低氧高碳酸性离体膈肌疲劳模型的建立
徐旋里 杨秋火 沈岳良 谢强敏
摘 要 目的 建立低氧高碳酸性大鼠离体膈肌疲劳模型。方法 用低氧高二氧化碳混合气(21%O2，12%CO2，67%N2)造成膈神经-膈肌标本疲劳，用计算机输出电刺激并记录张力的变化。结果 混合气降低了5～120 Hz所有频率下的张力，且使峰颤搐张力、维持张力、肌刺张力均下降，预先加入氨茶碱6×10-4 mol.L-1及1×10-3 mol.L-1明显提高了所有频率下的张力，同时提高了峰颤搐张力、维持张力及肌刺张力。结论 通低氧高二氧化碳混合气4 min能够造成低氧高碳酸性大鼠离体膈肌疲劳模型。
, http://www.100md.com
关键词：低氧 高碳酸 膈肌疲劳 模型 大鼠 氨茶碱
膈肌是最主要的呼吸肌，它收缩所产生的通气量约占静息通气量的80%。作为机体的通气泵，它是与循环泵——心脏一样重要的。膈肌疲劳(Diaphragmatic fatigue),是呼吸衰竭发生发展的重要的病理生理机制之一[1]。目前，国内外离体膈肌疲劳模型主要有3种：①反复强直性电刺激膈神经法；②内毒素法；③低氧或高碳酸血症，或联合低氧高碳酸血症法，其它还有改变营养液法，如低钙等。第一种应用较多，本实验室也曾建立起整体膈肌疲劳模型，但后几种较少见，尤其是低氧高碳酸血症法，国外曾由Esau SA[2]报道，但国内未见报道。目前研究的抗膈肌疲劳药物中，氨茶碱的作用较为确切。因此，我们设计本实验的目的就是：以氨茶碱为阳性对照药，建立低氧高碳酸性大鼠离体膈肌疲劳模型。
1 材料与方法
, 百拇医药
1.1 动物分组 SD大鼠(体重240～270 g)，♀♂各半，随机分为5组:对照组，实验过程中一直通氧气；模型组，先通氧气作各指标的第一次测定，再通低氧高二氧化碳混合气4 min后重测各指标；氨茶碱3×10-4 mol.L-1、6×10-4 mol.L-1及1×10-3 mol.L-1组，分别于通混合气前1 min加入相应浓度的氨茶碱。
1.2 药品、气体及仪器 氨茶碱(常州制药二厂，批号：9710061)；氧气(浙江气体厂)；低氧高二氧化碳混合气(21%O2，12%CO2，67%N2，杭州特种气体公司)；拉力换能器(JZ100型，高碑店市新航机电有限公司)；计算机(pentiumⅡMMX，Intel公司)；生物信号采集处理系统软件(PCLab1.0，北京微信实达科技开发有限公司)；药理生理实验多用仪(YSD-5型，蚌埠医学院无线电二厂)；血气分析仪(1312型，美国IL公司)。
, 百拇医药
1.3 膈神经-膈肌标本制作法 大鼠放血致死，开胸，分离两侧膈神经，取下两侧带膈神经的膈肌组织，放入通O2的Krebs液中，修剪成左右两侧底边约0.8 cm，长约2.5 cm的膈神经-膈肌标本，固定膈肌条于带电极的固定架上，肋骨部膈肌接触肌肉电极，膈神经绕于神经电极上，中央腱上连线接至拉力换能器及PCLab记录系统。
1.4 电刺激方式 刺激A:单脉冲方波，波宽0.2 ms，电压5 V，频率0.1 Hz，连续电刺膈神经，作为维持膈肌正常收缩的刺激，用于除测定观察指标外的实验全过程并测维持张力。刺激B:单脉冲方波，波宽0.2 ms，电压50 V，单次刺激，有2个用途：①作为超最大电压(即能引起最大收缩的1.2～1.3倍的电压)刺激膈神经，测定颤搐特性[3]，②直接刺激肌肉，测定直接电刺肌肉的张力。刺激C：使用计算机及PCLab软件输出已设置好的串脉冲程序，频率按5，10，20，40，80，120 Hz递增，每种频率持续0.5 s,波宽0.2 ms,电压10 V，各个不同频率之间间隔30 s，电刺膈神经，测定力-频率关系。
, 百拇医药
1.5 观察指标 ①力-频率曲线(Force-frequency curve)；②颤搐特性(Twitch characteristics)，包括PTT(Peak twitch tension,峰颤搐张力)、TPT(Time to peak tension，峰颤搐时间)和1/2 RT(Half relaxation time，半量松弛时间)；③维持张力(Maintaining tension,MT)；④直接电刺肌肉的张力(Muscle-stimulation tension,MST)。
