应用肝硬化联合腹腔室隔综合征构建新的肝肺综合征大鼠模型研究

肝肺综合征是各种慢性肝脏疾病终末期的一种严重并发症,在肝硬化患者中发病率可达4%~47%,可发生在任何年龄,预后差。肝硬化失代偿期多形成腹水,腹内高压,甚至腹腔室隔综合征。本研究拟探索能否在肝硬化基础上联合ACS以建立肝肺综合征模型,现报道如下。　　材料与方法　　1.实验材料:健康雄性SD大 鼠40只,7~8周 龄,体质量 (250± 15)g,购自上海西普尔-必凯实验动物有限公司,按照清洁级要求饲养于同济大学附属同济医院动物实验中心。　　2.实验方法 :(1)动物模型和分组 :将雄性SD大鼠40只随机均分为4组。①正常对照组皮下注射橄榄油3ml/kg。 ②ACS组皮下注射橄榄油3ml/kg,于 第 12周腹腔内注射4%琥珀明胶,维持20mm Hg(1mm Hg =0.133Kpa)腹 压 3h。 ③肝硬化组皮下注射40%四氯化碳,2次 /周,首次剂量加倍,共 12周。④模型组 C%造模同肝硬化组,于第 12周腹腔内注射4%琥珀明胶,维持20mm Hg腹 压 3h。(2)标本采集送检 :各组大鼠均予以1%戊巴比要钠5ml/kg腹 腔内注射麻醉,仰卧位固定、开腹腔,用一次性气针从腹主动脉取血约0.5~0.8ml,迅速送检验科,用 IL-1620血气分析仪完成血气分析。取右肺,用 4%甲醛磷酸盐缓冲液固定,送病理科完成石蜡包埋、HE染色、切片、显微镜观察。　　3.统计学方法 :计量资料以均数 ±标准差表 示,用SPSS17.0统 计软件包分析,组间均数比较采用非参数分析,组间多重比较采用Kruskal-Wallis H检验,P<0.05为 差异有统计学意义。　　结 果　　1.血气分析结果 :正常对照组pH值 无异常 (7.41±0.04)、 ACS组 出现了酸中毒（PH值为7.22±0.06)、 肝硬化组出现了碱中毒 （PH值 为7.53±0.04)、 模型组出现了轻微的碱中毒（PH值 为7.47±0.02)。 pH值 组间多重比较,差异均有统计学意义(P值 均<0.05)。ACS组动脉氧分压、肺泡-动脉氧分压差分别为 (58.57±5.41)mm Hg、(83.86±28.49)mn Hg;模 型组分别为(58.20± 3.19)mm Hg、 (84.80± 11.82)mm Hg,分别与正常对照组的 (86.67±1.37)mm Hg、(38.17±9.20)mm Hg,肝 硬化组的 (85.00±2.53)mm Hg、(37.00±6.23)mm Hg比 较,差异均有统栋 义 (P值 均<0.05)。　　2.肺组织病理检测结果 :正常对照组无异常。ACS组可见肺泡间隔增宽,肺泡腔大小不一,肺容量减少,局部肺泡腔水肿、出血,肺泡壁毛细血管扩张。肝硬化组可见部分肺泡间隔增厚,肺泡腔大小不一,肺容量减少,炎细胞浸润,局部肺血管内可见充血。模型组可见肺泡间隔增宽明显,肺泡腔大小不一、有明显的出血,纤维素性渗出,大量炎性细胞浸润,肺容量减少,肺泡壁毛细血管扩张明显,局部增生,巨噬细胞聚集,微血栓形成。　　讨 论　　肝硬化失代偿期多形成腹水、腹内高压,甚至ACS。 目前国内外关于 ACS动物模型的研究主要通过腹腔内摆放气球、输注晶体、连续注人空气、二氧化碳维持腹压以形成 ACS。 这些方法的缺点是输注空气会引起脂质介导的炎症反应 ,二氧化碳虽 然广泛应用于模拟腹腔镜手术形成的气腹环境,但 二氧化碳的 吸收会引起酸中毒和代谢性脑病,同时 二氧化碳额 外地增加了机体对腹内高压反应因素,因为有研究表明把人腹腔细胞暴露在高 二氧化碳环 境下,机体新陈代谢、炎症反应均受到抑制,气球不能形成均匀的腹腔内压力,输注晶体易被机体吸收。此外,上述各种方法也不能模拟肝硬化失代偿期时腹水形成的腹内高压。　　通过探索与实验,我们使用腹腔内持续注人4%琥珀明胶,通过胶体渗透压的改变,很好地模拟了肝硬化失代偿期腹水形成的腹内高压对机体的影响。同时我们根据实时腹腔内压力监测,调整琥珀明胶输注速度,维持20mm Hg压 力,尽可能保持腹腔受压均匀。选用 20mm Hg的 压力是因为 :有研究结果显示此压力下,机体器官功能受损,当压力升高到20~25mm Hg之 间时,大鼠的耐受时间仅为60~90mm Hg,而用20mm Hg的 压力维持时间增大到3h左右 。因此,我们的方法制作ACS动物模型,操作简便可行,能真实的模拟肝硬化失代偿期时腹水对肺功能的影响。　　目前国内外关于 HPS模型的研究主要有两种方法 :(1)慢性胆总管结扎,这是广泛应用的胆汁性肝硬化和门静脉高压动物模型,因其存在低氧血症和肺内血管扩张,故被认为是复制 HPS病理生理特征的经典模型 。(2)王新国等以掺入胆固醇的玉米面作饲料,胆固醇占饲料重量的5%(前 2周的1kg饲 料中含有 200g猪 油),以 300ml/L乙醇作为其惟一饮料。在实验第 1天脊背皮下注射 CCl原液 (5ml/kg),以 后每隔3d注 射400ml/L 3ml/kg,8周 后可形成 HPS模型。但这两种方法从病因学方面均不能模拟临床最常见的肝硬化失代偿期腹水造成腹内高压所引起的对循环、 呼吸、肾脏的影响。　　