综合实验治疗海水淹溺肺水肿兔的肺形态结构变化观察
凌斌勋 李侠 王琰 张敏华 赵增荣 刘虹 袁驾南 黄小兵 徐根兴 董文度
摘 要：目的：观察综合治疗海水淹溺肺水肿(PE-SWD)兔的肺形态结构变化并探讨作用机制。方法：用海水灌注的方法制作PE-SWD模型，分别采用高频喷射通气(HFJV)联合4种药物治疗、一氧化氮(NO)治疗和高压氧(HBO)治疗，观察经3种综合实验治疗后兔肺形态结构变化，并用Ca2+超微结构方法观察兔肺细胞内Ca2+变化。结果：3组治疗措施均能明显减轻肺水肿病变，且能明显缓解细胞内Ca2+超负荷状况，其中HBO治疗效果最好，NO治疗效果次之[模型组Ca2+沉淀反应颗粒为(112.80±11.36)个/μm2，HBO组降低为(47.70±11.39)个/μm2，NO组降低为(73.90±18.24)个/μm2，P均<0.01]。结论：HFJV联合4种药物治疗是行之有效的治疗措施，可作为PE-SWD的基础治疗，条件许可时应尽量加用NO吸入或HBO治疗。
, 百拇医药
关键词：肺水肿 海水淹溺 高频喷射通气 一氧化氮 高压氧 钙离子
海水淹溺肺水肿(pulmonary edema after seawater drowning,PESWD)的发病机制已基本研究清楚[1]，但如何进行有效治疗尚无文献报道。我们用高频喷射通气(HFJV)和药物联合治疗PESWD动物，并在此基础上加用高压氧(HBO)和一氧化氮(NO)分别进行综合实验治疗，观察PESWD兔肺形态结构和细胞内Ca2+变化，报告如下。
1 材料与方法
1.1 动物分组：选用纯种新西兰兔44只，雌雄不拘，体重(2.49±0.17)kg。随机分为4组，第1组为模型组(10只)，不进行任何治疗；第2组为4药组(12只)；第3组为NO组(12只)；第4组为HBO组(10只)。
1.2 模型制作：20%氨基甲酸乙酯(1.0 g/kg)耳缘静脉注射全麻，气管切开插入玻璃套管，向兔肺内灌入海水3～4 ml/kg，分2次于2分钟内灌完，复制PESWD模型[2]。
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1.3 治疗措施：
1.3.1 4药组(HFJV联合4种药物治疗)：动物于肺内灌海水后20分钟，静注地塞米松1.6 mg/kg，30分钟时用KRⅢ(MC)型高频喷射呼吸机进行HFJV治疗；尼莫通0.05 mg/kg+东莨菪碱0.05 mg/kg+5 % NaHCO3 5.6 ml+生理盐水40 ml+5%葡萄糖14.4 ml缓慢静滴，同时推注果糖二磷酸钠(FDP)2.5 g/kg，连续观察210分钟后，随机麻醉处死5只兔，取肺组织，其余7只兔用以观察存活时间。
1.3.2 NO组：HFJV联合4种药物治疗，再进行NO吸入。实验方法与4药组相同。至灌海水120分钟时，用BG951型NO治疗仪进行NO吸入治疗60分钟，随机处死5只兔取肺组织，其余7只兔用以观察存活时间。
1.3.3 HBO组：HFJV联合4种药物治疗，再进行HBO治疗。实验方法与4药组相同。至灌海水120分钟时，放入动物舱内进行HBO治疗，加压5分钟至202.65 kPa(1 atm=101.325 kPa)，维持40分钟，减压15分钟出舱。观察30分钟后随机处死5只兔取肺组织，其余5只兔用以观察存活时间。
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1.4 观察指标：
1.4.1 肺组织结构变化：肺常规固定、切片，进行光镜和电镜观察。
1.4.2 Ca2+超微结构分析：从4组随机处死的兔肺下叶分别各取0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm的肺组织2块，于0.1 mol/L磷酸盐缓冲液(pH 7.4)配制的2.5%戊二醛固定液中4 ℃固定3小时，随后按改进的Ca2+超微结构定位方法进行处理[3]。即用0.09 mol/L草酸钾(含7.5%蔗糖，pH 7.4)洗2小时，1%～2%焦锑酸钾混合固定液(用0.2 mol/L醋酸调至pH 7.4)室温固定1小时，三蒸水洗，常规脱水，Epon812包埋，超薄切片，JEM1200 EX电镜观察[3]。每组每类组织超薄切片均在放大20000倍下拍片30张，用网格叠于照片上定量计数细胞质中Ca2+沉淀反应颗粒，并经换算成每平方微米细胞质中Ca2+沉淀反应相对强度。