1.6 致疲劳方法 根据测定指标的不同，分为实验程序Ⅰ和Ⅱ。程序Ⅰ:标本平衡60 min后，测定力-频率曲线及肌刺张力，休息26 min后通混合气4 min再测上述指标；程序Ⅱ：标本稳定60 min后测维持张力和颤搐特性，休息26 min后通混合气4 min，再测上述指标。给药均于通混合气前1 min给予。
1.7 统计处理 数据以X±s表示,用多组资料的one-way Anova和两组资料的students t检验作统计学检验处理。
, http://www.100md.com
2 结果
2.1 混合气前各指标的正常值 各组膈肌条在通氧气、尚未换混合气及加药前作了第1次力-频率曲线、颤搐特性、维持张力及肌刺张力的测定。5组52个标本差异无显著性(P>0.05)，PTT为(26.8±5.0) g、TPT为(31.4±3.8) ms、1/2 RT为(46.7±8.5) ms，维持张力为(22.1±2.9) g，肌刺张力为(23.7±2.5) g。典型曲线见图1a、b、c、d。
2.2 混合气的作用 通混合气4 min降低了膈肌标本5～120 Hz所有频率下的张力(P<0.01)，且高频部分下降大于低频部分(图2)。同时使PTT、维持张力、肌刺张力3指标的混合气后/混合气前百分率明显下降(P<0.01，见表1)。混合气对颤搐特性的另两个指标TPT及1/2 RT无明显影响。混合气4 min使Krebs液中Pco2明显升高，从(7.9±2.8)mmHg升至(46.3±5.2)mmHg(P<0.01)，而Po2从(557±33)mmHg降低至(154±10)mmHg，与通氧对照相比差异有显著性(P<0.01)。
, http://www.100md.com
2.3 氨茶碱对混合气中膈肌收缩力的作用 预先加入氨茶碱提高了混合气中膈肌收缩力，且在增强疲劳膈肌肌力方面呈量效关系。在力-频率曲线中，氨茶碱6×10-4mol.L-1及1×10-3 mol.L-1明显提高了所有频率下的张力(P<0.05)，1×10-3 mol.L-1组甚至使力-频率曲线回升至接近通氧对照的水平(图2)。同时它还提高了PTT、维持张力及肌刺张力(P<0.05)，1×10-3 mol.L-1组甚至使此3指标超过了通氧对照组(表1)。氨茶碱的加入对TPT及1/2 RT无明显影响。
Fig 1 Typical curves
, 百拇医药
a:force-frequency curve;b:twitch curve(PTT,TPT,1/2 RT);c:maintaining tension;d:muscle-stimulation tension
Fig 2 Effects of gas mixture and aminophylline
on force-frequency curves(X±s,n=10～12)
3 讨论
给离体膈神经-膈肌标本通以低氧高二氧化碳混合气4 min后，反映膈肌收缩功能的各项指标均显著下降。其中最重要的是力-频率曲线，它反映不同刺激频率下的张力变化，可以之判定膈肌是否疲劳及初步探讨疲劳机制。混合气降低了5～120 Hz所有频率下的肌张力，且高频部分下降大于低频,说明此种膈肌疲劳模型高频、低频疲劳都存在，而前者更明显。一般认为高频疲劳(即>60 Hz电刺激下肌力特别低)主要与神经-肌肉接头传递障碍有关，低频疲劳(即<25 Hz电刺激下肌力特别低)主要与肌肉本身的兴奋、收缩偶联障碍有关[4]。由此推测此种膈肌疲劳模型可能在神经-肌肉接头及肌肉本身的兴奋、收缩偶联都有障碍，前者更为主要。高频120 Hz处张力已经降为原来的63.9%的情况下，肌刺张力仍有87.2%这一结果，也支持了这一推测。需要指出的是，本实验采用了计算机及PCLab系统自动输出成组、频率递增的电刺激，直接描记力-频率关系曲线，此方法解决了普通刺激器人工操作难于实现的问题，且具有便捷、准确的优点。另外，维持张力的下降反映了膈肌维持一般生理收缩能力的下降，PTT的下降则说明了膈肌对超最大电压刺激所能产生的最大收缩能力的下降，二者均提示了膈肌疲劳的存在。而混合气对TPT及1/2 RT影响不大，可能是因为通混合气时间较短，产生的疲劳还不能引起TPT、1/2 RT的明显改变；也可能此两指标并不很灵敏，Howell[5]也曾观察到高碳酸血症没有引起TPT、1/2 RT的改变。
, http://www.100md.com
Tab 1 Effects of gas mixture and aminophylline
on PTT、MT、MST(a/b，%)
Group
