前言
慢性肺源性心臟病(chronic pulmonary heart disease, CPHD)是由慢性支氣管炎、肺氣腫、其他胸部疾病及肺血管病變引起的心臟病,主要病理改變?yōu)榉窝h(huán)高壓、右心室增大、右心功能不全。大約85%的CPHD是由慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)所引起的。因此,可以認(rèn)為慢性肺源性心臟病是慢性阻塞性肺疾病的最常見并發(fā)癥。本節(jié)主要介紹與肺心病相關(guān)的肺循環(huán)高壓動(dòng)物模型和慢性阻塞性肺疾病模型的復(fù)制。
肺循環(huán)高壓(pulmonary hypertension,PH)是指包括肺動(dòng)脈高壓、肺靜脈高壓和混合性肺動(dòng)脈高壓的總稱。整個(gè)肺循環(huán),任何系統(tǒng)或者局部病變而引起的肺循環(huán)血壓增高均可稱為肺循環(huán)高壓。肺動(dòng)脈高壓(pulmonary arterial hypertension, PAH)是指肺動(dòng)脈血壓增高而肺靜脈壓力正常,主要原因是肺小動(dòng)脈原發(fā)病變,故需肺毛細(xì)血管鍥嵌壓(pulmonary capillary wedge pressure,PCWP)正常才能診斷,為肺循環(huán)高壓的第一大類,也稱之為動(dòng)脈型肺動(dòng)脈高壓。特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓(Idiopathic pulmonary arterial hypertension,IPAH)是沒有發(fā)現(xiàn)任何原因(包括遺傳、病毒、藥物)而發(fā)生的肺動(dòng)脈高壓。肺循環(huán)血壓增高的診斷標(biāo)準(zhǔn)為在海平面狀態(tài)下,靜息時(shí),右心導(dǎo)管術(shù)檢查肺動(dòng)脈收縮壓大于30mmHg和(或)肺動(dòng)脈平均壓大于25mmHg,或者運(yùn)動(dòng)時(shí)肺動(dòng)脈平均壓>30mmHg。診斷肺動(dòng)脈高壓,尚需包括PCWP<15mmHg。
部分造模方法
使用動(dòng)物:大鼠
【造模機(jī)制】:
缺氧(hypoxia)是目前世界上通用且有效的建立肺循環(huán)高壓模型的方式。缺氧的程度、缺氧的不同時(shí)間及時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)肺循環(huán)高壓均有不同影響。缺氧導(dǎo)致肺循環(huán)高壓的主要機(jī)制是肺小動(dòng)脈中層的肥厚,管徑變小,肺血管平滑肌張力增大,肺血管收縮反應(yīng)增強(qiáng),肺血管阻力增加, 從而導(dǎo)致肺循環(huán)高壓。常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物包括大鼠、幼齡(乳)豬等。
【造模方法】:
直接向放動(dòng)物的艙內(nèi)注入混合氣體,并監(jiān)測(cè)艙內(nèi)氣體濃度變化情況。實(shí)驗(yàn)用雄性Wistar大鼠,體重150~250g左右,每次15~20只,置于密閉艙內(nèi)。先向艙內(nèi)注入氮?dú)猓古搩?nèi)氧濃度下降至10%左右,然后以2L/min的流速向艙內(nèi)注入低氧氣體(O2濃度10%,用N2平衡)。艙內(nèi)氣體用小風(fēng)扇不斷混勻。艙的上部有一小孔接三通管,由此抽取艙內(nèi)氣體,用于監(jiān)測(cè)艙內(nèi)氧和二氧化碳濃度,使其分別控制在10%±10%和小于3%的范圍。艙內(nèi)的二氧化碳和水蒸氣分別用鈉石灰和氯化鈣吸收。密閉艙壁下部留有小縫隙與艙外相通,可供艙內(nèi)外氣體緩慢進(jìn)出,使艙內(nèi)氣體與大氣壓始終保持平衡。
采用氮?dú)饨档团搩?nèi)氧濃度 用氧分析儀和二氧化碳分析儀監(jiān)測(cè)并反饋調(diào)節(jié),使艙內(nèi)O2和CO2濃度保持在實(shí)驗(yàn)條件要求的范圍內(nèi)。實(shí)驗(yàn)用大鼠體重200~250g,每次8~10只,置于體積為220L的長(zhǎng)方形有機(jī)玻璃艙內(nèi),缺氧時(shí)先開通氮?dú)馄肯蚺搩?nèi)注入氮?dú)猓古搩?nèi)氧濃度下降,艙內(nèi)氣體用小風(fēng)扇不斷混勻。用一恒速泵將混勻的艙內(nèi)氣體輸入艙外的氧分析儀,持續(xù)監(jiān)測(cè)艙內(nèi)氧濃度。氧氣分析儀及電磁控制線路可反饋地控制氮?dú)馄康碾姶砰y門,使艙內(nèi)氧濃度控制在調(diào)定點(diǎn)±0.5%范圍,艙內(nèi)的二氧化碳和水蒸氣分別用鈉石灰和氯化鈣吸收。密閉艙壁下部留有小縫隙與艙外相通,可供艙內(nèi)外氣體緩慢進(jìn)出,使艙內(nèi)氣體與大氣壓始終保持平衡。每次缺氧開始時(shí)氧濃度從23%降至10%的時(shí)間約為30分鐘。缺氧期間艙內(nèi)CO2濃度始終小于3%。
【造模特點(diǎn)】:
大鼠缺氧5周后,引起低氧性肺血管收縮,使肺血管發(fā)生形態(tài)學(xué)的改變。
【模型評(píng)估和應(yīng)用】:
由于該方法存在缺氧艙內(nèi)溫度不恒定及不能完全排除CO2和水蒸氣的影響等不足之處,后來對(duì)其常壓低氧的裝置進(jìn)行改進(jìn)后,可以準(zhǔn)確、方便地復(fù)制低氧肺動(dòng)脈高壓模型,穩(wěn)定性好,獨(dú)立性強(qiáng),不受外界環(huán)境影響,整個(gè)缺氧過程做到完全自動(dòng)化,省時(shí)省力,經(jīng)濟(jì)高效,能較好滿足常壓低氧條件需要,較常規(guī)方法更接近于常壓?jiǎn)渭兊脱跛碌姆蝿?dòng)脈高壓。同時(shí),該裝置也可經(jīng)適當(dāng)調(diào)整后,建立低氧、高CO2性肺循環(huán)高壓模型。
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