（法医学专业论文）限制性体位对大鼠膈肌力学变化的影响.pdf

。 、 ，f 刿f 料磐 苏州大学学位论文使用授权声明 本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定， 即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸 质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献 信息情报中心、中国科学技术信息研究所( 含万方数据电子出版社) 、 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子 文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索。 涉密论文口 本学位论文属 在年一月解密后适用本规定。 非涉密论文口 论文作者签名： 导师签名： - 勿鸦， ， 日期：丝堕互卫 日期： 限制性体位对大鼠膈肌力学变化的影响 中文摘要 目的观察限制性体位对健康大鼠和盲肠结扎加穿孔( c l p ) 大鼠膈肌力学变 化的影响及其与呼吸功能变化的关系，初步探讨n o 在限制性体位大鼠膈肌力学变 化中的作用。 方法复制限制性体位大鼠和c l p 大鼠模型；限制性体位对健康大鼠膈肌力学 变化的影响部分，实验分对照组( c 组) 、限制体位1 2 h 组( r 1 2 h 组) 及限制体位 2 4 h 组( i 也4 h 组) ；限制性体位对c l p 大鼠膈肌力学变化的影响部分，实验分假手 术组( s h a m 组) 、c l p l 2 h 组、c l p l 8 h 组及c l p l 2 h + r l h 组( c l p + r 组) 。检测 大鼠呼吸频率r r 、潮气容积v t 、分钟通气量m v 及吸气时间分数t i t t o t 等呼吸功能 指标；检测离体膈肌条单收缩力n 、峰值收缩时间c t 、半舒张时间r t l 2 、张力最 大上升速率+ d t d t m a x 、张力最大下降速率d t d t m a x 、最大强直张力p o 、张力频率 关系曲线、疲劳耐受曲线等力学指标及加工具药l - n n a 后p t 、p o 及张力频率关系 曲线；分光光度法测定血清n o 含量；r t p c r 法检测膈肌n n o sm r n a 、i n o s m r n a 表达。 结果限制性体位对健康大鼠膈肌力学变化的影响与c 组相比，r 1 2 、r 2 4 h 组r r 、v t 和m v 均下降，t i t t o t 增高( 氏0 0 1 ) ：与r 1 2 h 组相比，r 2 4 h 组t j 爪o t 增大( 尸 0 0 5 ) ，出现叹气样呼吸；与c 组相 比，r 1 2 h 组膈肌条p t 明显降低，张力频率关系曲线低频部分( 1 0 h z 、2 0 h z ) 张力 降低( p 0 0 1 ) ；r 2 4 h 组膈肌条p t 、p o 、+ d t d t m a x 及d t d t m 8 x 均明显降低，张力- 频率关系曲线低频、高频部分张力均明显降低( 尸 o 0 1 ) ；在整个限制体位过程中， c t 和r t l 忽未有明显变化( 胗o 0 5 ) ；连续刺激致膈肌疲劳时，膈肌张力在原始值 上r 1 2 h 、r 2 4 h 组与c 组比较存在差异，矫正值并无差异；限制性体位引起血清n o 含量明显升高( 尸 0 0 5 - 一0 0 1 ) ，膈肌n n o sm r n a 表达逐渐上调( 尸 0 0 1 ) ，未 检出i n o sm r n a 明显表达；l 小烈a 处理后，三组膈肌条p t 均增大( 尸 o 0 5 ) ，p o 未见明显变化，r 2 4 h 组张力频率关系曲线下降( 尸 o o l v scg r o u p ) ，张力- 频率 关系曲线矫正值在各组并无差异；限制性体位可致大鼠膈肌纤维局部排列紊乱、 扭曲、断裂等病理变化。限制性体位对c l p 大鼠膈肌力学变化的影响与s h a m 组相比，c l p 大鼠出现呼吸功能恶化；与c l p l 2 h 组相比，c t 。p 1 2 h + r 组大鼠呼吸功 中文摘要 限制性体位对大鼠膈肌力学变化的影响 能恶化较早，砒进行性下降，频繁出现叹气样呼吸，胸腹部矛盾运动、抽搐、张 口呼吸。c l p l 2 1 8 h 组大鼠膈肌条p t 、p o 、+ d t d t m a x 和d t d t m a x 逐渐降低( p 0 0 1 ) ； c l p l 2 h + r 组大鼠膈肌条p t 、p o 、+ d t d t m a x 和d t d t m a x 大幅下降( 尸 0 0 1 ) 。与洲 组相比，c l p l 2 h 组膈肌条c t 及r t l 尼未见明显变化( 胗o 0 5 ) ，c l p l 8 h 组c t 明显 缩短，r t l 2 明显延长( 氏0 0 1 ) ；与c l p l 2 h 、c l p l 8 h 组相比，c l p l 2 h + r 组c t 、 r t l 尼明显缩短( 尸 o 0 1 ) 。c l p l 2 1 8 h 组大鼠膈肌条张力频率关系曲线所有频率 下张力逐渐下降( p o 0 1 ) ，c l p l 2 h + r 组张力频率关系曲线显示1 0 h z 6 0 h z 张 力大幅降低( 尸 o 0 1 ) 。连续刺激致膈肌疲劳时，膈肌张力在原始值上各组存在明 显差异，矫正值在0 s 4 5 s 存在差异( 氏0 0 5 ) 。c l p l 2 1 8 h 组血清n o 含量逐渐升 高( 尸 o 0 1 ) ，膈肌i n o sm r n a 表达逐渐上调( p 0 0 5 ) 。 