萬東君，牛廷獻(xiàn)，王春雨，付學(xué)鋒，楊艷麗，羅曉紅

(1.蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院干部病房;2.實(shí)驗(yàn)動物科;3.內(nèi)分泌科;4.病理科，蘭州 730050)

高海拔地區(qū)內(nèi)毒素致綿羊多臟器功能障礙綜合征的病理學(xué)改變

萬東君1，牛廷獻(xiàn)2，王春雨3，付學(xué)鋒1，楊艷麗4，羅曉紅3

(1.蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院干部病房;2.實(shí)驗(yàn)動物科;3.內(nèi)分泌科;4.病理科，蘭州 730050)

目的 研究高海拔地區(qū)內(nèi)毒素致綿羊多臟器功能障礙綜合征(MODS)的病理學(xué)變化特征。方法將16只綿羊隨機(jī)分為2組，中度海拔組和高海拔組，按相同的劑量靜脈給予內(nèi)毒素(6 μg/kg)制作MODS模型，24 h后麻醉處死綿羊，觀察主要臟器的病理學(xué)變化。結(jié)果 中度海拔和高海拔MODS組綿羊肺臟、肝臟、脾臟、腸粘膜均出現(xiàn)明顯炎性改變，高海拔MODS組綿羊肺臟、肝臟病理學(xué)評分明顯高于中度海拔MODS組。結(jié)論 高海拔地區(qū)MODS的病理損傷較中度海拔明顯加重。

多臟器功能障礙綜合征;內(nèi)毒素;高海拔地區(qū);綿羊;病理學(xué);肺;肝

多臟器功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome，MODS)常繼發(fā)于嚴(yán)重感染、休克、外傷等疾病，發(fā)病兇險(xiǎn)，死亡率高，一直是臨床危重病研究的重要課題。近幾年我們通過臨床觀察發(fā)現(xiàn)，隨海拔高度升高，以缺氧為主的環(huán)境暴露因素逐漸參與了平原普遍認(rèn)知的原發(fā)性打擊因素，不同地程度改變了MODS的發(fā)病過程，其臨床癥征、診斷標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、治療方略和預(yù)后與平原發(fā)生了變化或顯著變化，形成了高海拔地區(qū)具有特征性的MODS［1－4］。本實(shí)驗(yàn)在兩個(gè)不同的海拔梯度以內(nèi)毒素建立綿羊MODS模型，并對主要臟器進(jìn)行病理分析對比，了解高海拔地區(qū)綿羊MODS模型的病理特點(diǎn)，為進(jìn)一步防治研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物和試劑

16只1年齡綿羊(蘭州軍區(qū)蘭州總醫(yī)院動物實(shí)驗(yàn)科提供)，雌雄各半，體重2 kg左右，全價(jià)飼料飼養(yǎng)。麻醉藥物為速眠新Ⅱ號(軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院軍事獸醫(yī)研究提供)，內(nèi)毒素(LPS，血清型為 O127:B8，批號為64H4010，美國Sigma公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

全自動生化分析儀:Beckman公司;全自動血球分析儀:日本 Sysmex公司，KX－21N;全自動生物組織脫水機(jī):湖北宏業(yè)醫(yī)用儀器有限公司，TS－12N;輪轉(zhuǎn)切片機(jī):德國徠卡，RM2135。

1.3 動物分組及模型制作

16只綿羊分為2組，每組8只，第一組為中度海拔組，在蘭州(海拔1500 m)實(shí)施模型制作，第二組為高海拔組，在夏河(海拔 3 200 m)進(jìn)行模型制作。模型制作方法:速眠新Ⅱ號(1.5mL/kg)肌內(nèi)注射麻醉后，每組隨機(jī)抽出3只作為對照組，余5只綿羊經(jīng)前肢橈靜脈泵入 LPS(6 μg/kg，30 min內(nèi)泵完)，制作MODS模型，對照組給予等量生理鹽水靜脈泵滴入。24 h后，麻醉動物，頸靜脈采血，檢測血常規(guī)、肝腎功，頸動脈采血測血?dú)?。采血后處死動物，解剖觀察肺、肝、脾、心、腎、胃腸等主要臟器，并取部分組織用10%甲醛固定，常規(guī)組織切片，HE染色，顯微鏡下觀察。

