肺表面活性物質對大鼠高氧性肺損傷的影響

【摘要】目的探討肺表面活性物質(PS)在大鼠高氧性肺損傷中的作用。方法將大鼠隨機分為3組：高氧組、高氧＋PS組、空氣氧組。HE染色觀察肺組織形態結構；檢測支氣管肺泡灌洗液(BALF)中腫瘤壞死因子(TNFα)濃度;肺組織勻漿液中丙二醛(MDA)濃度。結果PS組BALF中TNFα濃度及肺組織勻漿液中MDA濃度均較高氧組低，兩組比較具有顯著性差異；高氧組肺組織有嚴重的毛細血管阻塞和血管周圍水腫及白細胞浸潤，肺泡間隔明顯增厚；PS組有輕微的毛細血管阻塞和血管周圍輕度水腫及少量的白細胞浸潤，肺泡間隔輕度增厚。結論PS對大鼠高氧性肺損傷有減輕和保護作用，其機理可能與PS具有抗氧化損傷作用有關。

【關鍵詞】高濃度氧；肺損傷； 肺表面活性物質

文章編號：1003-1383(2006)03-0231-03

中圖分類號：R 363.22文獻標識碼：A

Effect of the Pulmonary surfactant on the rat with Hyperoxic Lung Injury

PAN Hongfei 1，HUANG Yueyan1，WU Rong2 

(1.The Affiliated Hospital of Youjinag Medical College for Nationalities， Baise，533000，China；2.The first People's Hospital of Chuzhou，Anhui，239000，China)

【Abstract】ObjectiveTo explore the effect of the Pulmonary surfactant on the rat with Hyperoxic Lung Injury.

MethodsThe rats were divided into 3 groups randomly: Hyperoxia group，PS group and normal air group; The malondialdehyde (MDA) level of lung tissue homogenate and the TNFαlevel of the BALF were measured by the test; The pathologic changes of the each group were observed by HE Stain.ResultsThe MDA level of lung homogenates and the TNFαlevel of the BALF ofPS group are significantly lower than that of Hyperoxia group ; The pathologic changes of PS group were fewer than that of Hyperoxia group.Con

clusionPS has certain effects on the rat with Hyperoxic Lung Injury .The mechanisms maybe related to its ability of antioxygenation.

【Key words】Hyperoxia ;Lung Injury; Pulmonary surfactant

氧療是兒科常用的治療措施，可提高動脈血氧分壓，改善組織缺氧，但氧氣又可造成肺損傷，尤其是在高濃度和/或長時間氧氣吸入時。肺臟是氧化應激性損傷的重要靶器官，其損傷早期特征性改變是肺泡炎性水腫，繼之出現肺間質增生和肺纖維化，使肺組織的正常解剖結構遭到破壞^[1]。目前國內外對高氧性肺損傷無確切有效的預防和治療方法，因此探討其防治方法一直都是人們關注的熱點^[2]。在高氧性肺損傷中，氧自由基組織損傷機制已被人們廣泛接受^[3]。肺表面活性物質（Pulmonary surfactant，PS）是由肺泡Ⅱ型上皮細胞分泌，在維持肺泡功能和降低肺泡表面張力有重要的生理功能；此外，PS還具有一定的抗氧化損傷的作用^[4]，本文主要觀察PS對大鼠高氧性肺損傷的影響。

材料與方法

1.實驗動物選擇健康Wistar大鼠30只(南方醫科大學試驗動物中心提供)，體重249.62±41.36 g，其中雌性16只，雄性14只。

2.材料及試劑自制塑料容器80 cm×40 cm×30 cm為氧箱，容器蓋設有3個不同孔區，一個是進氣孔，另一個是由多個小孔組成的出氣孔，第三孔區為一與測氧儀（CY100數字測氧儀，浙江省建德市利達儀器廠）相連的孔。容器內放入氫氧化鋇以吸附二氧化碳，箱內溫度22~30℃，濕度65%~75%。主要試劑為固爾蘇(意大利凱西制藥公司生產)、腫瘤壞死因子(TNFα) 檢測試劑盒、丙二醛(MDA)檢測試劑盒（南京建成生物工程研究所）。

