肺表面活性物質(zhì)在缺血預(yù)處理肺保護中的作用(一)

1、肺表面活性物質(zhì)在缺血預(yù)處理肺保護中的作用(一)    【關(guān)鍵詞】 缺血/再灌注Role of pulmonary surfactant on lung ischemic preconditioninginduced protection against lung ischemia reperfusion injury【Abstract】 AIM: To investigate whether the pulmonary surfactant (PS) is involved in the protective effects of lung ischem

2、ic preconditioning (IPC) against lung ischemia reperfusion (I/R) injury. METHODS: In vivo I/R injury of rabbit was induced by blocking the hilum of left lung. The arterial partial pressure of oxygen (PaO2), lung permeability index, leucocyte count and neutrophils percentage in bronchoalveolar lavage

3、 fluid (BALF) were detected as indexes of lung injury. Total phospholipid (TPL), saturated phosphatidylcholine (SatPC) and total protein (TP) in the BALF were respectively measured by Bartlett method, Mason method and Lowry method. The activity of PS was presented by the ratio of SatPC/TP and SatPC/

4、TLP. RESULTS: I/R injury markedly reduced the arterial oxygen pressure, which increased in IPC group (P0.01). The lung permeability index, leucocyte count and neutrophils percentage in BALF of I/R group were significantly higher than those in control group, which markedly reduced in IPC group (P0.01

5、). The SatPC/TP(ng/g) and SatPC/TLP（）in I/R group were 124±23 and 36.5±4.9, respectively, both significantly lower than those in control group (P0.01). The two indexes in IPC group were 159±28 and 44.7±6.8, respectively, markedly higher than those in I/R group (P0.01). CONCLUSION

6、: Lung IPC has a remarkable protective effect against I/R injury. The effect is related to the maintaining of the content and activity of PS.【Keywords】 lung；reperfusion injuries;ischemic preconditioning；pulmonary surfactant【摘要】 目的： 探討肺表面活性物質(zhì)（pulmonary surfactant, 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

7、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(shù)、支氣管肺泡灌洗液（BALF）中白細胞數(shù)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(jié)果： 肺I/R損傷后，PaO2較正常對照組顯著降低（P0.01），肺通透性指數(shù)及BALF中白細胞數(shù)和中性粒細胞百分比亦明顯升高（P0.01）；IPC組上述指標較I/R組均

8、有顯著改善（P0.01）. 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（P0.01），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(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（ischemia reperfusion, I/R）損傷常見于肺動脈袖狀切除、肺移植術(shù)，可致肺動脈高壓、肺水腫及呼吸衰竭等，嚴重影響患者術(shù)后肺功能的恢復(fù). 因此，

9、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(yù)處理（ischemic preconditioning, IPC），即短暫缺血后恢復(fù)血流再灌注，心肌對隨后出現(xiàn)更長時間的嚴重缺血產(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(dǎo)致內(nèi)源性肺表面活性物質(zhì)（pulmonary surfactant, 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(chǔ)上，探討IPC對肺I/R損傷的保護作用及其對內(nèi)源性PS活性的影響，為臨床上肺

10、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11材料新西蘭大白兔36只（第四軍醫(yī)大學(xué)實驗動物中心提供，合格證號陜動字08015號），體質(zhì)量（2.0±0.2）kg，牛血清白蛋白購于美國Sigma公司.12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.121制作兔原位肺缺血/再灌注模型手術(shù)前肌注阿托品0.1 mg，經(jīng)耳緣苯巴比妥鈉麻醉后(30 mg/kg, iv)仰臥位固定于手術(shù)臺上，氣管切開插管，接動物呼吸機，呼吸頻率30次/min，潮氣量10 mL/kg，吸入氧濃度1 L/L，股動脈插管監(jiān)測動脈壓. 胸骨

11、正中切口，開胸后，肝素1 mg/kg iv. IPC組為阻斷左肺門5 min，開放5 min，反復(fù)3次，然后阻斷左肺門60 min，再灌注120 min. I/R組為直接阻斷左肺門60 min，再灌注120 min. 對照組為開胸后僅游離肺門而不進行其他處理的假手術(shù)組.122氧分壓（PaO2）測定實驗結(jié)束時，取半數(shù)動物用肝素化抗凝空針自主動脈取血2 mL, 保持密閉，測PaO2.123肺通透指數(shù)測定實驗結(jié)束后抽取半數(shù)動物肺動脈血制備血清；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

