依托咪酯预处理对肺缺血再灌注损伤的影响

陈靖宜，柯昌斌，谢　华，魏会霞，刘菊英

(湖北省十堰市太和医院(湖北医药学院附属医院)，湖北 十堰 442000)



依托咪酯预处理对肺缺血再灌注损伤的影响

陈靖宜，柯昌斌，谢华，魏会霞，刘菊英

(湖北省十堰市太和医院(湖北医药学院附属医院)，湖北 十堰 442000)

[摘要]目的探讨依托咪酯预处理对肺缺血再灌注损伤的影响。方法选择清洁级SD大鼠48只，完全随机分为对照组、丙泊酚组和依托咪酯组，每组16只，3组均建立肺缺血再灌注损伤模型，模型建立后对照组不给予任何处理，丙泊酚组给予丙泊酚预处理，而依托咪酯组给予依托咪酯预处理，观察3组肺损伤程度并进行比较。结果对照组可见大量肺泡萎陷，肺泡腔内有大量红细胞渗出；丙泊酚组和依托咪酯组均可见部分肺泡萎陷，肺泡腔内有红细胞渗出。依托咪酯组的全肺质量和脏器系数明显低于丙泊酚组与对照组(P均<0.05)，丙泊酚组与对照组比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。依托咪酯组的TUNEL阳性细胞凋亡指数明显低于丙泊酚组与对照组(P均<0.05)，而丙泊酚组与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。依托咪酯组肺组织肿瘤坏死因子α与白细胞介素含量均明显低于丙泊酚组与对照组(P均<0.05)，而丙泊酚组与对照组比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论肺缺血再灌注会诱发肺损伤，依托咪酯预处理可以明显减轻肺部炎性反应和肺组织凋亡，对肺损伤有一定的保护作用，其作用可能与下调肺损伤时TNF-α与IL-6的表达有关。

[关键词]肺缺血再灌注损伤；依托咪酯；丙泊酚；预处理

肺缺血再灌注损伤是指肺组织缺血一段时间后恢复其血流，肺组织缺氧缺血期间造成的肺水肿、换气功能障碍、肺血管阻力、呼吸衰竭、肺毛细血管通透性等没有改善反而进一步加重的现象[1-2]。肺缺血再灌注诱发肺损伤的详细机制尚未完全阐明，其中自由基导致大量细胞因子的产生和各种信号通路的激活，在肺缺血再灌注引起的早期急性肺损伤发生发展中起着重要作用[3-4]。肺缺血再灌注损伤的主要组织病理表现为中性粒细胞浸润、肺血管通透性增加等，临床表现为顺应性降低、肺血管阻力增加、肺水肿、低氧血症等[5]。而随着体外循环、肺移植等开胸手术的逐年增加，肺缺血再灌注损伤越来越受到重视，对其机制的研究成为热点。依托咪酯是一种常用的静脉麻醉药，能够以非竞争性方式可逆地抑制纹状体多巴胺的摄取，可减少海马区谷氨酸的释放，对呼吸和血流动力学影响轻微，临床应用较多[6]。本研究探讨了依托咪酯预处理对肺缺血再灌注损伤的影响，现将结果报道如下。

1实验资料

1.1实验动物清洁级SD大鼠48只(上海斯莱克实验动物公司提供，动物合格证号NCDWNO:2011-0013)，体质量150～220 g，雌雄各24只。将大鼠分笼饲养于清洁的笼具中，室温25 ℃左右，自由进食和饮水，相对湿度60%左右。由我院动物中心给予标准化普通饲料，包括2%蔗糖、3%脂肪、70%淀粉、20%蛋白质、50 kg粗纤维，每2 d更换3次垫料和笼子。

1.2动物分组和处理将48只SD大鼠完全随机分为对照组、丙泊酚组和依托咪酯组，每组16只。根据Eppinger改良法建立肺缺血再灌注模型，经腹腔给予戊巴比妥钠40 mg/kg，开放耳缘静脉，乳酸林格液5 mL/(kg·h)维持液体量，气管切开插管进行机械通气。在第4—5肋间位置行肋间侧开胸，进行左肺门阻断，暴露并游离左侧肺门。对照组开胸暴露肺门，应用无创血管钳阻断左肺门45 min，再灌注120 min，然后断头法常规处死大鼠。丙泊酚组在阻断左肺门前10 min经耳缘静脉泵注丙泊酚(清远嘉博制药有限公司，批号：120808-02)2 mg/kg，依托咪酯组在阻断左肺门前10 min经耳缘静脉泵注依托咪酯(苏恩华制药有限公司，批号：20130102)0.9 mg/kg，其余处理同对照组。

1.3观察指标

1.3.1病理指标每组随机取8只大鼠处死后打开胸腔迅速取出肺组织，用4 ℃ 生理盐水冲洗，洗净后用滤纸拭干，精密天平称量全肺质量，计算肺脏器系数[脏器湿质量(g)/体质量(g)]。然后采用10%甲醛溶液固定，将固定好的标本用石蜡包埋，切片后苏木精-伊红染色，观察肺组织病理学变化。

1.3.2凋亡指标将肺组织切片脱蜡、封闭、显色、复染、脱水、透明、封片，通过光学显微镜观察各组肺组织细胞凋亡情况(阳性细胞呈现红褐色)，每张染色切片随机选取10个视野，分别计数每个视野中细胞总数和阳性细胞数，取均值，计数凋亡指数。凋亡指数=阳性细胞数/细胞总数×100%。

