高压氧对缺氧脱习服症大鼠血流动力学的影响

崔建华，崔　宇，吴佩锋，徐　刚



高压氧对缺氧脱习服症大鼠血流动力学的影响

崔建华，崔宇，吴佩锋，徐刚

[摘要]目的观察高压氧（HBO）对缺氧脱习服症大鼠血流动力学和白细胞介素-6（IL-6）、IL-10、肿瘤坏死因子-α （TNF-α）的影响。方法SD大鼠在模拟海拔5000 m的低压氧舱内常规喂养3个月，出舱后20只大鼠随机分为HBO组（n＝10）、高原对照组（n＝10）；另外10只在常氧下喂养3个月作为平原对照组。高原对照组出舱后常氧下喂养，HBO组给予HBO治疗，连续7 d。腹腔麻醉后，用多道生理记录仪连续描记大鼠5 min肺动脉压力曲线，测定肺动脉压力（PAP）、左右室收缩压（VSP）和舒张压（VEDP）、右室等容收缩期心室内压力上升最大速率与右室等容舒张期心室内压力下降最大速率比值（±dP/dtmax）等血流动力学指标，并检测血清白细胞介素-6（IL-6）、白细胞介素-10（IL-10）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）水平。结果与平原对照组比较，高原对照组和HBO组左右室VSP、VEDP、±dP/dtmax和mPAP均显著增高（P＜0.05或P＜0.01）；与高原对照组比较，HBO组的上述指标均显著降低（P＜0.05或P＜0.01）。与平原对照组比较，高原对照组和HBO组SOD值下降（P＜0.05），但MDA、IL-6、IL-10和TNF-α均增高（P＜0.05或P＜0.01）；与高原对照组比较，HBO组SOD增高（P＜0.05），MDA、IL-6、IL-10、TNF-α降低（P＜0.05或P＜0.01）。结论高压氧能提高高原脱习服症者机体抗氧化能力，改善组织缺氧损伤后的炎症反应，促进细胞的功能恢复。

[关键词]高压氧；高原；脱习服；血流动力学；肿瘤坏死因子-α；白细胞介素

高原脱习服症是指高原世居者或已习服高原环境的移居者返回平原后，出现功能和代谢甚至结构改变的一种特发病。流行病学调查研究显示，约有50%～80%的高原移居者和世居者返回平原后会出现头昏、心慌、嗜睡、乏力、胸闷、心前区隐痛、心律不齐、智力减退等一系列的临床症状，这种现象可维持较长时间，部分人可持续数年，严重者不得不重返高原，凡此种种临床表现统称为“高原脱习服症”[1]。高原居住地海拔愈高，高原脱习服症发病率越高，对高原驻防官兵带来的负面影响也越大。我们已往曾采用药物预防和治疗高原脱习服症[2-3]，但由于服药时间长，受试者依从性差。高压氧（HBO）在改善机体组织器官的有氧代谢方面的疗效已经被肯定，为了使高原脱习服症者迅速恢复，我们设想采用HBO进行治疗。本研究对海拔5000 m缺氧3个月大鼠返回常氧环境后给予HBO治疗，检测白细胞介素-6（IL-6）、IL-10、肿瘤坏死因子-α （TNF-α）和SOD的变化及其对脂质过氧化代谢产物丙二醛（MDA）的变化，同时观察血流动力学的变化，探讨HBO对高原脱习服症大鼠的作用机理。

1　材料与方法

1.1动物分组及干预取雄性健康SD大鼠（动物合格证号：SCXK 20120011）36只，体质量200～220 g，由第三军医大学动物中心提供。其中26只在模拟海拔5000 m的低压氧舱内常规喂养3个月（低压舱内死亡6只）。出舱后体质量为420～450 g，按体质量采用随机数字表法分为HBO组、高原对照组，每组10只；高原对照组出舱后常氧下喂养，HBO组给予HBO治疗。另外10只在常氧下喂养3个月作为平原对照组。

1.2HBO治疗HBO组动物进高压氧舱前，舱底置新鲜钠石灰，进舱后先用纯氧洗舱10 min，加压速率为125 kPa/min，加压至0.2 MPa，升压30 min，在高压状态下停留60 min，减压30 min。1次/d，连续7 d。然后检测大鼠下述指标。实验过程中通过观察窗仔细观察动物在舱内的行为状态。舱内温度22～24℃。

1.3检测指标

1.3.1心功能及血流动力学指标用10%氨基甲酸乙酯（1 m1/100 g）腹腔注射麻醉大鼠，仰卧固定于手术台上，采用澳大利亚产PowerLab/8sP型多道生理记录仪测定肺动脉平均压力（mPAP）、右室收缩压（RVSP）和舒张压（RVEDP）、右室等容收缩期心室内压力上升最大速率与右室等容舒张期心室内压力下降最大速率比值（±dP/dtmax）及左室收缩压（LVSP）和舒张压（LVEDP）、左室±dP/dtmax等心功能及血流动力学指标。