力i l - n n a 处理后，c l p l 2 1 8 h 组膈肌条p t 、p o 和张力频率关系曲线所有频率下张 力明显增大( 氏0 0 1 ) ，在矫正值上张力频率关系曲线在c l p l 2 h 、c l p l 8 h 组较 s h a m 组上移( 氏o 0 1 ) ；力n l - n n a 处理后，c l p l 2 h + r 组膈肌条p t 、p o 和张力 频率关系曲线无明显变化( 胗0 0 5wc l p l 2 h 组) 。c l p l 2 h 、c l p l 8 h 组和c l p l 2 h + r 组大鼠膈肌局部肌纤维扭曲、萎缩、断裂等病理变化。 结论限制性体位可导致健康大鼠呼吸功能障碍、膈肌收缩力下降，膈肌 n n o sm r n a 表达上调、血清n o 含量增多；c l p 大鼠限制性体位可导致严重呼吸功 能障碍、膈肌收缩力显著下降，膈肌i n o sm r n a 表达上调、血清n o 含量明显增多； 膈肌源性n o 抑或循环血液来源的n o 均可抑制膈肌收缩能力，参与介导限制性体位 引起的呼吸功能障碍；在本实验条件下，健康大鼠限制性体位致呼吸功能障碍程 度与膈肌收缩力下降之间并非对等关系，与膈肌显著的耐受疲劳能力相关；c l p 大鼠限制性体位引起大鼠膈肌收缩力大幅下降是造成大鼠严重呼吸功能障碍的重 要机制。 【关键词】限制性体位；盲肠结扎加穿孔；膈肌；呼吸功能；一氧化氮合酶 n 作者：项剑 指导教师：谷振勇 e f f e c t so f r e s t r a i n tp o s i t i o no nt h ec h a n g eo f d i a p h r a g m a t i cm e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i ci nr a t s a b s t r a c t s e f f e c t so fr e s t r a i n tp o s i t i o no nt h ec h a n g e so f d i a p h r a g m a t i cm e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i ci nr a t s a b s t r a c t s o b j e c t i v e t oo b s e r v et h ee f f e c t so fr e s t r a i n tp o s i t i o no nt h e c h a n g e so f d i a p h r a g m a t i cm e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i co fr a t sa n dt h er e l a t i o n s h i p 、析lt h ec h a n g e so f r e s p i r a t o r yd y s f u n c t i o n s ，t r yt oe l u c i d a t et h er o l e so fd i a p h r a g m a t i cn oi nt h ec h a n g e s o fd i a p h r a g m a t i cm e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i cd u r i n gr e s t r a i n tp o s i t i o no fr a t s m e t h o d sr a tm o d e l so fr e s t r a i n tp o s i t i o na n dc e c a ll i g a t i o na n dp u n c t u r e ( c l p ) w e r ee s t a b l i s h e dr e s p e c t i v e l y e x p e r i m e n ti nt h ee f f e c t so fr e s t r a i n tp o s i t i o no nt h e c h a n g e so fd i a p h r a g m a t i cm e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i co fh e a l t h yr a t sw a sd i v i d e di n t o c o n t r o l ( c ) g r o u p ，r e s t r a i n tp o s i t i o n12 h ( r 12 h ) g r o u pa n dr e s t r a i n tp o s i t i o n2 4 h ( r 2 4 h ) g r o u p e x p e r i m e n ti nt h ee f f e c t so f r e s t r a i n tp o s i t i o no nt h ec h a n g e so fd i a p h r a g m a t i c m e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i co fc l pr a t sw a sd i v i d e di n t os h a mg r o u p ，c l p12 hg r o u p ， c l p l 8 hg r o u pa n dc l p l 2 h + r e s t r a i n tp o s i t i o nl h ( c l p + r ) g r o u p t h ep a r a m e t e r so f