论文摘要
研究背景周围血管疾病（Peripheral arterial disease, PAD）主要是由动脉粥样硬化闭塞引起的,是全身系统性动脉粥样硬化的一个重要表现,临床主要表现为手足麻木、刺痛,间歇性跛行及静息痛,动脉搏动减弱或消失等,严重者可引起手足溃烂、感染化脓甚至坏疽。其中,间歇性跛行,表现为步行时肌肉疼痛,是周围血管病患者最早和最常见的症状。尽管很多周围血管病患者并无症状,但有7-15%的患者会在5年内出现间歇性跛行。而且,间歇性跛行的出现随着年龄增加而显著增加,在45～54岁患者中,发生率为0.6%,在55～64岁患者中发生率为2.5%,而在65～74岁患者发生率增加到8.8%,并随着病情的发展而逐渐加重,严重者可能出现静息痛,最突出表现为需依赖抬高下肢来缓解症状。尽管间歇性跛行主要局限在大腿及腓肠肌,但静息痛一般出现在足部,在疾病晚期,会因组织灌注不足发展成缺血性溃疡和坏疽,而这些病人有超过1/3的人不得不截肢,而且五年内截肢率为1-3.3%,死亡率高达20%。而且,外周血管疾病的严重程度与心肌梗死、缺血性脑卒中和死亡风险密切相关,患周围血管病者,无论伴冠心病、脑血管疾病病史或不伴心肌梗死、脑梗死病史,均有大约相同的心血管死亡风险。鉴于周围血管疾病是一类致残率及致死率极高的疾病,严重威胁人类的生命健康,因此,探索周围血管疾病的治疗手段是极为必要的,治疗的目的为减轻症状、改善生活质量,减少心血管事件发病率及死亡率。目前主要治疗措施包括戒烟、控制血脂、控制血压、控制糖尿病、抗血小板、抗血栓形成和血管成形术等,而开展改善患者间歇性跛行疲劳症状及改善行走能力,提高生活质量的研究尚需进一步探索。减阻剂（Drag reducing polymers, DRPs）为一类分子量大于106Da的高分子水溶性线性聚合物。在流体管道中添加少量这种聚合物能使流体阻力下降,从而在恒定压力下增加流体速率或降低流体阻力,这种减阻效应在1984年被Toms所报道,称为Toms现象。Toms现象已经被应用于各种工业,包括管道原油运输、消防、船及潜艇的减阻。近年,在急性及慢性动物模型中加入减阻剂已经证明能够产生积极的血流动力学效应。静脉注射毫摩尔浓度的高分子聚合物能增加主动脉及动脉血流,降低外周血管阻力,而不影响血液粘度和血管张力；减阻剂能显著增加兔子侧枝循环血流,增加正常及糖尿病大鼠的功能毛细血管,减少正常大鼠和用腺苷扩张过的肠系膜动脉的血流阻力；在主动脉及颈动脉狭窄犬模型中证实,注射减阻剂后能减少湍流形成；在犬模型中也证实了能增加狭窄髂动脉的血流,而且多个动物模型试验证实长期注射减阻剂能限制动脉粥样硬化的发展；在大鼠急性休克模型中证实,静脉注射减阻剂能迅速增加血压、恢复微循环血流促使组织氧供增加,静脉应用减阻剂能减少压力在主动脉及小动脉间的损失,增加毛细血管前灌注压；我课题组已证实减阻剂能增加正常大鼠腹主动脉血流,增加急性后肢缺血大鼠骨骼肌微循环的血流速度及血流量。本研究拟探讨减阻剂能否改善急性后肢缺血大鼠的运动耐力以及其可能的机制。第一部分减阻剂对急性后肢缺血大鼠腹主动脉血流动力学的影响目的建立急性后肢缺血大鼠模型,观察应用减阻剂后,大鼠腹主动脉血流量、心率、动脉血压、中心静脉压的变化,初步评价减阻剂的有效性和用药安全性。方法1、减阻剂的制备目前动物实验中应用最多的减阻剂为聚氧化乙烯（Polyethylene oxide,PEO）,本实验选择平均分子量为5x106 Da的PEO进行实验,于生理盐水中加入准确称好的PEO,在磁力搅拌器中搅拌24小时配成浓度为0.1%的PEO溶液,将配好的PEO溶液放置于分子截留量为50000Da的透析袋中透析24小时,生理盐水稀释成50ppm浓度的PEO溶液备用。2、动物模型的制备及血流动力学监测大鼠采购后,在实验室适应性饲养1天[温度22～26℃、湿度50%左右、明暗周期各12h（8：30AM～8：30PM）的动物房内饲养],于第2天开始在倾角11°的动物跑台做适应性跑步训练[速度lOm/min x 5min/d x 3d,速度逐渐增至12m/min],于第5天用3%戊巴比妥钠（45mg/kg）进行大鼠腹腔注射麻醉,双侧腹股沟区脱毛,开约1cm大小切口,分离、结扎、离断双侧股动脉,避免损伤股静脉及股神经,消毒后缝合皮肤；术后大鼠继续跑步训练[速度lOm/min x 3min/d x 4d,速度逐渐增至12m/min][22],于第14天再行腹腔注射麻醉,建立尾静脉输液通道；肢体安置心电电极,监测心率；颈动脉置管连接压力换能器,监测血压；颈静脉置管,监测中心静脉压；于腹正中开约3cm切口,小心分离腹主动脉,于腹主动脉与髂总动脉分叉上方约5mm处置入Transonic超声血流仪的流量探头,监测腹主动脉血流。