机械通气肺损伤(Ventilatior-induced lung injury, VILI),是指在机械通气过程中因操作不当或机体免疫反应,造成的肺组织损伤或其他严重并发症等问题,临床主要表现为患者的突发性呼吸窘迫、血压下降、烦躁不安或面部青紫等,有研究表明其临床发病率在20-35%左右,严重并发症或死亡率在18～32%左右。炎症因子参与并对损伤进行调控的说法越来越受到临床研究人员的重视。炎症因子是人体在进行免疫应答反应过程中分泌和合成的重要细胞因子,按照作用的不同可以简单的分为抗炎和促炎因子两部分,其中TNF-α是促炎因子中出现时间最早和作用最明显的炎性介质,而IL-10是抗炎因子中最为典型的多功能负性调节因子。虽然目前针对不同潮气量机械通气导致肺损伤的研究很多,但是对不同潮气量通气对促炎及抑炎因子表达影响的研究相对较少。本文还就通气量大小与IL-10和TNF-α两种炎症因子浓度变化相关性进行了研究分析。第一部分不同潮气量机械通气大鼠实验模型的制备和肺组织损伤观察目的：建立大鼠不同潮气量机械通气实验模型材料与方法：选取中山大学动物试验中心清洁级同批,雌雄各半的24只SD大鼠,体重均为220-250 g,试验时间为2012年10月-2013年6月。将24只SD大鼠随机分为插管不通气F组,小潮气量通气L组和大潮气量通气H组等三组,每组各8只(n=8)。试验结束后将大鼠置于25℃恒温环境中进行24小时的恢复饲养。恢复饲养结束后大鼠按照0.35g/100g的标准进行10%水合氯醛的腹腔注射麻醉,待大鼠失去自主活动意识后,立即将试验动物经颈动脉放血处死,开胸分离左右两侧完整肺组织并观察记录外观,结果：1.大鼠行为学观察插管未通气F组大鼠24小时恢复饲养过程中活动正常,呼吸及行为无明显不适症状；小潮气量通气L组大鼠活跃度降低,倦卧,被毛直立,个别大鼠出现呼吸急促症状；大潮气量机械通气H组大鼠皮肤出现紫绀,倦卧,被毛粗乱,个别动物还出现走路摇晃等神经症状。2.大鼠肺组织外观观察插管未通气F组的肺脏外观基本正常,色泽红润,无出血或肿胀现象；小潮气量机械通气L组,同F组相比表面色泽基本正常,肺组织略显肿胀,有少量肉眼可见的出血点；大潮气量机械通气H组肺组织有血性液体渗出,整体有明显肿胀,表面可见片状出血或点状出血症状。3.大鼠W/D值变化随着机械通气量的增加,三组大鼠的肺组织干湿比(W/D值)会明显增大,F组的W/D平均值为5.14,L组与H组分别为6.54和9.41,其中L、H组与正常组F相比较有变化显著,结果有统计学意义(P<0.05)。L组与H组间对比,H组的比值明显大于L组,对比有统计学意义(P<0.05)。4.大鼠肺组织损伤评分随着机械通气量的增加,大鼠的肺组织损伤评分会明显增大,其中H组与L组及正常组F相比较有变化显著,结果有统计学意义(P<0.05)；L组与F组间对比,无统计学意义(P>0.05)。5.大鼠病理组织学观察光学显微镜下观察各组大鼠的肺组织病理切片,插管不通气F组各级支气管上皮和肺泡结构完整,肺泡间隔正常,无炎性细胞浸润；小潮气量机械通气L组,肺间隔增宽,肺间质出现轻微水肿,肺泡腔有少量渗出,少量炎性细胞浸润；大潮气量机械通气H组肺泡间隔明显增厚,部分肺泡破裂融合,肺泡腔内有出血,可见弥漫性肺间质水肿和小血管断裂,炎性细胞大量积聚。结论：1.