減壓病時(shí)血小板的功能變化及機(jī)制研究

減壓病時(shí)血小板的功能變化及機(jī)制研究減壓病(decompressionsickness,DCS)是一種機(jī)體從某一氣壓環(huán)境下,暴露一定時(shí)間后,由于外界壓力下降得太快,幅度太大,足以使機(jī)體組織內(nèi)原來(lái)溶解的惰性氣體游離為氣相,形成氣泡,導(dǎo)致一系列病理反應(yīng)的一種疾病。嚴(yán)重減壓病可能造成肢體癱瘓、暈眩、肺栓塞、休克,甚至死亡。潛艇失事時(shí)艇員經(jīng)常在高壓下暴露,此時(shí)組織脫險(xiǎn)救生難以完全避免急性減壓病發(fā)生。因此,研究急性重型減壓病的病理生理變化,從中發(fā)現(xiàn)有效的監(jiān)測(cè)或救治方法有迫切的現(xiàn)實(shí)需要和軍事意義。高氣壓暴露后不安全的快速減壓,可以影響機(jī)體血液系統(tǒng)及肺的正常生理功能,損傷肺組織內(nèi)的微血管及周?chē)M織,引發(fā)炎癥反應(yīng),此時(shí),可觀察到血小板聚集的特征性病理變化。血小板是血液系統(tǒng)中的活性成分,多種疾病病理過(guò)程與血小板相關(guān)。血小板除了促凝血功能,還參與血栓形成和炎癥反應(yīng)。血小板通過(guò)黏附和分泌促炎介質(zhì)和炎細(xì)胞相互作用,調(diào)控多種疾病的炎癥反應(yīng)。對(duì)于血小板在減壓病發(fā)病中的作用,目前只觀察到血小板計(jì)數(shù)及膜糖蛋白表達(dá)在不同潛水方式時(shí)的變化規(guī)律,對(duì)其深入機(jī)制沒(méi)有報(bào)道;對(duì)血小板及其他血液流變學(xué)指標(biāo)在減壓性骨壞死的病理進(jìn)展中的作用也較少報(bào)道。本研究將從血小板的炎性作用及代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控方面對(duì)急性減壓病及減壓性骨壞死的發(fā)病機(jī)制及病理過(guò)程進(jìn)行探討。研究方法與技術(shù):本研究以不安全快速減壓(下簡(jiǎn)稱(chēng)快速減壓)形成新西蘭兔和SD大鼠急性減壓病損傷模型為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,用流式細(xì)胞術(shù)標(biāo)記激活的血小板,全自動(dòng)細(xì)胞分析術(shù)檢測(cè)循環(huán)血血小板計(jì)數(shù)變化,免疫組織化學(xué)方法標(biāo)記肺組織炎性因子Mac-1、IL-8、MCP-1、MMP-9表達(dá),組織病理染色顯示肺組織損傷,ELISA方法測(cè)定血清內(nèi)血小板相關(guān)因子TXA2、6-k-PGF1α、PAF、可溶性CD40L、可溶性P選擇素、TSP-1含量。同時(shí),應(yīng)用核磁共振(NMR)技術(shù)進(jìn)行血清代謝組學(xué)測(cè)定,建立減壓病動(dòng)物NMR代謝指紋庫(kù),探討減壓病引起的機(jī)體代謝變化規(guī)律,并用常規(guī)生化方法檢測(cè)血清內(nèi)葡萄糖、游離脂肪酸、3-羥基丁酸、脂蛋白a、丙酮酸脫氫酶的含量進(jìn)行驗(yàn)證。利用小型豬減壓性骨壞死模型,探討血小板及血液流變學(xué)改變與減壓性骨壞死發(fā)病的關(guān)系。同時(shí)收集減壓性骨壞死病例,應(yīng)用高壓氧方法進(jìn)行治療,通過(guò)主訴及X線隨訪觀察高壓氧治療的療效。重點(diǎn)研究快速減壓后,活化血小板通過(guò)增加血清CD40L、P選擇素、PAF釋放,從而誘導(dǎo)肺組織MCP-1、MMP-9表達(dá)增加,參與介導(dǎo)快速減壓致肺組織損傷的信號(hào)途徑,進(jìn)而探討血小板在快速減壓致肺組織損傷致傷機(jī)理中的炎性作用,為完善減壓性肺損傷的炎性機(jī)制提供新的理論依據(jù);此外,通過(guò)觀察快速減壓后機(jī)體整體代謝模式的變化,探討減壓病的代謝調(diào)控機(jī)制,為急性重型減壓病的救治提供新的思路。結(jié)果顯示:1.采用7ATA停留60min以5min勻速減壓的暴露方案,可建立新西蘭兔急性重型減壓病模型,兔死亡率達(dá)到32.5%。兔減壓后心前區(qū)可聞及Ⅲ-Ⅳ氣泡音,組織病理學(xué)檢查可見(jiàn)多臟器血管內(nèi)氣泡,光鏡檢查見(jiàn)組織出血、淤血、血漿滲出、細(xì)胞變性壞死。2.