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【關鍵詞】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（pulmonarysurfactant,PS）是否參與了肺缺血預處理（IPC）對肺缺血/再灌注損傷（I/R）的保護作用.方法：建立兔在體I/R損傷模型，實驗分為對照組（Control）,I/R組和IPC組.通過阻斷左肺門造成兔在體I/R損傷，檢測各組動脈血氧分壓（PaO2）、肺通透性指數、支氣管肺泡灌洗液（BALF）中白細胞數和中性粒細胞百分比；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），肺通透性指數及BALF中白細胞數和中性粒細胞百分比亦明顯升高（P<0.01）；IPC組上述指標較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組上述兩指標分別為159±28和44.7±6.8，顯著高于I/R組.結論:缺血預處理可通過維持PS的分泌和功能而對肺I/R損傷有顯著的保護作用.

【關鍵詞】肺；缺血/再灌注；缺血預處理；肺表面活性物質

0引言

肺缺血/再灌注（ischemiareperfusion,I/R）損傷常見于肺動脈袖狀切除、肺移植術，可致肺動脈高壓、肺水腫及呼吸衰竭等，嚴重影響患者術后肺功能的恢復.因此，對肺I/R損傷保護作用的研究具有十分重要的意義.1986年，Murry等［1］首次報道了心肌缺血預處理（ischemicpreconditioning,IPC），即短暫缺血后恢復血流再灌注，心肌對隨后出現更長時間的嚴重缺血產生耐受的狀態.此后在多種臟器均發現IPC現象，已有報道IPC對肺I/R損傷也具有保護作用，但是其作用機制尚未明確.I/R損傷可導致內源性肺表面活性物質（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道.我們在兔I/R損傷模型的基礎上，探討IPC對肺I/R損傷的保護作用及其對內源性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.

1材料和方法

1．1材料

新西蘭大白兔36只（第四軍醫大學實驗動物中心提供，合格證號陜動字08015號），體質量（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/再灌注模型手術前肌注阿托品0.1mg，經耳緣苯巴比妥鈉麻醉后(30mg/kg,iv)仰臥位固定于手術臺上，氣管切開插管，接動物呼吸機，呼吸頻率30次/min，潮氣量10mL/kg，吸入氧濃度1L/L，股動脈插管監測動脈壓.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行其他處理的假手術組.

1．2．2氧分壓（PaO2）測定實驗結束時，取半數動物用肝素化抗凝空針自主動脈取血2mL,保持密閉，測PaO2.

1．2．3肺通透指數測定實驗結束后抽取半數動物肺動脈血制備血清；以Hanks液經左主支氣管灌洗，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.

1．2．4BALF中白細胞分類計數取BALF離心沉渣涂片，瑞氏染色，光鏡下計數BALF中的白細胞數量，并進行細胞分類.

1．2．5PS測定用生理鹽水10mL/kg對其余半數動物經左主支氣管灌入左肺,進行支氣管肺泡灌洗，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.灌洗液經雙層紗布過濾后計算回收量，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.

統計學處理：所有數據均以x±s表示，組間比較采用SPSS11.0軟件進行方差分析及LSDt檢驗.

2結果

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肺通透指數檢測I/R組肺通透指數顯著高于對照組(P<0.01)，IPC組較I/R組顯著降低（P<0.01,Tab1）.表1肺通透性指數和BALF中白細胞數和中性粒細胞百分比（略）

2．3BALF中白細胞計數及分類I/R組白細胞總數、中性粒細胞數顯著高于對照組（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組上述兩指標明顯高于I/R組（P<0.01,Tab2）.表2肺表面活性物質磷脂含量（略）

3討論

IPC作為一種機體內源性的保護機制，其對I/R損傷的保護作用超過了目前已知的任何藥物，現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，由于肺毛細血管通透性增高是肺I/R損傷后的基本病理改變，表現為血管內液滲出增多，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增高，因此，我們以肺通透性指數作為評價肺I/R損傷的指標.我們在肺I/R損傷后檢測到肺通透指數較對照組明顯增高，而反復3次5min的短暫缺血即IPC使肺通透指數顯著下降，表明肺IPC可減輕I/R導致的肺血管通透性增高而起到肺保護作用.

PS是磷脂和蛋白質的混和物，由肺泡Ⅱ型細胞合成和分泌.在肺泡腔內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功能的關鍵因素，它能有效降低肺泡表面張力及改善肺的順應性［4］.我們檢測了肺I/R損傷時肺PS中磷脂含量的變化，結果表明，I/R時，內源性PS含量、成分和功能均有下降，使小氣道和肺泡易于萎陷，肺順應性下降，加重了通氣障礙，I/R損傷時檢測PaO2較正常組明顯下降，導致組織缺氧.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損傷具有保護作用.

肺泡Ⅱ型上皮細胞在肺損傷、肺泡修復和逆轉肺纖維化的過程中起關鍵作用，它具有合成、分泌PS,以及PS相關蛋白的作用［5］.I/R損傷時，中性粒細胞浸潤、激活并附著于肺毛細血管內膜上,釋放大量的氧自由基、蛋白水解酶、炎癥介質,使細胞膜損傷和細胞自融，損傷肺泡Ⅱ型上皮細胞,致使PS的合成和分泌減少.我們檢測了BALF中白細胞總數及中性粒細胞百分比，結果在I/R組白細胞數和中性粒細胞百分比均顯著高于對照組；而IPC組白細胞數和中性粒細胞百分比較I/R組均明顯減低.因而，IPC可能通過顯著抑制I/R時中性粒細胞的浸潤、激活，減輕肺泡Ⅱ型上皮細胞損傷程度，保護了其分泌PS的功能而發揮肺保護作用.IPC對肺泡Ⅱ型上皮細胞有無直接的促增殖作用尚有待進一步研究證實.

IPC作為一種強有力的機體內源性保護方法，開辟了組織器官保護的新領域，對肺IPC現象及機制的研究將加速其在臨床上的應用.

【參考文獻】

［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,孫秀泓.肺表面活性物質的防御保護功能［J］.生理科學進展,1995;26(2):166-169.

LuoZQ,SunXH.Preventiveandprotectiveeffectsofpulmonarysurfactant［J］.ProgresPhysiolSci,1995;26(2):166-169.

［4］趙丹虹,吳肇漢,孫波.內毒素致兔急性肺損傷時內源性肺表面活性物質的改變［J］.上海醫科大學學報,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型上皮細胞形態與功能的研究進展［J］.中國危重病急救醫學,2003;15(7):445-446