缺血預(yù)處理肺保護(hù)肺表面活性物質(zhì)作用探討論文

時(shí)間:2022-07-04 11:31:00

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缺血預(yù)處理肺保護(hù)肺表面活性物質(zhì)作用探討論文

【關(guān)鍵詞】缺血/再灌注Roleofpulmonarysurfactantonlungischemicpreconditioninginducedprotectionagainstlungischemiareperfusioninjury【Abstract】AIM:Toinvestigatewhetherthepulmonarysurfactant(PS)isinvolvedintheprotectiveeffectsoflungischemicpreconditioning(IPC)againstlungischemiareperfusion(I/R)injury.METHODS:InvivoI/Rinjuryofrabbitwasinducedbyblockingthehilumofleftlung.Thearterialpartialpressureofoxygen(PaO2),lungpermeabilityindex,leucocytecountandneutrophilspercentageinbronchoalveolarlavagefluid(BALF)weredetectedasindexesoflunginjury.Totalphospholipid(TPL),saturatedphosphatidylcholine(SatPC)andtotalprotein(TP)intheBALFwererespectivelymeasuredbyBartlettmethod,MasonmethodandLowrymethod.TheactivityofPSwaspresentedbytheratioofSatPC/TPandSatPC/TLP.RESULTS:I/Rinjurymarkedlyreducedthearterialoxygenpressure,whichincreasedinIPCgroup(P<0.01).Thelungpermeabilityindex,leucocytecountandneutrophilspercentageinBALFofI/Rgroupweresignificantlyhigherthanthoseincontrolgroup,whichmarkedlyreducedinIPCgroup(P<0.01).TheSatPC/TP(ng/g)andSatPC/TLP(%)inI/Rgroupwere124±23and36.5±4.9,respectively,bothsignificantlylowerthanthoseincontrolgroup(P<0.01).ThetwoindexesinIPCgroupwere159±28and44.7±6.8,respectively,markedlyhigherthanthoseinI/Rgroup(P<0.01).CONCLUSION:LungIPChasaremarkableprotectiveeffectagainstI/Rinjury.TheeffectisrelatedtothemaintainingofthecontentandactivityofPS.【Keywords】lung;reperfusioninjuries;ischemicpreconditioning;pulmonarysurfactant【摘要】目的:探討肺表面活性物質(zhì)(pulmonarysurfactant,PS)是否參與了肺缺血預(yù)處理(IPC)對肺缺血/再灌注損傷(I/R)的保護(hù)作用.方法:建立兔在體I/R損傷模型,實(shí)驗(yàn)分為對照組(Control),I/R組和IPC組.通過阻斷左肺門造成兔在體I/R損傷,檢測各組動(dòng)脈血氧分壓(PaO2)、肺通透性指數(shù)、支氣管肺泡灌洗液(BALF)中白細(xì)胞數(shù)和中性粒細(xì)胞百分比;采用Bartlett法、Mason法和Lowery法檢測BALF中總磷脂(TPL)、胞和卵磷脂(SatPC)和總蛋白(TP)含量,PS活性以SatPC/TP和SatPC/TLP來表示.結(jié)果:肺I/R損傷后,PaO2較正常對照組顯著降低(P<0.01),肺通透性指數(shù)及BALF中白細(xì)胞數(shù)和中性粒細(xì)胞百分比亦明顯升高(P<0.01);IPC組上述指標(biāo)較I/R組均有顯著改善(P<0.01).I/R損傷組SatPC/TP(ng/g)和SatPC/TLP(%)分別為124±23和36.5±4.9,明顯低于對照組(P<0.01),IPC組上述兩指標(biāo)分別為159±28和44.7±6.8,顯著高于I/R組.結(jié)論:缺血預(yù)處理可通過維持PS的分泌和功能而對肺I/R損傷有顯著的保護(hù)作用.【關(guān)鍵詞】肺;缺血/再灌注;缺血預(yù)處理;肺表面活性物質(zhì)0引言肺缺血/再灌注(ischemiareperfusion,I/R)損傷常見于肺動(dòng)脈袖狀切除、肺移植術(shù),可致肺動(dòng)脈高壓、肺水腫及呼吸衰竭等,嚴(yán)重影響患者術(shù)后肺功能的恢復(fù).