1.4 MODS的判定

各組動物的血細(xì)胞計(jì)數(shù)、血?dú)?、肝腎功等化驗(yàn)結(jié)果，參照胡森等［5］提出的動物 MODS的診斷標(biāo)準(zhǔn)，在注射LPS后出現(xiàn)2個(gè)或2個(gè)以上器官或系統(tǒng)功能障礙判定為MODS。

1.5 病理改變的半定量分析

所有切片均由病理學(xué)專業(yè)人員進(jìn)行觀察評估。肺組織病理學(xué)檢查，按修正后彌漫性肺泡損傷(DAD)系統(tǒng)進(jìn)行評分［6］。根據(jù)肺泡內(nèi)纖維素滲出、肺泡內(nèi)出血、肺間質(zhì)水腫、肺泡內(nèi)中性粒細(xì)胞聚集、肺間質(zhì)內(nèi)中性粒細(xì)胞聚集5個(gè)參考因素，按正常、輕、中、重評 0、1、2、3 分，所有各項(xiàng)參數(shù)評分之和為DAD評分。肝損傷程度的組織學(xué)評分標(biāo)準(zhǔn)按照參考文獻(xiàn)［7］，盲法累計(jì)評分。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，組間比較采用one－way ANOVA比較。

2 結(jié)果

2.1 各組綿羊主要臟器外觀比較

模型組綿羊注射內(nèi)毒素后出現(xiàn)呼吸急促、心率增快，腹脹、尿頻，活動能力下降，進(jìn)食、飲水減少。病理解剖發(fā)現(xiàn)，與對照組比較，MODS模型綿羊組的肺臟肉眼標(biāo)本變化顯著，中度海拔組模型綿羊肺臟點(diǎn)片狀充血、水腫。肺泡水腫、擴(kuò)張明顯;腸腔脹氣。高海拔組 MODS模型綿羊，肺臟呈斑片狀實(shí)變，充血、水腫，大量肺泡液(伴血性分泌物)從氣管、支氣管斷面流出;腸腔脹氣更加顯著，膨呈鼓狀。心臟、肝臟、腎臟、脾臟等實(shí)體標(biāo)本肉眼觀察，兩個(gè)海拔梯度組與對照組變化不明顯。

2.2 各組主要臟器病理學(xué)改變

MODS模型組綿羊，損傷最為明顯的依次為肺臟、肝臟、脾臟、腸粘膜，而心臟、腎臟損傷程度輕微。中度海拔MODS組綿羊肺臟，光鏡下可見肺泡結(jié)構(gòu)基本完整，灶性肺泡腔擴(kuò)張，肺泡間隔增寬，有中性粒細(xì)胞浸潤;肝臟小葉結(jié)構(gòu)清晰，肝細(xì)胞濁腫，點(diǎn)狀壞死，輕度匯管區(qū)靜脈擴(kuò)張;脾竇充血、淤血;腸粘膜組織間中性粒細(xì)胞浸潤。高海拔MODS組:肺泡壁結(jié)構(gòu)模糊，部分肺泡壁塌陷，肺泡腔消失，病變區(qū)有大量的中性粒細(xì)胞浸潤、蛋白液和紅細(xì)胞滲出;肝臟小葉結(jié)構(gòu)完整，匯管區(qū)靜脈擴(kuò)張，匯管區(qū)炎細(xì)胞、淋巴細(xì)胞浸潤;脾竇廣泛充血、淤血;腸粘膜水腫，粘膜間質(zhì)炎細(xì)胞浸潤。對照組各臟器組織未見明顯異常改變(圖1，見彩插1)。以組織改變最為明顯的肺臟、肝臟，進(jìn)行半定量評分，高海拔MODS組肺臟、肝臟評分顯著高于中度海拔MODS組，結(jié)果參見表1。

