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近年来的研究证明,在急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(ALI/ARDS)的发病初期,病原体及代谢产物(如内、外毒素),尤其是炎症反应早期出现的细胞因子,可激活外源性凝血途径,导致弥漫性血管内凝血(DIC)。同时,疾病早期产生的大量凝血酶可促进血小板和中性粒细胞的聚集、黏附,加强内皮细胞和中性粒细胞之间的相互作用,加重炎症反应。在ALI/ARDS病程中原有的凝血与抗凝、纤溶与抗纤溶、炎症与抗炎之间的平衡被打破,凝血级联与炎症级联之间相互促进,形成一种自动放大的效应,使病情加重,为此干预凝血系统的异常对控制ALI/ARDS的病情发展具有重要意义。另外,ALI/ARDS时炎症反应的失控与p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导通路及核因子-κB (NF-κB)的激活密切相关。已有研究证实了肝素除具备抗凝作用外,还有一定的抗炎、抗过敏作用,有关肝素对p38MAPK信号转导通路以及NF-κB活性影响的研究,国内外未见有相关报道。目的:本实验拟应用目前常用的抗凝药肝素(包括低分子肝素)来治疗ALI/ARDS,同时,通过研究肝素对p38 MAPK信号转导通路及NF-κB活性的影响,进一步明确肝素对ALI/ARDS抗炎作用的分子机制。方法:本实验采用新西兰大耳白兔48只,动物随机分为4组:对照组(A组)、内毒素组(B组)、内毒素+肝素组(C组)和内毒素+低分子肝素组(D组),每组12只。1.用大肠杆菌内毒素(LPS)制备大耳白兔急性肺损伤模型;2.用Nova Stst Profile M血气分析仪进行血气分析;3.用双抗体夹心酶联免疫吸附测定(ELISA)法测定血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)浓度;4. ELISA法测定血清血管内皮粘附分子-1(sICAM-1)的浓度;5.Western blots检测多形核中性白细胞(PMN)中磷酸化p38 MAPK的含量;6.电泳迁移率变动分析实验(EMSA)测定肺组织中NF-κB活性;7.计算肺干重和湿重比值(肺D/W)及观察肺组织病理学改变。观察肝素对ALI/ARDS的疗效,并通过研究肝素对TNF-α、sICAM-1表达、p38 MAPK基因信号转导通路、NF-κB活性的影响来进一步探讨其抗炎作用的分子机制。结果:1.注射内毒素的各组动物,动脉血氧分压(Pa02)进行性下降,1h后B组、C组和D组的Pa02在各时间点上均显著低于A组(P<0.05);在4h和6h时,C组和D组Pa02明显高于B组(P<0.05),但C组和D组之间的Pa02在各时间点均无显著性差异(P>0.05)。2.注射内毒素各组动物的血浆TNF-α浓度进行性升高,在1h后各时间点B组、C组和D组的血浆TNF-α浓度均显著高于A组(P<0.05);在2h时,B组、C组和D组之间的血浆TNF-α浓度无显著性差异(P>0.05)。在4h和6h时,C组和D组血浆TNF-α浓度明显低于B组(P<0.05),C组和D组之间的血浆TNF-α浓度在各时间点均无显著性差异(P>0.05)。3.实验动物注射内毒素1h后,sICAM-1的浓度较对照组表达值显著升高(p<0.05),并呈进行性升高趋势,于6h达到高峰;在2h后,B组、C组和D组之间的血浆sICAM-1浓度无显著性差异(P>0.05);在4h和6h时,C组和D组血浆sICAM-1浓度明显低于B组(P<0.05),C组和D组之间的血浆sICAM-1浓度在各时间点均无显著性差异(P>0.05)。4.各实验组动物注射内毒素1h后,PMN中磷酸化p38 MAPK的含量较对照组显著升高(p<0.05),内毒素组PMN中磷酸化p38 MAPK的含量随时间呈进行性增高趋势;C组和D组PMN中磷酸化p38 MAPK的含量也呈现增高趋势,在抗凝干预后PMN中中磷酸化p38 MAPK的含量有所下降,在4h和6h时,明显低于B组(p<0.05),但C组和D组之间无显著性差异(P>0.05)。5.对照组(A组)肺组织中NF-κB的活性较弱,内毒素组NF-κB的活性明显增加,是对照组的3.58±0.31倍;C组(为A组的1.56±0.21倍)和D(为A组的1.76±0.24倍)NF-κB的活性较B组明显降低(p<0.05),但C组和D组之间无显著性差异(P>0.05)。6.对B组1、2、4、6小时p38 MAPK与TNF-α、sICAM-1的相关性分析表明,p38 MAPK与TNF-α、sICAM-1之间存在显著相关性(分别为:r=0.722,0.792,0.808,0.793, P<0.05和r=0.781,0.752,0.858,0.819,P<0.05)。对B组6小时的肺组织中NF-κB的活性与血浆TNF-α、sICAM-1的含量进行相关分析发现,NF-κB与TNF-α、sICAM-1之间存在显著相关性(分别为:r=0.766,P<0.05和r=0.778,P<0.05)。7. A组、B组、C组和D组的肺D/W分别为:0.2878±0.017,0.2338±0.015,0.2556±0.014和0.2503±0.012。经t检验后得出,B组、C组和D组的肺D/W明显较A组降低(分别为:t=6.74,P<0.05;t=4.14,P<0.05和t=5.10,P<0.05);C组和D组的肺D/W与B组相比则升高(分别为:t=3.01,P<0.05;t=2.43,P<0.05)。8.根据肺损伤的病理改变,A组、B组、C组和D组的肺损伤评分分别为0.1分、2.4±0.5分、1.6±0.5分和1.8±0.4分,C组和D组的肺损伤评分明显低于B组(p<0.05)。结论:1.静脉注射内毒素后,动物出现低氧血症,肺脏病理改变符合急性肺损伤表现并可见血栓形成,肝素治疗对ALI/ARDS有一定的保护作用,表现在改善低氧血症、减轻肺水肿、抑制血栓的形成和减轻炎症反应;2. ALI/ARDS时TNF-α及sICAM-1表达增加,其水平高低与病情的轻重相一致;3. ALI/ARDS时p38 MAPK和NF-κB明显激活,并且与TNF-α及sICAM-1表达相关联;4. ALI/ARDS时肝素的作用机制为:①抑制p38 MAPK和NF-κB的活化进而抑制TNF-α及sICAM-1的过度表达。②通过抑制TNF-α及sICAM-1的过度表达使肺炎性反应和肺水肿减轻,肺组织病理结构改善;③通过抗凝作用打断炎症反应和凝血之间的极联效应,间接发挥抗炎作用;④通过减轻肺炎性反应和肺水肿,改善肺组织病理结构,最终使ALI/ARDS动物模型的氧和得到改善。