模拟高原环境下高原肺水肿大鼠模型的建立

实验目的：

        本实验旨在研究模拟高原低氧环境对SPF级Wistar大鼠肺组织病理变化、含水量以及炎症因子TNF-α和IL-6表达的影响，以探讨高原低氧对肺组织的潜在损伤机制。

1.材料与方法

1.1 仪器与试剂

仪器：西北地区特殊环境实验舱(DYC-3013M)，光学显微镜(Nikon E200)，电子天平(A1204)

试剂：TNF-α试剂盒(ZJAGBZABO1)，IL-6试剂盒(ZIBIBZAB02)，戊巴比妥钠(Amresco, 20110612)

1.2 动物分组与处理

动物分组：选取60只SPF级Wistar大鼠，随机分为5组：正常对照组、低氧24h组、低氧48h组、低氧72h组及低氧7d组，每组12只。

饲养环境：空白对照组在SPF环境中饲养；低氧各组置于模拟海拔5000m高原环境的人工实验舱中，舱内条件设置为大气压54.1 kPa，氧分压11.52 kPa。

实验处理：各组大鼠在相应条件下饲养后，腹腔注射戊巴比妥钠麻醉，取肺组织进行后续分析。

1.3 实验步骤

组织采集与预处理：左肺上叶用于测定含水量。左肺下叶用4%多聚甲醛固定，用于HE染色。右肺上中叶制备10%肺组织匀浆，离心后取上清液冻存，用于测定TNF-α和IL-6。

肺含水量测定：将左肺上叶称重后，用锡箔纸包裹，置烤箱(80℃, 72h)烤至恒重，称干质量，计算含水量。

肺组织病理学观察：左肺下叶经多聚甲醛固定、脱水、包埋、切片后，进行HE染色。使用光学显微镜观察切片，并拍摄不同倍数下的图片。

炎症因子测定：使用TNF-α和IL-6试剂盒，按说明书测定10%肺组织匀浆中的炎症因子含量。

1.4 数据分析

使用SPSS 16.0软件进行统计分析，数据以均数±标准差表示。进行正态性检验，符合正态分布的数据采用独立样本t检验进行组间比较；不符合正态分布的数据进行对数转换后再进行比较。检验水准设α=0.05，以判断差异是否具有统计学意义。

2. 结果

2.1 肺含水量及肺组织内    TNF-α、IL-6的变化

肺含水量：与正常对照组相比，低氧暴露24、48、72小时及7天的实验组大鼠肺组织含水量均显著升高（P<0.05）。这表明低氧环境导致肺组织水肿。值得注意的是，在前72小时内，肺含水量持续增加，但在第7天时有所回落，且与低氧72小时组相比存在显著差异（P<0.05）。

TNF-α和IL-6含量：在低压低氧环境下饲养24、48、72小时后，肺组织浆内的TNF-α和IL-6含量均显著高于正常对照组（P<0.05），表明低氧引发了炎症反应。然而，到第7天时，这两种细胞因子的含量较72小时时有所下降（P<0.05），并且与正常对照组相比无显著差异，这可能反映了机体对低氧环境的适应性反应或炎症反应的逐渐消退。

（见表一）

2.2 肺组织病理形态学改变

正常对照组：光镜下观察，大鼠肺组织结构完整，肺泡腔清晰，无肺水肿表现，说明肺组织处于正常状态。

低氧24小时组：肺组织出现明显的肺血管及肺泡壁扩张、充血和水肿，这是低氧暴露早期肺组织受损的表现。

低氧48小时组：部分肺泡壁增厚，间质血管充血，并可见代偿性肺气肿。这表明随着低氧时间的延长，肺组织损伤进一步加剧，并试图通过代偿性肺气肿来适应低氧环境。

低氧72小时组：可见大量炎细胞浸润，肺泡壁充血、水肿更加严重。此时，炎症反应达到高峰，肺组织受到严重损伤。

低氧7天组：部分区域仍可见炎性细胞浸润，但水肿程度较72小时组有所减轻。这可能与机体开始启动修复机制或适应性反应有关，使得肺组织损伤得到一定程度的缓解。

3. 讨论

        我国西北边境高原环境对国防安全至关重要，预防急性高原病尤为重要，因其显著影响部队战斗力。传统高原病研究耗资巨大且难以控制，故现多采用模拟高原环境法。本实验创新性地采用雌雄兼用大鼠模拟海拔5000m环境，更贴近实际人群情况，利于新药研发。通过一周内观察，发现肺水肿及炎性因子含量在72小时达高峰，与人群发病时间吻合，验证了该模型的有效性。同时，一周后肺水肿减轻，为药效学实验提供了重要参考。未来研究将深入探索血氧饱和度、肺动脉压等指标，进一步完善模型。本实验为高原肺水肿的药物干预及机制研究提供了有力支持。

参考文献：陶义存,是文辉,许永华,靳春丽,卢伟,李琳琳,毛新民.模拟高原环境下高原肺水肿大鼠模型的建立[J].中国实验动物学报,2014,22(1):76~78.

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