肺表面活性物質(zhì)肺保護(hù)中作用

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【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(duì)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(duì)照組（Control）,I/R組和IPC組.通過(guò)阻斷左肺門造成兔在體I/R損傷，檢測(cè)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(cè)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(lái)表示.結(jié)果：肺I/R損傷后，PaO2較正常對(duì)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(duì)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(guò)維持PS的分泌和功能而對(duì)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(jiàn)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(duì)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(duì)隨后出現(xiàn)更長(zhǎng)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(duì)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(duì)PS活性有無(wú)影響鮮見(jiàn)報(bào)道.我們?cè)谕肐/R損傷模型的基礎(chǔ)上，探討IPC對(duì)肺I/R損傷的保護(hù)作用及其對(duì)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(gòu)于美國(guó)Sigma公司.

1．2方法將大白兔在無(wú)特殊病原體(SPF)的條件下隨機(jī)分為3組，每組12只，即對(duì)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(kāi)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(cè)動(dòng)脈壓.胸骨正中切口，開(kāi)胸后，肝素1mg/kgiv.IPC組為阻斷左肺門5min，開(kāi)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(duì)照組為開(kāi)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(cè)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(cè)PaO2.

1．2．3肺通透指數(shù)測(cè)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(cè)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(cè)定用生理鹽水10mL/kg對(duì)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(guò)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(cè)BALF中總蛋白（totalprotein，TP）含量；Bartlett法測(cè)定BALF中總磷脂（totalphospholipid，TPL）；Mason法檢測(cè)BALF中飽和卵磷脂（saturatedphosphatidylcholine，SatPC）的含量.PS的活性以SatPC/TP和SatPC/TLP來(lái)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(cè)PaO2為（11.65±2.34）kPa，較對(duì)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(cè)I/R組肺通透指數(shù)顯著高于對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)I/R損傷的保護(hù)作用超過(guò)了目前已知的任何藥物，現(xiàn)在已越來(lái)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(píng)價(jià)肺I/R損傷的指標(biāo).我們?cè)诜蜪/R損傷后檢測(cè)到肺通透指數(shù)較對(duì)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(duì)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(cè)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(cè)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(cè)PaO2基本正常.以上結(jié)果表明，IPC可能通過(guò)影響PS的分泌而對(duì)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(guò)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(rùn)、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(cè)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(duì)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(guò)顯著抑制I/R時(shí)中性粒細(xì)胞的浸潤(rùn)、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(duì)肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞有無(wú)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(kāi)辟了組織器官保護(hù)的新領(lǐng)域，對(duì)肺IPC現(xiàn)象及機(jī)制的研究將加速其在臨床上的應(yīng)用.

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