大鼠行为活动、肺组织外观及湿/干重比值的改变,表明不同潮气量机械通气模型的成功建立,同时也说明通气量大小的改变与大鼠肺组织损伤的程度密切相关,尤其是过度通气会引发大鼠肺组织损伤的加重。2.与大潮气量机械通气H组相比小潮气量机械通气L组,肺组织损伤的程度较轻,不会显著增加大鼠的肺部损伤或加剧组织细胞内的炎性反应。第二部分不同潮气量机械通气对大鼠肺组织匀浆中TNF-α与IL-10表达的影响目的：观察不同潮气量机械通气,对大鼠肺组织匀浆中TNF-α与IL-10含量表达的影响。方法：1.动物分组与模型的建立动物模型的制备在第一部分已经完成,不同的是标本的制备和指标的测定等。2.肺组织匀浆的制备将第一部分中留存的右侧肺组织自液氮中取出,各取2g组织块用生理盐水进行充分的漂洗,并将处理好的组织块剪碎倒入匀浆器中制成匀浆,然后将制备好的匀浆在4℃的匀浆用低温离心机中进行分离,其中离心时间为20min,离心转速为12000r/min,最后取匀浆的上清液,弃掉下面的沉淀,-70℃冻存待检。3.炎症因子的测定炎性因子的测定须取上述标本100ul,检测方法选取的是双抗体夹心ELISA法,具体的操作步骤和检测方法按相关操作规程和试剂盒说明书进行。结果：1.大鼠肺组织匀浆中TNF-α的表达变化实验结果表明,大潮气量通气H组相比未通气的对照组F肺组织匀浆中TNF-α含量表达明显增高,对比结果有统计学意义(P<0.05)；小潮气量通气L组对比未通气的F组,肺组织匀浆中TNF-α蛋白含量虽有所升高,但对比结果无统计学意义(P>0.05)；H组与L组之间肺组织匀浆的TNF-α含量表达对比,H组明显高于L组,对比结果有统计学意义(P<0.05)。2.大鼠肺组织匀浆中IL-10的表达变化实验结果表明,大潮气量通气H组相比未通气的对照组F肺组织匀浆中IL-10含量表达明显增高,对比结果有统计学意义(P<0.05)；小潮气量通气L组对比未通气的F组,肺组织匀浆中IL-10的表达虽有所升高,但对比结果无统计学意义(P>0.05)；H组与L组之间肺组织匀浆的IL-10含量表达对比,H组明显高于L组,对比结果有统计学意义(P<0.05)。3.不同潮气量大小与TNF-α、IL-10表达变化的相关性[组间]对于不同潮气量机械通气,H组与L组肺组织匀浆中TNF-α(r=0.543, P=0.105)的含量变化无显著相关性,IL-10 (r=0.393,P=0.261)的含量变化也无显著相关性。4.肺组织匀浆中TNF-α与IL-10含量表达变化的相关性[组内]对于小潮气量通气L组,肺组织匀浆中TNF-α与IL-10的表达变化呈中等正相关(r=0.754,P=0.012)；大潮气量通气H组,肺组织匀浆中TNF-α与IL-10的表达变化呈显著正相关(r=0.915,P=0.000)。结论：1.大潮气量的机械通气不仅会加剧大鼠肺组织的损伤,同时还会导致肺组织细胞内炎性因子TNF-α和IL-10含量的显著升高。2.小潮气量机械通气相对于大潮气量而言,可以减轻大鼠的肺组织的损伤,而肺组织匀浆中TNF-α和IL-10的表达也有所降低。3.机械通气潮气量大小的变化与肺组织匀浆中TNF-α和IL-10的表达变化无显著相关性,也就是说潮气量大小的改变并不能作为预测肺组织匀浆中TNF-α和IL-10表达变化的指标。4.同一潮气量通气条件下肺组织匀浆中TNF-α浓度的变化与IL-10的浓度变化呈密切相关,也就是说当TNF-α的表达升高时,IL-10的表达也会增加。