重伤后肺组织Zn相关改变与继发肺损伤的关系

王典 赖小平 王广欢 于晓军

重伤不但造成局部组织破坏，还可引发一系列全身性病理生理反应，导致休克、全身炎症反应综合征(SIRS)和多器官功能不全综合征（MODS）甚至死亡。据报道重伤导致MODS过程中，肺脏可能是最先受累与最常见的器官[1-2]。已证实重伤可引发血清Se、Fe、Zn等多种微量元素（TE）急剧下降及体内再分布，并因此损害机体清除活性氧的能力及免疫功能，参与重伤致MODS甚至死亡的机理[3-7]。重伤后肺脏组织Zn及其相关代谢产物有何变化规律，与继发肺损伤是否有关？本研究拟通过建立家兔重伤模型，观察肺组织的病理学改变，检测Zn含量及其相关酶铜锌超氧化物歧化酶（Cu/Zn-SOD）活性、氧化应激指标丙二醛（MDA）水平，探讨重伤引发的急性Zn相关改变与肺损伤之间的关系，为临床救治提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 创伤模型建立

采用国际通用的简明创伤定级和创伤严重度分级（AISISS）建立创伤模型。将家兔固定于手术台上：①纱布包裹左前肢肱骨，于肘关节上1.5cm处钳夹致肱骨闭合性粉碎骨折(AIS 752804.3）；②手握右膝关节上下部各向反复过度拧绞，致膝关节后十字韧带完全性撕碎，膝关节脱位瘫软而易于各向反常活动（AIS 840406.3）；③纱布包裹右侧股骨下段，于膝关节上1.5cm处钳夹致股骨下段闭合性粉碎骨折（AIS 8518143.3），ISS=32+32+32＝27；伤后胶带包扎固定骨折处，常规饲养，观察其生理反应及饮食情况。

1.2 实验动物

健康雄性纯种普通级新西兰白兔37只，体重2～2.5kg （广州第一军医大学动物室提供），均单笼饲养，适应性喂养2周，自由饮食标准饲料和自来水，平均室内温度20～25℃。重伤后2～9d 12只家兔发生死亡，为了更好研究相关问题，将此12只家兔归入死亡组。其余25只家兔分别随机于伤后24h、3d、6d、9d、14d颈动脉放血快速处死，每时点5只，处死后取约3g肺组织，进行相关观察与检测。

1.3 肺脏Zn含量

肺组织Zn采用石墨炉消解，原子分光光度计检测，以下述公式算出，肺组织Zn含量（ng/g）＝100/1000×(137.89ng/ml×AO值+0.0002)/0.3g×1ml。

1.4 肺脏Cu/Zn-SOD活性与MDA含量

Cu/Zn-SOD测定：黄嘌呤氧化酶法测定(南京建成生物工程研究所试剂盒)。MDA检测：硫代巴比妥酸(TBA)法，MDA测定试剂盒(南京建成生物工程研究所)。

1.5 统计学分析

采用SPSS11.0统计软件对数据进行分析，均数比较采用独立样本t检验及单因素方差分析（One-way ANONA），组间比较用LSD检验，方差不齐则用Dunnet’ T3检验；计量资料用表示。各指标相关性采用Pearson相关分析。

2 结果

2.1 一般情况

重伤后家兔体重明显下降，呼吸加快，重伤组家兔多集中在 伤后2～9d死亡，死亡率37.5%，死亡家兔中多见急性肺损伤表现。

2.2 肺脏病理学改变

重伤后第1d，明显的围血管性多形核白细胞（PMN）浸润淤积及部分肺泡萎陷；第3d肺间质增厚及大量PMN为主的炎细胞浸润；第6d部分肺泡出血及代偿性扩张；第14d肺病理改变仍未完全恢复。死亡组家兔肺脏改变更明显，表现弥漫的间质PMN浸润，肺泡出血。

