“渐处理”对肺缺血再灌注损伤的保护作用

[摘要]　目的　探讨“渐处理”作为一种改良的后处理方式对大鼠肺缺血再灌注损伤的保护作用及其机制。　方法　采用大鼠肺原位缺血再灌注损伤模型进行研究。将40只清洁级SD大鼠随机分为四组：手术对照组（S组），缺血再灌注组（I/R组），缺血后处理组（IPO组），缺血后渐处理组（IGR组）。观察肺组织病理形态变化，测定肺组织湿/干重比（W/D），检测肺组织匀浆中丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性。　结果　与S组比较，I/R组光镜下见肺组织病变明显加重，肺组织W/D明显增加，肺组织中SOD活力明显降低，MDA的浓度明显增高（P　＜　0.01）；与I/R组比较，IPO组及IGR组肺组织病变减轻，肺组织W/D明显降低，肺组织中SOD活力明显升高，MDA的浓度明显降低（P　＜　0.01）；IGR组与IPO组比较，上述各项指标均有所减轻，两者差异无统计学意义（P　＞　0.05）。　结论　“渐处理”对大鼠肺原位缺血再灌注损伤有保护作用。与缺血后处理比较，是一种更有效的、更适合临床应用的、减轻再灌注损伤的方法。

[关键词]　缺血再灌注损伤；缺血后处理；渐处理；肺；大鼠

[中图分类号]　R563 [文献标识码]　A [文章编号]　1673-7210（2012）12（b）-0038-03

缺血/再灌注损伤主要发生在再灌注的初期，与长时间缺血后突然再灌注引起细胞呼吸爆发、氧自由基的堆积、Ca2+超载等有关。多年来，针对如何进行再灌注干预一直是减轻缺血器官损伤研究的热点[1]。“渐处理”也称逐渐、温和或阶段性再灌注，是指缺血再灌注时从零开始逐渐增加血流到不加以控制。研究证实，缓慢地再灌注可以减轻缺血再灌注损伤[2-4]。“渐处理”作为一种改良的缺血后处理方式，不需要预知缺血事件发生的时间，又没有繁琐的再灌注/缺血循环操作，不附加额外的缺血，可能有更广阔的临床应用前景。本实验拟通过建立大鼠在体肺缺血再灌注模型，探讨“渐处理”对肺缺血再灌注损伤的作用及机制，现报道如下：

1　材料与方法

1.1　动物与试剂

健康雄性SD大鼠40只，体重250～350　g，由南京医科大学实验动物中心提供。参附注射液由雅安三九药业有限公司生产，国药准字Z51020664。超氧化物歧化酶（SOD）、丙二醛（MDA）检测试剂盒均购置于南京建成生物工程公司；细胞凋亡检测试剂盒购置于武汉博士德生物工程公司。

1.2　动物模型制备

参照Eppinger等[5]大鼠肺缺血再灌注损伤模型加以改进，健康大鼠以戊巴比妥钠（40　mg/kg）腹腔注射麻醉后，尾静脉注射肝素。气管切开后进行气管插管，小动物呼吸机辅助通气。胸骨右缘第四肋间开胸，于吸气末用无创血管夹阻断右肺门包括右主支气管和右肺动静脉（以肺无舒缩为阻断标准）。并应用温热的37℃生理盐水棉纱敷盖创口。缺血的时间为45　min，为缺血期。45　min后放开结扎线，使肺脏充盈后，计时120　min，为再灌注期。再灌注期结束后左房放血处死大鼠。

1.3　动物分组及处理

40只大鼠随机分成四组，每组10只。手术对照组（S组）：仅解剖，不阻断右肺门持续灌注165　min；缺血再灌注组（I/R组）：在吸气末用无创伤血管夹阻断右肺门，45　min后开放再灌注120　min；缺血后处理组（IPO组）：阻断右侧肺门45　min后，短暂再灌注10　s，缺血10　s，反复5次，然后再全面恢复灌注120　min；缺血后渐处理组（IGR组）：阻断右侧肺门45　min后，逐步恢复再灌注血流，50%　1　min，80%　2　min，然后再全面恢复灌注120　min。

1.4　观察指标及方法

1.4.1　肺组织湿干重比（W/D）用滤纸吸去右肺上叶血，分析天平称重为湿重，置于70℃电热恒温干燥箱中烤至恒重，称重为干重，计算肺W/D比值。

1.4.2　病理检查取约1　cm×1　cm×1　cm新鲜右肺组织，沾去表面血迹，经4%多聚甲醛固定，常规石蜡包埋、切片，HE染色后光学显微镜观察。

1.4.3　肺组织MDA、SOD测定采用黄嘌呤氧化酶法测血浆SOD活性；硫代巴比妥酸法测MDA活性。

1.5　统计学方法

采用SPSS　12.0统计软件包进行资料录入、整理及统计分析处理，计量资料采用均数±标准差（x±s）表示，组间比较采采用单因素方差分析和t检验，以P　＜　0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　四组大鼠肺组织湿干比比较

