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目的:ICU获得性衰弱(ICU-acquired weakness,ICU-AW)是危重症患者中后期预后的重要影响因素。目前已知神经肌肉电刺激(neuromuscular electrical stimulation,NMES)是防治ICU-AW的重要手段,但NMES治疗的最佳频率尚有待探索,其作用机制也未完全清楚。因此,我们拟通过脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)气管内滴注构建ARDS相关性ICU-AW小鼠模型,探讨不同频率NMES对ICU-AW小鼠模型肌萎缩的防治作用及机制。方法:健康雄性C57BL/6小鼠96只随机分为12组,每组8只。具体分组如下:空白对照组(control-1,C1)、暴露气管组(control-2,C2)、气管内注入无菌水组(control-3,C3)、ICU-AW模型组(ICU-AW)。建模成功后,将ICU-AW模型小鼠分成:ICU-AW+AMPK激动剂A-769662组(ICU-AW-A)和ICU-AW+A-769662溶剂组(ICU-AW-V),初步探讨AMPK在ICU-AW发病中的作用。为研究NMES的最佳治疗频率,ICU-AW模型动物分成:NMES 20Hz组(ICU-AW-20)、NMES 40Hz组(ICU-AW-40)、NMES 60Hz组(ICU-AW-60)、NMES80Hz组(ICU-AW-80)。获得模型动物最佳治疗频率后,为进一步了解AMPK在NMES中的作用,我们将ICU-AW模型动物分成:ICU-AW-40+AMPK抑制剂Compound C组(ICU-AW-40-C)和ICU-AW-40+Compound C溶剂组(ICU-AW-40-V)。各组小鼠处理如下:C1:空白对照;C2:小鼠仅颈部皮肤切开暴露气管,缝合皮肤;C3:切开小鼠颈部皮肤并暴露气管,气管内注入与LPS等量无菌水,缝合皮肤;ICU-AW:切开小鼠颈部皮肤并暴露气管,LPS(3μg/g)注入气管,缝合颈部皮肤;ICU-AW-A:ICU-AW模型基础上,于LPS注射前30 min腹腔注射AMPK激动剂A-769662(30 mg/kg);ICU-AW-V:ICU-AW模型基础上,于LPS注射前30 min腹腔等量注射AMPK激动剂A-769662的溶剂二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO);ICU-AW-20:ICU-AW模型组予以NMES 20Hz干预;ICU-AW-40:ICU-AW模型组予以NMES 40Hz干预;ICU-AW-60:ICU-AW模型组予以NMES 60Hz干预;ICU-AW-80:ICU-AW模型组予以NMES 80Hz干预;ICU-AW-40-C:在ICU-AW模型基础上,于LPS注射前30 min腹腔注射AMPK抑制剂Compound C(20mg/kg),并予以NMES 40Hz干预;ICU-AW-40-V:在ICU-AW模型基础上,于LPS注射前30 min腹腔注射AMPK抑制剂Compound C的溶剂DMSO,并予以NMES 40Hz干预。检测小鼠四肢抓力和存活状态,7d后收集小鼠腓肠肌标本,采用HE染色光镜观察肌肉病理学变化,采用western blot以及q RT-PCR的方法检测小鼠腓肠肌中Atrogin-1、Mu RF-1,AMPK蛋白和m RNA表达。结果:1、各组实验小鼠腓肠肌形态学变化、四肢抓力、存活率、Atrogin-1、Mu RF-1基因及蛋白表达情况:与C1、C2、C3组相比,ICU-AW组小鼠出现腓肠肌萎缩,四肢抓力及存活率显著降低(P<0.05),腓肠肌组织中Mu RF-1、Atrogin-1基因及蛋白表达显著降低(P<0.001);2、C3组与ICU-AW组实验小鼠腓肠肌p-AMPK蛋白表达情况,ICU-AW-V组与ICU-AW-A组实验小鼠腓肠肌形态学变化、四肢抓力、Atrogin-1、Mu RF-1基因及蛋白表达情况:和C3组相比,ICU-AW组p-AMPK蛋白水平显著降低(P<0.01);与ICU-AW-V组相比,ICU-AW-A组小鼠腓肠肌肌肉萎缩改善,四肢抓力显著提高(P<0.05 or 0.01),Atrogin-1和MuRF-1蛋白及基因表达量显著降低(P<0.01);3、各组实验小鼠腓肠肌形态学变化、四肢抓力、Atrogin-1、Mu RF-1基因及蛋白表达情况:相比于其他四组,ICU-AW-40组小鼠腓肠肌肌肉萎缩改善显著;相比于ICU-AW组,ICU-AW-20组、ICU-AW-60组、ICU-AW-40组四肢抓力均显著提升(P<0.05),其中,ICU-AW-40提升最为显著(P<0.05);ICU-AW-40组Atrogin-1和Mu RF-1蛋白及基因表达量也较其它四组显著降低(P<0.01);4、各组实验小鼠腓肠肌形态学变化、四肢抓力、Atrogin-1、Mu RF-1基因及蛋白表达情况:相比于ICU-AW-40-V组,ICU-AW-40-C腓肠肌肌纤维明显萎缩,四肢抓力组显著降低(P<0.05);ICU-AW-40-C组Atrogin-1和Mu RF-1 m RNA和蛋白表达量较ICU-AW-V组显著升高(P<0.01)。结论:1、气管内滴注LPS可构建ARDS相关性ICU-AW小鼠动物模型。2、AMPK可能在ICU-AW小鼠动物模型发病过程中发挥重要作用。3、40Hz频率NMES方案干预能够明显改善ICU-AW小鼠动物模型骨骼肌萎缩。4、NMES改善ICU-AW骨骼肌萎缩可能是通过提升AMPK活性而发挥保护作用的。