中华急诊医学杂志  2015, Vol. 24 Issue (10): 1140-1142
瘦素预处理对兔烟雾吸入性肺损伤的保护作用
扶志敏,刘国栋,李超,王正,杨林,郭焱雄     
423000湖南省郴州,郴州市第一人民医院中心医院胸心外科(扶志敏);
郴州市第一人民医院南院急诊科(刘国栋、李超、郭焱雄);
暨南大学第二临床医学院深圳市人民医院胸外科(王正、杨林)

吸入性肺损伤是火灾中幸存烧伤患者的主要死亡原因之一,单是吸入性肺损伤就使烧伤患者的病死率增加20%,若合并吸入性肺损伤后肺炎,则患者病死率增加60%[1],目前针对吸入性肺损伤仍缺乏满意的临床治疗措施。近年来研究显示,瘦素参与了多种急慢性肺损伤的发展过程[2],对肺缺血-再灌注损伤具有保护作用[3],但是否对烟雾吸入性肺损伤具有保护作用尚未见报道,本实验通过建立兔烟雾吸入性肺损伤模型,探讨瘦素对烟雾吸入性肺损伤的保护作用及可能机制。

1 材料与方法 1.1 主要试剂

外源性重组瘦素(美国R&D Systems公司)、髓过氧化物酶(MPO)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素(IL-10) 酶联免疫吸附试剂盒(美国ADL公司)。

1.2 实验动物

健康清洁级3月龄新西兰大白兔24只,体质量1.8~2.4 kg,雌雄不拘,由广东省医学实验动物中心提供[(SCXK(粤)2003-0002)]。采用随机数字法,将兔分为3组,每组8只。A组:生理盐水对照组,伤前3 d每日从耳缘静脉缓慢注入与瘦素同体积生理盐水,不进行烟雾吸入;B组:烟雾吸入组,参照相关文献[4],以干燥的松木屑及煤油为发烟材料,在密闭环境使兔自行吸入烟雾10 min,间隔2 min再次致伤10 min;C组:瘦素预处理+烟雾吸入致伤,致伤前3天每日从耳缘静脉缓慢注入外源性瘦素(剂量为50 μg/kg,每次>6 h,致伤前再次注射1次)。3组伤前禁食12 h,不禁水。

1.3 标本采集及检测

各组分别于0 h、10 min、2 h、4 h时间点从耳中央动脉采血进行血气分析;实验4 h末经颈动脉放血处死动物,开胸后立即剪取右肺下叶相同部位约0.2 g组织,立即放入灭菌冻存管中置于液氮内冻存,准确称取肺组织重量,按重量体积比加入9倍的生理盐水,冰浴条件下用内切式高速分散器10 000 r/min制成10%的组织匀浆,冰浴下2 500 r/min离心10 min,取上清液置于-80 ℃冰箱保存待测。严格按照试剂盒说明书对上清液进行TNF-α、IL-10、MPO检测;切取左肺上叶相同部位5 mm×5 mm×5 mm肺组织,用10%甲醛内固定,石蜡包埋、切片,HE染色,光镜观察肺组织病理改变;剪取左肺下叶用滤纸吸干肺表面血液,称湿质量,而后置于80℃烘箱烘干120 h至恒重,计算湿/干质量比(W/D)及肺水含量=(肺湿质量-肺干质量)/肺湿质量×100%。

1.4 统计学方法

采用SPSS 18.0统计学软件进行数据处理,计量资料用均数±标准差(±s)表示,采用完全随机设计的单因素方差分析及SNK-q检验进行两两比较,以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果 2.1 动物的临床表现

B、C组动物致伤后烦躁不安、活动迟缓、呼吸频率加快,鼻腔和嘴唇甚至面颊部粘有烟灰;30 min左右精神萎靡、嗜睡、呼吸困难;伤后2 h呼吸困难更明显,出现咳嗽,肺部可闻及干湿啰音;伤后4 h动物精神状态稍有好转,但呼吸仍然快。

2.2 动脉血气分析的变化

A组动物各时间点pH值、氧分压(PaO2)、二氧化碳分压(PaCO2)、氧合指数=氧分压(PaO2)/吸入氧浓度(FiO2)保持平稳;B组致伤后2hPaO2、PaO2/FiO2下降至最低点,与A组相比差异具有统计学意义(P<0.05),4hPaO2、PaO2/FiO2较前有所回升,与A组相比差异具有统计学意义(P<0.05);C组致伤后2 h、4hPaO2、PaO2/FiO2与同时间点A组、B组相比差异具有统计学意义(P<0.05)。

表 1 动脉血气分析结果(±s)
组别npHPaO2(mmHg)PaCO2(mmHg)PaO2/FiO2(mmHg)
注:与同时间点A组比较,aP<0.05;与同时间点B组比较,bP<0.05
A组
0h87.38±0.0790.90±9.4032.54±4.95432.87±44.78
10min87.37±0.0992.14±8.0331.87±4.78438.74±38.24
2h87.37±0.0796.02±6.3932.68±4.87457.24±30.45
4h87.39±0.0894.59±8.4733.75±5.12450.45±40.31
B组
0 h87.36±0.0896.00±8.4333.12±5.56457.13±40.15
10 min87.15±0.0784.30±18.7842.25±6.30401.41±89.41
2 h87.09±0.0849.72±12.46a44.30±5.82236.78±59.34a
4 h87.21±0.0770.91±13.32a38.58±6.87337.65±63.41a
C组
0 h87.37±0.0991.72±8.2834.56±5.32436.78±39.45
10 min87.18±0.0688.53±11.8038.87±5.52421.57±56.21
2 h87.15±0.0762.41±9.52ab40.23±6.26297.20±45.35ab
4 h87.29±0.0781.43±12.71ab33.63±4.89387.74±60.50ab
2.3 肺组织湿干质量比、肺水含量测定结果

