缺氧性肺血管收缩 中国实验动物信息网 2020-12-08 542

　　背景：心力衰竭及随后的循环性休克通常归因于左心室和全身循环。.近年来，急性右心室功能衰竭（ARVF）及其对循环性休克的作用受到了广泛关注，特别是在重症监护医学中。ARVF通常是由慢性或急性肺动脉高压（PH）引起的右心室（RV）后负荷增加，再加上局部或整体上的RV收缩能力降低引起的，尽管在没有PH的情况下ARVF是可能的。肺循环是一个低压、低阻力系统。肺阻力的增加会瞬间升高RV端收缩压和体积。这会延长等容收缩，缩短射血阶段，并产生类似于左心室的泵送机制。结果导致耗氧量增加，供氧量减少，因为心肌内压升高会降低冠状动脉灌注。一个正常的RV可以同时适应在一定程度上，由肥大增加的慢性和急性后负荷。然而，当RV不能补偿增加的后负荷时，*终发展破坏性的进行性ARVF和总循环衰竭。当然，有必要对导致ARVF的机制以及如何治疗这种疾病进行更多的研究。 由于其复杂的性质，并且由于它是由相对较小的压力变化引起的，因此使用良好的完整动物模型来研究这一现象非常重要。以前的几个大型动物模型都采用了开胸法。我们认为保持胸廓闭合并保持心包完整至关重要，因为这些手术操作改变了RV和肺循环的压力-流量关系，从而干扰了ARVF模型。因此，我们的目标是建立一个新的可行的大型动物模型，该模型*好是可逆的，具有*小的侵入性和闭合的胸部。. 在该模型中，可以详细研究增加后负荷对RV的血流动力学影响，并且可以将该方法应用于不同的RV失效模型中。在肺血管系统中，血管收缩是对缺氧的反应，称为缺氧性肺血管收缩（hpv）。该机制对低肺泡PO2起反应，是将血液引导至通气肺泡的重要生理功能，从而大大减少肺分流。该机制对低肺泡PO2起反应，是将血液引导至通气肺泡的重要生理功能，从而大大减少肺分流。随着肺泡PO2的减少，hpv在几秒钟内就会下降，并迅速而逐渐升高。收缩主要局限于小阻力肺动脉（pas，<200μm），可逆转，恢复肺泡常氧状态。缺氧会引起所有肺段的hpv，导致肺血管阻力（PVR）升高，估计在50%到300%之间。在动物实验中，hpv已被用作增加急性和慢性PVR的手段。关于如何使用hpv诱导猪急性RV后负荷增加的文献中没有系统的描述。在本研究中，我们探讨了使用hpv作为增加RV压力负荷的方法，旨在确定吸入氧（FiO2）水平的分数，从而在不导致严重缺氧的情况下产生预期效果。我们使用标准定义的ph作为目标水平，静止时平均肺动脉压（mPAP）≥25 mmHg。

　　方法：动物、处理、麻醉、手术和安乐死：给动物预先注射肌肉注射地西泮10毫克和阿扎哌隆400毫克。通过外耳静脉注射阿托品1.0 mg、芬太尼8.0μg/kg、硫喷妥钠4.0 mg/kg和氯胺酮8.0 mg/kg诱导麻醉。插管前，将5ml,40mg/ml利多卡因涂抹在喉上。动物在PRVC模式下使用呼吸机进行通气，FiO2初始值为0.30 ，潮气量为10 ml/kg，在6cmH2O处调整分钟通气量，以使Paco2维持在4.5–5.5 kpa。通过输注芬太尼20μg/（kg h）和咪达唑仑0.40 mg/（kg h）维持麻醉。根据临床反应，可根据需要加入50μg/ml芬太尼。在整个实验过程中，通过注射10 ml/kg的格氏溶液维持血管内容量，然后持续输注10 ml/（kg h）。静脉注射5000国际单位肝素以防止血栓形成。在插管之前，我们通过手术准备了左颈动脉和右颈内静脉和左颈内静脉。在左颈动脉和左颈内静脉内插入两个单腔导管，用于监测侵入性血压、动脉血气和静脉注射。在右颈内静脉内插入一个导向性肺动脉导管，并通过经典压力观察和透视镜引导和验证进入肺动脉。PAC提供中心静脉压（CVP）、肺动脉压（PAP）。实验结束时，动物用100 mg/kg戊巴比妥进行安乐死。为了诱导hpv，必须将FiO2降低到低于生理范围的水平。为了将FiO2降低到低于正常值，将氮气插入呼吸器的进风口，然后用氧气和氮气的混合物对动物进行通风。通过侧流多气体分析仪监测实际的FiO2。手术结束后，动物在记录基线测量值前稳定30分钟。然后，在监测mPAP反应的同时，通过缓慢降低呼吸器上的FiO2来诱导pH。. 当mPAP水平超过25 mmHg时，动物休息30分钟，然后记录新的测量值。主要变量[平均肺动脉压（mPAP）、肺楔压（pwp）、中心静脉压（cvp）、心率（hr）、心输出量（co）]和动脉和混合静脉血气在基线和建立ph后进行测量。本研究仅采用简单描述性医学统计和配对样本t检验。

　　结果：尽管年龄、体重和处理方法相似，但个体动物的基线mPAP值有很大差异，平均值（SD）18.3（4.2）mmHg（范围14-27 mmHg）。将mPAP升高到25 mmHg以上所需的FiO2水平也有很大变化，0.15（0.026）【平均值（SD）】，范围为0.13-0.21。（在基线mPAP高于25 mmHg的一只动物中，FiO2降低到0.15。）这使得mPAP从18.3（4.2）显著增加到28.4（4.6）mmHg。由于co没有变化，所有动物的PVR变化也一致：从254（76）dyns/cm5到504（191）dyns/cm5。在基线和降低FiO2后采集的血气显示氧气输送（DO2）略有减少，从409（92）ml/min降至354（52）ml/min。不影响从195（35）ml/min到200（41）ml/min的耗氧量（VO2），该耗氧量保持不变。这是由于在诱导了ph后氧提取增加，混合静脉血氧饱和度（svo2）从0.51（0.076）显著降低到0.36（0.070）。此外，从基线到FiO2降低后，乳酸、酸碱度或碱值没有变化。

　　结论：研究表明，通过将FiO2从0.30降低到0.15（0.024），研究动物的mPAP和PVR可以提高大约100%。反应是个体的，基线mPAP也是。这种FiO2减少导致一些动物体内的Sao2和Do2减少，但在稳定期后VO2没有减少。在*初阶段，动物似乎不稳定，临床症状是缺氧，但几分钟后恢复正常的氧合。此外，该方法应谨慎使用，因为过快降低FiO2可能导致交感神经激活，伴有心动过速和高CO，尽管mPAP较高，但仍会导致PVR二次正常化。.该方法原则上应该是可逆的，尽管我们在这项工作中没有对此进行研究。因此，我们提出了一种新的微创（闭合胸）RV后负荷操作方法，以供将来的ARVF研究使用。