3.實驗方法將大鼠隨機（隨機數字法）分為3組，性別不限：高氧組（n=10）、高氧＋PS組（簡稱PS組，n=10）、空氣氧組（簡稱正常組n=10）。高氧組、PS組大鼠開始置于氧箱，氧流量為6 L/min左右，氧濃度93%~96%，連續4 d；正常組置同一室內空氣中；測氧儀每日監測3次，每天開箱1 h，添加水及飼料，更換墊料及氫氧化鋇。在上述模型制備的第2 d，予各組動物腹腔注射10%水合氯醛鎮靜麻醉動物（3.0~4.0 ml/kg），頸部正中切口暴露氣管，分別注入實驗液：PS組為含PS 100 mg/kg（用生理鹽水稀釋為2 ml/kg）；

作者簡介：潘紅飛(1957-)，男，廣西靖西縣人，兒科主任醫師，醫學學士。高氧組、正常組為生理鹽水2 ml/kg。處理完后，繼續按高氧性肺損傷模型制備的步驟進行。

4.檢測指標實驗第96 h腹腔注射致死量10%水合氯醛（8 ml/kg）處死，快速剪開胸腔，取出雙側肺臟，用生理鹽水盥洗支氣管及肺，留取支氣管肺泡灌洗液(BALF)，采用雙抗體夾心(ELISA)法測定肺泡盥洗液的腫瘤壞死因子(TNFα)濃度；剩下肺組織用生理鹽水沖洗后，將左肺浸入4%多聚甲醛中固定，石蠟包埋后5 μｍ連續切片，蘇木素－伊紅(HE)染色， 觀察形態學改變；取右肺制備肺組織勻漿液，用丙二醛(MDA)測定試劑盒測定肺組織勻漿液中MDA濃度。

5.統計學分析統計學處理數據以均數±標準差(-±s ) 表示，組間比較采用方差分析，當P<0. 05時進行組間兩兩比較，采用q檢驗。以P<0. 05 為差異有顯著性，應用SPSS 軟件進行統計處理。

結果

1.TNFα和MDA的濃度變化PS組BALF中TNFα濃度及肺組織勻漿液中MDA濃度均較高氧組低，即TNF指標的方差分析顯示：F=1668.823，P=0.000；作q檢驗顯示：兩兩之間比較，差異均有統計學意義（P=0.000）。MDA指標的方差分析顯示：F=425.108P=0.000；作q檢驗顯示：兩兩之間比較，差異均有統計學意義（P=0.000）。結果見表1。

2.肺組織病理學改變高氧組肺組織有嚴重的毛細血管阻塞和血管周圍水腫及白細胞浸潤，肺泡間隔明顯增厚；PS組有輕微的毛細血管阻塞和血管周圍輕度水腫及少量的白細胞浸潤，肺泡間隔輕度增厚，見圖1、圖2。

討論

高氧可促進肺中多種促炎性細胞因子的表達，目前認為TNFα， IL1β、轉化生長因子β（ TGFβ ）等細胞因子可能參與了此過程。其確切機制目前尚不清楚，可能是高氧時活性氧產生增多，激活了NFκβ， NFκβ與淋巴細胞核中某些細胞因子基因的啟動子或增強子結合，促進某些細胞因子mRNA的轉錄和翻譯，從而合成細胞因子增多^[3]。激活的NFκβ誘導TNFα在肺淋巴細胞中的表達，也可通過激活巨噬細胞引起TNFα分泌增加。同時又可進一步激活巨噬細胞，從而放大TNFα的分泌效應^[4]。大量的TNFα可通過多種效應增強或介導高氧狀態下的肺部炎癥反應與肺纖維化形成。TNFα除可引起粘附因子表達上調，還可誘發產生IL1、IL8等細胞因子及其他炎性源細胞因子的釋放，導致肺內中性粒細胞浸潤和脫顆粒^[5]。高氧可引起肺II型上皮細胞持續產生大量的TNF α，在TNF α作用下，減少VCAM1與VLA 4的結合，是導致高氧后期以淋巴細胞浸潤為主細胞炎的主要原因^[6]。長期暴露于高氧環境中，體內產生大量的O2-和反應性氧代謝產物(RSO)均介導肺損傷^[7]。

