减压病贵州小型猪模型

来源:《中国实验用小型猪》 发布时间:2023年03月03日 浏览次数: 【字体: 收藏 打印文章

减压病是一种机体从某一气压环境下暴露一定时间后,由于外界压力下降得太快、幅度太大,足以使机体组织内原来溶解的惰性气体流离为气相、形成气泡,导致一系列病理反应的一种疾病。它主要发生在潜水作业(包括在干、湿加压舱中的模拟潜水),高气压(沉箱、隧道)作业,失事潜艇艇员从海底上浮,飞行人员乘坐非加压坐舱飞机,高压氧治疗舱工作等情况下。

(一)减压病的分类和临床表现

1.根据病情轻重分类

(1)轻型(或Ⅰ型)  占减压病总数的75%~90%。通常仅表现肢体及皮肤症状,包括肢体局部疼痛、麻木、软弱无力、皮痒、皮疹、淋巴管阻塞、水肿等。

(2)重型(或Ⅱ型)  占减压病总数的10%~25%。主要累及中枢神经系统、呼吸循环等生命重要器官。表现肢体麻痹或瘫痪、不能站立或行动,甚至休克、昏迷等严重症状。据统计,在人的减压病中约30%的病例同时存在Ⅰ型和Ⅱ型症状,而有时严重的Ⅰ型又可掩盖住一般的Ⅱ型症状。

2.根据发病后气泡存在的时间长短分类:

(1)急性减压病  气泡形成后,在不太长的时间内机体所表现的病症。

(2)慢性减压痛  气泡形成后,因种种原因,患病初期未能及时获得治疗;或虽经治疗,但不够彻底,未能治愈,症状一直未消失,甚至可迁延数月、数年之久。本实验主要研究Ⅰ、Ⅱ型减压病的动物模型。

(二)减压病研究的动物模型

在以往的减压病研究中,曾用小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、山羊和猕猴作为动物模型,但实验数据有意义和可推论到人的主要是大动物模型,最常用的是山羊和猕猴。山羊减压病的复制具有方法简单、重现率较高,以及临床表现与人相似等特点。但由于山羊属于草食动物,某些生物学特性与人相差较大,来源复杂、遗传背景不清楚等因素,所以不是理想的和标准化的动物模型。猕猴因生物学特性及进化与人相近,一般在减压病的神经系统研究中多用。但猕猴价昂贵、来源困难、操作不便,以及对饲养和实验环境要求较高,所以难以进行大批量的动物试验。此外,山羊和猕猴同属于实验用动物,在微生物、遗传、疾病防治方面均难以控制,因此,寻找一种新型的、标准化的和理想的动物模型作为研究减压病的生理病理机制与防护,水下各种特殊条件对人体的影响,以及水下装备的医学问题就非常重要。本研究试图通过大量的动物试验以评价贵州小型猪作为减压病动物模型的应用潜力和局限性。

(三)小型猪减压病的复制方法

1.动物  由贵阳中医学院提供45头小型猪(12雄,33雌),体重6~35kg,年龄6~20月龄,采用圈养,自然光照。

2.减压病的复制方法  动物在减压病的复制前,进行二次加压锻炼,加压锻炼的压力为0.5MPa,停留30min,按潜水减压表减压。Ⅰ型、Ⅱ型减压病复制所采用的压力、加压时间、停留时间均相同,分别为0.5MPa,1min、90min。但Ⅰ型减压病的减压时间平均为11min,Ⅱ型减压病的减压时间平均为5min。减压时间的确定主要是根据试验时的气候条件。动物状况如胖瘦、年龄等因素来考虑。试验时的舱温为6~29℃。

3.多普勒探测部位及分级标准  用海军医学研究所研制的5MZ超声气泡探测仪在减压后30min内探测,探测部位为心前区,分级标准按Spencer分级法,分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ五级。

4.血液指标测定方法  加压前和减压后15min,分别取动物静脉血、肝素抗凝,用NXE-1型锥板式黏度仪测定全血黏度,用610型细胞计数仪测定血液常规和血液生化指标。

(四)减压病动物模型的复制结果

1.Ⅰ、Ⅱ型减压病的主要表现和出现频数  分别见表2-26、表2-27:通过对小型猪减压病复制发现,患Ⅰ、Ⅱ型减压病的动物,出舱后无论症状轻重与否均有气喘和Ⅲ~Ⅳ级的气泡音。Ⅰ型减压病动物72%呈现典型的单侧或双侧屈肢,并且屈肢多发生在后肢。20%的动物发生呼吸困难、全身瘫软、眼颤和角弓反张等严重症状,并有2例出舱后立即死亡。上述情况说明小型猪的Ⅰ、Ⅱ型减压病同人一样可以并发。影响减压病病情轻重的主要因素是试验过程中的加压舱温度,动物的肥胖程度、年龄大小和健康状况。一般使动物减压病病情加重的原因有以下几方面:第一,加压舱的温度低(8℃以下),使动物血管产生反射性收缩,影响减压时的饱和;第二,肥胖的动物由于脂肪饱和了更多的惰性气体;第三,年龄大(20月龄以上)的动物由于心血管功能降低;第四,健康状况差的动物(如患肺炎)可导致动物的抵抗力和耐力降低。Ⅱ型减压病的复制较容易,成功率高,主要临床表现也明显。但应注意的是,Ⅰ型减压病的减压方案应考虑动物的不同状况和环境温度、严格控制减压速度。否则,如果减压速度过快,可导致肺内压增高,使肺组织过分扩张,造成肺撕裂,即肺气压伤的发生。