C组肺组织湿干质量比为3.14±0.24,较B组(4.46±0.53)显著降低(P<0.05),与A组(2.73±0.19)相比差异无统计学意义;C组肺含水量为(69.16 ±2.87)%,较B组(78.75 ±2.67)%显著下降(P<0.05),与A组(66.59 ±2.78)%比较差异无统计学意义。

2.4 肺组织TNF-α、IL-10、MPO测定结果

B组TNF-α含量为高于A组、C组,差异具有统计学意义(P<0.05),A组、C两组TNF-α含量差异无统计学意义。B组IL-10含量高于A组,差异具有统计学意义(P<0.05);但低于C组,差异具有统计学意义(P<0.05)。B组MPO含量高于A组、C组,差异具有统计学意义(P<0.05),C组MPO含量与A组相比差异具有统计学意义(P<0.05)。

表 2 TNF-α、IL-10及MPO测定结果(n=8)
组别TNF-α(pg/mg)IL-10(pg/mg)MPO(U/g)
注:与A组比较,a P<0.05,与B组比较,b P<0.05
A组37.70±6.5435.41±6.540.37±0.04
B组61.44 ±6.45a40.47±8.31a1.59±0.05a
C组43.24±6.54b51.32±9.34ab0.69±0.04ab
2.5 肺组织病理学观察 2.5.1 肺组织肉眼观察

A组肺组织鲜红色,表面光滑、未见出血及充血水肿;B组动物气管、支气管黏膜充血水肿,气管腔内含有乳白色泡沫状液体,肺脏体积增大,可见弥漫性淤血和出血灶,切面有较多血性渗液;C组肺组织呈局灶性淤血、出血。

2.5.2 肺组织光学显微镜下观察

A组动物肺组织病理切片显示肺泡结构基本正常,肺泡腔内无明显纤维蛋白,无渗出,肺泡间隔无明显水肿、增宽,肺间质血管结构基本正常;B组动物肺组织病理切片显示肺组织失去正常肺泡结构,肺泡腔变窄,肺泡腔内大量嗜伊红蛋白性物质和红细胞,肺泡壁和细气管黏膜、肺泡间隔明显水肿,有大量中性白细胞浸润,毛细血管出现血栓。C组肺组织水肿,局灶性肺组织出血,肺内粒细胞浸润及肺泡间隔增厚及小血管受损情况轻于B组。见图 1

图 1 各组肺组织光镜检查 A:10×20; B:10×10; C:10×10
2.5.3 肺组织病理评分

为区分不同组别肺组织病理改变的严重程度,参考相关文献[5],对其进行病理评分(评分由病理科同一人完成,每张切片取20个不同视野评分,取其平均值为该切片评分,评分越高,提示肺损害越严重)后显示,C组病理评分为(9.37±1.01)分,低于B组(14.89±1.01)分,差异具有统计学意义(P<0.05),但高于A组(2.41±0.14)分,差异具有统计学意义(P<0.05)。

3 讨论

目前认为吸入性肺损伤发生的主要原因为当机体吸入热力物质、有毒气体或刺激性粉尘后,导致单核巨噬细胞及中性粒细胞等的活化和积聚,释放MPO及多种炎性细胞因子,同时,因中性粒细胞与肺组织内的血管内皮细胞发生黏附而阻塞肺组织内微血管,加重局部组织缺血缺氧,使血管内皮通透性增加,进一步加速肺组织水肿的发生,最终加重肺部炎症反应[6]

瘦素是一种主要由体内白色脂肪细胞分泌的蛋白质,由ob基因编码。目前研究发现,瘦素参与参与机体应激状态下内环境的恢复,对机体有一定保护作用[7];能促进免疫应答、对抗休克和感染导致的多脏器功能损害,在炎症反应和免疫应答中起着重要的调节作用[8]

本研究通过建立兔烟雾吸入性肺损伤模型,使用瘦素进行干预。本研究发现血气分析提示瘦素预处理能显著改善吸入性肺损伤兔的PaO2与氧合指数水平,使之接近水平。目前认为,肺水含量与肺损伤严重程度具有相关性[9],本研究结果显示,与B组相比,瘦素能显著降低肺组织湿干质量比、肺水含量。提示瘦素对烟雾吸入引起的肺损伤可发挥一定的保护作用,与病理观察变化趋势一致。

MPO是中性粒细胞特异性酶,组织内MPO活性高低可作为中性粒细胞浸润和激活程度的定量指标[10],本研究显示,瘦素能显著降低肺组织MPO水平,提示瘦素能有效抑 制中性粒细胞的浸润及MPO的释放,减轻肺组织损伤。TNF-α是急性肺损伤早期的重要炎症介质[11],而IL-10是急性肺损伤早期抗炎介质[12],本研究显示,与B组相比,瘦素可显著提高肺组织抗炎因子IL-10水平,降低炎症因子TNF-α水平,提示瘦素能抑制炎症,减轻因炎症导致的肺损伤。

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