n
PTT
MT
MST
Control
12
98.7±2.9
97.8±3.5
, http://www.100md.com 96.9±2.3
Model
10
87.5±4.9**
90.5±4.3**
87.2±3.9**
A3×10-4 mol.L-1
10
93.6±3.8##
93.2±3.4
, 百拇医药
96.0±3.5##
A6×10-4 mol.L-1
10
102.8±2.7##
105.6±3.3##
102.7±1.6##
A1×10-3 mol.L-1
10
112.7±6.0##
, 百拇医药
112.2±3.9##
112.4±5.1##
PTT:peak twitch tension；MT:maintaining tension；MST:muscle-stimulation tension;a:after 4 mins aerating with gas mixture；b:before aerating with gas mixture；**P<0.01 vs control;＃＃P<0.01 vs model 低氧高二氧化碳混合气造成膈肌疲劳的原因,可能与气体所致的Krebs液中pH、Pco2、Po2的改变及由此带来的系列变化有关。混合气降低了Krebs液中Po2，提高了Pco2，这两个作用都可以引起pH的下降，即引起代谢性酸中毒和呼吸性酸中毒。细胞外液中pH的下降可引起细胞内pH的下降[6]，然后可以产生许多效应，如神经-肌肉接头障碍、肌细胞内能量的供应及利用障碍、细胞内游离Ca2+的减少[6]及收缩蛋白的抑制等等，低氧本身还可直接引起能量的供应缺乏，导致膈肌疲劳。
, 百拇医药
氨茶碱，为黄嘌呤衍生物，具有刺激呼吸中枢、兴奋骨骼肌和舒张支气管的药理作用[7]，近年来发现它能够增强膈肌收缩力。本实验中,预先加入氨茶碱6×10-4 mol.L-1或1×10-3 mol.L-1，明显提高了所有电刺频率下的张力，同时也提高了维持张力、PTT及肌刺张力，其增强疲劳膈肌收缩力的效应呈浓度依赖性。但它对TPT和1/2 RT影响不大，这与其他学者的报道相似[5]。它的正性肌力作用的机制，可能与：①增加细胞外Ca2+内流，②激动膈肌上β1肾上腺素能受体[8]，③增加肌浆网Ca2+释放，使膈肌阈电位下移而提高肌兴奋性有关[9]。
氨茶碱能够纠正低氧高碳酸血症所致大鼠膈肌疲劳，表明这一模型是可以成立的。此模型与反复强直性电刺激模型及内毒素模型相比，更接近COPD患者膈肌疲劳的病理生理状态；与单纯低氧或单纯高碳酸模型相比，由于它联合了低氧和高碳酸两大特点，进一步符合了COPD患者的病理生理特征，因为COPD患者膈肌疲劳时往往低氧和二氧化碳潴留是同时存在的，从而为筛选有效药物提供更合适的实验动物模型。
, 百拇医药
综上所述,通低氧高二氧化碳混合气(21%O2、12%CO2、67%N2)4 min能够引起低氧高碳酸性大鼠离体膈肌疲劳，此种膈肌疲劳可用氨茶碱得以纠正。此模型可用于筛选和研究抗膈肌疲劳的药物。
作者简介：徐旋里，女，25岁，硕士研究生；
杨秋火，男，62岁，教授，浙江省生理科学会理事长。研究方向：呼吸生理、药理
徐旋里(浙江大学湖滨校区国家医药管理局浙江呼吸药物研究实验室,杭州 310031)
杨秋火(浙江大学湖滨校区国家医药管理局浙江呼吸药物研究实验室,杭州 310031)
沈岳良(浙江大学湖滨校区国家医药管理局浙江呼吸药物研究实验室,杭州 310031)
, http://www.100md.com
谢强敏(浙江大学湖滨校区国家医药管理局浙江呼吸药物研究实验室,杭州 310031)
参考文献
1.Roussos C. Function and fatigue of respiratory muscles.Chest,1985;88 (Suppl 2):S 124～32
2.Esau SA. Hypoxic,hypercapnic acidosis decreases tension and increases fatigue in hamster diaphragm muscle in vitro. Am Rev Respir Dis,1989;139:1410～7
3.Howell S,Fitzgerald RS,Roussos CH.Effects of neostigmine and salbutamol on diaphragmatic fatigue. Respir Physiol,1985;62:15～29
