内毒素休克致血管低反应性的变化规律、器官差异及iNOS和ET-1在其中的作用

摘要

研究表明，各型休克包括失血性休克和脓毒性休克的晚期均存在血管低反应性，血管低反应性是指全身血管对缩血管物质和舒血管物质的反应降低或反应麻痹。休克后血管低反应性是导致血压不能有效提升、组织灌注难以改善，细胞缺氧和损伤进行性加重的重要原因之一。研究发现，休克后血管低反应性的发生与。肾上腺能等受体失敏、血管平滑肌细胞膜超极化及血管平滑肌收缩蛋白钙失敏有关。 内毒素休克是临床革兰氏阴性细菌感染的主要并发症之一，以全身炎症反应综合征(systemicinflammationreactionsyndrome，SIRS)为主要病理生理变化特征，大量炎性因子的失控性表达，导致微循环功能障碍，血管反应性下降等而引起全身性持续性低血压和器官血流灌注不足，在休克晚期常导致多器官功能不全综合征(multipleorgandysfunctionsyndrome，MODS)的发生。目前认为内毒素休克后出现血管低反应性，主要是由于脂多糖(LPS)所诱发的各种细胞因子的失控性表达而致，如一氧化氮(NO)的过量生成，内皮素1(ET-1)的大量表达，肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素1(IL-1)、核转录因子κB(NF-κB)、游走抑制因子(MIF)、血小板激活因子(PAF)等促炎症因子的血清水平迅速升高，诱生型一氧化氮合酶(iNOS)的大量表达及氧自由基(OFR)的大量生成等，引起血管收缩物质的表达失衡及血管内皮组织的损伤，从而导致血管的收缩舒张反应性受损。 本实验室前期研究表明，失血性休克后血管反应性的变化存在双相变化，即早期血管反应性升高，晚期呈持续性低反应性，且存在器官差异，其发生机制可能与各种炎性因子和血管活性因子在各器官的差异性表达有关。目前研究表明，内毒素休克晚期存在血管低反应性。但内毒素休克后血管反应性的变化规律如何，其是否存在器官差异及发生机制如何，目前尚无相关报道。 据此，本实验利用家兔内毒素休克模型，以整体动物和离体肠系膜上动脉(SMA)、腹腔动脉(CA)、左肾动脉(LRA)为研究对象，以iNOS特异性抑制剂氨基胍(AG)、ET-1受体非选择性抑制剂PD-142893为工具药，通过整体动物血流动力学监测、离体血管环张力测定及iNOS和ET-1mRNA表达水平测定观察了内毒素休克后各器官血管反应性的变化规律、器官差异及其相关机制。具体内容包括两大部分：(1)内毒素休克后血管低反应性变化规律及器官差异；(2)内毒素休克后血管反应性的变化与iNOS、ET-1的关系。 主要实验方法： 第一部分,观察了内毒素休克后血管反应性的变化规律和器官差异，包括：建立家兔LPS静注内毒素休克模型；在体观察给LPS前后血流动力学指标的变化；制备SMA、CA、LRA血管环，利用离体血管环张力测定技术，观察给LPS前后(给LPS前，给LPS后0.5h、1h、2h、4h、6h)各血管对梯度浓度去甲肾上腺素(NE)和乙酰胆碱(Ach)的收缩和舒张反应性。 第二部分，探索内毒素休克后血管反应性的变化与iNOS、ET-1的关系，包括：取正常对照组和给LPS后0.5h、1h、2h、4h、6h组的SMA、CA、LRA组织，利用RT-PCR技术测定各血管各组iNOS、ET-1mRNA表达水平并分析其变化规律与血管反应性变化规律的关系；利用iNOS特异性拮抗剂氨基胍(AG)和ET-1受体非选择性拮抗剂PD-142893为工具药，于给LPS后1h给予拮抗剂，观察给LPS后2h、4h、6h各血管的收缩和舒张反应性，分析iNOS、ET-1在内毒素休克后血管反应性变化中的作用；进一步在体观察AG和PD-142893对内毒素休克后各血流动力学指标的影响。 主要研究结果： 1.