1.3.3肺组织匀浆相关指标取每组剩余8只大鼠肺脏组织，在4 ℃生理盐中多次漂洗，滤纸拭干，加入9倍肺脏体积量的4 ℃生理盐水， 4 ℃ 3 000 r/min离心10 min，取上清液迅速置于-20 ℃冰箱保存；采用酶联免疫吸附测定法检测肺组织匀浆中肿瘤坏死因子α(TNF-α)与白细胞介素(IL)-6含量，检测试剂盒来自南京建成生物科技有限公司。

2结果

2.1病理学表现对照组可见大量肺泡萎陷，肺泡结构不规则，肺泡间隔较宽，肺泡腔内有大量红细胞渗出；丙泊酚组和依托咪酯组均可见部分肺泡萎陷，肺泡腔内有红细胞渗出，其中依托咪酯组的肺组织破坏较丙泊酚组轻。见图1～3。

图1　对照组肺组织病理学表现

图2 丙泊酚组肺组织病理学表现

图3 依托咪酯组肺组织病理学表现

2.2全肺质量和脏器系数比较依托咪酯组的全肺质量和脏器系数均明显低于丙泊酚组与对照组(P均<0.05)，而丙泊酚组与对照组比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

2.3凋亡指数比较依托咪酯组、丙泊酚组与对照组细胞凋亡指数分别为 (22.1±4.4)%、(51.9±5.1)%和(55.0±6.3)%，依托咪酯组显著低于丙泊酚组和对照组(P均<0.05)，而丙泊酚组与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表1　3组大鼠全肺质量和脏器系数比较±s)

注：①与依托咪酯组比较，P<0.05。

2.4肺组织中TNF-α与IL-6含量比较依托咪酯组肺组织中TNF-α与IL-6含量均明显低于丙泊酚组与对照组(P均<0.05)，而丙泊酚组与对照组比较差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表2。

表2　3组大鼠肺组织中TNF-α与IL-6

注：①与依托咪酯组比较，P<0.05。

3讨论

肺缺血再灌注诱发肺损伤是一种全身系统炎性疾病的肺部表现，其发生机制尚不明确。研究表明体外循环术后肺功能障碍的发生率高达20.0%，可直接影响手术预后[7]。特别是由于开胸手术通常侵袭性大并且复杂，侧卧位的体位、双腔管的插入刺激对呼吸和循环生理都有相当大的干扰，会导致两肺顺应性和通气功能下降，继之发生二氧化碳蓄积、肺不张、肺炎、缺氧，可能导致全身炎症反应综合征，甚至诱发急性呼吸窘迫综合征[8]。肺缺血再灌注诱发肺损伤是毛细血管扩大引起通透性增强和炎性反应共同作用的结果，主要表现为肺泡Ⅱ型细胞(ATⅡ)数量明显减少，从而发生细胞凋亡。肺缺血再灌注过程中，诸多因素可激活一系列不同的炎症细胞，可触发失控性或过度的炎性反应，并进一步激发其他炎症细胞，释放大量炎症细胞因子，明显放大机体损伤信号，出现炎症瀑布效应，最后出现器官严重损伤。研究显示内皮损伤后最早激活的是肺内巨噬细胞，激活的肺内巨噬细胞释放一系列前炎性因子，如TNF-α与IL-6等[7]。

依托咪酯是一种短效、非巴比妥类静脉麻醉药，对心血管功能的影响很小。其除具有麻醉作用外，还能扩张血管、降低颅内压和减少脑耗氧量,可以激活钾通道，使细胞超极化，产生突触后抑制，并且可以调节致凋亡和抗凋亡蛋白之间的平衡[8]。有学者研究显示缺血前给予依托咪酯可以减轻局灶性脑缺血后兴奋性神经递质谷氨酸的释放而产生脑保护作用[9]。丙泊酚也是临床常用麻醉药，在肺缺血再灌注发病过程中，其在一定程度上能减轻细胞内Ca2+超载，增加L型电压依赖性钙通道电流失活率，减少钙内流；且能降低缺血中性粒细胞表面CD18 的表达，从而减少中性粒细胞与内皮的黏附。

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临床状态。模型建立后肉眼下可见肺组织充血明显，光镜下观察到肺组织结构紊乱、大量红细胞渗出，由此说明损伤模型建立成功。而依托咪酯组的肺组织细胞浸润及组织结构破坏较轻，表明依托咪酯可能在一定程度上减轻肺缺血再灌注诱发肺损伤，对肺损伤具有一定的保护作用。依托咪酯组的全肺质量和脏器系数、细胞凋亡指数均明显低于丙泊酚组与对照组，可能与依托咪酯可以阻止细胞内钙超载，减轻细胞凋亡的发生有关。但有研究认为肺缺血再灌注关键阶段进行依托咪酯干预，可提高肺细胞凋亡水平，抑制肺组织修复和肺伸张，进而恶化成肺纤维化，丧失呼吸[10-12]。此结果有待进一步证实。本研究结果还显示，依托咪酯组的肺组织TNF-α与IL-6含量明显低于丙泊酚组与对照组，而丙泊酚组与对照组比较差异无统计学意义，表明依托咪酯能抑制肺组织TNF-α与IL-6的释放。

综上所述，肺缺血再灌注会诱发肺损伤，依托咪酯预处理可以明显减轻肺部炎性反应和肺组织凋亡，对肺损伤有一定的保护作用，其作用可能与下调肺损伤时TNF-α与IL-6的表达有关。

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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

[中图分类号]R-332

[文献标识码]A

[文章编号]1008-8849(2016)12-1285-04

doi:10.3969/j.issn.1008-8849.2016.12.010

[作者简介]陈靖宜，女，硕士，住院医师，研究方向为麻醉学。[通信作者]刘菊英，E-mail:liujy4203@163.com