, http://www.100md.com
4.Moxhaw J. Respiratory muscle fatigue:mechanism,evaluatoin and therapy. Br J Anaesth, 1990;65(1):43～53
5.Howell S, Fitzgerald RS, Roussos CH. Effects of aminophylline,isoproterenol,and neostigmine on hypercapnic depression. Am Rev Respir Dis,1985;132(2):241～7
6.Fabiato A,Fabiato F. Effects of pH on the myofilaments and the sarcoplasmic raticulum of skinned cells from cardiac and skeletal muscles. J Physiol, 1978; 276:233～55
, 百拇医药
7.Rau JL ed. Respiratory therapy pharmacology,2nd,Chicago:Year book Medical Publishers Inc,1985:93～111
8.Prostran M,Todorovic Z,Varagic VM.Some new evidence on antifatigue action of animophylline on the isolated hemidiaphragm of the rat. Gen Pharmacol, 1993;24(1):225～32
9.Losavio AS,Kotsias BA.The effect of animophylline on the contraction threshold of rat diaphragm fibers and its modification by 9-aminoacridine. Life Sci,1996;58(13):1031～7, 百拇医药
摘 要 目的 建立低氧高碳酸性大鼠离体膈肌疲劳模型。方法 用低氧高二氧化碳混合气(21%O2，12%CO2，67%N2)造成膈神经-膈肌标本疲劳，用计算机输出电刺激并记录张力的变化。结果 混合气降低了5～120 Hz所有频率下的张力，且使峰颤搐张力、维持张力、肌刺张力均下降，预先加入氨茶碱6×10-4 mol.L-1及1×10-3 mol.L-1明显提高了所有频率下的张力，同时提高了峰颤搐张力、维持张力及肌刺张力。结论 通低氧高二氧化碳混合气4 min能够造成低氧高碳酸性大鼠离体膈肌疲劳模型。
, http://www.100md.com
关键词：低氧 高碳酸 膈肌疲劳 模型 大鼠 氨茶碱
膈肌是最主要的呼吸肌，它收缩所产生的通气量约占静息通气量的80%。作为机体的通气泵，它是与循环泵——心脏一样重要的。膈肌疲劳(Diaphragmatic fatigue),是呼吸衰竭发生发展的重要的病理生理机制之一[1]。目前，国内外离体膈肌疲劳模型主要有3种：①反复强直性电刺激膈神经法；②内毒素法；③低氧或高碳酸血症，或联合低氧高碳酸血症法，其它还有改变营养液法，如低钙等。第一种应用较多，本实验室也曾建立起整体膈肌疲劳模型，但后几种较少见，尤其是低氧高碳酸血症法，国外曾由Esau SA[2]报道，但国内未见报道。目前研究的抗膈肌疲劳药物中，氨茶碱的作用较为确切。因此，我们设计本实验的目的就是：以氨茶碱为阳性对照药，建立低氧高碳酸性大鼠离体膈肌疲劳模型。
1 材料与方法
, 百拇医药
1.1 动物分组 SD大鼠(体重240～270 g)，♀♂各半，随机分为5组:对照组，实验过程中一直通氧气；模型组，先通氧气作各指标的第一次测定，再通低氧高二氧化碳混合气4 min后重测各指标；氨茶碱3×10-4 mol.L-1、6×10-4 mol.L-1及1×10-3 mol.L-1组，分别于通混合气前1 min加入相应浓度的氨茶碱。
