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肺气肿合并睡眠相关低氧大鼠炎症特点的研究

作　者: 姚我
导　师: 吴琦；冯靖
学　校: 天津医科大学
专　业: 内科学
关键词: 肺气肿睡眠相关低氧慢性阻塞性肺疾病炎症白细胞介素-6
分类号: R563.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目的和背景：目前,慢性阻塞性肺疾病(COPD)合并睡眠相关低氧(SRH)的问题备受关注。SRH是指睡眠过程中血氧饱和度(SpO2)<90%的时间>5分钟且SpO2最低点≤85%；或者睡眠过程中SP02<90%的时间占总睡眠时间的30%以上且其醒觉基线SpO2≥90%。约27%的COPD患者存在SRH,SRH可诱发肺动脉高压、心律失常及猝死等严重后果。肺气肿是COPD最主要的病生理表现和结果。本实验建立肺气肿合并SRH的大鼠模型,研究其炎症状态和特点。方法：健康雄性Wistar大鼠45只,按暴露条件分3组,每组15只。A组(单纯SRH组),正常饲养28d,第29d起在睡眠时段(9：00-17：00)将大鼠置于自制间歇低氧舱内,向舱内循环充入氮气和空气的混合气,氧气浓度为12.5%,每一循环2h,即45 min充入混合气,75 min充入空气(8h睡眠时间共进行4次循环,低氧时间共3h)；B组(单纯肺气肿组),从第1d起每天8：00和18：00(非睡眠时段)两次将大鼠置于自制熏箱内熏吸香烟共约1h(每次约30min),睡眠时段不作任何处理；C组(肺气肿合并SRH组),前28d暴露同B组,第29d起继续熏烟暴露,同时在睡眠时段(9：00-17：00)进行低氧气体循环暴露(方法同A组)。连续暴露至第56d。称量实验前后体重,计算体重增加值；第56d测定温水游泳时间；大鼠麻醉固定后开胸,收集肺泡灌洗液(BALF),计数BALF炎症细胞总数及巨噬细胞、中性粒细胞和淋巴细胞数,计算各炎症细胞比例；采集肺、肝和胰腺,切片染色后光镜下经半定量图像分析,计算肺病理评分、肺平均内存间隔(MLI)和平均肺泡数(MAN)、肝和胰腺病理评分；荧光实时定量(realtime)PCR法测定肺、肝和胰腺白细胞介素(IL)-6mRNA的表达水平。数据以(x±s)表示,采用SPSS 17.0统计软件处理,多组间均数比较应用单因素方差分析,多组间两两比较采用SNK-q检验,P<0.05表示差别有统计学意义。结果：(1)B((53.70±3.433)g, (96.40±17.115)s)、C组((44.50±4.327)g,(38.40±6.867)s)体重增加值和游泳时间均小于A组((103.80±6,973)g,(161.60±28.891)s),且C组小于B组。B((5.00±0.189)108/L,(4.52±0.155)108/L,(0.33±0.033)108/L)、C组((5.62±0.266)108/L,(5.00±0.283)108/L,(0.48±0.024)108/L)BALF炎症细胞总数、巨噬细胞计数和淋巴细胞计数均高于A组((1.64±0.135)108/L,(1.46±0.119)108/L,(0.06±0.006)108/L),且C组高于B组。B、C组BALF淋巴细胞比例均高于A组,且C组高于B组。B、C组大鼠肺组织切片HE染色均呈现明显肺气肿样改变,支气管壁淋巴细胞浸润明显。B、C组肺病理评分、MLI均大于A组,且C组大于B组。B、C组MAN均低于A组,且C组低于B组。(2)B、C组大鼠肝和胰腺组织切片HE染色后可见炎细胞浸润(淋巴细胞为主)和细胞水肿。B、C组肝和胰腺病理评分高于A组,且C组高于B组。B(0.1693±0.0070,0.1817±0.0138,0.0491±0.0005)、C组(0.2074±0.0159,0.2678±0.0027,0.0545±0.0006)大鼠肺、肝和胰腺组织IL-6 mRNA表达水平均高于A组(0.1169±0.0160,0.1271±0.0030,0.0286±0.0003),且C组高于B组。结论：经光镜下肺组织病理形态和睡眠时血气分析结果确认,肺气肿合并SRH大鼠模型建立成功。肺气肿大鼠合并SRH后,肺气肿程度和肺病理损伤加重。本研究首次发现,肺气肿合并SRH的肺部炎症特点是以淋巴细胞浸润为主,这种淋巴细胞的炎症模式与COPD常规的反复感染导致的肺气肿程度和炎症损伤程度的加重模式有着明显的不同,该炎症模式无需反复感染,只要合并SRH后炎症就持续进展。IL-6是重要的前炎症因子,其释放增加促进COPD全身炎症的表现。IL-6mRNA受核转录因子-κB(NF-κB)的调控,COPD时NF-κB(损伤性通道)激活,IL-6mRNA等相关炎症因子的基因表达增加,大量炎症因子释放,导致系统性炎症反应和细胞、组织的损伤。肺气肿大鼠合并SRH后,肺、肝和胰腺的炎症损伤(IL-6mRNA表达水平)加重,全身消耗增加,运动能力下降。说明肺气肿合并SRH后全身系统性炎症加重。所有实验结果表明,肺气肿合并SRH导致的炎症损伤程度明显高于单纯SRH和单纯肺气肿导致的炎症损伤程度。可以推断,肺气肿和SRH在炎症的进展中起到协同作用。国内外尚未见与本实验相同的动物模型研究的报道。

