模型动物的选择
在OSAHS模型的研究中,研究者们曾先后尝试了鼠、狗、猪、猫和羊等多种哺乳动物进行实验,其中,以前三种动物居多。
(一)鼠
研究者在建立鼠的OSAHS模型时常采用两种途径:
一种途径是人工模拟上气道阻塞。Frre等[4]采用计算机控制的大鼠颈圈环(人工制作),替代鼠的五节环状软骨,在人工颈圈环中有乳胶制的薄膜,可以接受外界由计算机控制的信号而闭合,从而模拟OSAHS患者的上气道阻塞,通过监测发现,他们建立的大鼠OSAHS模型重现了上气道各种呼吸暂停、通气不足及吸气流速受限事件的发生。但小型实验动物手术耐受性差,而且个体小,手术难度大。
另一种途径是通过长期低氧诱导出现低氧血症。McGiue等[5]在研究慢性间歇性窒息时膈肌和骨骼肌的收缩功能变化在OSAHS发病机制中的作用时,利用低氧混合气间歇性供大鼠呼吸,建立大鼠OSAHS模型。研究者将雄性Wistar大鼠随机分为CIA组(16只)和对照组(16只),所有大鼠被头罩包裹。CIA组的大鼠头罩内被灌注155的室内空气,接着灌注15 s100%浓度的氮气,从而使得头罩内的最低血氧分压值在55~65mmHg之间(1mmHg=0.133 kPa),研究发现OSAHS患者最低的血氧分压值大约为54.7mmHg。这样1min完成两个周期,每天持续8 h,每周5 d,持续5周后完成模型建立用于研究。为模拟OSAHS病人睡眠时低氧血症和高碳酸血症,McGiure等学者对上述方法又做了改进,先向大鼠的头罩内灌注入氮气和二氧化碳的混合气体使氧浓度降至6%~8%,而二氧化碳浓度升至10%~14%,随后灌注15 s的空气使氧浓度和二氧化碳浓度恢复正常。同样1min完成两个周期,每天持续8 h,每周5 d,持续5周,从而使大鼠的最低血氧分压在55~65mmHg之间,而最高的血二氧化碳分压在47~74mmHg之间,同时诱导出鼠肺部肌肉收缩能力和肌纤维类型的变化,成功建立OSAHS鼠模型。
(二)狗(https://www.daowen.com)
出于能手术植入刺激与记录两用电极,方便对动物进行脑电图、肌电图检查的原因,有些研究者选择了大型动物狗。建立狗的OSAHS模型时常采用两种途径:一种途径是寻找天然的OSAHS动物模型。Hendrick等[7]发现布尔狗是天然的OSAHS发病模型,这种动物睡眠时有打鼾,憋醒,胸廓、腹廓和腹部反常运动,以及白天嗜睡等典型OSAHS临床表现;经多导睡眠仪检测存在呼吸不规则、血氧饱和度下降并在快动眼睡眠期加重;上气道解剖结构特殊,软腭肥大增厚、伸长,口咽发育不良、狭窄,因而认为该动物可以作为天然的OSAHS动物模型。
狗是较大个体的实验动物,手术耐受性好,便于监测活体实验数据,但价格较昂贵,饲养要求较高,管理难度大,研究数量受限。
(三)猪
研究发现,陆川猪均呈极度肥胖体形,以颈部和腹部最明显。OSAHS陆川猪软腭后区气道前后径/左右径显著大于健康对照组,即该区气道形状是以前后径为长轴的椭圆形,这可能是导致其发生睡眠呼吸暂停的原因。陆川猪存在上气道的解剖异常,出现较明显的阻塞性睡眠呼吸暂停、低通气和低血氧,可能是一种较理想的OSAHS动物模型。选择猪作为实验动物,重要的因素是对猪进行手术操作和各项侵袭性检查都有成熟的实验技术,有利于实验的成功。