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2 结 果
2.1 各组肺表面均呈淡红色，可见不同程度暗红色片状出血区；切面呈暗红色，挤压时有粉红色液体溢出。经治疗的3组兔肺病变程度均明显轻于模型组，其中NO组和HBO组肺水肿程度减轻更显著。
2.2 光镜观察：模型组见局灶性肺泡和肺间质水肿、局灶性肺不张、局灶性代偿性肺气肿、肺间质和肺泡腔内炎细胞浸润、肺泡壁毛细血管扩张充血、肺泡腔内出血和肺透明膜形成。经治疗的3组兔肺病变程度均明显轻于模型组。其中NO组和HBO组减轻更显著。
2.3 电镜观察：模型组见Ⅱ型肺泡上皮细胞脱入肺泡腔内，板层小体减少或有排空现象；巨噬细胞内溶酶体增加；毛细血管内皮细胞肿胀，基底膜暴露。经治疗的3组兔肺病变程度均明显轻于模型组。其中NO组和HBO组减轻更显著(图1)。
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1.模型组肺上皮细胞(箭头所指为细胞内空泡化线粒体)
2.4药组肺上皮细胞(箭头所指为Ⅱ型肺泡上皮细胞)
3.NO组肺上皮细胞(箭头所指为细胞内恢复正常的线粒体)
4.HBO组肺上皮细胞[箭头所指分别为细胞内恢复正常的线粒体(↑)和Ca2+反应颗粒(
)]
图1 4组动物肺组织超微结构(×20000)
2.4 Ca2+沉淀反应：模型组兔肺Ca2+沉淀反应颗粒主要定位于Ⅰ、Ⅱ型肺泡上皮细胞及毛细血管内皮细胞胞质的基质、内质网和线粒体内。3组治疗兔肺Ca2+沉淀反应颗粒定位分布与模型组基本类似，但Ca2+沉淀反应强度发生了变化，胞质内总Ca2+沉淀反应颗粒均明显减少。且其减少程度以HBO组最为明显，NO组次之，4药组再次之(表1)。
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表1 4组兔肺细胞质中Ca2+沉淀反应颗粒个/μm2
组别
动物数(只)
Ca2+沉淀反应颗粒
模型组
10
112.80±11.36
4药组
12
95.80±16.72*
NO组
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12
73.90±18.24**△
HBO组
10
47.70±11.39**△△★★
注：与模型组比较：*P<0.05,**P<0.01；与4药组比较：△P<0.05,△△P<0.01；与NO组比较：★★P<0.01
3 讨 论
HFJV治疗，能使肺泡处于良好的扩张状态，并减少毛细血管内液体向肺泡腔渗出，从而减轻继发性肺水肿的进一步发展。地塞米松能降低毛细血管通透性以减轻肺水肿；稳定溶酶体膜以防止组织细胞进一步受损；解除平滑肌痉挛以改善微循环。东莨菪碱能解除血管平滑肌痉挛和支气管平滑肌痉挛。尼莫通能拮抗Ca2+内流以保护组织细胞。FDP能促进K+内流，利于缺血、缺氧状态下的细胞能量代谢和对葡萄糖的利用。因此，采用HFJV联合4种药物治疗后，以局灶性肺泡和肺间质水肿为主的肺部病变明显轻于模型组，细胞内Ca2+沉淀反应颗粒亦随之明显减少，说明这样简单易行的基础治疗措施非常有效。
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我们在基础治疗的基础上，加用NO吸入治疗。NO不但可以有效地解除肺血管痉挛，从而降低肺动脉高压，改善微循环；而且可以有效地解除支气管平滑肌痉挛，从而改善肺泡通气功能[4]。因此，加用NO吸入治疗后，肺部形态结构改变不仅明显轻于模型组，而且明显轻于基础治疗的4药组；胞质内Ca2+沉淀反应强度亦有相应的变化。说明如果条件许可，对PESWD患者若能加用NO吸入治疗，其治疗效果可能会显著提高。
HBO治疗可明显地提高动脉血氧分压，改善低氧血症，从而明显缓解因缺氧引起的组织细胞损伤和各种病变[5]。因此，在基础治疗的基础上加用HBO治疗后，肺部形态结构病变明显比模型组和4药组轻，同NO组基本相似；胞质内Ca2+沉淀反应强度则明显比其他3组都要弱。说明HFJV联合4种药物再进行HBO治疗是一种比较理想的综合治疗方法。如果条件许可，对PESWD患者应尽量采用此种综合治疗措施。