3 討論

隨著海拔的增高，高原的低氧、低氣壓環(huán)境因素的暴露，促使MODS發(fā)生發(fā)展十分急驟，因而尋找建立合適的動物模型，了解高海拔地區(qū)MODS的演變規(guī)律，病理變化特點(diǎn)，對高海拔地區(qū)MODS早期診斷、早期治療具有特殊重要性。利用內(nèi)毒素建立MODS模型的單因素、可控性、簡便性的優(yōu)點(diǎn)，我們曾以大鼠、兔、綿羊?yàn)閷?shí)驗(yàn)動物制作MODS模型，但由于大鼠對內(nèi)毒素敏感性差，而兔對內(nèi)毒素過于敏感，最終選擇綿羊，其病理生理變化與人相近。前期在中度海拔地區(qū)(1 500 m)以綿羊制作MODS模型，臟器功能障礙發(fā)生以肺功、肝功、腸道功能減退、白細(xì)胞減少最為顯著［8］，本次試驗(yàn)在兩個(gè)海拔高度下對比病理分析，亦證實(shí)肺臟、肝臟、腸粘膜的病理改變顯著，尤以海拔3 200 m的模型最明顯。靜滴內(nèi)毒素24 h后，肺臟出現(xiàn)充血、水腫，肺泡腔內(nèi)淤血，肝臟匯管區(qū)炎性細(xì)胞浸潤，腸粘膜水腫。肺臟及肝臟的病理學(xué)評分顯示，在相同內(nèi)毒素劑量誘導(dǎo)下，高海拔地區(qū)模型動物的病理損傷較中度海拔地區(qū)的損傷更為嚴(yán)重，提示低氧環(huán)境因素對于MODS的病情發(fā)展具有重要推動作用。

表1 兩組MODS綿羊肺、肝病理學(xué)評分Tab.1 Pathological scores of the lung and liver tissues in the two MODS groups

盡管目前對于高海拔地區(qū)MODS的詳細(xì)發(fā)病機(jī)制仍然不清楚，推測低氧應(yīng)激促進(jìn)炎癥反應(yīng)鏈活躍可能是重要的發(fā)病環(huán)節(jié)之一。當(dāng)海拔上升到1 500～1 760 m，PaO2就比平原下降了近 20mmHg，接近氧解離曲線“S”陡區(qū)，容易引起氧合氧離的劇烈波動［9］;在3 000 m以上的海拔高度機(jī)體已明顯承受到低氧的刺激，使組織細(xì)胞處于應(yīng)激狀態(tài)，任何輕微的打擊都可迅速誘發(fā)MODS［10］。在低氧環(huán)境暴露下中性粒細(xì)胞功能改變與高原 MODS發(fā)病關(guān)系研究中發(fā)現(xiàn):急慢性缺氧時(shí)，中性粒細(xì)胞偽足長度都顯著大于常氧對照組，尤其是急性缺氧暴露下更明顯，表明急性缺氧促進(jìn)了中性粒細(xì)胞趨化能力［11］。NF－kB作為調(diào)控細(xì)胞因子、黏附分子和炎癥反應(yīng)的重要轉(zhuǎn)錄因子，在高原地區(qū)嚴(yán)重燙傷延遲復(fù)蘇大鼠肺組織中 NF－kB活性較中度高原顯著增強(qiáng)［12］。在高海拔地區(qū)，由于低氧應(yīng)激因素的存在，MODS模型表現(xiàn)出病理損傷較中度海拔地區(qū)嚴(yán)重，然而在主要的損傷器官中，肺損傷尤其明顯，可能原因是在LPS誘導(dǎo)的MODS病理演變過程中，早期大量炎癥介質(zhì)釋放，肺泡－毛細(xì)管膜對過度炎癥反應(yīng)較為敏感。明確的發(fā)病機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

［1］羅曉紅，萬東君，高煒，等.高海拔地區(qū)腦出血合并多器官功能障礙綜合征的特點(diǎn)［J］.中國危重病急救醫(yī)學(xué)，2006，18(5):309－310.

［2］劉惠萍，張世范，劉傳蘭，等.高原地區(qū)ARDS/MODS早期診斷治療的經(jīng)驗(yàn)體會［J］.西北國防醫(yī)學(xué)雜志，2008，29(5):321－323.

［3］張世范，張德海，高煒，等.高原地區(qū)全身炎癥反應(yīng)綜合征與急性高原病發(fā)病機(jī)制的初步探討［J］.中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志，2006，16(2):183－187.

［4］張世范，吳天一.全身炎癥反應(yīng)綜合征與急性高原反應(yīng)綜合征的關(guān)聯(lián)性研究和思考［J］.西北國防醫(yī)學(xué)雜志，2007，28(2):81－83.

