依托咪酯預處理對肺缺血再灌注損傷的影響

陳靖宜，柯昌斌，謝　華，魏會霞，劉菊英

(湖北省十堰市太和醫(yī)院(湖北醫(yī)藥學院附屬醫(yī)院)，湖北 十堰 442000)

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依托咪酯預處理對肺缺血再灌注損傷的影響

陳靖宜，柯昌斌，謝華，魏會霞，劉菊英

(湖北省十堰市太和醫(yī)院(湖北醫(yī)藥學院附屬醫(yī)院)，湖北 十堰 442000)

[摘要]目的探討依托咪酯預處理對肺缺血再灌注損傷的影響。方法選擇清潔級SD大鼠48只，完全隨機分為對照組、丙泊酚組和依托咪酯組，每組16只，3組均建立肺缺血再灌注損傷模型，模型建立后對照組不給予任何處理，丙泊酚組給予丙泊酚預處理，而依托咪酯組給予依托咪酯預處理，觀察3組肺損傷程度并進行比較。結(jié)果對照組可見大量肺泡萎陷，肺泡腔內(nèi)有大量紅細胞滲出；丙泊酚組和依托咪酯組均可見部分肺泡萎陷，肺泡腔內(nèi)有紅細胞滲出。依托咪酯組的全肺質(zhì)量和臟器系數(shù)明顯低于丙泊酚組與對照組(P均<0.05)，丙泊酚組與對照組比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。依托咪酯組的TUNEL陽性細胞凋亡指數(shù)明顯低于丙泊酚組與對照組(P均<0.05)，而丙泊酚組與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。依托咪酯組肺組織腫瘤壞死因子α與白細胞介素含量均明顯低于丙泊酚組與對照組(P均<0.05)，而丙泊酚組與對照組比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。結(jié)論肺缺血再灌注會誘發(fā)肺損傷，依托咪酯預處理可以明顯減輕肺部炎性反應和肺組織凋亡，對肺損傷有一定的保護作用，其作用可能與下調(diào)肺損傷時TNF-α與IL-6的表達有關(guān)。

[關(guān)鍵詞]肺缺血再灌注損傷；依托咪酯；丙泊酚；預處理

肺缺血再灌注損傷是指肺組織缺血一段時間后恢復其血流，肺組織缺氧缺血期間造成的肺水腫、換氣功能障礙、肺血管阻力、呼吸衰竭、肺毛細血管通透性等沒有改善反而進一步加重的現(xiàn)象[1-2]。肺缺血再灌注誘發(fā)肺損傷的詳細機制尚未完全闡明，其中自由基導致大量細胞因子的產(chǎn)生和各種信號通路的激活，在肺缺血再灌注引起的早期急性肺損傷發(fā)生發(fā)展中起著重要作用[3-4]。肺缺血再灌注損傷的主要組織病理表現(xiàn)為中性粒細胞浸潤、肺血管通透性增加等，臨床表現(xiàn)為順應性降低、肺血管阻力增加、肺水腫、低氧血癥等[5]。而隨著體外循環(huán)、肺移植等開胸手術(shù)的逐年增加，肺缺血再灌注損傷越來越受到重視，對其機制的研究成為熱點。依托咪酯是一種常用的靜脈麻醉藥，能夠以非競爭性方式可逆地抑制紋狀體多巴胺的攝取，可減少海馬區(qū)谷氨酸的釋放，對呼吸和血流動力學影響輕微，臨床應用較多[6]。本研究探討了依托咪酯預處理對肺缺血再灌注損傷的影響，現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1實驗資料

1.1實驗動物清潔級SD大鼠48只(上海斯萊克實驗動物公司提供，動物合格證號NCDWNO:2011-0013)，體質(zhì)量150～220 g，雌雄各24只。將大鼠分籠飼養(yǎng)于清潔的籠具中，室溫25 ℃左右，自由進食和飲水，相對濕度60%左右。由我院動物中心給予標準化普通飼料，包括2%蔗糖、3%脂肪、70%淀粉、20%蛋白質(zhì)、50 kg粗纖維，每2 d更換3次墊料和籠子。

1.2動物分組和處理將48只SD大鼠完全隨機分為對照組、丙泊酚組和依托咪酯組，每組16只。根據(jù)Eppinger改良法建立肺缺血再灌注模型，經(jīng)腹腔給予戊巴比妥鈉40 mg/kg，開放耳緣靜脈，乳酸林格液5 mL/(kg·h)維持液體量，氣管切開插管進行機械通氣。在第4—5肋間位置行肋間側(cè)開胸，進行左肺門阻斷，暴露并游離左側(cè)肺門。對照組開胸暴露肺門，應用無創(chuàng)血管鉗阻斷左肺門45 min，再灌注120 min，然后斷頭法常規(guī)處死大鼠。丙泊酚組在阻斷左肺門前10 min經(jīng)耳緣靜脈泵注丙泊酚(清遠嘉博制藥有限公司，批號：120808-02)2 mg/kg，依托咪酯組在阻斷左肺門前10 min經(jīng)耳緣靜脈泵注依托咪酯(蘇恩華制藥有限公司，批號：20130102)0.9 mg/kg，其余處理同對照組。

