沙丁胺醇对COPD兔支气管插管单肺通气中LTB4浓度的影响*

王 丽，林涵淼，邢 珍，焦保良，王景川，李福龙

(1.河北北方学院附属第一医院麻醉科，河北张家口 075000；2.河北省张家口市沙岭子医院精神内科 075131；3.河北北方学院第一临床学院，河北张家口 075000)

论著·基础研究

沙丁胺醇对COPD兔支气管插管单肺通气中LTB4浓度的影响*

王 丽1，林涵淼2，邢 珍1，焦保良3，王景川3，李福龙1

(1.河北北方学院附属第一医院麻醉科，河北张家口 075000；2.河北省张家口市沙岭子医院精神内科 075131；3.河北北方学院第一临床学院，河北张家口 075000)

目的 观察沙丁胺醇对烟熏致慢性阻塞性肺疾病(COPD)实验兔模型单肺通气后血清和肺泡灌洗液中白三烯B4(LTB4)浓度的影响。方法 健康新西兰大白兔18只分为正常组、COPD组、COPD+沙丁胺醇组，每组6只。除正常组以外的其他两组均采用实验组自行创造的方法构建了单纯烟熏致COPD实验兔模型。分别在给实验兔行右主支气管插管前(T0)，插管后即刻(T1)，插管后行单肺通气30 min (T2)，插管后行单肺通气60 min (T3)采血测LTB4，行右主支气管插管单肺通气60 min后处死实验兔，解剖后取少量双肺上叶作组织病理学观察，取适量支气管肺泡灌洗液测LTB4的浓度。结果 COPD组中实验兔支气管肺泡灌洗液中LTB4的浓度比正常组明显升高(P<0.05),COPD+沙丁胺醇组中LTB4的浓度比COPD组明显降低(P<0.05)。肺组织形态学检查显示，COPD组观察到炎性细胞侵入，肺组织有明显的炎症性改变；COPD+沙丁胺醇组可见炎性细胞明显减少，肺组织炎症性改变有一定改善。结论 支气管插管单肺通气中吸入沙丁胺醇能抑制LTB4的浓度。

肺疾病，慢性阻塞性；肺通气；白三烯B4；支气管肺泡灌洗液；沙丁胺醇

大量临床研究发现长期吸烟易导致肺气肿、慢性支气管炎、慢性阻塞性肺疾病(COPD)等一系列肺损伤性疾病的发生[1-3]。研究显示，2/3的COPD患者存在不同程度的气道高反应[4],COPD患者在行静脉麻醉诱导气管插管等一系列强烈刺激下很容易发生气道痉挛。研究表明白三烯B4 (LTB4)可以使支气管平滑肌产生收缩作用。本实验应用烟熏致COPD兔模型来研究硫酸沙丁胺醇对此模型兔支气管插管单肺通气后血清和肺泡灌洗液中LTB4浓度的影响，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 选取健康的雌性新西兰大白兔18只，体质量(2.3±0.2)kg，由河北北方学院动物实验中心集中饲养提供，许可证：SCXK(京)2011-0006。实验动物由专人饲养，每日正常摄食水，生存温度18～25 ℃，环境保持通风、通气。

1.1.2 实验器材和试剂 ID3.0 mm的单腔气管导管(泰利福医疗器械商贸有限公司)，Seca-376婴儿秤(上海威斯特科技有限公司)，双道微量注射泵WZS-50f(浙江史密斯医学仪器有限公司)，DHX-150动物呼吸机(成都仪器厂)，TDZ5-WS低速多管架自动平衡离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司)，SLEE CUT4062旋转石蜡切片机(德国莱比信器械有限责任公司)。烟熏制品(张家口市卷烟厂)，注射用维库溴铵(浙江仙琚制药股份有限公司)；硫酸沙丁胺醇雾化吸入溶液(深圳大佛药业有限公司)，LTB4酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(江苏希望生物科技有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 构建模型方法 选取实验中心饲养的18只健康新西兰大白兔进行实验，分为正常组和烟熏组。将烟熏组放置于特定的自制兔笼中，兔笼内部分为上下两层，兔笼的四周用一次性手术小单包绕遮挡。在兔笼的上壁接一自行改装的换气扇，将烟熏组放置在兔笼的上层，下层放置薄铜板，将烟丝放在铜板上，然后将燃烧的酒精灯置于薄铜板的下方。每天点燃15 g烟丝，早晚各1次，每次燃烧持续30 min，连续70 d。正常组按实验中心常规进行饲养。每天观察实验兔的一般情况，每周固定时间称一次体质量并记录， 70 d持续烟熏后停止烟熏1周。单纯烟熏致COPD兔模型中测得的肺泡灌洗液中蛋白水平和血气分析结果，解剖肺组织取得的病理结果显示单纯烟熏致COPD兔模型已经成功建立，采取与前相同的方法获得12只COPD兔。

