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目的:探讨小鼠/大鼠限制性体位致呼吸功能障碍及其类型,并初步探讨其发生机制,为法医学实践和临床诊疗工作提供一定实验依据。方法:建立小鼠多种限制性体位,观察小鼠在不同限制性体位下的死亡时间分布,探索合适的限制性体位导致窒息的啮齿类动物模型;复制大鼠限制性体位模型,实验分为对照组(C组)、限制体位6h组(R6h组)和限制体位12h组(R12h组);检测大鼠的血气分析,判断酸碱平衡紊乱变化;应用透射电镜技术和组织病理方法观察肺组织、膈肌的超微结构及组织病理学改变;应用免疫组织化学技术和免疫印迹法检测膈肌iNOS蛋白表达变化。结果:1.小鼠不同限制性体位的死亡时间分布(1)四肢和颈部固定、仰卧位:存活24h以上;(2)前肢胸前交叉、后肢和颈部固定、仰卧位:10min左右死亡;(3)前肢背后交叉、后肢和颈部固定、仰卧位:存活24h以上;(4)四肢和颈部固定、胸背部垫高、仰卧位:死亡时间分布于12h～60h之间,平均为32.55±15.23h;(5)后肢和颈部固定、胸背部垫高、仰卧位及前肢悬挂标准重物:采用前肢悬挂标准重物的方法,保证了限制程度的持续性和一致性。1)在前肢分别悬挂100g、125g、150g标准重物时,小鼠(鼠龄8~10周)死亡时间分别为24.47±5.77h、21.8±3.07h、8.16±3.44h(与前两组分别比较,死亡时间明显缩短P<0.01);2)在前肢分别悬挂100g、125g标准重物时,小鼠(鼠龄5~6周)死亡时间分别为16.18±6.29h、10.08±7.12h;在前肢悬挂100g标准重物时,鼠龄5~6周的小鼠死亡时间主要分布在12h～24h之间,死亡率为75.26%。3)在前肢悬挂125g标准重物时,小鼠(鼠龄8~10周)和小鼠(鼠龄5~6周)死亡时间分别为21.8±3.07h、10.08±7.12h(与前者比较,死亡时间明显缩短P<0.01)。2大鼠限制性体位的血气分析变化(1)血液pH变化:C组pH为7.36±0.02,R6h组、R12h组pH分别为7.16±0.04、7.06±0.07,与C组比较,明显降低(P<0.01)。R12h组pH比R6h组明显降低(P<0.05)。(2)血液PaCO2变化:C组PaCO2为50.67±3.98mmHg,R6h组、R12h组PaCO2分别为71.50±11.41mmHg、88.5±8.78mmHg,与C组比较,明显升高(P<0.01)。R12h组PaCO2比R6h组明显升高(P<0.05)。(3)血液PaO2变化:C组PaO2为93.67±8.91mmHg,R6h组、R12h组PaO2分别为90.17±8.11mmHg、78.20±4.07mmHg,与C组比较,R6h组PaO2呈降低趋势,与R6h组比较,R12h组PaO2明显降低(P<0.05)。(4)血液HCO3-变化:C组HCO3-为28.27±1.58mmol/L,R6h组、R12h组HCO3-分别为25.68±2.28 mmol/L、25.76±2.17mmol/L,与C组比较,明显降低(P<0.05)。与R6h组比较,R12h组HCO3-无明显变化(P>0.05)。3大鼠限制性体位致肺脏、膈肌形态变化(1)与C组比较,R6h组、R12h组大鼠肺脏的主要组织病变有,局部肺泡腔狭小、肺泡隔增宽,可见炎症细胞浸润;电镜下见肺泡Ⅱ型上皮细胞嗜锇板层小体减少,微绒毛脱失,线粒体空泡样改变,呼吸膜增厚;(2)与C组比较,R6h组、R12h组大鼠膈肌主要组织病变有,局部肌纤维排列扭曲、溶解断裂,肌间隙增宽;电镜下肌原纤维断裂,肌间隙增宽,肌丝排列紊乱;线粒体肿胀、增多呈串珠状排列。4大鼠限制性体位致膈肌iNOS蛋白表达在本实验条件下,C组、R6h组、R12h组膈肌中均未检出iNOS蛋白表达。结论:1.通过观察小鼠多种限制性体位引起的死亡时间分布,确立了胸廓活动限制、仰卧位、后肢和颈部固定、前肢悬挂标准重物的强迫体位为啮齿类动物限制性体位窒息的合适模型;2.该限制性体位导致了严重的呼吸功能障碍,在限制性体位早期以呼吸性酸中毒为主合并代谢性酸中毒,随着限制时间的延长,呼吸性酸中毒加重,出现明显低氧血症;限制性体位导致严重的呼吸功能障碍与其引起的肺组织及膈肌损伤有关;3.在本实验条件下,膈肌中未检出iNOS蛋白表达,可能与限制刺激较弱或限制时间不适有关。