气腹状态下传统机械通气模式时肺损伤的发生机制与肺保护性通气策略的应用

发布时间：2016-12-18 21:18

  本文关键词：气腹状态下传统机械通气模式时肺损伤的发生机制与肺保护性通气策略的应用，由笔耕文化传播整理发布。

《山东大学》 2015年

气腹状态下传统机械通气模式时肺损伤的发生机制与肺保护性通气策略的应用

高慎强  

【摘要】：本课题研究大鼠在气腹状态下(气腹压力15 mmHg)采用传统通气策略(潮气量12 mL/kg,调整呼吸频率使ETCO2维持在35-45 mmHg)进行机械通气时(通气时间4h)肺损伤的发生机制,并研究气腹状态下肺保护性通气策略(6mL/kg小潮气量并允许性高碳酸血症ETCO260mmHg)的应用及其对肺的保护机制,具体如下：1气腹状态下传统机械通气模式引起肺损伤方法成年Wistar清洁级大鼠30只,随机分为3组,每组10只。所有大鼠腹腔内注射2%的戊巴比妥钠40mg/kg对大鼠进行麻醉后,行气管切开插管,股动静脉穿刺置管。股动脉置管用于监测动脉压和采血,股静脉插管建立液体通道,以10mL/(kg·h)的速率静脉输注生理盐水。(1)对照组：只注射麻醉药物后气管切开插管而不进行机械通气；(2)通气组：注射麻醉药物后气管切开连接呼吸机采用传统的通气模式(潮气量12 mL/kg,调整呼吸频率使ETCO2维持在35-45 mmHg)进行机械通气组；(3)气腹+通气组：注射麻醉药物气管切开气管插管后连接呼吸机,潮气量仍为12 mL/kg,调整呼吸频率使ETCO2在35-45 mmHg,然后建立CO2气腹,腹腔压力稳定于15mmHg,并持续整个实验过程。各组在连接呼吸机后均设定新鲜气体流速2.0 L/min,Fi02为0.50,I：E为1：2,调整呼吸频率使ETCO2维持在35-45 mmHg。上述各组均于4 h后结束实验,放空腹腔内气体后放血处死动物。实验中每隔1 h用1 mL注射器抽取0.5 mL全血,采用自动血气分析仪行动脉血气分析。钳夹右主支气管对左肺进行支气管肺泡灌洗并收集肺泡灌洗液(BALF),采用酶联免疫法(ELISA法)检测BALF中TNF-α、IL-6和IL-8的浓度。取右肺中叶称湿重,恒温干燥后测干重,计算肺湿／干重(W／D)比。取右肺前叶经石蜡切片HE染色后,观察肺组织病理学变化。结果 气腹+通气组与对照组和通气组相比,随实验时间的延长MAP、HR逐渐降低,且差异具有统计学意义(P0.05),而平均气道压、气道峰压则显著升高,有统计学意义(P0.05)；气腹+通气组Pa02随时间延长而降低,虽未低于60mmHg,但是与通气组与对照组相比已有统计学意义(P0.05)。肺组织病理学观察发现,对照组大鼠未见明显病理改变；通气组大鼠肺泡腔内发现少量巨噬细胞、淋巴和单核细胞,肺间质无明显水肿；气腹+通气组大鼠肺泡间隔增厚,肺间质有出血和水肿,肺泡腔、血管旁和支气管周围有炎性细胞浸润,肺泡腔内可见渗出物和透明膜形成。与对照组比较,通气组W／D值无显著变化(P0.05)；与对照组相比,气腹+通气组W／D值升高42.4%有统计学意义(p0.05)。BALF中TNF-α、IL-6、IL-8检测结果显示,通气组和对照组TNF-α、IL-6、IL-8浓度无显著差异(P0.05)；相较于对照组,气腹+通气组TNF-a升高63.2%,IL-6升高62.3%,IL-8升高55.0%,有统计学意义(p0.05)。结论在气腹压力15 mmHg、潮气量12 mL/kg并维持ETCO235-45mmHg的条件下4 h时,大鼠会出现肺损伤的表现。2 TLR4-TRIF-炎症因子通路对气腹状态下传统机械通气模式时肺损伤的影响方法大鼠处理同第一部分,分为3组,(1)对照组：注射麻醉药物后气管切开并插管后连接呼吸机；(2)气腹+通气组：注射麻醉药物气管切开插管后连接呼吸机,然后建立CO2气腹(腹腔压力稳定于15 mmHg)并持续整个实验过程；(3)阻断剂组：在实验开始前30分钟腹腔注射TLR4阻断剂(TAK242,0.3mg/kg),气管切开插管后连接呼吸机,然后建立CO2气腹(腹腔压力稳定于15 mmHg)并持续整个实验过程。各组在连接呼吸机后均设定潮气量12 mL/kg,实验中均吸入空氧混合气,流速均设定2.0 L/min, FiO2为0.50,I：E为1：2,调整呼吸频率使ETCO2在35-45 mmHg。4 h后结束实验,放空腹腔内气体后,所有实验动物均经放血处死,这个实验过程均将室温维持在26～28℃。结果相较于对照组,气腹+通气组和阻断剂组TNF-α、IL-6和IL-8的浓度均显著升高,有统计学意义(P0.05),而阻断剂组与气腹+通气组相比TNF-α浓度降低34%,IL-6降低16.3%,IL-8降低21.0%,差异有统计学意义(P0.05)。