, http://www.100md.com 基金项目：全军“九五”医药卫生科研基金资助项目(96M036)
作者简介：凌斌勋(1973-)，男(汉族)，江苏省人，助教。
作者单位：凌斌勋(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
李 侠(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
王 琰(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
张敏华(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
赵增荣(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
刘 虹(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
, 百拇医药
袁驾南(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
黄小兵(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
徐根兴(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
董文度(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
参考文献
[1]董文度，余有训，喻方迩，等.家兔海水型呼吸窘迫综合征肺损伤及其机制的研究.中国病理生理杂志，1994，10(1)：59-62.
[2]董文度，余有训，喻方迩，等.绵羊海水型呼吸窘迫综合征模型的制备及机理研究.中华航海医学杂志，1994，1(2)：79-87.
[3]刘大冲.细胞内Ca2+的电镜组化技术和定量分析.国外医学生理病理科学与临床分册，1989，4(2)：76-78.
[4]钟慈声.一氧化氮的生物医学.第1版.上海：上海医科大学出版社，1997.224231.
[5]刘景昌.高压氧医学的理论与新技术.第1版.北京：军事医学科学出版社，1998.1-5., http://www.100md.com
摘 要：目的：观察综合治疗海水淹溺肺水肿(PE-SWD)兔的肺形态结构变化并探讨作用机制。方法：用海水灌注的方法制作PE-SWD模型，分别采用高频喷射通气(HFJV)联合4种药物治疗、一氧化氮(NO)治疗和高压氧(HBO)治疗，观察经3种综合实验治疗后兔肺形态结构变化，并用Ca2+超微结构方法观察兔肺细胞内Ca2+变化。结果：3组治疗措施均能明显减轻肺水肿病变，且能明显缓解细胞内Ca2+超负荷状况，其中HBO治疗效果最好，NO治疗效果次之[模型组Ca2+沉淀反应颗粒为(112.80±11.36)个/μm2，HBO组降低为(47.70±11.39)个/μm2，NO组降低为(73.90±18.24)个/μm2，P均<0.01]。结论：HFJV联合4种药物治疗是行之有效的治疗措施，可作为PE-SWD的基础治疗，条件许可时应尽量加用NO吸入或HBO治疗。
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关键词：肺水肿 海水淹溺 高频喷射通气 一氧化氮 高压氧 钙离子
海水淹溺肺水肿(pulmonary edema after seawater drowning,PESWD)的发病机制已基本研究清楚[1]，但如何进行有效治疗尚无文献报道。我们用高频喷射通气(HFJV)和药物联合治疗PESWD动物，并在此基础上加用高压氧(HBO)和一氧化氮(NO)分别进行综合实验治疗，观察PESWD兔肺形态结构和细胞内Ca2+变化，报告如下。
1 材料与方法
1.1 动物分组：选用纯种新西兰兔44只，雌雄不拘，体重(2.49±0.17)kg。随机分为4组，第1组为模型组(10只)，不进行任何治疗；第2组为4药组(12只)；第3组为NO组(12只)；第4组为HBO组(10只)。
1.2 模型制作：20%氨基甲酸乙酯(1.0 g/kg)耳缘静脉注射全麻，气管切开插入玻璃套管，向兔肺内灌入海水3～4 ml/kg，分2次于2分钟内灌完，复制PESWD模型[2]。
