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模拟失重对大鼠肺循环影响及作用机制的研究
中文名称: 模拟失重对大鼠肺循环影响及作用机制的研究
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论文编号: 3767033收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: The Studies of the Mechanism and the Effects of Simulated Microgravity on Lung Circulation in Rats
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 老年医学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 大鼠 模拟失重 肺循环 对照组 肺组织 川芎嗪
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论文简介:目的: 失重时肺循环及其调节功能可发生改变。本实验采用大鼠尾吊法模拟失重,研究模拟失重对大鼠肺循环的影响并探讨其作用机制。 方法: 1.健康雄性Wistar大鼠168只,分为三组对照组(CON)、尾吊7d组(TS7d)和尾吊14d组(TS14d),每组8-16只。实验结束时,用3%戊巴比妥钠(1.5ml/kg)腹腔麻醉,分别进行以下实验: ●取大鼠左心室和颈动脉血1ml,检测血气各项指标;取颈静脉血1~1.5ml,测定白细胞(WBC)、中性粒细胞(N)和血红蛋白(Hb)。 ●取肺组织,肉眼大体观察其变化后,进行以下实验:HE巳染色并用光学显微镜进行肺组织及血管形态学学观察;用透射电镜法、免疫组织化学法检测Ⅷ因子;用微血管灌注法观察肺超微结构。 ●接动物呼吸机,进行肺动、静脉插管,检测肺动、静脉压和肺血流量,计算右心肥厚指数。 ●进行离体大鼠肺循环压力、流量和阻力的检测。 ●取外周血和肺组织,分别采用放射免疫法、免疫组织化学法以及半定量逆转录-聚合酶链反应法等,从不同层面检测肺体液相关因子的变化。 2.健康雄性wistar大鼠60只,分为三组对照组(CON)、尾吊7d组(TS7d)和尾吊+川芎嗪7d组(Treated),每组20只.实验期间,尾吊+川芎嗪7d组每日胃灌注川芎嗪1.5mg/kg。实验结束时取三组肺组织,用免疫组织化学法、原位杂交法和免疫蛋白印迹法观察原癌基因C-fos、C-jun、Calcinurein-β和Captain-2表达水平的变化。 结果: 1.血液学和血气指标变化与对照组相比,尾吊7d组血白细胞(WBC)明显升高(P<0.05),PaO2、SaO2明显降低(P<0.05),中性粒细胞(N)、血红蛋白(Hb)和其他血气指标无明显改变(P>0,05);尾吊14d组PaO2、SaO2明显降低(P<0.05),其他血常规指标和血气指标与对照组相比虽有一定变化,但无统计学意义(P>0.05)。 2.组织血管形态学观察大体观察对照组大鼠色泽润泽光滑、肺组织无淤血及出血点;而尾吊7d、14d组大鼠肺脏色泽不均匀,肺组织均可见不同程度的片状和点状出血点,出血部位尤以右肺前叶为甚,且背侧多见。 HE染色对照组肺泡壁形态大小均匀、肺泡壁内无淤血;尾吊7d组、14d组肺泡壁变薄,并不同程度的增宽,肺间质内炎性细胞浸润,少数大鼠肺泡内淤血,水肿及炎性细胞浸润等病理性改变,直径100μm左右的小动脉中层平滑肌增生,管壁变厚,管腔变窄,部分有血管内增殖、重塑。 透射电镜下观察对照组内皮细胞扁平,内弹力层完整、规则;尾吊7d、14d组内膜增厚,内皮细胞体积增大,呈高柱状突入管腔。 Ⅷ因子7d悬吊组Ⅷ因子的蛋白阳性表达较强,血管密度增强,明显高于对照组(P<0.01),而14d悬吊组阳性细胞表达较7d悬吊组减弱,血管密度减少,但仍高于对照组,且有统计学意义(P<0.05)。 襁血管观察墨汁灌注法示对照组大鼠肺组织微血管粗细正常、分布均匀,走形顺畅;血管形态一致、内皮细胞排列规则,内弹力层厚薄一致。尾吊7d、14d组大鼠肺组织肺腺泡内动脉壁变薄,不同程度的增宽,内弹力层粗细不均,血管内皮细胞增生、变性、脱落;平滑肌细胞肥大,部分血管环破裂。 