高原肺水肿大鼠模型的建立及7-羟乙基白杨素的干预作用

目的:1.采用低压低氧动物实验舱建立重复性良好的高原肺水肿大鼠模型,并探讨急性低压低氧、寒冷结合运动对大鼠发生高原肺水肿的影响。2.研究7-羟乙基白杨素对高原肺水肿大鼠的干预作用及其初步作用机制。方法:1.120只Wistar大鼠随机分为正常对照组、模型-Ⅰ(海拔6000 m)、模型-Ⅱ(海拔6000 m+低温2℃)、模型-Ⅲ(海拔6000 m+低温2℃+跑步运动)、模型-Ⅳ(海拔6000 m+昼夜温差12℃/2℃)、模型-Ⅴ组(海拔6000 m+昼夜温差12℃/2℃+跑步运动),通过预设条件处理各组大鼠,以肺组织病理改变、肺含水量及肺微血管通透性作为大鼠发生高原肺水肿的初步指示指标,筛选出高原肺水肿大鼠模型,通过肺组织氧化应激相关指标与相关炎性因子表达的检测进一步评价模型,并通过重现性实验考察模型稳定性。2.100只Wistar大鼠随机分为正常对照组(等容灭菌注射用水)、高原肺水肿模型组(等容灭菌注射用水)、乙酰唑胺组(200 mg/kg)、白杨素组(350 mg/kg)、7-羟乙基白杨素组(350 mg/kg),复制高原肺水肿大鼠模型,灌胃给药6天,通过对大鼠肺组织病理变化观察、肺含水量与肺微血管通透性检测、血气与血常规分析、氧化应激与能量代谢相关指标检测、炎性因子检测、肺血管通透性相关指标检测、肺动脉压相关指标检测、肺泡清除率相关指标检测,评价白杨素及7-羟乙基白杨素对高原肺水肿大鼠的干预作用,并通过Real-Time PCR法检测高原肺水肿发生相关基因的表达,探讨7-羟乙基白杨素预防大鼠高原肺水肿的初步作用机制。结果:1.模型-Ⅳ与模型-Ⅴ组大鼠肺组织均发生明显病理改变,肺含水量升高、肺微血管通透性增大,其中以模型-Ⅴ的变化更为显著,初步筛选模型-Ⅴ为高原肺水肿大鼠模型。同时检测氧化应激相关指标与相关炎性因子表达,结果显示模型-Ⅴ组大鼠发生明显的氧化应激反应与炎症反应,表现为肺组织MPO、MDA、H2O2水平明显升高,SOD、CAT、GST、GPX及GSH水平降低,血清NFκB p65、TNF-α、IL-1β及IL-6水平与肺组织VCAM-1、s ICAM-1蛋白含量升高。进一步通过重现性实验检测模型-Ⅳ与模型-Ⅴ肺含水量及肺微血管通透性,发现模型-Ⅴ条件下大鼠肺组织含水量与肺微血管通透性显著增大,发生明显肺水肿,说明模型-Ⅴ为更稳定、可靠的高原肺水肿大鼠模型。2.7-羟乙基白杨素预防给药可以明显改善高原肺水肿大鼠肺组织病理改变、降低肺含水量与肺微血管通透性、缓解大鼠体重快速下降,改善血气与血常规各项指标变化,使之接近正常水平;降低MPO、MDA、H2O2水平,增强SOD、GST、GPX活力,升高GSH含量,对CAT无明显作用,提高肺组织对·OH、O2-·的清除能力,明显减弱氧化应激反应;增加ATP的生成,对LD/Pyr比值无影响,提示其可能提高大鼠对氧的利用,而对糖酵解途径无明显作用;下调NFκB p65蛋白的表达,减少由其调控的炎性因子的产生;升高NO、CO含量,增大e NOS/ET-1比值,抑制肺血管过度收缩,降低肺动脉高压;下调HIF-1α、VEGFA基因的表达,上调Occludin基因与蛋白表达,降低肺微血管通透性;上调AQP1、α-ENa C及Na+K+-ATPase基因及蛋白的表达,增大肺泡液体清除能力,改善肺泡主动重吸收功能障碍。结论:1.筛选出重现性良好的高原肺水肿大鼠模型,初步确定了高原肺水肿大鼠模型的建立条件。2.7-羟乙基白杨素对预防大鼠高原肺水肿具有良好效果,且作用优于乙酰唑胺与白杨素,其预防作用可能表现在改善大鼠生理病理改变、抑制氧化应激反应与炎症反应、降低肺动脉压与肺血管通透性及提高肺泡液体清除能力等方面。3.HIF-1活化后启动下游基因的转录与激活可能是7-羟乙基白杨素预防大鼠发生高原肺水肿的重要作用途径,7-羟乙基白杨素上调α-ENa C与Na+K+-ATPase的表达对改善肺泡液体重吸收功能障碍具有重要意义。