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1.3 治疗措施：
1.3.1 4药组(HFJV联合4种药物治疗)：动物于肺内灌海水后20分钟，静注地塞米松1.6 mg/kg，30分钟时用KRⅢ(MC)型高频喷射呼吸机进行HFJV治疗；尼莫通0.05 mg/kg+东莨菪碱0.05 mg/kg+5 % NaHCO3 5.6 ml+生理盐水40 ml+5%葡萄糖14.4 ml缓慢静滴，同时推注果糖二磷酸钠(FDP)2.5 g/kg，连续观察210分钟后，随机麻醉处死5只兔，取肺组织，其余7只兔用以观察存活时间。
1.3.2 NO组：HFJV联合4种药物治疗，再进行NO吸入。实验方法与4药组相同。至灌海水120分钟时，用BG951型NO治疗仪进行NO吸入治疗60分钟，随机处死5只兔取肺组织，其余7只兔用以观察存活时间。
1.3.3 HBO组：HFJV联合4种药物治疗，再进行HBO治疗。实验方法与4药组相同。至灌海水120分钟时，放入动物舱内进行HBO治疗，加压5分钟至202.65 kPa(1 atm=101.325 kPa)，维持40分钟，减压15分钟出舱。观察30分钟后随机处死5只兔取肺组织，其余5只兔用以观察存活时间。
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1.4 观察指标：
1.4.1 肺组织结构变化：肺常规固定、切片，进行光镜和电镜观察。
1.4.2 Ca2+超微结构分析：从4组随机处死的兔肺下叶分别各取0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm的肺组织2块，于0.1 mol/L磷酸盐缓冲液(pH 7.4)配制的2.5%戊二醛固定液中4 ℃固定3小时，随后按改进的Ca2+超微结构定位方法进行处理[3]。即用0.09 mol/L草酸钾(含7.5%蔗糖，pH 7.4)洗2小时，1%～2%焦锑酸钾混合固定液(用0.2 mol/L醋酸调至pH 7.4)室温固定1小时，三蒸水洗，常规脱水，Epon812包埋，超薄切片，JEM1200 EX电镜观察[3]。每组每类组织超薄切片均在放大20000倍下拍片30张，用网格叠于照片上定量计数细胞质中Ca2+沉淀反应颗粒，并经换算成每平方微米细胞质中Ca2+沉淀反应相对强度。
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2 结 果
2.1 各组肺表面均呈淡红色，可见不同程度暗红色片状出血区；切面呈暗红色，挤压时有粉红色液体溢出。经治疗的3组兔肺病变程度均明显轻于模型组，其中NO组和HBO组肺水肿程度减轻更显著。
2.2 光镜观察：模型组见局灶性肺泡和肺间质水肿、局灶性肺不张、局灶性代偿性肺气肿、肺间质和肺泡腔内炎细胞浸润、肺泡壁毛细血管扩张充血、肺泡腔内出血和肺透明膜形成。经治疗的3组兔肺病变程度均明显轻于模型组。其中NO组和HBO组减轻更显著。
2.3 电镜观察：模型组见Ⅱ型肺泡上皮细胞脱入肺泡腔内，板层小体减少或有排空现象；巨噬细胞内溶酶体增加；毛细血管内皮细胞肿胀，基底膜暴露。经治疗的3组兔肺病变程度均明显轻于模型组。其中NO组和HBO组减轻更显著(图1)。
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1.模型组肺上皮细胞(箭头所指为细胞内空泡化线粒体)
2.4药组肺上皮细胞(箭头所指为Ⅱ型肺泡上皮细胞)
3.NO组肺上皮细胞(箭头所指为细胞内恢复正常的线粒体)
4.HBO组肺上皮细胞[箭头所指分别为细胞内恢复正常的线粒体(↑)和Ca2+反应颗粒(
)]图1 4组动物肺组织超微结构(×20000)
2.4 Ca2+沉淀反应：模型组兔肺Ca2+沉淀反应颗粒主要定位于Ⅰ、Ⅱ型肺泡上皮细胞及毛细血管内皮细胞胞质的基质、内质网和线粒体内。3组治疗兔肺Ca2+沉淀反应颗粒定位分布与模型组基本类似，但Ca2+沉淀反应强度发生了变化，胞质内总Ca2+沉淀反应颗粒均明显减少。且其减少程度以HBO组最为明显，NO组次之，4药组再次之(表1)。
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表1 4组兔肺细胞质中Ca2+沉淀反应颗粒个/μm2
组别
动物数(只)
Ca2+沉淀反应颗粒
