缺血预处理肺保护肺表面活性物质作用探讨论文

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【关键词】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：探讨肺表面活性物质（pulmonarysurfactant,PS）是否参与了肺缺血预处理（IPC）对肺缺血/再灌注损伤（I/R）的保护作用.方法：建立兔在体I/R损伤模型，实验分为对照组（Control）,I/R组和IPC组.通过阻断左肺门造成兔在体I/R损伤，检测各组动脉血氧分压（PaO2）、肺通透性指数、支气管肺泡灌洗液（BALF）中白细胞数和中性粒细胞百分比；采用Bartlett法、Mason法和Lowery法检测BALF中总磷脂（TPL）、胞和卵磷脂（SatPC）和总蛋白（TP）含量，PS活性以SatPC/TP和SatPC/TLP来表示.结果：肺I/R损伤后，PaO2较正常对照组显著降低（P<0.01），肺通透性指数及BALF中白细胞数和中性粒细胞百分比亦明显升高（P<0.01）；IPC组上述指标较I/R组均有显著改善（P<0.01）.I/R损伤组SatPC/TP(ng/g)和SatPC/TLP（％）分别为124±23和36.5±4.9，明显低于对照组（P<0.01），IPC组上述两指标分别为159±28和44.7±6.8，显著高于I/R组.结论:缺血预处理可通过维持PS的分泌和功能而对肺I/R损伤有显著的保护作用.【关键词】肺；缺血/再灌注；缺血预处理；肺表面活性物质0引言肺缺血/再灌注（ischemiareperfusion,I/R）损伤常见于肺动脉袖状切除、肺移植术，可致肺动脉高压、肺水肿及呼吸衰竭等，严重影响患者术后肺功能的恢复.因此，对肺I/R损伤保护作用的研究具有十分重要的意义.1986年，Murry等［1］首次报道了心肌缺血预处理（ischemicpreconditioning,IPC），即短暂缺血后恢复血流再灌注，心肌对随后出现更长时间的严重缺血产生耐受的状态.此后在多种脏器均发现IPC现象，已有报道IPC对肺I/R损伤也具有保护作用，但是其作用机制尚未明确.I/R损伤可导致内源性肺表面活性物质（pulmonarysurfactant,PS）异常，而引起呼吸功能下降［2］，IPC对PS活性有无影响鲜见报道.我们在兔I/R损伤模型的基础上，探讨IPC对肺I/R损伤的保护作用及其对内源性PS活性的影响，为临床上肺I/R损伤的防治提供新的思路和理论依据.1材料和方法1．1材料新西兰大白兔36只（第四军医大学实验动物中心提供，合格证号陕动字08015号），体质量（2.0±0.2）kg，牛血清白蛋白购于美国Sigma公司.1．2方法将大白兔在无特殊病原体(SPF)的条件下随机分为3组，每组12只，即对照组（Control），I/R组和IPC组.1．2．1制作兔原位肺缺血/再灌注模型手术前肌注阿托品0.1mg，经耳缘苯巴比妥钠麻醉后(30mg/kg,iv)仰卧位固定于手术台上，气管切开插管，接动物呼吸机，呼吸频率30次/min，潮气量10mL/kg，吸入氧浓度1L/L，股动脉插管监测动脉压.胸骨正中切口，开胸后，肝素1mg/kgiv.IPC组为阻断左肺门5min，开放5min，反复3次，然后阻断左肺门60min，再灌注120min.I/R组为直接阻断左肺门60min，再灌注120min.对照组为开胸后仅游离肺门而不进行其他处理的假手术组.1．2．2氧分压（PaO2）测定实验结束时，取半数动物用肝素化抗凝空针自主动脉取血2mL,保持密闭，测PaO2.1．2．3肺通透指数测定实验结束后抽取半数动物肺动脉血制备血清；以Hanks液经左主支气管灌洗，收集支气管肺泡灌洗液（BALF），采用Lowery法检测BALF上清及血清中蛋白浓度，BALF中蛋白浓度与血清蛋白浓度之比为肺通透性指数.1．2．4BALF中白细胞分类计数取BALF离心沉渣涂片，瑞氏染色，光镜下计数BALF中的白细胞数量，并进行细胞分类.1．2．5PS测定用生理盐水10mL/kg对其余半数动物经左主支气管灌入左肺,进行支气管肺泡灌洗，然后灌洗液流出，再注入与前次流出量相等的生理盐水，同法操作，共灌洗3次.灌洗液经双层纱布过滤后计算回收量，然后于4℃下1500r/min离心10min，取上清分装后保存于-70℃低温冰箱中.