1.2 药品、气体及仪器 氨茶碱(常州制药二厂，批号：9710061)；氧气(浙江气体厂)；低氧高二氧化碳混合气(21%O2，12%CO2，67%N2，杭州特种气体公司)；拉力换能器(JZ100型，高碑店市新航机电有限公司)；计算机(pentiumⅡMMX，Intel公司)；生物信号采集处理系统软件(PCLab1.0，北京微信实达科技开发有限公司)；药理生理实验多用仪(YSD-5型，蚌埠医学院无线电二厂)；血气分析仪(1312型，美国IL公司)。
, 百拇医药
1.3 膈神经-膈肌标本制作法 大鼠放血致死，开胸，分离两侧膈神经，取下两侧带膈神经的膈肌组织，放入通O2的Krebs液中，修剪成左右两侧底边约0.8 cm，长约2.5 cm的膈神经-膈肌标本，固定膈肌条于带电极的固定架上，肋骨部膈肌接触肌肉电极，膈神经绕于神经电极上，中央腱上连线接至拉力换能器及PCLab记录系统。
1.4 电刺激方式 刺激A:单脉冲方波，波宽0.2 ms，电压5 V，频率0.1 Hz，连续电刺膈神经，作为维持膈肌正常收缩的刺激，用于除测定观察指标外的实验全过程并测维持张力。刺激B:单脉冲方波，波宽0.2 ms，电压50 V，单次刺激，有2个用途：①作为超最大电压(即能引起最大收缩的1.2～1.3倍的电压)刺激膈神经，测定颤搐特性[3]，②直接刺激肌肉，测定直接电刺肌肉的张力。刺激C：使用计算机及PCLab软件输出已设置好的串脉冲程序，频率按5，10，20，40，80，120 Hz递增，每种频率持续0.5 s,波宽0.2 ms,电压10 V，各个不同频率之间间隔30 s，电刺膈神经，测定力-频率关系。
, 百拇医药
1.5 观察指标 ①力-频率曲线(Force-frequency curve)；②颤搐特性(Twitch characteristics)，包括PTT(Peak twitch tension,峰颤搐张力)、TPT(Time to peak tension，峰颤搐时间)和1/2 RT(Half relaxation time，半量松弛时间)；③维持张力(Maintaining tension,MT)；④直接电刺肌肉的张力(Muscle-stimulation tension,MST)。
1.6 致疲劳方法 根据测定指标的不同，分为实验程序Ⅰ和Ⅱ。程序Ⅰ:标本平衡60 min后，测定力-频率曲线及肌刺张力，休息26 min后通混合气4 min再测上述指标；程序Ⅱ：标本稳定60 min后测维持张力和颤搐特性，休息26 min后通混合气4 min，再测上述指标。给药均于通混合气前1 min给予。
1.7 统计处理 数据以X±s表示,用多组资料的one-way Anova和两组资料的students t检验作统计学检验处理。
, http://www.100md.com
2 结果
2.1 混合气前各指标的正常值 各组膈肌条在通氧气、尚未换混合气及加药前作了第1次力-频率曲线、颤搐特性、维持张力及肌刺张力的测定。5组52个标本差异无显著性(P>0.05)，PTT为(26.8±5.0) g、TPT为(31.4±3.8) ms、1/2 RT为(46.7±8.5) ms，维持张力为(22.1±2.9) g，肌刺张力为(23.7±2.5) g。典型曲线见图1a、b、c、d。
2.2 混合气的作用 通混合气4 min降低了膈肌标本5～120 Hz所有频率下的张力(P<0.01)，且高频部分下降大于低频部分(图2)。同时使PTT、维持张力、肌刺张力3指标的混合气后/混合气前百分率明显下降(P<0.01，见表1)。混合气对颤搐特性的另两个指标TPT及1/2 RT无明显影响。混合气4 min使Krebs液中Pco2明显升高，从(7.9±2.8)mmHg升至(46.3±5.2)mmHg(P<0.01)，而Po2从(557±33)mmHg降低至(154±10)mmHg，与通氧对照相比差异有显著性(P<0.01)。
, http://www.100md.com
2.3 氨茶碱对混合气中膈肌收缩力的作用 预先加入氨茶碱提高了混合气中膈肌收缩力，且在增强疲劳膈肌肌力方面呈量效关系。在力-频率曲线中，氨茶碱6×10-4mol.L-1及1×10-3 mol.L-1明显提高了所有频率下的张力(P<0.05)，1×10-3 mol.L-1组甚至使力-频率曲线回升至接近通氧对照的水平(图2)。同时它还提高了PTT、维持张力及肌刺张力(P<0.05)，1×10-3 mol.L-1组甚至使此3指标超过了通氧对照组(表1)。氨茶碱的加入对TPT及1/2 RT无明显影响。
Fig 1 Typical curves
, 百拇医药