快速減壓致急性減壓病的病理過(guò)程中,在減壓后30min,不僅觀察到循環(huán)血中有氣泡出現(xiàn),血小板明顯聚集,而且循環(huán)血血小板計(jì)數(shù)下降。上述現(xiàn)象在減壓后即刻就可出現(xiàn),持續(xù)達(dá)24h以上。但死亡組兔的血小板計(jì)數(shù)及血小板下降%與存活組沒(méi)有明顯差別。3.緩慢(階段)減壓處理的動(dòng)物在減壓后也可觀察到PLT計(jì)數(shù)持續(xù)下降,并且在24h達(dá)到明顯降低。它與快速減壓致減壓病的兔的區(qū)別是PC下降速度快慢不同。4.動(dòng)物快速減壓后15min可見(jiàn)血小板膜糖蛋白CD41/61和CD62p表達(dá)明顯增高,并在減壓病后3h內(nèi)持續(xù)增高,同時(shí)血小板分泌TXA2明顯增多(P<0.05)。5.大鼠快速減壓后循環(huán)血血小板數(shù)迅速降低,并持續(xù)至減壓后2h仍未恢復(fù)(P<0.05),而緩慢減壓也造成循環(huán)血血小板數(shù)降低,但未表現(xiàn)出顯著性差異。組織病理學(xué)結(jié)果顯示快速減壓后大鼠出現(xiàn)肺泡急性出血及炎性細(xì)胞浸潤(rùn)等炎性損傷表現(xiàn)。6.大鼠快速減壓后血清PAF、sCD40L、P-選擇素含量明顯增高(P<0.05、P<0.01),而TSP-1含量明顯降低(P<0.01)。免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示,快速減壓后15min肺組織表達(dá)Mac-1、MMP-9明顯增多,但表達(dá)IL-8卻下降,在快速減壓后3h,肺組織表達(dá)MCP-1增高。7.本研究運(yùn)用NMR代謝組學(xué)技術(shù),觀察到減壓病動(dòng)物呈現(xiàn)出不同于正常對(duì)照組的代謝圖譜。8.經(jīng)過(guò)PCA和OPLS-DA模式識(shí)別分析,發(fā)現(xiàn)新西蘭兔和大鼠在高壓暴露后都表現(xiàn)出葡萄糖顯著增高,而快速減壓后葡萄糖增高更加明顯(P<0.05)。9.新西蘭兔在快速減壓后脂質(zhì)代謝增強(qiáng),脂蛋白及脂質(zhì)代謝物水平增高(P<0.05),而緩慢減壓未顯示此種差別。大鼠在減壓病后也顯示酮體顯著增多(P<0.05)。10.小型豬經(jīng)反復(fù)0.45MPa暴露6h、1min減壓后有23.5%出現(xiàn)了明顯的DCS癥狀,反復(fù)暴露6個(gè)月后ECT檢查可見(jiàn)股骨頭同位素聚集增加,骨病理檢查證明股骨發(fā)生缺血性壞死改變。11.小型豬反復(fù)減壓不當(dāng)1個(gè)月時(shí)血小板計(jì)數(shù)無(wú)明顯變化,3個(gè)月時(shí)明顯減少(P<0.01),反復(fù)減壓不當(dāng)6個(gè)月后血小板數(shù)更進(jìn)一步降低,與3個(gè)月時(shí)相比也明顯減少(P<0.01)。低剪切率的全血粘度在反復(fù)減壓不當(dāng)1個(gè)月和3個(gè)月后明顯高于初始值。12.13例減壓性骨壞死患者接受了3-32次/人不等的高壓氧治療。其中,高壓氧治療超過(guò)30次的2例患者,臨床癥狀或X線表現(xiàn)出明顯好轉(zhuǎn);治療次數(shù)在30次以下的11例患者,臨床無(wú)自覺(jué)癥狀,X線表現(xiàn)穩(wěn)定,未見(jiàn)擴(kuò)大。以上結(jié)果表明:快速減壓時(shí)血管內(nèi)的氣泡激活血小板,促進(jìn)血小板聚集而形成血栓,同時(shí)血小板分泌活性物質(zhì)增多,誘發(fā)體內(nèi)多個(gè)臟器出現(xiàn)出血、滲出等炎性損傷?；罨“寰奂诜?釋放PAF、CD40L、P選擇素等促炎介質(zhì)明顯增多,誘導(dǎo)白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞活化,表達(dá)MCP-1、Mac-1、MMP-9等趨化因子明顯增強(qiáng),加劇血小板、白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞之間的粘附,引起肺組織炎性損傷,其中血小板可能通過(guò)PAF、CD40/CD40L、P選擇素等多條途徑參與并介導(dǎo)了肺炎性損傷,這種血小板-白細(xì)胞-內(nèi)皮細(xì)胞的相互作用在減壓病炎性損傷機(jī)制中可能起重要作用?？焖贉p壓引起機(jī)體能量代謝紊亂,以葡萄糖、脂蛋白及脂質(zhì)代謝物水平增高為特征,其中,脂質(zhì)代謝水平可能與減壓病