r e s p i r a t o r yf u n c t i o n sw e r er e c o r d e d 嬲f o l l o w s ：r e s p i r a t o r yr a t e ( 心，t i d a lv o l u m e ， m i n u t ev e n t i l a t i o n ( m v ) ，a n di n s p i m t o r yt i m er e l a t i v et ot o t a lr e s p i r a t o r yt i m e ( t i t t o o t h ep a r a m e t e r so fd i a p h r a g m a t i cm e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i cw e r ea s s e s s e d 弱f o l l o w s ： p e a kt w i t c ht e n s i o n ( p o ，m a x i m u mt e t a n i ct e n s i o n ( p o ) ，t i m et op e a kc o n t r a c t i o n ( c 1 ) ， h a l fr e l a x a t i o nt i m e ( r t m ) ，m a x i m a lr i s ev e l o c i t yo ft e n s i o n ( + d t d t m a x ) ，m a x i m a lf a l l v e l o c i t yo ft e n s i o n ( - d t d t m a x ) t h ef o r c e f r e q u e n c yr e l a t i o n s h i pa n df a t i g u er e s i s t a n c e p t ，p oa n df o r c e - f r e q u e n c yr e l a t i o n s h i pw e r em e a s u r e da g a i na f t e rt h ea d m i n i s t r a t i o no f l j n n a s e r u mn ol e v e lw e r em e a s u r e db ys p e c t r o p h o t o m e t r y t h ee x p r e s s i o n so f n n o sa n di n o sm r n ai nd i a p h r a g mw e r ed e t e c t e dw i t l lr t p c i l r e s u l t s e f f e c t so fr e s t r a i n tp o s i t i o no nt h ec h a n g e so fd i a p h r a g m a t i cm e c h a n i c a l c h a r a c t e r i s t i co fh e a l t h yr a t st h er e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ：i 氓v ta n dm vw e r e s i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e d ( 尸 o 01 ) ，t i f r t o tw a si n c r e a s e d 伊 0 01 ) i nt h ee a r l ys t a g eo f r e s t r a i n tp o s i t i o n u n d e rt h i se x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n , t i 仇0 tw a si n c r e a s e d 俨 o 0 5 ) ，a n ds i g h - l i k eb r e a t h i n gw a so b s e r v ei ni 也4 hg r o u p ( v sr 12 hg r o u p ) ( g ) c o m p a r e dw i t hc o n t r o lg r o u p ，p tw a ss i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e d ( p 0 01 ) ， i i i a b s t r a c t s e f f e c t so fr e s t r a i n tp o s i t i o no i lt h ec h a n g eo fd i a p h r a g m a t i cm e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i ci nr a t s f o r c e - g e n e r a t i n gc a p a c i t yi nf o r c e - f r e q u e n c yr e l a t i o n s h i pw a ss i g n i f i c a n t l yr e d u c e do n l yi n 10 h za n d2 0 h z 妒 o 0 5 ) i nr 12 hg r o u p ，a n dp t ，p o ，+ d t d t m a xa n d - d t d t m a xw e r e s i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e