3、动物分组及实验数据的记录Wisters大鼠共12只,随机分成2组（实验组n=6,对照组n=6）,待动物模型稳定约30分钟后,经大鼠尾静脉以7ml/h的速度输注50ppm的PEO溶液（实验组）及生理盐水（对照组）持续10分钟,持续监测及记录平静及给药后30分钟内大鼠血流量、心率、动脉压、中心静脉压的改变。结果实验组大鼠腹主动脉血流量较对照组升高（F=10.994,P<0.001）,峰值明显升高（6.4±1.1 ml/min vs 4.9±0.3 ml/min, F=11.027,P=0.008）;两组之间平均动脉压无统计学差异（F=0.035,P=0.855）；两组之间中心静脉压无统计学差异（F=0.009,P=0.925）；两组之间心率无统计学差异（F=0.060,P=-0.811）。结论减阻剂能增加急性后肢缺血大鼠的腹主动脉血流量,增加局部血流速度,而对大鼠的平均动脉压、中心静脉压及心率无明显影响。第二部分减阻剂对急性后肢缺血大鼠运动耐力的影响及其可能的作用机制目的以急性双侧后肢缺血大鼠为模型进行力竭运动试验,观察应用减阻剂后,两组大鼠力竭运动时间的差异、大鼠局部肌肉乳酸堆积及血清一氧化氮含量、超氧化物歧化酶活性、肌酸激酶活性、乳酸脱氢酶活性及全血乳酸含量的改变,以初步探讨减阻剂对急性后肢缺血大鼠运动耐力的影响及其可能的作用机制。方法1、减阻剂的制备在生理盐水中加入称好的PEO,在磁力搅拌器中搅拌24小时配成浓度为0.1%的PEO溶液,将配好的PEO溶液放置于分子截留量为50000Da的透析袋中透析24小时,生理盐水稀释成50ppm浓度PEO溶液备用。2、动物模型及输液通道的建立大鼠进行适应性跑步训练后,于第5天用3%戊巴比妥钠（45mg/kg）腹腔注射麻醉,双侧腹股沟区脱毛,开约1cm大小切口,分离、结扎、离断双侧股动脉,避免损伤股静脉及股神经,消毒后缝合皮肤。颈部脱毛,右颈区开1大小约1-2cm切口,分离暴露右侧颈静脉,于右颈静脉置入输液导管并固定,远端导管从皮下游离至后颈部固定,每天予肝素盐水冲管,保持导管通畅。3、运动方案、动物分组及给药途径大鼠采购后,在实验室适应性饲养1天,于第2天开始在倾角11。的动物跑台做适应性跑步训练[速度10m/min x 5min/d x 3d，速度逐渐增至12m/min],第5天建立急性后肢缺血动物模型及留置颈静脉输液通道,术后大鼠继续跑步训练[速度10m/min x 3min/d x 4d,速度逐渐增至12m/min][22],于第14天,大鼠随机分成两组（实验组n=32,对照组n=32）实验组经颈静脉输液通道以7ml/h的速度输注50ppm浓度的PEO溶液持续10分钟,对照组以7m1/h的速度输注生理盐水持续10分钟,同时大鼠在动物跑道上行跑步运动试验[倾斜11。角,速度12m/min],至大鼠力竭为实验终点[以大鼠停留在电击区域,驱赶无效为力竭试验终点]引。4、记录指标记录大鼠力竭运动时间,运动距离,取全血测乳酸含量,血清测乳酸脱氢酶、肌酸激酶、一氧化氮、超氧化物歧化酶含量、取双侧腓肠肌测肌肉乳酸含量及肌肉HE染色。结果与对照组相比较,实验组大鼠力竭运动时间延长[（774.72±171.49）s vs（687.56±166.08）s,t=2.065,P=0.043]；以相同速度运动时实验组大鼠力竭运动距离延长[（154.94±34.30）mvs（137.51±33.22）m,t=2.065, P=0.043];一氧化氮含量升高[（4.25±1.75） μmol/L vs （3.51±1.06）μmol/L,t=2.037, P=0.047];超氧化物歧化酶活力增高[（62.97±8.70） U/mL vs （58.79±6.75） U/mL,t=2.150,P=0.036]；腓肠肌乳酸含量明显降低[（2.79±0.10） lgmmol/g vs （2.95±0.11） lg mmol/g, t=-6.506,P<0.001];而两组之间肌酸激酶活力[（0.62±0.24）U/mL vs （0.58±0.27） U/mL,t=0.557,P=0.580]、乳酸脱氢酶活力[(6547.61±2593.03U/L vs （6439.93±2180.04）U/L, t=0.180, P=0.858]及全血乳酸含量[（11.65±4.54）mmol/L vs （11.90±5.51）mmol/L, t=-0.193,P=0.847]无统计学差异。结论减阻剂能延长急性后肢缺血大鼠力竭运动时间,增加运动距离,提高运动耐力而发挥抗疲劳作用。其机制可能与一氧化氮舒张血管、增加血流储备,超氧化物歧化酶活性增高,增加自由基的清除、减少组织损伤、增强抗氧化作用,改善局部组织代谢,减少局部乳酸等代谢产物的堆积有关。