12、通透性指數(shù).124BALF中白細胞分類計數(shù)取BALF離心沉渣涂片，瑞氏染色，光鏡下計數(shù)BALF中的白細胞數(shù)量，并進行細胞分類.125PS測定用生理鹽水10 mL/kg對其余半數(shù)動物經(jīng)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(jīng)雙層紗布過濾后計算回收量，然后于4下1500 r/min離心10 min，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（total protein，TP）含量；Bartlett法測定BALF中總磷脂（total phospholipid，TPL）；Mason法檢測B

13、ALF中飽和卵磷脂（saturated phosphatidylcholine，SatPC）的含量. PS的活性以SatPC/TP和SatPC/TLP來表示.統(tǒng)計學(xué)處理：所有數(shù)據(jù)均以x±s表示，組間比較采用SPSS 11.0軟件進行方差分析及LSDt檢驗.2結(jié)果21PaO2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（P0.01）；IPC組動脈血PaO2為（14.84±1.67）kPa，較I/R組明顯增高（P0.01）.22肺通透指數(shù)檢測I/R組肺通透指數(shù)顯著高于對照組(P0.01)，IPC組較

14、I/R組顯著降低（P0.01, Tab 1）.表1肺通透性指數(shù)和BALF中白細胞數(shù)和中性粒細胞百分比（略）23BALF中白細胞計數(shù)及分類I/R組白細胞總數(shù)、中性粒細胞數(shù)顯著高于對照組（P0.01）；IPC組較I/R組均顯著降低（P0.01, Tab 1）.24PS磷脂含量I/R組SatPC/TP和SatPC/TLP均顯著低于對照組（P0.01）；IPC組上述兩指標明顯高于I/R組（P0.01, Tab 2）.表2肺表面活性物質(zhì)磷脂含量（略）3討論IPC作為一種機體內(nèi)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(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

15、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(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(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作用.PS是磷脂和蛋白質(zhì)的混和物，由肺泡型細胞合成和分泌. 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

16、張力及改善肺的順應(yīng)性4. 我們檢測了肺I/R損傷時肺PS中磷脂含量的變化，結(jié)果表明，I/R時，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損傷具有保護作用.肺泡型上皮細胞在肺損傷、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，中性粒細胞浸潤、激活并附著于肺毛細血管內(nèi)膜上,釋放大量的氧自由基、蛋白水解酶

17、、炎癥介質(zhì), 使細胞膜損傷和細胞自融，損傷肺泡型上皮細胞,致使PS 的合成和分泌減少. 我們檢測了BALF中白細胞總數(shù)及中性粒細胞百分比，結(jié)果在I/R組白細胞數(shù)和中性粒細胞百分比均顯著高于對照組；而IPC組白細胞數(shù)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，減輕肺泡型上皮細胞損傷程度，保護了其分泌PS的功能而發(fā)揮肺保護作用. IPC對肺泡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(nèi)源性保護方法，開辟了組織器官保護的新領(lǐng)域，對肺IPC現(xiàn)象及機制的研究將加速其在臨床上的應(yīng)用.【參考文獻】1 Murry C

18、E, Jennings RB, Reimer KA, et al. Preconditioning with ischemia: A delay of lethal cell injury in ischemic myocardiumJ. Circulation, 1986; 74:1124-1136.2 Novick RJ, Gehman KE, Ali IS, et al. Lung preservation: The importantce of endothelial and alveoliar type II cell integrity J. Ann Thorac Surg, 1996; 62(1):302-314.3 羅自強, 孫秀泓. 肺表面活性物質(zhì)的防御保護功能J. 生理科學(xué)進展, 1995; 26(2):166-169.Luo ZQ, Sun XH. Preventive and protective effects of pulmonary surfactant J. Progres Physiol Sci, 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內(nèi)源性肺表面活性物質(zhì)的改變J. 上海醫(yī)