低氧是指氧对组织的供求比例失调，氧供量减少，不足以维持组织的代谢、功能和结构的需要^［1］。由于供氧不足和氧利用障碍，均可引起机体缺氧。人和动物的慢性低氧血症，可见于低压性低氧，如高原性疾病，但更多的是因血液和心肺功能障碍引起的常压低氧。大鼠是研究慢性低氧较好的动物^［2］。我们用Wistar大鼠制作慢性常压低氧动物模型，探讨吸入气氧含量降至7%时（此值为机体失代偿的临界值^［3］）肺组织的病理变化，为临床慢性低氧性肺疾病的诊治及预后提供一定的形态学依据。

1.实验材料：采用36只月龄为20周的雄性Wistar大鼠，24只用于低氧组，12只用于对照组，实验开始时体重为180～220 g，由德国柏林自由大学动物实验中心提供与喂养。光镜和电镜制样用试剂戊二醛、多聚甲醛、四氧化饿、磷酸钨、醋酸铀和Araldite 502均由Sigma公司供给。

2.低氧模型：大鼠喂养在有机玻璃制作的低氧仓内，仓体容积为1.0 m×0.6 m×0.6 m，每个低氧仓内放置6个鼠笼，每个鼠笼内喂养2只大鼠。温度和相对湿度稳定，仓内按预定值泵入空气和氮气的混合气体，形成常压低氧环境。仓内气体每小时全部更新5次。混合气的比例用二氧化碳仪和测氧仪（Hartmann and Braun AG, Frankfurt）监控，二氧化碳浓度不超过0.5%。大鼠先在仓内正常氧含量喂养1周，然后逐步降低氧浓度，15% o₂ 1周，12% O₂ 3周，10％O_２ 3周，8％O_２4周，7％O_２ 4周。每3天开放1次低氧仓，清扫，补充食物和水，此时大鼠被暴露于常氧条件下数分钟，实验共进行112天。对照组动物呼吸空气，其他条件与低氧组相同。大鼠经7%低氧浓度喂养4周，麻醉后行尾动脉插管，返回低氧仓，3小时后测定动脉血氧分压(PaO₂)和二氧化碳分压(PaCO₂)，取动脉血样，测定有关血液参数。处死动物，取右侧肺经4%甲醛固定，称重后，石蜡包埋切片，HE染色，光镜观察。取左侧肺经2%戊二醛和2%多聚甲醛4℃固定过夜，1%四氧化饿后固定18小时，丙酮梯度脱水，1%磷酸钨和0.5%醋酸铀染色1小时，Araldite502包埋，用钻石刀和超薄切片机（Reichert Ultracut, Oesterreich)切为75 nm超薄切片，自动铅染色仪（LKB Bromma 2168 Ultrostainer Carlsberg system Leica)20℃染色11分，透射电镜（Zeiss EM-10, Germany)观察记录。

结果经112天低氧处理后，动脉血样检查结果表明，低氧组红细胞数为(11.8±1.5)×10¹²/L，红细胞压积为74.0%±1.3%，血红蛋白含量为(302±12)g/L，pH值为7.27±0.05、PaO₂为4.53±0.09 kPa，PaCO₂为2.41±0.13 kPa；对照组红细胞数为(6.7±0.5)×10¹²/L，红细胞压积为40.5%±1.7%，血红蛋白含量为(150±10)g/L，pH为7.43±0.01，PaO₂为12.4±0.3 kPa，PaCO₂为5.2±0.2 kPa。经t检验，P值＜0.01。低氧组体重为363 g±28 g，右肺重为2.9±0.3 g；对照组体重为467±21 g，右肺重为2.2 g±0.3 g。经t检验，P值＜0.01。光镜下可见对照组肺泡呈多面体或球形，肺泡腔和细支气管内无细胞渗出，肺泡隔无增生，肺血管管壁无增厚，血管内无血细胞存留(图1)。低氧组24只大鼠中15只肺内发现有大量泡沫细胞集聚，出现泡沫细胞最多的部位在胸膜下的肺泡腔内和小支气管周围。大量泡沫细胞集聚和细胞浸润，使肺泡隔变厚，肺泡腔缩小，肺组织失去正常疏松富于弹性的结构特点(图2)。低氧组有7只大鼠出现明显的肺充血，可在细支气管和肺泡腔内见到较多血细胞渗入(图3)。肺小动脉血管腔内存留大量血细胞，血管壁明显增厚，内弹性膜清楚可见，在内皮细胞与内弹性膜之间可见到增生的环形平滑肌细胞，中膜内可见散在的平滑肌细胞，较多胶原纤维和弹性纤维，外弹性膜可见，外膜内含有较多成纤维细胞和胶原纤维(图4)。电镜下，泡沫细胞的细胞核被挤到一侧，细胞内含有较丰富的溶酶体、线粒体和内质网等细胞器，细胞最显著的特点是胞浆内被大小不等的泡状脂滴充满，许多小脂滴相互融合为大脂滴(图5)。