d 伊 0 0 1 ) ，f o r c e g e n e r a t i n gc a p a c i t yo v e rt h ef u l lr a n g eo ft h e f o r c e - f r e q u e n c yr e l a t i o n s h i pw a sr e d u c e dp 0 0 5 ) a b s o l u t ef o r c el e v e l sd u r i n g f a t i g u i n gs t i m u l a t i o np a r a l l e l e dt h ec h a n g e si nt h ef o r c e - f r e q u e n c yr e l a t i o n s h i p ，b u tt h e r e w e r en od i f f e r e n c e si nt h ed i a p h r a g mf a t i g u er e s i s t a n c ei ft h ef o r c el o s sw a sn o r m a l i z e dt o i t si n i t i a ll e v e lp 0 0 5 ) p t ( n o tp o ) w a si n c r e a s e da f t e rl - n n aa d m i n i s t r a t i o ni nt h r e e g r o u p s ( 尸 o 0 5 ) ) n oi ns e r u n lw a si n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l yd u r i n gt h er e s t r a i n t p o s i t i o no fr a t s ( p 0 0 1 ) d i a p h r a g m a t i cn n o sm r n ae x p r e s s i o nw a su p r e g u l a t e d s i g n i f i c a n t l yd u r i n gt h er e s t r a i n tp o s i t i o n 俨 0 0 1 ) ；b u tt h e r ew a sr i f f l eo rn oi n o sm r n a e x p r e s s i o na m o n gt h et h r e eg r o u p sp 0 0 5 ) c o m p a r e dw i t hc o n t r o lg r o u p ，l o c a l d i a p h r a g m a t i cf i b e r sw e r ed i s o r g a n i z e di nr 1 2 hg r o u p ，a n da t r o p h i e da n dd i s s o l v e di n r 2 4 hg r o u p e f f e c t so fr e s t r a i n tp o s i t i o no nt h ec h a n g e so fd i a p h r a g m a t i cm e c h a n i c a l c h a r a c t e r i s t i co fc l pr a t st h er e s u l t sw e r e 邪f o l l o w s ： c l pr a t ss h o w e ds i g n i f i c a n t r e s p i r a t o r yd y s f u n c t i o n s ，w h i l er e s t r a i n tp o s i t i o nw i t hc l pr a t sc o u l dl e a dt os e v e r e r e s p i r a t o r yd y s f u n c t i o n sw i t hat r a n s i e n tc o m p e n s a t o r yp e r i o d ( a b o u t6 0 m i n ) s u c h 嬲 r e s p i r a t o r yf r e q u e n c y d e c r e a s e d p r o g r e s s i v e l y , s i g h - l i k eb r e a t h i n gf r e q u e n t l y , a n d c o n t r a d i c t o r yt h o r a c i ca n da b d o m i n a lm o v e m e n t , c o n v u l s i o na n dm o u t hb r e a t h i n ga p p e a r e d 毗p o ，+ d t d t m a xa n d - d t d t m a xw e r es i g n i f i c a n t l yd e c l i n e di nc l p l 2 18 hg r o u p ( 尸如0 1 ) a n dt h e s ep a r a m e t e r s ( e x c e p tp o ) w e r ef u r t h e rd e c l i n e di nc l p l 2 h + rg r o u p 俨 o 0 5 ) s h a m g r o u p ) ，b u t i nc l p l 8 hg r o u p ，c tw a sd e c l i n e da n dr t l 尼w a si n