模型组
10
112.80±11.36
4药组
12
95.80±16.72*
NO组
, 百拇医药
12
73.90±18.24**△
HBO组
10
47.70±11.39**△△★★
注：与模型组比较：*P<0.05,**P<0.01；与4药组比较：△P<0.05,△△P<0.01；与NO组比较：★★P<0.01
3 讨 论
HFJV治疗，能使肺泡处于良好的扩张状态，并减少毛细血管内液体向肺泡腔渗出，从而减轻继发性肺水肿的进一步发展。地塞米松能降低毛细血管通透性以减轻肺水肿；稳定溶酶体膜以防止组织细胞进一步受损；解除平滑肌痉挛以改善微循环。东莨菪碱能解除血管平滑肌痉挛和支气管平滑肌痉挛。尼莫通能拮抗Ca2+内流以保护组织细胞。FDP能促进K+内流，利于缺血、缺氧状态下的细胞能量代谢和对葡萄糖的利用。因此，采用HFJV联合4种药物治疗后，以局灶性肺泡和肺间质水肿为主的肺部病变明显轻于模型组，细胞内Ca2+沉淀反应颗粒亦随之明显减少，说明这样简单易行的基础治疗措施非常有效。
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我们在基础治疗的基础上，加用NO吸入治疗。NO不但可以有效地解除肺血管痉挛，从而降低肺动脉高压，改善微循环；而且可以有效地解除支气管平滑肌痉挛，从而改善肺泡通气功能[4]。因此，加用NO吸入治疗后，肺部形态结构改变不仅明显轻于模型组，而且明显轻于基础治疗的4药组；胞质内Ca2+沉淀反应强度亦有相应的变化。说明如果条件许可，对PESWD患者若能加用NO吸入治疗，其治疗效果可能会显著提高。
HBO治疗可明显地提高动脉血氧分压，改善低氧血症，从而明显缓解因缺氧引起的组织细胞损伤和各种病变[5]。因此，在基础治疗的基础上加用HBO治疗后，肺部形态结构病变明显比模型组和4药组轻，同NO组基本相似；胞质内Ca2+沉淀反应强度则明显比其他3组都要弱。说明HFJV联合4种药物再进行HBO治疗是一种比较理想的综合治疗方法。如果条件许可，对PESWD患者应尽量采用此种综合治疗措施。
, http://www.100md.com 基金项目：全军“九五”医药卫生科研基金资助项目(96M036)
作者简介：凌斌勋(1973-)，男(汉族)，江苏省人，助教。
作者单位：凌斌勋(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
李 侠(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
王 琰(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
张敏华(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
赵增荣(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
刘 虹(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
, 百拇医药
袁驾南(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
黄小兵(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
徐根兴(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
董文度(第二军医大学南京军医学院，江苏 南京 210099)
参考文献
[1]董文度，余有训，喻方迩，等.家兔海水型呼吸窘迫综合征肺损伤及其机制的研究.中国病理生理杂志，1994，10(1)：59-62.
[2]董文度，余有训，喻方迩，等.绵羊海水型呼吸窘迫综合征模型的制备及机理研究.中华航海医学杂志，1994，1(2)：79-87.
[3]刘大冲.细胞内Ca2+的电镜组化技术和定量分析.国外医学生理病理科学与临床分册，1989，4(2)：76-78.
[4]钟慈声.一氧化氮的生物医学.第1版.上海：上海医科大学出版社，1997.224231.
[5]刘景昌.高压氧医学的理论与新技术.第1版.北京：军事医学科学出版社，1998.1-5., http://www.100md.com