肺表面活性物质在缺血预处理肺保护中的作用(一)

1、肺表面活性物质在缺血预处理肺保护中的作用(一)    【关键词】 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： 探讨肺表面活性物质（pulmonary surfactant, 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

7、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（P0.01），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（P0.01）；IPC组上述指标较I/R组均

8、有显著改善（P0.01）. 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（P0.01），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（ischemia reperfusion, 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，

9、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（ischemic preconditioning, 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（pulmonary surfactant, 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

10、I/R损伤的防治提供新的思路和理论依据.1材料和方法11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.12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.121制作兔原位肺缺血/再灌注模型手术前肌注阿托品0.1 mg，经耳缘苯巴比妥钠麻醉后(30 mg/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10 mL/kg，吸入氧浓度1 L/L，股动脉插管监测动脉压. 胸骨

11、正中切口，开胸后，肝素1 mg/kg iv. IPC组为阻断左肺门5 min，开放5 min，反复3次，然后阻断左肺门60 min，再灌注120 min. I/R组为直接阻断左肺门60 min，再灌注120 min. 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.122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2 mL, 保持密闭，测PaO2.123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

12、通透性指数.124BALF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.125PS测定用生理盐水10 mL/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1500 r/min离心10 min，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（total protein，TP）含量；Bartlett法测定BALF中总磷脂（total phospholipid，TPL）；Mason法检测B

13、ALF中饱和卵磷脂（saturated phosphatidylcholine，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SPSS 11.0软件进行方差分析及LSDt检验.2结果21PaO2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（P0.01）；IPC组动脉血PaO2为（14.84±1.67）kPa，较I/R组明显增高（P0.01）.22肺通透指数检测I/R组肺通透指数显著高于对照组(P0.01)，IPC组较

14、I/R组显著降低（P0.01, Tab 1）.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）23BALF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（P0.01）；IPC组较I/R组均显著降低（P0.01, Tab 1）.24PS磷脂含量I/R组SatPC/TP和SatPC/TLP均显著低于对照组（P0.01）；IPC组上述两指标明显高于I/R组（P0.01, Tab 2）.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

15、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

16、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

17、、炎症介质, 使细胞膜损伤和细胞自融，损伤肺泡型上皮细胞,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 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 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.Luo ZQ, Sun XH. Preventive and protective effects of pulmonary surfactant J. Progres Physiol Sci, 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