3.肺血管压力、肺血流量和右心室重量与对照组的平卧位相比,尾吊7d组平卧位时的肺动脉压(mPAP)和肺血管阻力(PVR)明显增高(P<0.05),肺血流量(PF)明显下降(P<0.05),肺静脉压(mPVP)虽升高,但无统计学意义(P>0.05);尾吊14d组平卧位上述各指标与对照组平卧位相比都无统计学差别性(P>0.05)。 与平卧位比,对照组和尾吊7d组头低位-30°时的变化趋势相同,都出现mPAP、PF和mPVP的明显增高(P<0.05),PVR虽增高,但未达统计学意义(P>0.05);尾吊14d组除mPAP的增高有统计学意义外(P<0.05),其他三个指标同尾吊7天组(表6图33-36)。 尾吊7d和14d对右心室重量(RV)、左心室和室间隔重量(LV+SP)和右心室肥厚指数RV/(LV+SP)无影响(P>0.05)。 4.尾吊7d、14d后大鼠离体肺循环动脉灌注压较对照组降低(P<0.05,P<0.01),予以PE、Ach和SNP药物干预后,TS7d和TS14d离体大鼠肺动脉血管对PE收缩减弱(P<0.05),对Ach和SNP舒张反应性增强(P<0.01,P<0.05),差异性有统计学意义;尾吊模拟失重7d、14d后大鼠肺血管阻力在药物干预前后均相应减弱,有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。 5.肺内体液因子的变化与对照组比,尾吊7d组TBX2和ET-1明显升高(P<0.05和P<0.01),尾吊14d组TBX2、ET-1、ANP明显升高(P<0.01,P<0.05);尾吊7d组肺组织的ADM、bFGF蛋白的放射性强度明显增高,尾吊14d组与对照组无明显差别,且ADM明显低于尾吊7d组(P<0.05)。 6.川芎嗪干预作用尾吊7d组肺组织、肺腺泡血管和微血管内血管内皮细胞、血管平滑肌细胞的细胞内原癌基因C-fos和C-jun及其mRNA蛋白明显高于对照组(P<0.01)),经川芎嗪干预后,均明显下降(P<0.01,P<0.05)。尾吊7d Calcinurein-β和Captain-2蛋白的平均光密度值和平均灰度值与对照组显著性增强(P<0.01,P<0.05);应用川芎嗪干预后,Treated组大鼠肺组织蛋白的平均光密度值和平均灰度值分别与模拟失重7d组比较蛋白的平均光密度值和平均光灰度值降低(P<0.05)。 结论: 1.模拟失重对大鼠血常规和动脉血气有一定影响,表现为尾吊7d大鼠白细胞明显升高,尾吊7d,14d大鼠PaO2、SaO2明显降低。 2.模拟失重对大鼠的肺组织和肺血管有损伤性影响,肺组织的损伤表现为模拟失重大鼠肺出现不同程度的片状和点状出血点、肺泡壁变薄,不同程度的增宽,肺间质内炎性细胞浸润,少数大鼠肺泡内淤血,水肿及炎性细胞浸润等病理性改变;肺血管的变化表现为出现血管重塑,Ⅷ因子的蛋白阳性表达较强,微血管中出现血管内皮细胞增生、变性、脱落、平滑肌细胞肥大,部分血管环破裂。且尾吊7d组变化大于尾吊14d组。 3.模拟失重对大鼠肺血流动力学有影响,表现为模拟失重大鼠肺动脉压、肺静脉压、肺血管阻力增高,肺血流量降低。 4.离体肺灌注实验表明模拟失重可引起尾吊大鼠肺血管舒缩功能的改变,表现为大鼠肺循环动脉灌注压降低,肺血管阻力下降、肺动脉对PE收缩反应减弱,对Ach和SNP舒张反应性增强。 5.肺内体液因子(TBX2,6-Keto-PGF1a,ET-1,ANP,ADM,FGFb)的释放和表达水平、失衡在引起模拟失重后大鼠肺循环血流动力学、血管反应性的变化的作用机制中,可能起一定作用。 6.川芎嗪具有干预模拟失重引起肺组织细胞因子变化的作用,表现为可抑制尾吊7d大鼠C-fos、C-jun、Calcinurein-β、Captain-2,抑制C-fos、C-jun原癌基因蛋白及其mRNA表达,降低细胞内CaM、CaN活性,下调细胞内Captajn-2表达水平,干预CaN依赖的信号转导途径,降低细胞内钙超载。 总之:本研究从整体、器官、细胞、分子和基因水平上较深入、系统地揭示了模拟失重对肺循环的影响及探讨了其发生的可能机制,并初步评价了中药川芎嗪对模拟失重所致肺循环受损的防护作用和机制,为我国今后载人航天飞行中肺脏的防护提供科学的理论和实验依据。
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