选取0.6mg/kg体重、0.8mg/kg体重、1.0mg/kg体重LPS作为候选休克剂量，研究发现静注LPS1.0mg/kg体重后，家兔平均动脉压(MAP)迅速下降，在给LPS0.5h后达到休克水平，降幅超过30％，且随后一直保持平稳下降，成功复制内毒素休克模型。给LPS后各血流动力学变化如下：给家兔静注LPS后0.5h其MAP就显著下降(P＜0.05)，与给LPS前相比，降幅超过30％，满足内毒素休克标准，此后直至给LPS后6h一直保持稳定平缓的下降趋势。左室最大收缩压(LVSP)、左室内压最大上升/下降(±dp/dtmax)等心功能指标在给LPS后0.5h就显著下降(P＜0.05)，在给LPS后1h时有所回升，随后平稳下降，直至给LPs后6h一直保持显著低于给LPS前的水平(P＜0.05)。左室舒张末压(LVEDP)在各时相点间的差异无统计学意义(p＞0.05)。 2.SMA对NE的收缩反应性在休克早期仅轻度升高，晚期显著下降；对Ach的舒张反应性在早期显著升高，在晚期显著下降。CA对NE的收缩反应性在给LPS后2h显著升高，晚期显著下降；对Ach的舒张反应性在休克早期显著升高，给LPS后2h达峰值，晚期有所下降，但仍呈高反应性。LRA对NE的收缩反应性在内毒素休克早期显著升高，晚期显著降低；对Ach的舒张反应性在内毒素休克早期显著升高，晚期没明显变化。 3.SMA血管组织中iNOS、ET-1mRNA的表达水平在内毒素休克晚期均显著升高，与内毒素休克晚期的收缩和舒张反应性均成负相关。使用AG或PD-142893后，内毒素休克晚期的收缩低反应性均得到部分改善，但晚期的舒张低反应性没有得到改善。CA血管组织中iNOS的表达水平在给LPS后1h显著升高，一直持续到给LPS后4h，6h表达下降，其与内毒素休克后舒张反应性及早期高收缩反应性均呈正相关。使用AG抑制iNOS后休克早期的高收缩反应性被部分削弱，而晚期的收缩低反应性被部分恢复，内毒素休克后的早期高舒张反应性显著降低。ET-1表达水平在内毒素休克晚期显著升高，其与内毒素休克晚期血管低收缩反应性呈负相关，使用PD-142893后内毒素休克晚期血管低反应性没有明显改善。LRA血管组织iNOS表达水平在内毒素休克晚期显著升高，与休克晚期收缩低反应性呈负相关，使用AG后内毒素休克晚期的收缩低反应性部分恢复。ET-1的表达水平在内毒素休克后晚期显著升高，与休克晚期收缩低反应性负相关，使用PD-142893后内毒素休克晚期的血管收缩低反应性部分恢复。 4.在体实验发现，在内毒素休克后使用iNOS特异性拮抗剂AG能迅速显著改善MAP、LVSP、±dp/dtmax等指标，但维持时间较短；使用ET-1受体非选择性拮抗剂PD-142893后能够缓慢的改善MAP、IVSP、±dp/dtmax等指标，晚期效果显著。 结论： 1.成功建立了LPS静注内毒素休克家兔模型。内毒素休克后呈现持续低血压，MAP一直平稳缓慢下降，LVSP、±dp/dtmax等心功能指标亦有相似变化。 2.内毒素休克后血管反应性呈早高晚低的双相变化和器官差异。相对于休克后机体牺牲器官血管SMA和LRA，机体保护器官血管CA的收缩反应在早期升高较晚，晚期降低较少；其舒张反应在早期升高幅度较大，晚期仍呈高反应。内毒素休克后血管反应性的器官差异可能与休克后各组织器官血液重新分布有一定关系。 3.内毒素休克后各血管组织iNOS、ET-1mRNA的表达水平与血管反应性变化存在一定的关系，且抑制iNOS、ET-1后血管反应性和血流动力学指标都有明显改善。说明iNOS、ET-1在内毒素休克后血管反应性的变化中具有重要作用。

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文献综述 休克后血管低反应性的研究进展

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