采用Lowry法检测BALF中总蛋白（totalprotein，TP）含量；Bartlett法测定BALF中总磷脂（totalphospholipid，TPL）；Mason法检测BALF中饱和卵磷脂（saturatedphosphatidylcholine，SatPC）的含量.PS的活性以SatPC/TP和SatPC/TLP来表示.统计学处理：所有数据均以x±s表示，组间比较采用SPSS11.0软件进行方差分析及LSDt检验.2结果2．1PaO2肺I/R损伤后测PaO2为（11.65±2.34）kPa，较对照组（15.63±2.79）kPa显著降低（P<0.01）；IPC组动脉血PaO2为（14.84±1.67）kPa，较I/R组明显增高（P<0.01）.2．2肺通透指数检测I/R组肺通透指数显著高于对照组(P<0.01)，IPC组较I/R组显著降低（P<0.01,Tab1）.表1肺通透性指数和BALF中白细胞数和中性粒细胞百分比（略）2．3BALF中白细胞计数及分类I/R组白细胞总数、中性粒细胞数显著高于对照组（P<0.01）；IPC组较I/R组均显著降低（P<0.01,Tab1）.2．4PS磷脂含量I/R组SatPC/TP和SatPC/TLP均显著低于对照组（P<0.01）；IPC组上述两指标明显高于I/R组（P<0.01,Tab2）.表2肺表面活性物质磷脂含量（略）3讨论IPC作为一种机体内源性的保护机制，其对I/R损伤的保护作用超过了目前已知的任何药物，现在已越来越为人们所重视.我们建立了兔在体I/R损伤模型，由于肺毛细血管通透性增高是肺I/R损伤后的基本病理改变，表现为血管内液渗出增多，有大量蛋白漏出，BALF与血清中蛋白浓度之比即肺通透性指数增高，因此，我们以肺通透性指数作为评价肺I/R损伤的指标.我们在肺I/R损伤后检测到肺通透指数较对照组明显增高，而反复3次5min的短暂缺血即IPC使肺通透指数显著[1][2]下降，表明肺IPC可减轻I/R导致的肺血管通透性增高而起到肺保护作用.PS是磷脂和蛋白质的混和物，由肺泡Ⅱ型细胞合成和分泌.在肺泡腔内的液气界面提供磷脂形成单分子膜，降低肺泡表面张力，维持肺泡膨胀，对于维持肺的正常功能起着重要作用［3］.而PS中的磷脂含量是决定PS功能的关键因素，它能有效降低肺泡表面张力及改善肺的顺应性［4］.我们检测了肺I/R损伤时肺PS中磷脂含量的变化，结果表明，I/R时，内源性PS含量、成分和功能均有下降，使小气道和肺泡易于萎陷，肺顺应性下降，加重了通气障碍，I/R损伤时检测PaO2较正常组明显下降，导致组织缺氧.而IPC可使PS含量较I/R组显著增高，磷脂含量明显增加，检测PaO2基本正常.以上结果表明，IPC可能通过影响PS的分泌而对肺I/R损伤具有保护作用.肺泡Ⅱ型上皮细胞在肺损伤、肺泡修复和逆转肺纤维化的过程中起关键作用，它具有合成、分泌PS,以及PS相关蛋白的作用［5］.I/R损伤时，中性粒细胞浸润、激活并附着于肺毛细血管内膜上,释放大量的氧自由基、蛋白水解酶、炎症介质,使细胞膜损伤和细胞自融，损伤肺泡Ⅱ型上皮细胞,致使PS的合成和分泌减少.我们检测了BALF中白细胞总数及中性粒细胞百分比，结果在I/R组白细胞数和中性粒细胞百分比均显著高于对照组；而IPC组白细胞数和中性粒细胞百分比较I/R组均明显减低.因而，IPC可能通过显著抑制I/R时中性粒细胞的浸润、激活，减轻肺泡Ⅱ型上皮细胞损伤程度，保护了其分泌PS的功能而发挥肺保护作用.IPC对肺泡Ⅱ型上皮细胞有无直接的促增殖作用尚有待进一步研究证实.IPC作为一种强有力的机体内源性保护方法，开辟了组织器官保护的新领域，对肺IPC现象及机制的研究将加速其在临床上的应用.【参考文献】［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］罗自强,孙秀泓.肺表面活性物质的防御保护功能［J］.生理科学进展,1995;26(2):166-169.LuoZQ,SunXH.Preventiveandprotectiveeffectsofpulmonarysurfactant［J］.ProgresPhysiolSci,1995;26(2):166-169.［4］赵丹虹,吴肇汉,孙波.内毒素致兔急性肺损伤时内源性肺表面活性物质的改变［J］.上海医科大学学报,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型上皮细胞形态与功能的研究进展［J］.中国危重病急救医学,2003;15(7):445-446