全文目录

中文摘要  4-6
Abstract  6-10
缩略语/符号说明  10-11
前言  11-14
  研究现状、成果  11-12
  研究目的、方法  12-14
一、熏烟加睡眠低氧暴露法建立肺气肿合并睡眠诱导低氧大鼠模型  14-37
  1.1 材料和方法  14-18
    1.1.1 实验动物  14
    1.1.2 试剂和仪器  14
    1.1.3 实验方法  14-18
  1.2 结果  18-30
    1.2.1 睡眠结构分析  18
    1.2.2 血气分析  18-19
    1.2.3 体重增加值和温水游泳时间  19-20
    1.2.4 肺泡灌洗液中的细胞组成  20-26
    1.2.5 病理形态学观察  26-30
  1.3 讨论  30-36
    1.3.1 肺气肿合并睡眠相关低氧大鼠模型的建立  30-32
    1.3.2 睡眠相关低氧对慢性阻塞性肺疾病全身反应的影响  32-33
    1.3.3 肺气肿合并睡眠相关低氧的肺部炎症特点  33-36
  1.4 小结  36-37
二、肺气肿合并睡眠诱导低氧大鼠全身炎症损伤的研究  37-62
  2.1 材料和方法  37-43
    2.1.1 实验动物  37
    2.1.2 试剂和仪器  37-38
    2.1.3 实验方法  38-43
  2.2 结果  43-56
    2.2.1 肺、肝和胰腺病理学观察  43-47
    2.2.2 组织总RNA的提取  47
    2.2.3 待测目的基因及内参照基因的PCR扩增及DNA序列分析  47-48
    2.2.4 荧光定量PCR检测待测基因表达水平  48-56
  2.3 讨论  56-61
    2.3.1 睡眠相关低氧对慢性阻塞性肺疾病的全身系统性炎症的影响  56-57
    2.3.2 睡眠相关低氧对慢性阻塞性肺疾病炎症损伤性通道的影响  57-59
    2.3.3 睡眠相关低氧对慢性阻塞性肺疾病糖代谢异常的机制探讨  59-61
  2.4 小结  61-62
结论  62-63
参考文献  63-68
发表论文情况  68-69
综述  69-77
  慢性阻塞性肺疾病的睡眠相关低氧  69-73
  综述参考文献  73-77
致谢  77

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