a:force-frequency curve;b:twitch curve(PTT,TPT,1/2 RT);c:maintaining tension;d:muscle-stimulation tension
Fig 2 Effects of gas mixture and aminophylline
on force-frequency curves(X±s,n=10～12)
3 讨论
给离体膈神经-膈肌标本通以低氧高二氧化碳混合气4 min后，反映膈肌收缩功能的各项指标均显著下降。其中最重要的是力-频率曲线，它反映不同刺激频率下的张力变化，可以之判定膈肌是否疲劳及初步探讨疲劳机制。混合气降低了5～120 Hz所有频率下的肌张力，且高频部分下降大于低频,说明此种膈肌疲劳模型高频、低频疲劳都存在，而前者更明显。一般认为高频疲劳(即>60 Hz电刺激下肌力特别低)主要与神经-肌肉接头传递障碍有关，低频疲劳(即<25 Hz电刺激下肌力特别低)主要与肌肉本身的兴奋、收缩偶联障碍有关[4]。由此推测此种膈肌疲劳模型可能在神经-肌肉接头及肌肉本身的兴奋、收缩偶联都有障碍，前者更为主要。高频120 Hz处张力已经降为原来的63.9%的情况下，肌刺张力仍有87.2%这一结果，也支持了这一推测。需要指出的是，本实验采用了计算机及PCLab系统自动输出成组、频率递增的电刺激，直接描记力-频率关系曲线，此方法解决了普通刺激器人工操作难于实现的问题，且具有便捷、准确的优点。另外，维持张力的下降反映了膈肌维持一般生理收缩能力的下降，PTT的下降则说明了膈肌对超最大电压刺激所能产生的最大收缩能力的下降，二者均提示了膈肌疲劳的存在。而混合气对TPT及1/2 RT影响不大，可能是因为通混合气时间较短，产生的疲劳还不能引起TPT、1/2 RT的明显改变；也可能此两指标并不很灵敏，Howell[5]也曾观察到高碳酸血症没有引起TPT、1/2 RT的改变。
, http://www.100md.com
Tab 1 Effects of gas mixture and aminophylline
on PTT、MT、MST(a/b，%)
Group
n
PTT
MT
MST
Control
12
98.7±2.9
97.8±3.5
, http://www.100md.com 96.9±2.3
Model
10
87.5±4.9**
90.5±4.3**
87.2±3.9**
A3×10-4 mol.L-1
10
93.6±3.8##
93.2±3.4
, 百拇医药
96.0±3.5##
A6×10-4 mol.L-1
10
102.8±2.7##
105.6±3.3##
102.7±1.6##
A1×10-3 mol.L-1
10
112.7±6.0##
, 百拇医药
112.2±3.9##
112.4±5.1##
PTT:peak twitch tension；MT:maintaining tension；MST:muscle-stimulation tension;a:after 4 mins aerating with gas mixture；b:before aerating with gas mixture；**P<0.01 vs control;＃＃P<0.01 vs model 低氧高二氧化碳混合气造成膈肌疲劳的原因,可能与气体所致的Krebs液中pH、Pco2、Po2的改变及由此带来的系列变化有关。混合气降低了Krebs液中Po2，提高了Pco2，这两个作用都可以引起pH的下降，即引起代谢性酸中毒和呼吸性酸中毒。细胞外液中pH的下降可引起细胞内pH的下降[6]，然后可以产生许多效应，如神经-肌肉接头障碍、肌细胞内能量的供应及利用障碍、细胞内游离Ca2+的减少[6]及收缩蛋白的抑制等等，低氧本身还可直接引起能量的供应缺乏，导致膈肌疲劳。
, 百拇医药
氨茶碱，为黄嘌呤衍生物，具有刺激呼吸中枢、兴奋骨骼肌和舒张支气管的药理作用[7]，近年来发现它能够增强膈肌收缩力。本实验中,预先加入氨茶碱6×10-4 mol.L-1或1×10-3 mol.L-1，明显提高了所有电刺频率下的张力，同时也提高了维持张力、PTT及肌刺张力，其增强疲劳膈肌收缩力的效应呈浓度依赖性。但它对TPT和1/2 RT影响不大，这与其他学者的报道相似[5]。它的正性肌力作用的机制，可能与：①增加细胞外Ca2+内流，②激动膈肌上β1肾上腺素能受体[8]，③增加肌浆网Ca2+释放，使膈肌阈电位下移而提高肌兴奋性有关[9]。