PS是由肺泡Ⅱ型上皮細胞分泌，在維持肺泡功能和降低肺泡表面張力有重要的生理功能；高氧可引起肺II型上皮細胞的損傷、壞死和凋亡，從而引起PS分泌減少；有研究報道^[8]，外源性天然PS有肺保護作用且其蛋白成分還能部分抑制O2-的產生。Tokieda等^[9]研究表明，SPB能改善肺順應性和肺泡毛細血管通透性，糾正高氧引起的肺功能異常，提示通過體內調節或者供給外源性SPB來提高肺部SPB含量，可能是防治高氧肺損傷的一條途徑。PS可抑制NFκβ活性，下調LPS誘導的肺泡巨噬細胞細胞因子mRNA的表達，抑制TNFα，IL1β， IL6等釋放^[10]。

由本實驗研究結果看出，PS可以顯著降低高氧所引起的TNFα濃度升高，以及MDA濃度增高；減輕高氧所引起的肺損傷的病理反應。因此，PS對大鼠高氧性肺損傷具有減輕和保護作用。

參考文獻

［1］萬致婷， 常立文， 陳曄. 高濃度氧對新生鼠肺損傷的影響［J］.中華圍產醫學雜志，2000，3 (2) :116 - 119.

［2］湯飛鴿，岳少杰，羅自強，等.M K  801 對新生大鼠高氧性肺損傷的保護作用［J］.臨床兒科雜志，2005，23 （1）：28-30.

［3］Saunstad OD. Mechanisms of tissue injury by oxynen radical: implication for neonatal disease［J］.Acta Paediati，1991， 85: 1.

［4］Matalon S， Holm BA， Baker RR， et al.Characterization of antioxidantactivities of pulmonary surfactant mixtures［J］.Biochim Biophys Acta，1990，1035:121-127.

［5］Wamer BB， Stuart LA，Pupes RA，et al. Function and pathological effects of prolonged hyperoxia in neonatal mice［J］.Am J Physiol， 1998， 275(1):110.

［6］Lyttitia M， Beehler C， Slivka S， et al.Hyperoxia actvates NKKBand increase TNFα and IFNγ gene expression in mouse pulmonarylymphocyts［J］.The Journal of Immunology，1996， 157:3902.

［7］Riml B， Nicod L， Lacaraz S， et al. Matrix metalloproteinases and TIMP in acute respiratory distress syndcorne［J］.Am J Respir Crit Care Med，1996，154(2):346.

［8］Yoshitaka M，Kimi A， Christian V.Expression of a tumor necrosis factora transnene in lymphocytic and fibrosing alveolitis［J］.J Clin Invest，1995， 96: 250.

［9］Wamcr BB， SmartLA， PnpesRA，etal.Functionand pathologicaleffectsofprolonged hyperosiain eonatalmice［J］.Am J Physiol， 1998， 275: 110.

［10］Weber H， Heihnann，Meyer B， et al. Inactivation of exogenous surfactant in experimental respiratory failure induced by hyperoxia［J］.Europ Biochemical Societies， 1990， 270: 90.

［11］Tokieda K， Iwamoto HS， Bachurski C， et al. Surfactant proteinBdeficient mice aresusceptible to hyperoxic lung injury［J］.Am J Respir Cell Mol Biol，1999，21(4): 463-72.

［12］Baur FM，Brenner B，GoetzeSpeer B， et al. Natural porcine surfactant downregulates mRNA of tumor necrosis factoralphaand TNFalpha type IT receptor in lipopolysaccharidestimulated monocytes［J］.Pediatr Res，1998，44:32-36.

(收稿日期：2006-04-03修回日期：2006-05-19)

(編輯：潘明志英文審校：唐雄林)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文