1.3觀察指標

1.3.1病理指標每組隨機取8只大鼠處死后打開胸腔迅速取出肺組織，用4 ℃ 生理鹽水沖洗，洗凈后用濾紙拭干，精密天平稱量全肺質(zhì)量，計算肺臟器系數(shù)[臟器濕質(zhì)量(g)/體質(zhì)量(g)]。然后采用10%甲醛溶液固定，將固定好的標本用石蠟包埋，切片后蘇木精-伊紅染色，觀察肺組織病理學變化。

1.3.2凋亡指標將肺組織切片脫蠟、封閉、顯色、復染、脫水、透明、封片，通過光學顯微鏡觀察各組肺組織細胞凋亡情況(陽性細胞呈現(xiàn)紅褐色)，每張染色切片隨機選取10個視野，分別計數(shù)每個視野中細胞總數(shù)和陽性細胞數(shù)，取均值，計數(shù)凋亡指數(shù)。凋亡指數(shù)=陽性細胞數(shù)/細胞總數(shù)×100%。

1.3.3肺組織勻漿相關(guān)指標取每組剩余8只大鼠肺臟組織，在4 ℃生理鹽中多次漂洗，濾紙拭干，加入9倍肺臟體積量的4 ℃生理鹽水， 4 ℃ 3 000 r/min離心10 min，取上清液迅速置于-20 ℃冰箱保存；采用酶聯(lián)免疫吸附測定法檢測肺組織勻漿中腫瘤壞死因子α(TNF-α)與白細胞介素(IL)-6含量，檢測試劑盒來自南京建成生物科技有限公司。

2結(jié)果

2.1病理學表現(xiàn)對照組可見大量肺泡萎陷，肺泡結(jié)構(gòu)不規(guī)則，肺泡間隔較寬，肺泡腔內(nèi)有大量紅細胞滲出；丙泊酚組和依托咪酯組均可見部分肺泡萎陷，肺泡腔內(nèi)有紅細胞滲出，其中依托咪酯組的肺組織破壞較丙泊酚組輕。見圖1～3。

圖1　對照組肺組織病理學表現(xiàn)

圖2 丙泊酚組肺組織病理學表現(xiàn)

圖3 依托咪酯組肺組織病理學表現(xiàn)

2.2全肺質(zhì)量和臟器系數(shù)比較依托咪酯組的全肺質(zhì)量和臟器系數(shù)均明顯低于丙泊酚組與對照組(P均<0.05)，而丙泊酚組與對照組比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1。

2.3凋亡指數(shù)比較依托咪酯組、丙泊酚組與對照組細胞凋亡指數(shù)分別為 (22.1±4.4)%、(51.9±5.1)%和(55.0±6.3)%，依托咪酯組顯著低于丙泊酚組和對照組(P均<0.05)，而丙泊酚組與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

表1　3組大鼠全肺質(zhì)量和臟器系數(shù)比較±s)

注：①與依托咪酯組比較，P<0.05。

2.4肺組織中TNF-α與IL-6含量比較依托咪酯組肺組織中TNF-α與IL-6含量均明顯低于丙泊酚組與對照組(P均<0.05)，而丙泊酚組與對照組比較差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表2。

表2　3組大鼠肺組織中TNF-α與IL-6

注：①與依托咪酯組比較，P<0.05。

3討論

肺缺血再灌注誘發(fā)肺損傷是一種全身系統(tǒng)炎性疾病的肺部表現(xiàn)，其發(fā)生機制尚不明確。研究表明體外循環(huán)術(shù)后肺功能障礙的發(fā)生率高達20.0%，可直接影響手術(shù)預后[7]。特別是由于開胸手術(shù)通常侵襲性大并且復雜，側(cè)臥位的體位、雙腔管的插入刺激對呼吸和循環(huán)生理都有相當大的干擾，會導致兩肺順應性和通氣功能下降，繼之發(fā)生二氧化碳蓄積、肺不張、肺炎、缺氧，可能導致全身炎癥反應綜合征，甚至誘發(fā)急性呼吸窘迫綜合征[8]。肺缺血再灌注誘發(fā)肺損傷是毛細血管擴大引起通透性增強和炎性反應共同作用的結(jié)果，主要表現(xiàn)為肺泡Ⅱ型細胞(ATⅡ)數(shù)量明顯減少，從而發(fā)生細胞凋亡。肺缺血再灌注過程中，諸多因素可激活一系列不同的炎癥細胞，可觸發(fā)失控性或過度的炎性反應，并進一步激發(fā)其他炎癥細胞，釋放大量炎癥細胞因子，明顯放大機體損傷信號，出現(xiàn)炎癥瀑布效應，最后出現(xiàn)器官嚴重損傷。研究顯示內(nèi)皮損傷后最早激活的是肺內(nèi)巨噬細胞，激活的肺內(nèi)巨噬細胞釋放一系列前炎性因子，如TNF-α與IL-6等[7]。