c r e a s e d 俨 o 0 1 ) c o m p a r e dw i t hc l p l 2 ho rc l p l 8 hg r o u p ，c ta n di h l 尼i nc l p l 2 h + rg r o u pw e r e s i g n i f i c a n t l yd e c l i n e d 俨 0 01 ) f o r c e g e n e r a t i n gc a p a c i t yo v e rt h ef u l lr a n g eo ft h e f o r c e - f r e q u e n c yr e l a t i o n s h i pw a ss i g n i f i c a n t l yd e c l i n e di nc l p l 2 - 1 8 hg r o u p 妒 0 0 1 ) a n d f o r c e - g e n e r a t i n gc a p a c i t yo f t h ef o r c e f r e q u e n c yr e l a t i o n s h i pi n10 h z 6 0 h zi nc l p l2 h + r g r o u pw a sf u r t h e rd e c l i n e d ( 尸 o 0 1 ) a b s o l u t ef o r c el e v e l sd u r i n gf a t i g u i n gs t i m u l a t i o n p a r a l l e l e dc h a n g e si nt h ef o r c e f r e q u e n c yr e l a t i o n s h i p ，a n dt h e r ew e r ed i f f e r e n c e si n0 s - - 4 5 si nt h ed i a p h r a g mf a t i g u er e s i s t a n c eo n c et h ef o r c el o s sw a sn o r m a l i z e dt oi t si n i t i a ll e v e l 1 v e f f e c t so fr e s t r a i n tp o s i t i o no nt h ec h a n g eo fd i a p h r a g m a t i cm e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i ci nr a t s a b s t r a c t s i n c r e a s e da f t e r c o m p a r e dw i t hs h a mg r o u p ( p o 0 5 ) b o t hp ta n dp ow e r es i g n i f i c a n t l y l - n n aa d m i n i s t r a t i o ni nf o u r g r o u p s 俨 0 0 1 ) f o r c e g e n e r a t i n gc a p a c i t y i n f o r c e - f r e q u e n c yr e l a t i o n s h i pa f t e rl - n n aa d m i n i s t r a t i o nw a ss i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e di n c l p l 2 - 1 8 hg r o u p 伊 0 0 5 ) ，b u tw a s d i f f e r e n tf r o mc l p l8 hg r o u p ( 尸 o 0 1 ) 爹n ol e v e li n s e r u mw a si n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l yi nc l p l 2 - 18 hg r o u p 伊 o 0 5 ) ( d d i a p h r a g m a t i ci n o sm r n ae x p r e s s i o nw a su p r e g u l a t e ds i g n i f i c a n t l yi n c l p l 2 18 hg r o u p 妒 0 0 5 ) ，b u ti n o sm r n ae x p r e s s i o ni n c l p l2 h + rg r o u pw a ss i g n i f i c a n t l yl o w e rt h a nt h a ti nc l p l8 h g r o u p 如0 1 ) c o m p a r e dw i t hc o n t r o lg r o u p ，d i a p h r a g m a t i cf i b e r sw e r ed i s o r g a n i z e d , a t r o p h i e da n d d i s s o l v e di nc l p l 2 hg r o u p ，c l p l8 ha n di nc l p l 2 h + rg r o u p c o n c l u s i o ni nh e a l t h yr a t sr e s t r a i n tp o s i t i o ni n d u c e dr e s p i r a t o r yd y s f u n c t i o n s ， d i a p h r a g m a t i cc