经典的HPS定义为慢性肝病或门静脉高压患者在吸人室内空气时AaDo2>15 mm Hg或 者 >20 mm Hg并且年龄>64岁,伴有或无低氧血症。临床多以患者PaO2低 于70mm Hg作 为判断 HPS的 简便指标。本研究结果显示,与肝硬化组和正常对照组相比,模型组hα明显下降,AaDO2明显升高。结合血气分析、肺组织病理,证明在 CCl 诱导的肝硬化基础上联合 ACS模型,可以模拟肝硬化失代偿期腹水对肺功能的影响,成功建立 HPS模型。　　参考文献　　1.Gupta D,Vijaya DR,Gupta R. Prevalence ofhepatopulmonary syndrome in cirrhosis and extrahepatic portal venous obstruction[J].American Journal of Gastroenterology,2001.3395-3399.　　2.Rodriguez-Roisin R,Krowka MJ. Hepatopulmonary syndrome-a liver-induced lung vascular disorder[J].New England Journal of Medicine,2008.2378-2387.　　3.Hsu YP,Chen RJ,Fang JF. Increased susceptibility to oxidant injury in hepatocytes from rats with intra-abdominal hypertension[J].Journal of Trauma-Injury Infection and Critical Care,2004.569-575.　　4.Doty JM,Oda J,Ivatury RR. The effects of hemodynamic shock and increased intra-abdominal pressure on bacterial transloeation[J].Journal of Trauma-Injury Infection and Critical Care,2002.13-17.　　5.Rezende-Neto JB,Moore EE,Masuno T. The abdominal compartment syndrome as a second insult during systemic neutrophil priming provokes multiple organ injury[J].Shock,2003.303-308.　　6.Kuntz C,Wunsch A,B(o)deker C. Effect of pressure and gas type on intraabdominal,subcutaneous,and blood pH in laparoscopy[J].Surgical Endoscopy,2000,(4):367-371.doi:10.1007/s004640000156.　　7.Kopernik G,Avinoach E,Grossman Y. The effect of a high partial pressure of carbon dioxide environment on metabolism and immune functions of human peritoneal cells-relevance to carbon dioxide pneumoperitoneum[J].American Journal of Obstetrics and Gynecology,1998.1503-1510.　　8.Mutoh T,Lamm WJ,Embree L J. Volume infusion produces abdominal distension,lung compression,and chest wall stiffening in pigs[J].Journal of Applied Physiology,1992.575-582.　　9.Fallon MB,Abrams GA,McGrath JW. Common bile duct ligation in the rat:a model of intrapulmonary vasodilatation and hepatopulmonary syndrome[J].American Journal of Physiology,1997.779-784.　　10.王新国,韩德五,张慧英. 大鼠肝肺综合征模型的研究[J].世界华人消化杂志,2005,(4):521-523.doi:10.3969/j.issn.1009-3079.2005.04.021.　　11.Palma DT,Fallon MB. The hepatopulmonary syndrome[J].Journal of Hepatology,2006.617-625.