1.2.2 实验方法 18只实验兔分为正常组(A组，n=6)、COPD组(B组，n=6)、COPD+沙丁胺醇组(C组，n=6)。3组实验兔术前均注射20%乌拉坦(5 mL/kg)麻醉诱导成功后，置实验兔于手术台分离股静脉以备实验中采血，建立耳缘静脉通道后用微量注射泵注射，以10 mL/h流速持续输注复方氯化钠注射液，术中每隔30 min静脉注射维库溴铵注射液，剂量0．1 mg/kg。在麻醉维持状态下给实验兔行气管切开术，在直视下插右主支气管插管行单肺通气。呼吸机吸呼比调节为1∶2，单肺通气时呼吸机参数：潮气量5 mL/kg，呼吸频率：50次/分钟，C组行右主支气管插管后即刻在气管导管内注入0.5%沙丁胺醇雾化溶液，给药剂量为0.15 mg/kg。3组实验兔均通过听诊法确认肺通气的效果，并且于双侧第5～6肋间行一小切口至胸腔，通过手术小切口观察肺的膨胀和萎陷程度。

1.2.3 标本采集 分别在以下4个时间点采集实验兔血1.5 mL测LTB4的浓度：插管前(T0)，插管后即刻(T1)，插管后行单肺通气30 min(T2)，插管后60 min(T3)。对采血以3 000 r/min离心10 min，取上清液，冻存于-80 ℃待测。单肺通气60 min后处死动物。甲醛溶液固定解剖采取的双肺上叶组织后用石蜡包埋，制作病理切片，采用苏木素-伊红染色后对切片进行组织学观察。用0.9%生理盐水5 mL分3次对实验兔双肺行支气管肺泡灌洗，并对实验收集的肺泡灌洗液以3 000 r/min离心10 min，离心后取上清液于-80 ℃环境下冻存待测。

2 结 果

2.1 3组肺泡灌洗液分析结果 B组[(20.25±1.80)ng/L]肺泡灌洗液中LTB4浓度明显高于A组[(16.23±1.35)ng/L]，两组比较差异有统计学意义(P<0.05)；C组[(17.18±0.23)ng/L]中肺泡灌洗液中LTB4浓度与B组比较差异有统计学意义(P<0.05),但其与A组相比差异无统计学意义(P>0.05)。

2.2 3组各时点血清LTB4浓度结果 T0、T1、T2、T3实验兔血清中LTB4浓度各组比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.3 肺组织形态学结果

2.3.1 A组肺组织形态学结果 A组肺泡壁未见充血、水肿及炎性细胞浸润，肺组织结构形态保持完整，见图1。

表1 3组实验兔不同时间血清中LTB4浓度

图1 光镜下A组肺组织形态学(HE，×100)

2.3.2 B组肺组织形态学结果 B组肉眼观察大体标本，有4例肺脏边缘有部分已变黑。肺泡间隔增宽，肺泡间隙可见中性粒细胞及淋巴细胞浸润。肺泡毛细血管明显扩张和充血。支气管周可见形成的淋巴小结，支气管内可见炎性渗出物。部分区域可见肺泡断裂融合形成肺大疱，弹力纤维成分减少，见图2。

图2 光镜下B组肺组织形态学(HE，×100)

2.3.3 C组肺组织形态学结果 C组肺组织细支气管轻微扩张，毛细血管扩张充血减轻，见图3。

图3 光镜下C组肺组织形态学(HE，×100)

3 讨 论

COPD是以持续气流阻塞进行性加重为特征的一种破坏性的肺部疾病，一般认为与慢性支气管炎和阻塞性肺气肿发生有关的因素都可能参与COPD的发病，与吸入的有害气体及有毒颗粒引起的慢性炎症性反应增强有强相关性[5]。其中长期吸烟是导致COPD发病的一个重要因素，在这个因素的刺激下，体内多种炎性细胞趋化聚集在气道和肺泡内，进而引起体内炎性介质和细胞因子的进一步释放，触发炎性介质的级联放大反应，最终引起肺组织结构的破坏和气道壁结构的变化[6]。这种气道壁结构的改变使机体自主神经功能失调，副交感神经功能占主导地位，气道反应处于高敏状态，轻度刺激可致气道收缩痉挛[7]。临床观察发现大多数肺癌的患者有长期吸烟史，此类患者手术需在麻醉诱导下行双腔支气管插管单肺通气，减少患者插管刺激下引起的炎性介质释放导致的气道痉挛发生率。因此，本实验采用烟熏致COPD兔模型来研究气道高反应的发生机制，进而探讨有效的防治措施[8]。

LTB4是气道中性粒细胞活化过程中的一种趋化因子，可以使肺泡巨噬细胞和中性粒细胞分泌一系列炎性介质[9]，促使机体炎性反应放大。大量实验研究显示LTB4参与了气道炎性反应的发生，尤其在COPD的发生、发展中发挥了重要的作用[10]。相关实验报道，LTB4对支气管平滑肌的收缩作用比其他炎症递质(如组胺、血小板活化因子)强约1 000倍。LTB4作用于靶组织的受体，引起支气管平滑肌收缩，使支气管管腔变窄，气道阻力明显增高，同时毛细血管壁渗出，炎症因子发生一系列趋化反应等，炎性反应使气道组织中的蛋白质和水分漏出，进而使黏膜发生水肿和充血等反应[11]。

