三油精诱导的急性脂肪栓塞大鼠动物模型的建立(2)
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2010年2月1日
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4.2 病理观察:大体标本正常肺组织表面呈淡红色,无充血、水肿及瘀血斑点(见图1);FE后肺组织充血、水肿,表面有弥漫性出血点(见图2箭头所指)。光镜下正常肺组织结构完整,肺泡内无出血及渗出(见图3);FE后大鼠肺泡水肿、肺泡壁破坏(见图4箭头所指)。
4.3 平均动脉压变化结果(表1):小剂量三油精FE组5min、0.5h、1h点MAP与对照组、注栓前比较差异有显著性,P<0.05;大剂量三油精FE组5min、0.5h、1h、2h点MAP与对照组、小剂量组比较差异均有显著性,P<0.05。
4.4 心率变化结果(表2):小剂量三油精FE组5min、0.5h、1h点HR与对照组、注栓前比较差异有显著性,P<0.05;大剂量三油精FE组5min、0.5h、1h、2h点HR与对照组、注栓前、小剂量组比较差异均有显著性,P<0.05。
4.5 血气分析变化结果(表3):小剂量FE组栓塞后60min PaO2明显降低,与对照组、注栓前比较差异有显著性,P<0.05;大剂量FE组栓塞后60min pHa、PaO2、HCO3-均明显降低,与对照组、注栓前比较差异有显著性,P<0.05;大剂量FE组栓塞后60min PaO2与小剂量组比较差异有显著性,P<0.05。
5 讨论
FE是指脂肪颗粒阻塞血管腔而引起的一系列病理生理改变的临床疾病。临床所见的FE可以见于整形外科吸脂术、骨科长骨骨折、骨关节矫形手术、脂肪肝挤压伤等。
关于FE的动物模型:实验动物的种类包括大鼠、猫[3]、家兔[6]、绵羊[7]、犬[8]、猪[9]及灵长类动物, 其中灵长类动物由于与人类在遗传进化水平上最接近, 故是最理想的实验动物, 但这种动物价格昂贵, 未能广泛用于实验中。与其它几种实验动物相比, 大鼠繁殖快, 较易得到, 价格上又较低廉, 适用于大样本的动物实验, 值得在动物试验中推广。脂肪栓子的种类包括:自体脂肪细胞、油酸、三油精[2]。以自体脂肪细胞作为栓子制作FE动物模型,虽然可以较为真实地模拟FE发生的过程,但是提取与纯化自体脂肪细胞需要较复杂的技术和设备,实施起来有较高难度。以油酸作为栓子制作FE动物模型,由于游离脂肪酸对肺毛细血管内皮细胞的毒性作用,易导致急性呼吸窘迫综合征(ARDS)发生,所以油酸常用以制作ARDS的动物模型。三油精是一种不饱和的甘油酯,存在于动物和植物脂肪和油中,由动植物油类分离而制得,黄色油状液体,密度0.915,熔点-4～-5℃,不溶于水,微溶于乙醇,溶于氯仿、乙醚、四氯化碳[10]。三油精可以作为天然脂肪栓子用于FE的动物模型的制备,国外已有多位学者进行了相关研究[2-4],但在国内尚无此类报道。以三油精作为脂肪栓子制作FE动物模型有如下优点:(1)成分单一,剂量容易把握,可重复性强,实验结果可靠;(2)取材简单,有专门厂家提供,且价格低廉。
当肺动脉主干或广泛肺动脉脂肪栓塞时,其急性期病理生理变化主要表现为血流动力学改变和呼吸生理改变。肺动脉栓塞的机械阻塞造成肺有效血管床横断床面积减少,由此引发的神经体液因素造成肺动脉持续痉挛,导致肺动脉高压形成。当肺动脉压持续升高超过右心负荷时,就造成急性右心衰竭。此时内脏血管强烈收缩,外周循环阻力增加,左心室回心血量严重不足,体循环血压降低,严重时表现为休克症状[11]。
本实验中FE大鼠早期均迅速出现不同程度的低血压和心率减慢,大剂量组血压、心率迅速下降,与小剂量组比较在统计学上有显著差异。大剂量脂肪栓塞(0.6ml/kg三油精)对血压和心率的影响较小剂量脂肪栓塞(0.2ml/kg三油精)明显。提示FE的后果,与进入血循环的脂滴数量的多少有关。急性FE时发生心率减慢、血压下降的机制:在心房、心室和肺循环大血管壁内存地许多感受器,总称为心肺感受器,其传入神经纤维行走于迷走神经干内。当心房、心室或肺循环大血管中压力升高或血容量增多而使心脏或血管壁受到牵张时,这些机械或压力感受器就发生兴奋。大多数心肺感受器受刺激时引起的反射效应是心交感和交感缩血管紧张降低,心迷走紧张加强,导致心率减慢,心输出量减少,外周血管阻力降低,故血压下降[12]。急性FE早期出现低血压与心率减慢有其生理学基础,符合生理学规律。
本实验中FE后大鼠呼吸急促、PaO2明显下降,符合FE的病理生理改变[13],也符合Gurd和Wilson于1974年提出的的临床诊断标准[14];大体标本观察见肺组织充血、水肿,表面有弥漫性出血点,经HE染色光镜下观察见肺泡水肿、肺泡壁破坏均符合FE时早期的病理学变化。局限性在于未能充分评价FE的量与PaO2改变的关系,PaO2水平能否反映栓塞面积有待于进一步观察。
总之,本研究特色和创新之处在于:(1)以三油精为脂肪栓子、以大鼠为实验动物构建了FE动物模型;(2)从血流动力学角度研究了急性FE早期的发病机制; (3)探讨了不同剂量脂肪栓子对大鼠肺组织的病理性损害;(4)采用的FE动物模型具有简便易行、可控性强、可重复性高的特色。用本方法建立的动物模型符合急性FE的病理学及病理生理学改变,具有较高的科研价值和可行性,可作为系统研究该病的基础。
附图:
参考文献
[1] Max Talbot,Emil H Schemitsch.Fat embolism syndrome:history,definition,epidemiology[J]. Injury,2006,37S:S3-S7
[2] Hiromasa Inoue, Masakazu Hanagama, Munechika Kamiya,et al. Experimental pulmonary fat embolism induced by injection of triolein in rats[J]. Legal Medicine,2008,10(1):26-30
[3] Y.W. Kim, H.J. Kim, B.M. Cho,et al.The study of cerebral hemodynamics in the hyperacute stage of fat embolism induced by triolein emulsion, Am J Neuroradiol,2006,27:398-401
[4] Terence E.McIff, Alan M. Poisner,Betty Herndon, et al.Fat Embolism: Evolution of Histopathologicalchanges in the rat lung, Journal of Orthopaedic Research,2010,28(2):191-197 ......
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