［5］胡森，盛志勇，周寶桐，等.雙相遲發(fā)多器官功能不全綜合征(MODS)動物模型的研究［J］.中華創(chuàng)傷雜志，1996，12:102－106.

［6］Quintel M，Heine M，Hirsch LRB，et al.Effects of partial liquid ventilation(PLV)on lung injury in a model of acute respiratory failure:a histologic and morphometric analysis［J］.Crit Care Med，1998，26:833－842.

［7］吳海軍，肖恩華，尚全良，等.同種異體骨髓基質(zhì)細(xì)胞直接穿刺肝內(nèi)移植治療急性肝損傷的病理改變［J］.國際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志，2008，31(5):321－325.

［8］王春雨，凡春玲，羅曉紅，等.內(nèi)毒素致多臟器功能障礙綜合征綿羊模型的建立［J］.中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2011，21(8):49－52.

［9］劉傳蘭，葉光陽，耿智隆，等.蘭州地區(qū)(1517 m)118例健康人中心動脈血?dú)夥治觯跩］.西北國防醫(yī)學(xué)雜志，2001，22(4):318－320.

［10］張世范，劉毅，高煒，等.高海拔地區(qū)多臟器功能障礙評分系統(tǒng)診斷的標(biāo)準(zhǔn)［J］.中華急診醫(yī)學(xué)雜志，2006，15(4):366－369.

［11］周其全，張世范.中性粒細(xì)胞過渡激活在急性高原病伴多臟器功能障礙中的作用及其機(jī)制［J］.臨床軍醫(yī)雜志，2009，37(3):308－311.

［12］劉 毅，樊 軍.NF－kB在高原地區(qū)嚴(yán)重燙傷延遲復(fù)蘇大鼠肺組織中的表達(dá)及其意義［J］.西北國防醫(yī)學(xué)雜志，2010，31(5):321－323.

Pathological Characteristics of a Sheep Model of Multiple Organ Dysfunction Syndrome at High Altitude Induced by Lipopolysaccharide

WAN Dong－jun1，NIU Ting－xian2，WANG Chun－yu3，F(xiàn)U Xue－feng1，YANG Yan－li4，LUO Xiao－h(huán)ong3
(1.VIP ward;2.Department of Animal Experiment;3.Department of Endocrynology;4.Department of Pathology，Lanzhou General Hospital of PLA，Lanzhou 730050，China)

Objective To establish a sheep model of multiple organ dysfunction syndrome(MODS)at high altitudes induced by lipopolysaccharide(LPS)and observe the pathological characteristics of organs.Methods Sixteen 1－year old sheep(male∶female=1∶1)were randomly divided into moderate altitude group(1500 m)and high altitude group(3200 m).The MODS models were generated by intravenous infusion of LPS at a dose of 6 μg/kg.After 24 hours，the sheep were anesthetized，and samples of the lung，liver，heart，spleen，kidney and intestine tissues were taken and fixed in 10% formalin for histopathological examination.Results The lung，liver，spleen and intestinal tissues had significant inflammatory changes in both MODS groups，and especially，the pathology scores of the lung and liver at high altitude MODS group were significantly higher than those in the moderate altitude MODS group.Conclusions Pathological damages of MODS at high altitude are more aggravated than those at moderate altitude.

Multiple organ dysfunction syndrome;Lipopolysaccharide;High altitude;Sheep;Histopathology;Lung;Liver.

R33

A

1671－7856(2012)08－0040－03

10.3969/j.issn.1671.7856.2012.008.009

2012－06－12

注：A-B為對照組肺臟、肝臟（HE）；C-D為中度海拔MODS組肺臟、肝臟（HE）；E-F為高海拔MODS組肺臟、肝臟（HE）
圖1 兩組綿羊臟器組織病理學(xué)改變
Note: A: The lung of a control sheep; B: The liver of a control sheep; C: The lung of a MODS sheep at moderate altitude;D: The liver of a MODS sheep at moderate altitude; E: The lung of a MODS sheep at high altitude; F: The liver of a MODS sheep at high altitude
Fig.1 Histopathological changes in the sheep of each group(HE staining).

甘肅省自然科學(xué)基金(No.1010RJZA052)。

萬東君(1972－)，男，副主任醫(yī)師。

羅曉紅(1963－)，女，主任醫(yī)師，主要研究方向:高海拔地區(qū)多臟器功能障礙的綜合防治研究。