1.3.2血清学指标采大鼠静脉血，检测血清SOD、MDA、IL-6、IL-10和TNF-α水平。IL-6、IL-10和TNF-α检测采用美国bender ELISA试剂盒；SOD测定采用黄嘌呤氧化酶法，MDA测定采用硫代巴比妥酸比色法，试剂盒由南京建成生物工程研究所提供。所有实验操作严格按说明书进行。

1.4统计学方法采用SPSS 11.0统计软件处理，数据以±s表示，组间比较采用方差分析，组间两两比较采用SNK-q法，P＜0.05为差异有统计学思义。

2　结果

2.1高压氧对缺氧脱习服大鼠右心室功能和平均肺动脉压的影响与平原对照组比较，高原对照组和HBO组RVSP、RVEDP、±dP/dtmax和mPAP均增高（P＜0.05或P＜0.01）；与高原对照组比较，HBO组的上述指标显著降低（P＜0.05）。见表1。

2.2高压氧对缺氧脱习服大鼠左心室功能的影响与平原对照组比较，高原对照组和HBO组的LVSP、LVEDP和±dP/dtmax显著增高（P＜0.05或P＜0.01），与高原对照组比较，HBO组的上述指标显著降低（P＜0.05）。见表2。

2.3高压氧对缺氧脱习服大鼠自由基代谢及IL-10、IL-6、TNF-α的影响与平原对照组比较，高原对照组和HBO组SOD值下降（P＜0.05），MDA、IL-6、IL-10和TNF-α均增高（P＜0.05或P＜0.01）；与高原对照组比较，HBO组SOD增高（P＜0.05），MDA、IL-6、IL-10、TNF-α降低（P＜0.05或P＜0.01）。见表3。

表1　高压氧对缺氧脱习服大鼠右心室功能和平均肺动脉压的影响（n＝1O）

表2　高压氧对缺氧脱习服大鼠左心室功能的影响（n＝1O）

表3　高压氧对缺氧脱习服大鼠自由基代谢及IL-1O、IL-6、TNF-α的影响（n＝1O）

3　讨论

低氧是一种常见的致病和损伤因素，可诱发机体产生多系统、多器官的功能或结构性改变。脱离低氧环境返回平原后，机体原有的相对平衡状态受到冲击和破坏，机体又进行高原脱习服的重新调节。高压氧目前己广泛运用于各种急慢性缺血缺氧性疾病的治疗[4]。有资料报道，一定压力和时间条件下的高压氧处理和短暂缺氧，都能使机体内的活性氧含量增加，提高抗氧化物反应酶的活性[5-6]。本研究发现，与高原对照组比较，高压氧组右心室功能和平均肺动脉压明显改善，SOD增高，MDA降低，表明高压氧能增强高原脱习服症机体抗氧化能力，其作用机制为高压氧迅速提高动脉血溶解氧，增加氧的有效弥散距离和组织含氧量，改善组织的缺氧状态。在0.2 MPa的高压氧下吸纯氧可使动脉血氧分压达1400 mmHg，组织的氧分压可高达80～100 mmHg[7]，增加神经细胞对葡萄糖的利用，有助于维持神经细胞的能量代谢。

近年来，大量的临床和基础研究表明，HBO对组织缺血缺氧性损伤具有明显的保护作用。HBO可以使组织产生缺血耐受，这种缺血耐受可能是由于HBO使组织产生大量的抗氧化酶，诱导机体产生自身保护作用，从而增强对更大刺激的抵抗能力，避免细胞的二次损伤，逆转缺氧的病理过程。HBO通过调节机体自由基的含量发挥抗氧化作用，使微循环得到改善，缺氧造成的血流缓慢得以恢复，红细胞、血小板聚集明显减轻，血管中形成和附着的微小血栓得以清除，开放微血管数增多，保持了血流通畅，恢复组织重灌注[8]。

HBO的作用还包括抑制细胞凋亡、减轻组织炎症反应等。本实验结果表明，HBO能明显降低高原脱习服大鼠血清IL-6、IL-10、TNF-α水平。TNF-α是体内炎症反应和一系列病理生理过程的重要介质；IL-6是促炎因子，在TNF-α等诱导下由多种细胞产生，通过调控成熟炎性细胞功能发挥刺激炎症的作用；IL-10是机体内诸多抗炎细胞因子中最重要的多功能反馈调节因子，有利于促炎-抗炎细胞因子平衡和炎症的恢复。本研究结果显示，HBO可抑制TNF-α等炎症细胞因子的产生和活化[9]，可改善组织损伤后的继发炎症反应和神经损伤，减少炎症介质的合成和释放，减轻细胞凋亡，加速损伤细胞修复，从而减轻机体的炎症反应。

综上，本实验是探索防治高原脱习服症新方法的一项成功尝试，为高原脱习服的早期治疗带来新的研究方向和思路，不仅对高原脱习服和低氧研究，而且对HBO的临床应用都具有一定的价值。

【参考文献】

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[2]崔建华，张西洲，李彬，等.高原脱适应的药物防治措施[J].高原医学杂志，2009，3: 9-13.

[3]崔建华，王引虎，高亮，等.几种药物对高原脱适应者血液流变学的影响[J].中国血液流变学志，2006，16（1）: 52.