2.3 肺组织Zn水平

重伤后肺Zn总体呈逐渐下降趋势，第3～9d维持在较低的水平(P＜0.05)；死亡组水平较正常对照显著下降(P＜0.05)（表1)。

2.4 肺组织Cu/Zn-SOD活性

重伤组家兔肺Cu/Zn-SOD活性于伤后1d即开始降低，第3d达低谷(均P＜0.05)；死亡家兔肺Cu/Zn-SOD活性显著低于正常对照(P＜0.05)（表1)。

2.5 肺组织MDA水平

重伤组家兔肺MDA含量在伤后1d稍降低，3d始升高至9d达高峰(P＜0.05)；死亡家兔肺MDA含量显著高于正常对照(P＜0.05)（表1)。

表1 伤后肺组织Zn、Cu/Zn-SOD、MDA变化

2.6 肺Zn变化与Cu/Zn-SOD、MDA的相关性

肺脏Zn的变化与Cu/Zn-SOD呈一定的正相关性，(r＝0.375，P＜0.05)；Cu/Zn-SOD与MDA之间呈明显负相关，(r＝-0.664，P＜0.05)。

3 讨论

本实验参照国际通用的人类简明创伤定级和创伤严重度分级AIS-ISS评分系统，造成家兔肢体创伤，建立ISS＝27重伤模型，对远离机体重要脏器的肢体部位进行创伤，避免了原发性创伤对内脏器官的直接影响，同时，造成的肢体局部闭合性损伤继发坏死形成机体的二次损伤源，符合Moore等提出的“两次打击理论”，更接近临床实际情况，有利于对创伤后机体内环境的病理生理激烈的变化对远隔脏器继发性损伤机理的研究[8]。

3.1 伤后肺组织Zn、Cu/Zn-SOD及MDA的变化规律

本研究发现，肺组织Zn含量于伤后明显下降，伤后第3、6d降至最低；尤以死亡家兔下降明显。肺组织Cu/Zn-SOD活性在伤后第3d明显降低，并持续到第9d，之后逐渐回升，死亡家兔其活性显著下降。肺组织MDA含量在伤后第3d开始升高，第6d达高峰，并持续至第14d，死亡家兔其含量显著升高。

3.2 伤后Zn相关改变与肺损伤的关系

临床研究表明，肢体重伤继发MODS过程中，肺脏是最易受损的器官[2]。本实验亦观察到，重伤后第1d即出现急性肺损伤改变，表现为肺血管PMN淤积扣押，间质疏松淤血、增宽和PMN浸润，肺泡萎陷，肺泡上皮脱落，血栓形成等，以第3～9d为重，第14d仍可见病变的延续，未完全恢复。死亡组中73.33%有呼吸衰竭表现，在病理上表现为弥漫的间质PMN浸润、淤血，肺泡弥漫急性浆液性渗出和肺泡出血，以及透明膜形成。

本研究发现重伤后肺组织Zn含量显著下降，尤以死亡组下降最为明显，而其相关的Cu/Zn-SOD活性亦相应下降，活性氧指标MDA相应升高，各指标间具有较好的相关性。Zn水平可影响Cu/Zn-SOD的活性，而后者是机体重要的抗氧化酶，对清除氧自由基具有重要作用[9]。MDA是氧自由基攻击生物膜引发脂质过氧化反应的重要产物之一，其含量反映脂质过氧化程度及细胞损伤程度，间接反映机体抗氧化能力[10]。本研究发现，肺脏MDA在伤后持续维持较高的水平，特别是在死亡组显著升高，提示重伤后氧化损伤明显加重，并在重伤致肺损伤的过程中起着重要的作用。本结果还提示重伤导致肺组织Zn含量下降及相应的酶活性降低，抗氧化能力破坏可能是重伤继发肺损伤并导致MODS乃至死亡的一个重要的始动因素之一。

本研究证实重伤后的急性肺组织Zn缺乏及其相关酶和代谢产物异常，与创伤后继发性急性肺损伤存在相关性，后者是重伤致急性TE缺乏症继发MOF发生的重要途径之一。目前临床危重伤病的救治仍未常规监测与补充TE，可能是重伤继发MOF高发生率及其高死亡率的重要因素。因此，应该进一步加强对于危重伤病患者的常规监控和补充TE，重视和加强急性TE缺乏症的基础和临床研究。

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