因此,對肺I/R損傷保護(hù)作用的研究具有十分重要的意義.1986年,Murry等[1]首次報(bào)道了心肌缺血預(yù)處理(ischemicpreconditioning,IPC),即短暫缺血后恢復(fù)血流再灌注,心肌對隨后出現(xiàn)更長時(shí)間的嚴(yán)重缺血產(chǎn)生耐受的狀態(tài).此后在多種臟器均發(fā)現(xiàn)IPC現(xiàn)象,已有報(bào)道IPC對肺I/R損傷也具有保護(hù)作用,但是其作用機(jī)制尚未明確.I/R損傷可導(dǎo)致內(nèi)源性肺表面活性物質(zhì)(pulmonarysurfactant,PS)異常,而引起呼吸功能下降[2],IPC對PS活性有無影響鮮見報(bào)道.我們在兔I/R損傷模型的基礎(chǔ)上,探討IPC對肺I/R損傷的保護(hù)作用及其對內(nèi)源性PS活性的影響,為臨床上肺I/R損傷的防治提供新的思路和理論依據(jù).1材料和方法1.1材料新西蘭大白兔36只(第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,合格證號(hào)陜動(dòng)字08015號(hào)),體質(zhì)量(2.0±0.2)kg,牛血清白蛋白購于美國Sigma公司.1.2方法將大白兔在無特殊病原體(SPF)的條件下隨機(jī)分為3組,每組12只,即對照組(Control),I/R組和IPC組.1.2.1制作兔原位肺缺血/再灌注模型手術(shù)前肌注阿托品0.1mg,經(jīng)耳緣苯巴比妥鈉麻醉后(30mg/kg,iv)仰臥位固定于手術(shù)臺(tái)上,氣管切開插管,接動(dòng)物呼吸機(jī),呼吸頻率30次/min,潮氣量10mL/kg,吸入氧濃度1L/L,股動(dòng)脈插管監(jiān)測動(dòng)脈壓.胸骨正中切口,開胸后,肝素1mg/kgiv.IPC組為阻斷左肺門5min,開放5min,反復(fù)3次,然后阻斷左肺門60min,再灌注120min.I/R組為直接阻斷左肺門60min,再灌注120min.對照組為開胸后僅游離肺門而不進(jìn)行其他處理的假手術(shù)組.1.2.2氧分壓(PaO2)測定實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),取半數(shù)動(dòng)物用肝素化抗凝空針自主動(dòng)脈取血2mL,保持密閉,測PaO2.1.2.3肺通透指數(shù)測定實(shí)驗(yàn)結(jié)束后抽取半數(shù)動(dòng)物肺動(dòng)脈血制備血清;以Hanks液經(jīng)左主支氣管灌洗,收集支氣管肺泡灌洗液(BALF),采用Lowery法檢測BALF上清及血清中蛋白濃度,BALF中蛋白濃度與血清蛋白濃度之比為肺通透性指數(shù).1.2.4BALF中白細(xì)胞分類計(jì)數(shù)取BALF離心沉渣涂片,瑞氏染色,光鏡下計(jì)數(shù)BALF中的白細(xì)胞數(shù)量,并進(jìn)行細(xì)胞分類.1.2.5PS測定用生理鹽水10mL/kg對其余半數(shù)動(dòng)物經(jīng)左主支氣管灌入左肺,進(jìn)行支氣管肺泡灌洗,然后灌洗液流出,再注入與前次流出量相等的生理鹽水,同法操作,共灌洗3次.灌洗液經(jīng)雙層紗布過濾后計(jì)算回收量,然后于4℃下1500r/min離心10min,取上清分裝后保存于-70℃低溫冰箱中.采用Lowry法檢測BALF中總蛋白(totalprotein,TP)含量;Bartlett法測定BALF中總磷脂(totalphospholipid,TPL);Mason法檢測BALF中飽和卵磷脂(saturatedphosphatidylcholine,SatPC)的含量.PS的活性以SatPC/TP和SatPC/TLP來表示.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理:所有數(shù)據(jù)均以x±s表示,組間比較采用SPSS11.0軟件進(jìn)行方差分析及LSDt檢驗(yàn).2結(jié)果2.1PaO2肺I/R損傷后測PaO2為(11.65±2.34)kPa,較對照組(15.63±2.79)kPa顯著降低(P<0.01);IPC組動(dòng)脈血PaO2為(14.84±1.67)kPa,較I/R組明顯增高(P<0.01).2.2肺通透指數(shù)檢測I/R組肺通透指數(shù)顯著高于對照組(P<0.01),IPC組較I/R組顯著降低(P<0.01,Tab1).表1肺通透性指數(shù)和BALF中白細(xì)胞數(shù)和中性粒細(xì)胞百分比(略)2.3BALF中白細(xì)胞計(jì)數(shù)及分類I/R組白細(xì)胞總數(shù)、中性粒細(xì)胞數(shù)顯著高于對照組(P<0.01);IPC組較I/R組均顯著降低(P<0.01,Tab1).2.4PS磷脂含量I/R組SatPC/TP和SatPC/TLP均顯著低于對照組(P<0.01);IPC組上述兩指標(biāo)明顯高于I/R組(P<0.01,Tab2).表2肺表面活性物質(zhì)磷脂含量(略)3討論IPC作為一種機(jī)體內(nèi)源性的保護(hù)機(jī)制,其對I/R損傷的保護(hù)作用超過了目前已知的任何藥物,現(xiàn)在已越來越為人們所重視.