依托咪酯是一種短效、非巴比妥類靜脈麻醉藥，對心血管功能的影響很小。其除具有麻醉作用外，還能擴張血管、降低顱內(nèi)壓和減少腦耗氧量,可以激活鉀通道，使細胞超極化，產(chǎn)生突觸后抑制，并且可以調(diào)節(jié)致凋亡和抗凋亡蛋白之間的平衡[8]。有學者研究顯示缺血前給予依托咪酯可以減輕局灶性腦缺血后興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的釋放而產(chǎn)生腦保護作用[9]。丙泊酚也是臨床常用麻醉藥，在肺缺血再灌注發(fā)病過程中，其在一定程度上能減輕細胞內(nèi)Ca2+超載，增加L型電壓依賴性鈣通道電流失活率，減少鈣內(nèi)流；且能降低缺血中性粒細胞表面CD18 的表達，從而減少中性粒細胞與內(nèi)皮的黏附。

本研究采用Eppinger方法建立肺缺血再灌注模型，使建立的模型更接近臨床狀態(tài)。模型建立后肉眼下可見肺組織充血明顯，光鏡下觀察到肺組織結(jié)構(gòu)紊亂、大量紅細胞滲出，由此說明損傷模型建立成功。而依托咪酯組的肺組織細胞浸潤及組織結(jié)構(gòu)破壞較輕，表明依托咪酯可能在一定程度上減輕肺缺血再灌注誘發(fā)肺損傷，對肺損傷具有一定的保護作用。依托咪酯組的全肺質(zhì)量和臟器系數(shù)、細胞凋亡指數(shù)均明顯低于丙泊酚組與對照組，可能與依托咪酯可以阻止細胞內(nèi)鈣超載，減輕細胞凋亡的發(fā)生有關(guān)。但有研究認為肺缺血再灌注關(guān)鍵階段進行依托咪酯干預，可提高肺細胞凋亡水平，抑制肺組織修復和肺伸張，進而惡化成肺纖維化，喪失呼吸[10-12]。此結(jié)果有待進一步證實。本研究結(jié)果還顯示，依托咪酯組的肺組織TNF-α與IL-6含量明顯低于丙泊酚組與對照組，而丙泊酚組與對照組比較差異無統(tǒng)計學意義，表明依托咪酯能抑制肺組織TNF-α與IL-6的釋放。

綜上所述，肺缺血再灌注會誘發(fā)肺損傷，依托咪酯預處理可以明顯減輕肺部炎性反應和肺組織凋亡，對肺損傷有一定的保護作用，其作用可能與下調(diào)肺損傷時TNF-α與IL-6的表達有關(guān)。

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Effects of etomidate preconditioning on lung ischemia reperfusion injury

CHEN Jingyi, KE Changbin, XIE Hua, WEI Huixia, LIU Juying

(Taihe Hospital, the Affiliated Hospital of Hubei Medical College, Shiyan 442000, Hubei, China)

Abstract:Objective It is to investigate the influence of etomidate pretreatment on lung ischemia reperfusion injury. Methods 48 cases of SD rats were selected and completely equally randomly divided into control group, propofol group and etomidate groups, 16 cases in each group, all rats in the three groups were established the model of lung ischemia reperfusion injury, then the animals were given propofol pretreatment in the propofol group and etomidate pretreatment in the etomidate group, but did not carry out any treatment in the control group. The degree of lung injury and the expression of tumor necrosis factor alpha and interleukin-6 in the lung tissue in the 3 groups were observed and compared. Results Pathology results showed that a large number of alveolar were atrophied and collapsed, and the alveolar cavity had a large number of red blood cell infiltration in the control group; and partial alveolar were atrophied and collapsed, and the alveolar cavity had any red blood cells in the propofol group and etomidate group. The total lung mass and lung coefficient of etomidate group were significantly lower than those of propofol group and control group (all P<0.05), but there was no significance difference between propofol group and control group (P>0.05). The apoptotic index of TUNEL positive in the etomidate group was significantly lower than those in the propofol group and the control group (all P<0.05), but there was no significance difference between the propofol group and the control group (P>0.05). The levels of tumor necrosis factor alpha and interleukin-6 in lung tissue of etomidate group were significantly lower than those in the propofol group and the control group (all P<0.05), but there was no significant difference between the propofol group and the control group (P>0.05). Conclusion The lung ischemia reperfusion can induce lung injury, etomidate pretreatment can significantly reduce lung inflammation and lung apoptosis, it has protective effect for lung injury, its effect may be reduced the expression of lung tumor necrosis factor alpha and interleukin-6 in lung tissue.

Key words:lung ischemia reperfusion injury; etomidate; propofol; pretreatment

[收稿日期]2015-08-31

[中圖分類號]R-332

[文獻標識碼]A

[文章編號]1008-8849(2016)12-1285-04

doi:10.3969/j.issn.1008-8849.2016.12.010

[作者簡介]陳靖宜，女，碩士，住院醫(yī)師，研究方向為麻醉學。[通信作者]劉菊英，E-mail:liujy4203@163.com