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1．背景目前全球人口老龄化的趋势日益突出，随着年龄增加老年人的多种器官发生退行性改变，各器官的代偿能力明显下降，且有个别器官处于功能不全的临界态或失代偿态。临床上，老年人易于发生肺部感染，其常常是老年人多器官功能不全（multiple organ dysfunction syndrome in elderly，MODSE）的主要原因和诱发因素。老年人多器官功能不全患者中，心肌受损严重，心力衰竭的比例大，引起猝死的危险性也高。心肌的收缩和舒张功能降低的主要原因可能与自由基损伤、能量代谢障碍及心肌细胞内钙超负荷有关。但在老年MODS中，心肌细胞钙离子的跨膜转运异常情况及参与钙离子循环的离子通道蛋白的变化及其作用报道尚少。本课题应用脂多糖成功建立了老年大鼠急性肺损伤模型，观察其心功能的改变情况及其相关机制。2．目的建立老年大鼠模型，应用脂多糖（lipopolusaccharide LPS）进行预处理致急性肺损伤，观察其心功能改变，心肌及肺组织形态学改变及氧自由基损伤心肌细胞内钙离子浓度的变化等情况；观察LPS对培养心肌细胞的直接损伤作用；观察分析各组大鼠心肌细胞肌浆网钙离子释放通道（RyR2）、肌浆网钙离子泵（SERCA2a）及钠钙交换蛋白（NCX1）mRNA及蛋白表达的变化。初步探讨急性肺损伤大鼠心功能降低的发生机制。3．材料和方法3．1脂多糖致急性肺损伤大鼠模型心功能改变选择成年雄性大鼠120只，体重250～450g，购于解放军总医院实验动物中心，取60只成年大鼠，20只给予生理盐水对照，40只给予LPS（6mg／kg）处理，其中20只再给予地塞米松干预。60只以D-半乳糖（125mg／kg）经皮注射制作人工催老大鼠模型，20只给予D-半乳糖，40只给予LPS处理，其中20只再给予地塞米松（2mg／kg）干预。共分6组，每组20只。成年大鼠组、成年大鼠LPS处理组、成年大鼠LPS+地塞米松干预组；D-半乳糖处理大鼠组、D-半乳糖+LPs处理组，D-半乳糖+LPS+地塞米松干预组。观察上述各组大鼠心、肺形态学改变及血气分析等改变，选择上述各组大鼠12只，进行心脏血流动力学观察，记录HR、LVSP、LVEDP、+dp／dtmax、-dp／dtmax等。并检测各组大鼠心肌组织中丙二醛及超氧化物歧化酶活性改变。心、肺组织形态学改变。另取上述各组大鼠8只，急性分离心肌细胞，应用激光共聚焦显微镜观察心肌细胞内钙离子浓度的改变。3．2脂多糖对心肌细胞的直接损伤作用急性分离乳鼠心肌细胞并进行细胞培养，应用D-半乳糖（10g／L）诱导细胞衰老，再用LPS或TNFa进行处理，激光共聚焦显微镜观察心肌细胞内游离钙离子浓度改变。3．3急性肺损伤大鼠心肌细胞内钙离子跨膜转运异常相关蛋白表达异常用RT-PCR和Western blot方法，观察各组大鼠心肌细胞肌浆网钙离子释放通道（RyR2）、肌浆网钙离子泵（SERCA2a）及钠钙交换蛋白（NCX1）mRNA及蛋白表达的变化。4．结果4．1急性肺损伤大鼠模型心功能及生化指标的改变应用D-半乳糖静脉注射6～8周的方法成功建立了人工催老大鼠模型。应用LPS静脉注射6小时，成功建立急性肺损伤模型。成年LPS处理组大鼠和D-半乳糖+LPS处理组大鼠的肺组织病理切片出现肺充血、水肿、炎性细胞浸润等改变，对照组大鼠无上述改变。成年LPS处理组大鼠和D-半乳糖+LPS处理组大鼠均出现低氧血症，氧分压与对照组大鼠比较差异有显著性（P＜0.05）。成年LPS处理组大鼠和D-半乳糖+LPS处理组大鼠的心功能较对照组大鼠心功能显著降低（P＜0.05）。成年LPS处理组大鼠和D-半乳糖+LPS处理组大鼠心肌细胞内氧自由基损伤情况较对照组大鼠严重，差异具有显著性意义（P＜0.05）。成年LPS处理组大鼠和D-半乳糖+LPS处理组大鼠心肌细胞内钙离子浓度较对照组大鼠升高，差异有显著性意义（P＜0.05）。成年LPS处理组大鼠和D-半乳糖+LPS处理组大鼠较对照组心肌细胞电镜显示线粒体显著破坏、肌丝模糊断裂等损伤，对照组大鼠心肌细胞无上述改变。地塞米松可以改善上述各项指标，对脂多糖造成的急性肺损伤的肺组织及心肌组织具有一定程度的保护作用。4．2脂多糖对心肌细胞的直接损伤作用与对照组比较，D-半乳糖处理组细胞内钙离子浓度无显著增加；与D-半乳糖组比较，D-半乳糖+TNFa处理组心肌细胞内钙离子浓度增加，差异有显著性（P＜0.05）；与D-半乳糖组比较，D-半乳糖+LPS处理组心肌细胞内钙离子浓度增加，差异有显著性（P＜0.05）；D-半乳糖+TNFa处理组与D-半乳糖+LPS处理组比较，钙离子浓度增加，差异有显著性（P＜0.05）。上述结果表明，脂多糖通过造成心肌细胞内钙超负荷，对心肌细胞产生直接损伤作用。4．3急性肺损伤大鼠模型钙转运蛋白mRNA及蛋白表达的变化老年组LPS介导的急性肺损伤大鼠模型肌浆网钙离子释放通道（RyR2）mRNA下调；肌浆网钙离子泵（SERCA2a）mRNA及蛋白表达均显著降低；钠钙交换蛋白（NCX1）mRNA及蛋白表达显著上调。5．结论5．1 D-半乳糖处理组大鼠在脂多糖处理致急性肺损伤时，心功能显著降低，可能与自由基损伤、能量代谢障碍及心肌细胞内钙超负荷有关。5．2 LPS联合D-半乳糖处理的培养心肌细胞内钙离子浓度显著增加，LPS对心肌细胞有直接损伤作用。5．3 LPS处理组催老大鼠较成年大鼠的心功能显著降低，心肌细胞肌浆网钙离子释放通道（RyR2）mRNA下调，肌浆网钙离子泵（SERCA2a）及钠钙交换蛋白（NCX1）异常在LPS处理催老大鼠心肌细胞较显著，其所造成的心肌细胞内钙超负荷在催老大鼠急性肺损伤致心功能降低的过程中起重要作用。