我們建立了兔在體I/R損傷模型,由于肺毛細(xì)血管通透性增高是肺I/R損傷后的基本病理改變,表現(xiàn)為血管內(nèi)液滲出增多,有大量蛋白漏出,BALF與血清中蛋白濃度之比即肺通透性指數(shù)增高,因此,我們以肺通透性指數(shù)作為評價(jià)肺I/R損傷的指標(biāo).我們在肺I/R損傷后檢測到肺通透指數(shù)較對照組明顯增高,而反復(fù)3次5min的短暫缺血即IPC使肺通透指數(shù)顯著[1][2]下降,表明肺IPC可減輕I/R導(dǎo)致的肺血管通透性增高而起到肺保護(hù)作用.PS是磷脂和蛋白質(zhì)的混和物,由肺泡Ⅱ型細(xì)胞合成和分泌.在肺泡腔內(nèi)的液氣界面提供磷脂形成單分子膜,降低肺泡表面張力,維持肺泡膨脹,對于維持肺的正常功能起著重要作用[3].而PS中的磷脂含量是決定PS功能的關(guān)鍵因素,它能有效降低肺泡表面張力及改善肺的順應(yīng)性[4].我們檢測了肺I/R損傷時(shí)肺PS中磷脂含量的變化,結(jié)果表明,I/R時(shí),內(nèi)源性PS含量、成分和功能均有下降,使小氣道和肺泡易于萎陷,肺順應(yīng)性下降,加重了通氣障礙,I/R損傷時(shí)檢測PaO2較正常組明顯下降,導(dǎo)致組織缺氧.而IPC可使PS含量較I/R組顯著增高,磷脂含量明顯增加,檢測PaO2基本正常.以上結(jié)果表明,IPC可能通過影響PS的分泌而對肺I/R損傷具有保護(hù)作用.肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞在肺損傷、肺泡修復(fù)和逆轉(zhuǎn)肺纖維化的過程中起關(guān)鍵作用,它具有合成、分泌PS,以及PS相關(guān)蛋白的作用[5].I/R損傷時(shí),中性粒細(xì)胞浸潤、激活并附著于肺毛細(xì)血管內(nèi)膜上,釋放大量的氧自由基、蛋白水解酶、炎癥介質(zhì),使細(xì)胞膜損傷和細(xì)胞自融,損傷肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞,致使PS的合成和分泌減少.我們檢測了BALF中白細(xì)胞總數(shù)及中性粒細(xì)胞百分比,結(jié)果在I/R組白細(xì)胞數(shù)和中性粒細(xì)胞百分比均顯著高于對照組;而IPC組白細(xì)胞數(shù)和中性粒細(xì)胞百分比較I/R組均明顯減低.因而,IPC可能通過顯著抑制I/R時(shí)中性粒細(xì)胞的浸潤、激活,減輕肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞損傷程度,保護(hù)了其分泌PS的功能而發(fā)揮肺保護(hù)作用.IPC對肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞有無直接的促增殖作用尚有待進(jìn)一步研究證實(shí).IPC作為一種強(qiáng)有力的機(jī)體內(nèi)源性保護(hù)方法,開辟了組織器官保護(hù)的新領(lǐng)域,對肺IPC現(xiàn)象及機(jī)制的研究將加速其在臨床上的應(yīng)用.【參考文獻(xiàn)】[1]MurryCE,JenningsRB,ReimerKA,etal.Preconditioningwithischemia:Adelayoflethalcellinjuryinischemicmyocardium[J].Circulation,1986;74:1124-1136.[2]NovickRJ,GehmanKE,AliIS,etal.Lungpreservation:TheimportantceofendothelialandalveoliartypeIIcellintegrity[J].AnnThoracSurg,1996;62(1):302-314.[3]羅自強(qiáng),孫秀泓.肺表面活性物質(zhì)的防御保護(hù)功能[J].生理科學(xué)進(jìn)展,1995;26(2):166-169.LuoZQ,SunXH.Preventiveandprotectiveeffectsofpulmonarysurfactant[J].ProgresPhysiolSci,1995;26(2):166-169.[4]趙丹虹,吳肇漢,孫波.內(nèi)毒素致兔急性肺損傷時(shí)內(nèi)源性肺表面活性物質(zhì)的改變[J].上海醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),1999;26(3):169-171.ZhaoDH,WuZH,SunB.AlterationoftheendogenoussurfacetantsyateminacutelunginjuryinducedbyEscherichiaColilipopolysaccharideinarabbitmodel[J].JShanghaiMedUniv,1999;26(3):169-171.[5]柳琪林,胡森,盛志勇.肺泡II型上皮細(xì)胞形態(tài)與功能的研究進(jìn)展[J].中國危重病急救醫(yī)學(xué),2003;15(7):445-446