氨茶碱能够纠正低氧高碳酸血症所致大鼠膈肌疲劳，表明这一模型是可以成立的。此模型与反复强直性电刺激模型及内毒素模型相比，更接近COPD患者膈肌疲劳的病理生理状态；与单纯低氧或单纯高碳酸模型相比，由于它联合了低氧和高碳酸两大特点，进一步符合了COPD患者的病理生理特征，因为COPD患者膈肌疲劳时往往低氧和二氧化碳潴留是同时存在的，从而为筛选有效药物提供更合适的实验动物模型。
, 百拇医药
综上所述,通低氧高二氧化碳混合气(21%O2、12%CO2、67%N2)4 min能够引起低氧高碳酸性大鼠离体膈肌疲劳，此种膈肌疲劳可用氨茶碱得以纠正。此模型可用于筛选和研究抗膈肌疲劳的药物。
作者简介：徐旋里，女，25岁，硕士研究生；
杨秋火，男，62岁，教授，浙江省生理科学会理事长。研究方向：呼吸生理、药理
徐旋里(浙江大学湖滨校区国家医药管理局浙江呼吸药物研究实验室,杭州 310031)
杨秋火(浙江大学湖滨校区国家医药管理局浙江呼吸药物研究实验室,杭州 310031)
沈岳良(浙江大学湖滨校区国家医药管理局浙江呼吸药物研究实验室,杭州 310031)
, http://www.100md.com
谢强敏(浙江大学湖滨校区国家医药管理局浙江呼吸药物研究实验室,杭州 310031)
参考文献
1.Roussos C. Function and fatigue of respiratory muscles.Chest,1985;88 (Suppl 2):S 124～32
2.Esau SA. Hypoxic,hypercapnic acidosis decreases tension and increases fatigue in hamster diaphragm muscle in vitro. Am Rev Respir Dis,1989;139:1410～7
3.Howell S,Fitzgerald RS,Roussos CH.Effects of neostigmine and salbutamol on diaphragmatic fatigue. Respir Physiol,1985;62:15～29
, http://www.100md.com
4.Moxhaw J. Respiratory muscle fatigue:mechanism,evaluatoin and therapy. Br J Anaesth, 1990;65(1):43～53
5.Howell S, Fitzgerald RS, Roussos CH. Effects of aminophylline,isoproterenol,and neostigmine on hypercapnic depression. Am Rev Respir Dis,1985;132(2):241～7
6.Fabiato A,Fabiato F. Effects of pH on the myofilaments and the sarcoplasmic raticulum of skinned cells from cardiac and skeletal muscles. J Physiol, 1978; 276:233～55
, 百拇医药
7.Rau JL ed. Respiratory therapy pharmacology,2nd,Chicago:Year book Medical Publishers Inc,1985:93～111
8.Prostran M,Todorovic Z,Varagic VM.Some new evidence on antifatigue action of animophylline on the isolated hemidiaphragm of the rat. Gen Pharmacol, 1993;24(1):225～32
9.Losavio AS,Kotsias BA.The effect of animophylline on the contraction threshold of rat diaphragm fibers and its modification by 9-aminoacridine. Life Sci,1996;58(13):1031～7, 百拇医药