I/R组、IPO组及IGR组大鼠肺组织W/D明显高于S组（P　＜　0.01）。IPO组及IGR组大鼠肺组织W/D值明显低于I/R组（P　＜　0.01）。IPO组及IGR组大鼠肺组织W/D比较，差异无统计学意义（P　＞　0.05）。见表1。

表1 四组大鼠肺组织湿干比比较（x±s）

注：与S组比较，**P　＜　0.01；与I/R组比较，##P　＜　0.01

2.2　四组大鼠肺组织病理变化

光镜下S组肺泡腔内无水肿、出血及坏死，间隔无增宽，无炎症细胞浸润，结构清晰可见；I/R组肺泡腔内明显出血、水肿、血管扩张、炎性细胞浸润明显，并有局灶性肺气肿，肺泡间隔增宽，偶见局灶性坏死，组织细胞结构紊乱；与I/R组比较，IPO组及IGR组肺组织水肿、出血、炎性细胞浸润等明显减轻。

2.3　四组大鼠肺组织匀浆中SOD活力及MDA水平比较

与S组大鼠比较，I/R组、IPO组及IGR组大鼠肺组织匀浆中SOD活力明显降低，MDA水平明显增高，差异有统计学意义（P　＜　0.05、P　＜　0.01）；与I/R组大鼠比较，IPO组及IGR组大鼠肺组织匀浆中SOD活力明显升高，MDA水平明显降低，差异有高度统计学意义（P　＜　0.01）；IPO组大鼠肺组织匀浆中SOD活力明显低于IGR组（P　＜　0.05），两组MDA水平差异无统计学意义（P　＞　0.05）。见表2。

表2 四组大鼠肺组织匀浆中SOD活力及MDA水平比较（x±s）

注：与S组比较，*P　＜　0.05，**P　＜　0.01；与I/R组比较，##P　＜　0.01；与IPO组比较，P　＜　0.05

3　讨论

人们已越来越认识到再灌注是一把“双刃剑”，一方面使缺血组织细胞重获血供，挽救了缺血组织损伤，另一方面它产生大量活性氧类和Ca2+超载等，会导致比单纯缺血更为严重的损伤，即所谓的缺血再灌注损伤[6]。近年来，对如何减轻并防止再灌注损伤进行了广泛的研究，包括缺血前的预处理和缺血后处理[7]。缺血后处理不需要预知缺血事件发生的时间，更具有操作性和临床价值，因此成为目前研究的热点，并已在不同动物的不同器官证明了缺血后处理对缺血/再灌注器官的保护作用。目前有多种后处理方法应用于基础和临床研究中[8]。

研究证实，“渐处理”作为一种改良的后处理方式，和后处理一样均促进再灌注后心功能的恢复，并降低再灌注后心肌损伤，且没有繁琐的再灌注/缺血循环操作，更易于临床应用[2-3]。本研究应用动物试验模型研究了“渐处理”对肺缺血再灌注损伤的影响及机制。肺毛细血管内皮细胞受损是肺缺血再灌注损伤的特征性改变，主要表现为肺血管通透性和血管阻力增加、肺顺应性降低，导致肺水肿。本实验从细胞结构观察，以及对肺组织含水量的检测发现，I/R组肺W/D较S组显著增加，表示肺组织微血管通透性增高，血管内水分漏出增加，且光镜下可见肺泡间隔变窄，炎性细胞浸润及出血，呈典型的肺损伤形态学改变。IPO组及IGR组组织、细胞结构仍清晰，损伤程度较肺I/R组明显减轻，肺W/D显著降低，IPO组及IGR组无明显差异。表明“渐处理”能够减轻大鼠缺血再灌注肺损伤，其保护作用可能通过改善肺毛细血管的通透性、减轻肺的氧化应激反应、减少中性粒细胞的聚集等机制得以实现。

研究证实，肺缺血再灌注损伤的发病机制与氧自由基及脂质过氧化反应有关[9]。MDA是脂质过氧化的最终产物，测定MDA可直接反映自由基水平，其含量高低是组织细胞损伤的重要标志。SOD是自由基的重要清除酶之一，对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用，因而SOD活性可反映机体对氧自由基清除能力的高低。本组实验中，观察了“渐处理”对脂质过氧化损伤的保护作用。结果发现IGR组，SOD活力明显高于I/R组及IPO组，而MDA水平明显低于I/R组；表明“渐处理”具有清除超氧化物阴离子自由基、减轻脂质过氧化损伤、保护细胞的作用，从而保护缺血/再灌注过程中的肺组织细胞，减轻了缺血及再灌注的损伤作用。

实验结果证明，经典缺血后处理及“渐处理”对缺血再灌注损伤肺组织均有保护作用。“渐处理”作为一种改良的后处理方式，由于没有繁琐的再灌注/缺血循环操作，以及对缺血器官“二次缺血”的打击，是一种更有效的、更适合临床应用的、减轻再灌注损伤的方法。

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[8] 马小波，张建福.缺血后处理对再灌注器官保护作用的研究进展[J].徐州医学院学报，2009，29（11）：778-783.

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（收稿日期：2012-09-21 本文编辑：张瑜杰）