o n t r a c t i l i t yd e c r e a s ea n dt h eu p r e g u l a t i o no fn n o sm r n ae x p r e s s i o n i nd i a p h r a g ma sw e l la st h en ol e v e li n c r e a s ei ns e r u m r c s t r a i mp o s i t i o no fc l pr a t s l e dt od i a p h r a g m a t i cc o n t r a c t i l i t yd e c r e a s es h a r p l y ，s e v e r er e s p i r a t o r yd y s f u n c t i o n sa n d t h eu p r e g u l a t i o no fi n o sm r n ae x p r e s s i o ni nd i a p h r a g ma sw e l la st h en ol e v e l i n c r e a s ei ns e r u ms i g n i f i c a n t l y n of r o md i a p h r a g m ao rc i r c u l a t i o nc o m t r i b u t e dt o d i a p h r a g m a t i cc o n t r a c t i l i t y d e c r e a s ea n dr e s p i r a t o r yd y s f u n c t i o n s d i a p h r a g m si n h e a l t h yr a t sw i t hf r e eo rr e s t r a i n tp o s i t i o nh a v eav e r ys t r o n gr e s e r v ec a p a c i t y ，w h i c h c o m t r i b u t e dt ot h en o n l i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e nr e s p i r a t o r y d y s f u n c t i o n sa n d d i a p h r a g m a t i cc o n t r a c t i l i t yd e c r e a s e k e yw o r d s ：r e s t r a i n tp o s i t i o n ；c e c a ll i g a t i o n a n dp u n c t u r e ( c l p ) ；d i a p h r a g m ； r e s p i r a t o r yf u n c t i o n ；n i t r i co x i d es y n t h a s e ( n o s ) v w r i t t e n b y x i a n gj i a n s u p e r v i s e db y g uz h e n y o n g 目录 序言1j 予罱1 第一部分限制性体位大鼠膈肌力学变化及与呼吸功能变化的关系 引言7 材料与方法8 结果1 6 讨论1 9 ，j 、 结2 6 参考文献2 7 第二部分限制性体位对c l p 大鼠膈肌力学变化的影响 引言2 9 材料与方法3 0 结果3 2 讨论3 6 小结4 1 参考文献4 2 附表4 4 附图”4 5 结论“5 8 不足之处与今后研究方向5 9 综述”6 0 缩略词中英文对照表7 0 攻读硕士学位期间发表的论文7 1 致谢7 2 限制性体位对大鼠膈肌力学变化的影响 序言 序言 概述 体位性窒息( p o s i t i o n a la s p h y x i a ) 是指因机体长时间限制在某种异常体位，使 呼吸运动和静脉回流受阻而引起的窒息死亡，属机械性窒息的特殊类型。以往报 道的体位性窒息案例多见于以下人群：( 1 ) 犯罪嫌疑人：因抓捕、审讯需要，而 被限制于某一特定体位，常见有四肢捆绑置于俯卧位、双上肢反绑于木椅、铁杆； ( 2 ) 精神病人：在其急性发作期，尤其存在攻击性行为时，押运至医院接受治疗 途中会被采取制动措施，常见有双上肢捆绑于背后、俯卧位于汽车后排座位；( 3 ) 犯罪行为受害人：犯罪过程中被迫置于限制性体位，常见有捆绑双上肢悬挂或双 下肢倒挂；( 4 ) 意外事故当事人：车祸、工伤等意外事件造成身体长时间限制于 某异常体位【l ，2 】，常见有捆绑胸腹部水平悬挂或保险带悬挂、颈部俯屈受压。其中， 酒精或药物滥用者【1 ，3 1 及老年、婴幼) h t 4 , 5 1 由于意识减弱或丧失或自身主动逃避危险 环境的能力较差，一旦处于异常体位就不易本能自救，在意外事故中发生体位性 窒息尤为多见。前三类人群是由于存在外力强行干预，当事人无法自主改变异常 体位；而意外事故当事人是由于颅脑外伤或酒精药物作用造成意识减弱或自身特 点，无法自主改变不利体位。有报道在监禁过程中体位性窒息发生率较高，涉及 兴奋性药物使用7 8 ，慢性疾病5 8 和肥胖5 6 嘲。正是由于限制性体位发生时， 常常伴有其他因素的存在，如体表外伤、应激反应( 高度紧张或躁动等) 、酒精或 其他药物使用、当事人自身生理情况等，法医检案实践难度可想而知。目前，在 法医学实践中，认定体位性窒息必须具备：特定体位确实阻碍正常呼吸运动，且 不能自主改变体位；有呼吸困难等窒息征象；排除自然性死亡、暴力性死亡。体 位性窒息死亡机制已成为法医学界亟需解决的疑难课题之一。 国内外研究现状 体位性窒息作为法医学研究课题，起步较晚。