沙丁胺醇是一种具有高度选择性的β2受体激动剂，主要选择性作用于位于支气管平滑肌上的β2肾上腺素受体，但其对心脏的β1受体作用较弱，因此该药对支气管的扩张作用强，对心脏的兴奋作用小[12]。同时，该药能够加强气管黏膜纤毛的摆动，加大纤毛对气道的清除功能，进一步减轻气管毛细血管壁的炎性反应[13]。沙丁胺醇还降低了血管的通透性，从而减少了支气管壁炎症的渗出，减轻了气管黏膜的充血和水肿，改善了气道的通畅性，促进了肺功能的恢复[14]。本实验研究显示：B组肺泡间隔增宽，其间隙内可见中性粒细胞、淋巴细胞等炎性细胞浸润，支气管周围可见散在的淋巴小结，支气管周毛细血管扩张充血，部分肺组织区域可见数个肺泡断裂后融合形成的肺大疱。C组支气管周毛细血管扩张不明显，充血明显较前改善，肺组织中细支气管呈轻微扩张状态学改变。B组在支气管插管单肺通气1 h后取得的肺泡灌洗液中LTB4的浓度比A组明显升高。C组在支气管插管单肺通气1 h后取得的肺泡灌洗液中LTB4的浓度比COPD组明显降低(P<0.05)，与A组相比差异无统计学意义(P>0.05)。实验结果说明COPD兔模型在支气管插管及单肺通气的刺激后促使支气管平滑肌收缩因子LTB4释放，从而易导致气道痉挛的发作[15]。实验数据显示支气管插管后气管导管内吸入沙丁胺醇可以明显抑制LTB4的释放，为研究临床患者肺组织损伤的保护提供了实验依据，为临床预防和治疗支气管插管单肺通气可能诱发的气道痉挛提供了有力的理论基础。

本研究显示,B组兔模型血清LTB4浓度在支气管插管单肺通气后各时点与A、C组对应时点相比差异无统计学意义(P>0.05)。可能COPD兔模型行支气管内插管单肺通气后引起LTB4的释放部位主要局限在气道腔，不足以引起血浆中LTB4浓度的显著变化。本研究中肺组织形态学结果提示3组中通气侧和非通气侧肺形态学改变没有明显差异，这可能与实验中单肺通气的时间短有关系。而COPD兔模型单肺通气超过3 h的血浆LTB4浓度变化及沙丁胺醇对其的作用和影响有待进一步研究。

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Effects of salbutamol on leukotriene B4concentration during endobronchial intubatioin and one-lung ventilation in COPD rabbits

WangLi1,LinHanmiao2,XingZhen1,JiaoBaoliang3,WangJingchuan3,LiFulong1

(1.DepartmentofAnesthesia,theFirstAffiliatedHospitalofHebeiNorthCollege,Zhangjiakou,Hebei075000,China;2.DepartmentofPsychiatry，ShalingziHospital,Zhangjiakou,Hebei075131,China;3.FirstClinicalCollege,HebeiNorthCollege,Zhangjiakou,Hebei075000,China)

Objective To evaluate the effects of Salbutamol on leukotriene B4 (LTB4) concentration in serum and bronchoalveolar lavage fluid (BLF) of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) rabbits after endobronchial intubatioin and one-lung ventilation.Methods Totally 18 healthy New Zealand white rabbits were divided into 3 groups:normal control group,COPD group and COPD+salbutamol group,6 rats in each group.A smoke-induced COPD rabbit model was established successfully in COPD group and COPD+salbutamol group.The level of serum LTB4was respectively measured before intubation(T0),at the moment after intubation(T1),30 minutes after one-lung ventilation(T2),and 60 minutes after one-lung ventilation(T3).The rabbits were executed after 60 minutes through one-lung ventilation,then the superior lobe of double lungs were harvested for histopathology examination and the measurement of LTB4concentration in BLF.Results The concentration of LTB4in bronchoalveolar lavage fluid in COPD group was significantly higher than that in normal group (P<0.05),and the concentration of LTB4in COPD+salbutamol group was significantly lower than that in COPD group (P<0.05).Lung histomorphology showed that inflammatory cells were observed in COPD group and inflammatory changes were observed in lung tissue.In COPD+salbutamol group,inflammatory cells were decreased and inflammatory changes of lung tissue were improved.Conclusion Salbutamol inhalation can inhibit the release of LTB4in serum and LBT of COPD rabbits after one-lung ventilation.

pulmonary disease,chronic obstructive;pulmonary ventilation;leukotriene B4;bronchoalveolar lavage fluid;salbutamol

王丽(1980-)，主治医师，硕士，主要从事心胸血管麻醉基础与临床方面研究。

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.03.009

R614.1

A

1671-8348(2017)03-0315-03

2016-07-18

2016-09-26)