讨论长期慢性低氧，最显著的变化是体重下降，在我们的实验中得到同样的结果。然而肺组织的重量并不降低反而增加。体重降低主要是肌萎缩和脂肪消失，而肺组织重量增加则可能由于肺组织充血，肺血管壁增厚，以及肺巨噬细胞大量涌入、细胞浸润和肺内脂质沉积所致。Ou^［4］采用10%氧含量，动物出现低氧性贫血，血红蛋白尿及较高的死亡率。在我们的实验中，低氧组动物出现红细胞数、红细胞压积和血红蛋白含量升高，机体通过血液成分的改变，以改善氧的运输能力，适应环境中氧浓度降低的变化。由于低氧模型采用连续缓慢降低氧浓度，使动物逐渐适应低氧环境，尽管氧浓度降到7%，在整个112天的实验过程中，动物并未出现死亡。

有文献报道，复杂性间质肺炎和阻塞后脂质性肺炎可出现肺脂质沉积^［5］，Kumar等^［6］认为慢性低氧影响肺表面活性物质的磷脂代谢，Schoene^［7］发现在低氧性肺水肿时，肺内可见到大量肺巨噬细胞涌入。我们的实验结果显示，长期严重低氧引起肺内大量泡沫细胞集聚，可能具有与药物引起的肺脂质沉积具有类似的作用机理。由于严重低氧干扰或破坏细胞的脂肪代谢，细胞结构破坏，结核脂蛋白崩解，被肺巨噬细胞吞噬含脂质较为丰富的坏死细胞碎片后，其胞浆内呈现出大量脂滴。我们的实验结果表明，长期严重低氧导致肺小动脉血管壁增厚，与多数文献报道一致，Smith^［8］报道，长期肺泡低氧肺最显著的改变出现在肺小动脉和微动脉。

由于长期严重低氧可导致肺脂质沉积，因此对慢性肺心病患者的病理学和细胞学检查，应特别注意支气管-肺灌洗液中肺泡巨噬细胞的形态学和酶学改变，肺泡巨噬细胞内脂质小泡的出现和酸性磷酸酶活性降低，可能对疾病的发生发展具有重要的临床意义。

参考文献

1Brierley JB, Graham DL. Hypoxia and vascular disorders of the central nervous system. in: Blackwood W, Corsellis JAN (editors): Greenfields neuropathology, London, Martin Dunita，1985, 125-156.

2Olson EB, Dempsey JA. Rat as a model for human like ventilatory adaptation to chronic hypoxia. J Appl Physiol，1977, 44:763.

3Haymaker W，Strughold H. Atmospheric hypoxidosis. In: Henke-Lubarsch handbuch der speziellen pathologisch anatomischen histologie, Bd.XIII/Teil 1 B, heiderberg, Springer, 1973, 258-293.

4Ou LC，Tenney SM. Adrenocortical function in rats chronically exposed to high altitude. J Appl Physiol，1979, 47:1185.

5Verbeken EK，Demedtes M，Vanwing J，et al. Pulmonary phospholipid accumulation distal to an obstructed bronchus. A morphologic study. Arch Pathol lab Med， 1989, 113: 886.

6Kumar R，Hedge KS，Krishna B，et al. Combined effect of hypoxia and cold on the phospholipid composition of lung surfactant in rats. Aviat Space Environ. med，1980, 51: 459.

7Schoene RB. High-altitude pulmonary edema: pathophysiological and clinical review. Ann Emerg Med, 1987, 16:987.

8Smith P. Ultrastructure of the lung in chronic hypoxia. Thorax，1994,49:27.

(收稿：1998-01-12修回：1998-05-06)