慢性缺氧—肺气肿大鼠膈肌生物力学特性变化的实验研究

发布时间：2020-03-22 23:39

【摘要】： 目的：膈肌作为主要的呼吸肌，有关它的结构、功能和代谢。国内外已经进行了大量的研究。近年对膈肌疲劳研究也不断深入。但有关膈肌疲劳时的膈肌生物力学特性以及与细胞骨架蛋白表达的关系，还研究甚少。本实验通过建立大鼠慢性缺氧和肺气肿模型，检测膈肌条的收缩与疲劳特性，应力应变关系，单个膈肌细胞的粘弹特性和细胞骨架蛋白的表达变化。探讨膈肌生物力学特性与细胞骨架蛋白表达的关系，为深入了解COPD膈肌的生物力学特性及其结构基础提供理论和实验依据。方法：(1)采用慢性间断低压缺氧和气管内一次性滴入猪胰弹性蛋白酶的方法制备慢性缺氧和肺气肿模型；(2)测定膈肌条疲劳与收缩特性；(3)测定膈肌条应力应变关系；(4)采用微管吸吮系统测定单个膈肌细胞粘弹特性；(5)免疫组化方法检测膈肌细胞骨架蛋白titin和nebulin的表达；(6)分析膈肌细胞骨架蛋白表达与膈肌生物力学特性之间的关系。结果：(1)动物模型：与对照组相比，缺氧组动脉血氧分压下降显著，肺灌注容积无显著变化，肺病理可见动脉壁增厚，少量肺泡破裂融合，膈肌电镜下可见线粒体水肿，肌膜增厚；肺气肿组仅有轻度氧分压下降和二氧化碳潴留，与对照组无显著性差异，肺灌注容积增大，肺排除／灌注容积减少，光镜下见全小叶型肺气肿改变，膈肌电镜下可见线粒体肿胀，空化，髓样体形成。缺氧-肺气肿组有显著的氧分压下降和二氧化碳潴留，肺灌注容积显著增大，肺排除／灌注容积显著减小，光镜下可见全小叶型肺气肿改变，动脉壁增厚，电镜下膈肌纤维可见线粒体肿胀、空化明显，髓样体形成，肌纤维间隙增宽。(2)膈肌条的收缩与疲劳特性：与对照组相比，肺气肿组，缺氧一肺气肿组Pt和P。显著下降，l/ZRt延长，力一频率曲线明显右移，后者尤为显著，缺氧组Pt、P。较对照组无显著性差异，l/ZRt延长，力一频率曲线右移;(3)隔肌条应力一应变关系:与对照组相比，缺氧一肺气肿组和肺气肿组极限强度下降，隔肌肌肉僵硬度常数下降，初始弹性系数升高，而慢性缺氧组无显著变化:(4)单个隔肌细胞粘弹特性:肺气肿组和缺氧一肺气肿组粘弹系数Kl，KZ，p较对照组相应值明显降低，相差显著。与对照组相比，慢性缺氧组无显著变化;(5)慢性缺氧一肺气肿组和肺气肿组隔肌细胞titin和nebulin的表达显著减少，与对照组相比，，慢性缺氧一肺气肿组尤为显著，单纯缺氧组两者含量无显著变化;(6)相关分析显示隔肌细胞骨架蛋白表达量的变化与肌肉僵硬度常数，单个细胞粘弹系数的变化相关。结论:(l)我们通过慢性间断低压缺氧和气管内注入猪胰弹性蛋白酶的方法，成功地复制了慢性缺氧，肺气肿和慢性缺氧一肺气肿动物模型;(2) 肺气肿大鼠隔肌疲劳与收缩特性下降，应力应变关系显示，极限强度下降，隔肌肌肉僵硬度常数下降，初始弹性系数升高。(3)肺气肿大鼠单个隔肌细胞的粘弹系数下降;(4)肺气肿大鼠隔肌titin和nebulin两种细胞骨架蛋白表达下降。
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：R363

【参考文献】