RT-PCR检测结果表明,气腹+通气组和阻断剂组的TLR4 mRNA表达量均显著高于对照组,有统计学意义(P0.05),但阻断剂组较实验组降低41.0%,有统计学意义(P0.05)。Western blot结果显示,TRIF蛋白表达与TLR4 mRNA表达趋势一致。肺组织病理变化结果表明,气腹+通气组大鼠肺泡间隔增厚,肺间质有出血和水肿,肺泡腔、血管旁和支气管周围有大量炎性细胞浸润,肺泡腔内大量渗出物和透明膜形成；阻断剂组肺泡腔内有大量巨噬细胞、淋巴细胞以及单核细胞,但较实验组显著减少。结论气腹状态下传统机械通气模式时肺损伤的发生与TLR4-TRIF-炎症因子通路有关。3氧化应激反应与气腹状态下传统机械通气模式时肺损伤的关系方法大鼠处理同第一部分,之后分为3组,(1)对照组：注射麻醉药物气管切开并插管后行机械通气组(潮气量12mL/kg,调整呼吸频率使ETCO2在35-45 mmHg);(2)气腹+通气组：注射麻醉药物气管切开插管后行机械通气,潮气量仍为12mL/kg,调整呼吸频率使ETCO2在35-45 mmHg,然后建立C02气腹(腹腔压力稳定于15mmHg)并持续整个实验过程；(3)阻断剂组：在实验开始前30分钟腹腔注射TLR4阻断剂(TAK242,0.3mg/kg),然后气管切开插管后行机械通气,潮气量仍为12 mL/kg,调整呼吸频率使ETCO2在35-45 mmHg,然后建立C02气腹(腹腔压力稳定于15mmHg)并持续整个实验过程。结果气腹+通气组和阻断剂组肺组织MPO和MDA水平与对照组相比分别升高69.6%、51.7%、50.4%、33.9%,有统计学意义(p0.05)；气腹+通气组和阻断剂组SOD活性与对照组相比分别降低51.9%与30.0%,有统计学意义(p0.05)。RT-PCR检测结果表明,气腹+通气组和阻断剂组肺组织iNOS和TLR4 mRNA的表达量与对照组相比分别升高90.8%、84.3%、90%、82.9%,有统计学意义(p0.05)。结论气腹状态下传统机械通气模式时肺损伤的发生与氧化应激反应有关。4小潮气量并允许性高碳酸血症通气模式对气腹状态下机械通气时肺损伤的影响方法大鼠处理同第一部分,之后分为3组,(1)对照组：注射麻醉药物后气管切开进行机械通气组(潮气量12 mL/kg,调整呼吸频率使ETCO2在35-45 mmHg);(2)气腹+通气组：注射麻醉药物气管切开插管后行机械通气,潮气量仍为12 mL/kg,调整呼吸频率使ETCO2在35-45 mmHg,然后建立C02气腹(腹腔压力稳定于15 mmHg)并持续整个实验过程；(3)小潮气量组：注射麻醉药物气管切开插管后行机械通气,潮气量设为6mL/kg,调整呼吸频率使ETCO2在60mmHg。然后建立C02气腹(腹腔压力稳定于15 mmHg)并持续整个实验过程,实验过程中调整呼吸频率使ETCO2维持于60mmHg。结果气腹+通气组和小潮气量组TNF-α、IL-6和IL-8含量均显著高于对照组,小潮气量组相较于气腹+通气组分别降低20.6%、14.9%、17.9%,有统计学意义(P0.05)。气腹+通气组和小潮气量组TLR4 mRNA表达量与TRIF蛋白的表达量均显著高于对照组(P0.05),但小潮气量组相较于气腹+通气组却分别降低30.8%、14.3%,有统计学意义(P0.05)。气腹+通气组和小潮气量组肺组织MPO和MDA水平均显著高于对照组(p0.05),但小潮气量组与气腹+通气组相比分别下降35.8%、17.1%,有统计学意义(p0.05)。小潮气量组与气腹+通气组SOD活性均显著低于对照组(p0.05),但小潮气量组与气腹+通气组相比上升33.3%,有统计学意义(p0.05)。结论 气腹状态下低潮气量并允许性高碳酸血症的通气策略会减少肺损伤的发生,其作用机制与抑制TLR4-TRIF-炎症因子信号转导通路以及抑制氧化应激反应的发生有关。综上所述,气腹状态下(气腹压力15 mmHg)采取传统机械通气模式(潮气量12 mL/kg, ETCO2维持在35-45 mmHg)4小时后会引起大鼠肺损伤,其发生机制与TLR4-TRIF-炎症因子通路及氧化应激反应有关。气腹状态下采取低潮气量(6mL/kg)并允许性高碳酸血症(ETCO2在60mmHg)的肺保护性通气策略可以减轻这种肺损伤,其作用机制与抑制TLR4-TRIF-炎症因子信号转导通路以及抑制氧化应激反应的发生有关。

【关键词】：
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R614
【目录】：

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