[4]李温人，倪国坛.高压氧医学[M].上海：上海科学技术出版社，1998:5-6.

[5]GregoreVie P，Lyneh GS，Wi11iams DA. HyPerbaric oxygen modu1ates antioxidant enzyme actiVity in rat ske1eta1 musc1es[J]. Eur J APPI Physio1，2001，86（1）: 24-27.

[6]Vanden Hoek TL，Becker LB，Shao Z，et a1. ReactiVe oxygen sPecies re1eased from mitochondria during brief hyPoxia induce Pre-conditioning in cardio-myocytes [J]. J Bio1 Chem，1998，273: 18092-18098.

[7]高春锦，杨捷云，翟晓辉.高压氧医学基础与临床[M].北京:人民卫生出版社，2008: 73-270.

[8]王传民，张国瑾，王培东，等.高压氧在脑复苏中的应用[J].中华航海医学杂志，1997，4（1）：57-58.

[9]崔建华，吴佩锋，高亮，等.高压氧预处理对急性缺氧大鼠血流动力学和细胞因子的影响[J].中华航海医学与高气压医学杂志，2014，21（5）：296-301.

·护理园地·

Effects of hyPerbaric oxygen on hemodynamics of rats with hyPoxia deacc1imatization

Cui Jianhua1，Cui Yu2，Wu Peifeng1，Xu Gang2

1. Research Institute of Mountain Sickness，HosPita1 18 of PLA，Yecheng，Xinjiang，844900，China；2. Co11ege of High A1titude Mi1itary Medicine，the Third Mi1itary Medica1 UniVersity of PLA，Chongqing，400038，China

[Abstract]ObjectiVe To obserVe the effects of hyPerbaric oxygen（HBO）on the hemodynamics and inter1eukin-6，inter1eukin-10，and TNF-α of rats with hyPoxia deacc1imatization. Methods SD rats had been housed in a hyPobaric hyPoxia chamber at the simu1ated a1titude of 5000 m for 3 months. After that，twenty SD rats were random1y and equa11y diVided into HBO grouP and high a1titude contro1 grouP. Another 10 had been raised in norma1 Pressure and oxygen enVironment as the P1ain contro1 grouP for 3 months. The high a1titude contro1 grouP had been raised in norma1 Pressure and oxygen enVironment for 7 d after hyPobaric hyPoxia exPosure，and the HBO grouP receiVed the hyPerbaric oxygen treatment for 7 d. After the intraPeritonea1 anesthesia，Po1ygraPh was used to continuous1y trace the fiVe-minute Pu1monary artery Pressure curVe，and detection was made in the Pu1monary artery Pressure （PAP），1eft and right Ventricu1ar systo1ic Pressure（VSP）and diasto1ic b1ood Pressure（VEDP），the ratio of the right Ventricu1ar systo1ic Ventricu1ar isoVo1umic maximum Pressure rise rate to the right Ventricu1ar diasto1ic Ventricu1ar isoVo1umic maximum Pressure droP rate （±dP/dtmax），and other hemodynamic Parameters. And detection was a1so made in the IL-6，IL-10，TNF-α，suPeroxide dismutase （SOD），and ma1ondia1dehyde（MDA）1eVe1s. Resu1ts ComPared with the Parameters in the P1ain contro1 grouP，the 1eft and right VSP，VEDP，±dP/dtmax，and mPAP in the high a1titude contro1 grouP and HBO grouP significant1y increased（P＜0.05 or P＜0.01）. ComPared with those Parameters in the high a1titude contro1 grouP，those in the HBP grouP a11 significant1y decreased（P＜0.05 or P＜0.01）. ComPared with the SOD，MDA，IL-6，IL-10，and TNF-α in the P1ain contro1 grouP，the SOD in the high a1titude contro1 grouP and the HBO grouP decreased（P＜0.05），whi1e other Parameters increased（P＜0.05 or P＜0.01）. ComPared with the SOD，MDA，IL-6，IL-10，and TNF-α in the high a1titude contro1 grouP，the SOD in the HBO grouP increased（P＜0.05），whi1e other Parameters decreased（P＜0.05 or P＜0.01）. Conc1usion HyPerbaric oxygen can imProVe the oxidation resistance abi1ity and the inf1ammatory reaction after hyPoxia injury and effectiVe1y Promote ce11 functiona1 rehabi1itation.

[Key words]hyPerbaric oxygenation；high a1titude；deacc1imatization；hemodynamics；TNF-α；inter1eukin

收稿日期：（2015-11-06）

基金项目：国家科技支撑计划项目（2009BAI85B06）；高原医学教育部重点实验室资助项目（2011JSGY05）；兰州军区高原科研攻关课题（LZ13GY05）

文章编号1004-0188（2016）02-0198-03

doi:10.3969/j.issn.1004-0188.2016.02.031

中图分类号R 594.3

文献标识码A

作者单位：844900新疆叶城，解放军18医院高山病研究所（崔建华，吴佩锋）；第三军医大学高原军事医学系（崔宇，徐刚）