2.Ⅰ、Ⅱ型减压病症状出现时间  见表2-28:从表中可以看出,65%Ⅰ型减压病症状出现时间在7~12min,80%Ⅱ型减压病症状出现时间在1~6min。症状出现的时间愈早,则预示着动物减压病的病情愈重。根据观察,动物病情的轻重和症状出现与动物出舱后的活动密切相关,喜动的动物在同样的条件下由于气泡加速形成导致病情重,症状出现时间早。

3.Ⅰ、Ⅱ型减压病的血液常规和血液生化指标测定  结果见表2-29:经统计,加压前与减压后的各项血液指标均未见显著性差异(P>0.05)。但血红蛋白、红细胞数呈上升趋势,白细胞数、血小板数呈下降趋势。由于减压后血管收缩,造成抽血困难,所以未能观察到血液指标的明显变化。

4.Ⅰ、Ⅱ型减压病的血液黏度  测定结果见表2-30。经统计,在60r/s、30r/s的剪切速度下,加压前与减压后的血液黏度未见显著变化。在15r/s、6r/s和3r/s的剪切速度下,减压后的血液黏度比加压前有普遍的提高。在1.5r/s的剪切速度下,减压后的血液黏度比加压前有明显的提高,但以上的血液黏度变化均未见统计学上的显著差异(P>0.05)。

5.Ⅱ型减压病的实验病理报告  将呈现瘫痪等严重症状的Ⅱ型减压病的动物放血处死,作常规病理检查,取肺、脊髓组织作光镜检查。

(1)目检  全肺膨胀,边缘圆钝,气肿明显。肠系膜呈弥漫性出血,并有大量气泡在血管内,使血管呈断离状。脊髓的胸腰段(T8~T12,L2~L3)有点状充血,余脏器未见特异变化。

(2)镜检  肺泡扩大,肺泡壁变薄,肺泡相互融合成大泡状,肺毛细血管减少,局部肺组织有充血、轻度水肿和少许炎性细胞浸润,有2例并发肺气压伤动物,肺有明显出血。脊髓的神经纤维有局灶性的轻度水肿和稍有疏松样。

(五)小型猪作为减压病动物模型的评价

医学科学研究的根本目的是要解决人类疾病的预防和治疗问题。因此,在选择一种动物作为研究人类疾病模型时,研究人员应考虑许多因素,这些因素包括:人与动物之间在解剖学上和生理学上的相似性,患病过程的相似性,对于病原攻击的易感性,可重现性,动物是否容易获得、价格、数量、遗传特点、寿命长短、对感染的抵抗力以及适宜于实验操作。此外,在选择动物模型时,研究人员还应考虑尽量选用经遗传学、微生物学、营养学、环境卫生学的控制而培育的标准化实验动物,以排除疾病和动物遗传不均质、个体差异大对实验结果可靠性的影响。

贵州小型猪不仅克服了常用猪体型过大、饲养费用高和操作不便的缺点,而且因为利用封闭群技术培育出较普通品种遗传更为稳定的实验用猪,所以在质量、标准化和试验数据的可靠性方面比其他大动物模型均有显著的提高。通过大量的动物实验,发现贵州小型猪减压病的患病过程和局部病理与人相似,模型的重现率高,复制方法和操作简单,是减压病研究新型的、理想的动物模型。

目前,贵州小型猪经贵阳顺通公司已经引种到解放军第三军医大学,这也加强了其在生命科学研究中的推广和应用。除以前在制作心律失常小型猪模型、脾虚病等中医证的动物模型和烧伤病动物模型外,目前已初步在肝移植、幽门螺旋杆菌动物模型中开展运用。在“烧伤病人转基因猪皮的制备及应用的前期研究”已获得重庆市院士基金的资助,进行人源性基因导入制备猪皮,并将移植于烧伤病人创面的研究。

通过实验证明,将贵州小型猪各种生理生化正常值与猴、狗、兔、大鼠、小鼠等比较均得到一致结论:贵州小型猪比其他动物都更接近人。其生长发育、营养代谢、组织结构,以及发病机理等方面都与人类似,所以它是人体实验的最佳替代者。今后将从分子水平深化研究,以解决免疫排斥为切人点,组织学者联合攻关,为猪器官移植造福人类健康而努力。


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