1 9 8 2 年r e a y 等【7 】首先报道了异常 体位致死案例之后，国外学者就开始其死亡机制的探讨。r e a y 等n 报道，焦虑不 安者处于俯卧位可发生呼吸抑制，胸壁、膈肌、肋间肌等活动受限，造成低氧，改 变内环境，可引起致死性的心律紊乱。b u s u t t i l 等1 9 报道，限制性体位可改变呼吸动 序言 限制性体位对大鼠膈肌力学变化的影响 力学，造成呼吸肌疲劳，从而引起死亡。c h a n 等【1 0 】总结前人的研究后提出，限制 性体位阻碍胸壁、腹部、膈肌的运动，正常通气功能障碍，可以导致换气功能不 足，乃至窒息死亡。在国外，有关体位性窒息的研究大多仅限于从案例分析或从 相关功能角度初步探讨，一般认为【1 1 】体位性窒息死亡是个多因素作用的结果，激 惹状态、酒精及药物滥用、躯体疾病和机械性制动都可成为潜在致死的因素，主 要死因与机体的限制过程密切相关1 1 2 1 ，呼吸动力异常可能在该过程中发挥重要作 用。 国内陈玉川、竞花兰等学者【1 3 j 于1 9 9 5 年首先报道了固定双上肢悬挂致死案例， 随后以捆绑家兔双前肢悬挂为模型对限制性体位死亡机制做了系列研究。从关注 生命环心、肺、脑【1 4 , 1 5 1 开始，发现该限制性体位可引起呼吸失调，机体缺氧， 导致心肺功能障碍，属肺性死亡，并且该过程存在脑血管损伤和脑水肿。逐渐转 到呼吸肌特别是膈肌，发现该限制性体位膈肌无氧代谢加强【1 6 1 、应激蛋白、纤维 连接蛋白表达增加【l 7 1 、膈肌肌电频率下降，膈肌频谱中h ( 高频) l ( 低频) 的 比值，实验前、后下降超过了2 0 ，即存在膈肌疲劳【1 8 , 1 9 。表明异常体位会因外周 和中枢两方面因素综合造成呼吸肌疲劳致死【1 9 1 。但未对膈肌疲劳的分子机制进行 深入研究。我们实验室于2 0 0 6 年开始开展体位性窒息相关研究，已建立了仰卧位、 胸廓活动限制、颈部和后肢固定及前肢悬挂标准重物的强迫体位模型【2 0 1 ，探讨该 限制性体位引起的机体亚急性变化。前期的实验结果已揭示，大鼠在该限制性体 位下存在呼吸功能障碍，早期以呼吸性酸中毒为主合并代谢性酸中毒，随着限制 性体位时间延长，大鼠呼吸性酸中毒加重，出现明显低氧血症。符合i i 型呼吸衰 竭特点，提示呼吸肌特别是膈肌在限制性体位致呼吸功能障碍过程中发挥了重要 作用。 膈肌疲劳与一氧化氮 过去，人们对于呼吸衰竭的发病机制，通常只是以肺部或气道疾病加以解释， 只注意到通气、换气以及呼吸控制等因素的作用，而作为通气的动力泵呼吸 肌尤其是膈肌却长期以来未受到应有的重视。虽然早在2 0 世纪初，已有学者注意 到呼吸肌功能异常与通气功能不全有关。然而，直到1 9 7 7 年r o u s s o s 和m a c k l e m 用附加吸气阻力法才首次直接测定了人体的膈肌疲劳( d i a p h r a g m a t i cf a t i g u e ) 。1 9 8 8 年美国心肺和血液研究会对膈肌疲劳定义为：膈肌在负荷下活动而导致其产生力 量和( 或) 速度的能力下降，这种能力的下降可通过休息而恢复。膈肌疲劳可能 2 限制性体位对大鼠膈肌力学变化的影响 序言 是呼吸衰竭发生、发展的重要病理生理机制之一。呼吸肌的收缩和舒张引起的呼 吸运动是实现肺通气的原动力。膈肌是哺乳类动物最主要的吸气肌，是人体通气 的主要动力泵源。平静呼吸时，膈肌活动产生的潮气量约占总潮气量的7 0 , - 一8 0 。 研究结果显示，切除两侧膈神经能引起大鼠即刻死亡，表明膈肌功能障碍或膈肌 疲劳可引起和加重呼吸功能不全，最终导致呼吸衰竭。 引起膈肌疲劳的因素有：( 1 ) 呼吸中枢驱动不足，如中枢抑制状态；( 2 ) 神 经肌肉疾病，如膈神经损伤、重症肌无力；( 3 ) 膈肌初长和形态改变，如肺气肿； ( 4 ) 呼吸负荷增加，如支气管哮喘；( 5 ) 能量供应不足和代谢障碍，如心力衰竭、 低钾血症。一般认为，胞内乳酸和氢离子的积累是导致膈肌收缩蛋白功能下降的 原因。最近有关骨骼肌疲劳的研究认为，哺乳动物骨骼肌疲劳，更值得考虑的是 离子变化造成的动作电位改变，多途径造成的肌浆网钙离子释放异常和活性氧的 作用【2 1 1 。相关研究瞄】进一步从生物化学角度揭示膈肌在细胞、分子水平的变化， 如氧化应激及相关细胞因子增多，通过肌节蛋白的修饰，蛋白酶活化，使蛋白降 解，收缩蛋白减少，膈肌萎缩。研究发现【2 3 】氧化型蛋白水平与膈肌收缩力存在明 显的负相关。膈肌离体实验发现【2 4 】，低氧引起张力频率关系曲线下降，膈肌内过 氧亚硝基阴离子水平上升，提示氧化应激、氮应激可能在膈肌疲劳的发生、发展 中起重要作用。 业已公认，一氧化氮( n i t r i co x i d e ，n o ) 是调控包括膈肌在内的所有肌肉舒缩 功能的重要内源性因子，参与肌肉兴奋收缩偶联、血流调节、肌细胞分化、内环 境稳定及神经传递等调节作用【2 5 1 。n o 是由一氧化氮合酶( n i t r i co x i d es y n t h a s e ， n o s ) 催化l 型精氨酸反应生成。在生理条件下，膈肌中n o 维持在较低浓度，主 要由结构型一氧化氮合酶( c o n s t i t u t i v en i t r i co x i d es y n t h a s e ，c n o s ) 组成性表达， e n o s 包括神经型一氧化氮合酶( n e u r o n a ln i t r i co x i d es y n t h a s e ，n n o s ) 及内皮型一 氧化氮合酶( e n d o t h e l i a ln i t r i co x i d es y n t h a s e ，e n o s ) ，以n n o s 为主，这与膈肌作 为主要呼吸肌所应具备的收缩功能是相符的。n n o s 主要分布于快肌的肌纤维膜 上，e n