重傷后肺組織Zn相關改變與繼發肺損傷的關系

王典 賴小平 王廣歡 于曉軍

重傷不但造成局部組織破壞，還可引發一系列全身性病理生理反應，導致休克、全身炎癥反應綜合征(SIRS)和多器官功能不全綜合征（MODS）甚至死亡。據報道重傷導致MODS過程中，肺臟可能是最先受累與最常見的器官[1-2]。已證實重傷可引發血清Se、Fe、Zn等多種微量元素（TE）急劇下降及體內再分布，并因此損害機體清除活性氧的能力及免疫功能，參與重傷致MODS甚至死亡的機理[3-7]。重傷后肺臟組織Zn及其相關代謝產物有何變化規律，與繼發肺損傷是否有關？本研究擬通過建立家兔重傷模型，觀察肺組織的病理學改變，檢測Zn含量及其相關酶銅鋅超氧化物歧化酶（Cu/Zn-SOD）活性、氧化應激指標丙二醛（MDA）水平，探討重傷引發的急性Zn相關改變與肺損傷之間的關系，為臨床救治提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 創傷模型建立

采用國際通用的簡明創傷定級和創傷嚴重度分級（AISISS）建立創傷模型。將家兔固定于手術臺上：①紗布包裹左前肢肱骨，于肘關節上1.5cm處鉗夾致肱骨閉合性粉碎骨折(AIS 752804.3）；②手握右膝關節上下部各向反復過度擰絞，致膝關節后十字韌帶完全性撕碎，膝關節脫位癱軟而易于各向反常活動（AIS 840406.3）；③紗布包裹右側股骨下段，于膝關節上1.5cm處鉗夾致股骨下段閉合性粉碎骨折（AIS 8518143.3），ISS=32+32+32＝27；傷后膠帶包扎固定骨折處，常規飼養，觀察其生理反應及飲食情況。

1.2 實驗動物

健康雄性純種普通級新西蘭白兔37只，體重2～2.5kg （廣州第一軍醫大學動物室提供），均單籠飼養，適應性喂養2周，自由飲食標準飼料和自來水，平均室內溫度20～25℃。重傷后2～9d 12只家兔發生死亡，為了更好研究相關問題，將此12只家兔歸入死亡組。其余25只家兔分別隨機于傷后24h、3d、6d、9d、14d頸動脈放血快速處死，每時點5只，處死后取約3g肺組織，進行相關觀察與檢測。

1.3 肺臟Zn含量

肺組織Zn采用石墨爐消解，原子分光光度計檢測，以下述公式算出，肺組織Zn含量（ng/g）＝100/1000×(137.89ng/ml×AO值+0.0002)/0.3g×1ml。

1.4 肺臟Cu/Zn-SOD活性與MDA含量

Cu/Zn-SOD測定：黃嘌呤氧化酶法測定(南京建成生物工程研究所試劑盒)。MDA檢測：硫代巴比妥酸(TBA)法，MDA測定試劑盒(南京建成生物工程研究所)。

1.5 統計學分析

采用SPSS11.0統計軟件對數據進行分析，均數比較采用獨立樣本t檢驗及單因素方差分析（One-way ANONA），組間比較用LSD檢驗，方差不齊則用Dunnet’ T3檢驗；計量資料用表示。各指標相關性采用Pearson相關分析。

2 結果

2.1 一般情況

重傷后家兔體重明顯下降，呼吸加快，重傷組家兔多集中在 傷后2～9d死亡，死亡率37.5%，死亡家兔中多見急性肺損傷表現。

2.2 肺臟病理學改變

重傷后第1d，明顯的圍血管性多形核白細胞（PMN）浸潤淤積及部分肺泡萎陷；第3d肺間質增厚及大量PMN為主的炎細胞浸潤；第6d部分肺泡出血及代償性擴張；第14d肺病理改變仍未完全恢復。死亡組家兔肺臟改變更明顯，表現彌漫的間質PMN浸潤，肺泡出血。

2.3 肺組織Zn水平

重傷后肺Zn總體呈逐漸下降趨勢，第3～9d維持在較低的水平(P＜0.05)；死亡組水平較正常對照顯著下降(P＜0.05)（表1)。

2.4 肺組織Cu/Zn-SOD活性

重傷組家兔肺Cu/Zn-SOD活性于傷后1d即開始降低，第3d達低谷(均P＜0.05)；死亡家兔肺Cu/Zn-SOD活性顯著低于正常對照(P＜0.05)（表1)。

2.5 肺組織MDA水平

重傷組家兔肺MDA含量在傷后1d稍降低，3d始升高至9d達高峰(P＜0.05)；死亡家兔肺MDA含量顯著高于正常對照(P＜0.05)（表1)。

表1 傷后肺組織Zn、Cu/Zn-SOD、MDA變化

2.6 肺Zn變化與Cu/Zn-SOD、MDA的相關性

肺臟Zn的變化與Cu/Zn-SOD呈一定的正相關性，(r＝0.375，P＜0.05)；Cu/Zn-SOD與MDA之間呈明顯負相關，(r＝-0.664，P＜0.05)。

3 討論

本實驗參照國際通用的人類簡明創傷定級和創傷嚴重度分級AIS-ISS評分系統，造成家兔肢體創傷，建立ISS＝27重傷模型，對遠離機體重要臟器的肢體部位進行創傷，避免了原發性創傷對內臟器官的直接影響，同時，造成的肢體局部閉合性損傷繼發壞死形成機體的二次損傷源，符合Moore等提出的“兩次打擊理論”，更接近臨床實際情況，有利于對創傷后機體內環境的病理生理激烈的變化對遠隔臟器繼發性損傷機理的研究[8]。

3.1 傷后肺組織Zn、Cu/Zn-SOD及MDA的變化規律

本研究發現，肺組織Zn含量于傷后明顯下降，傷后第3、6d降至最低；尤以死亡家兔下降明顯。肺組織Cu/Zn-SOD活性在傷后第3d明顯降低，并持續到第9d，之后逐漸回升，死亡家兔其活性顯著下降。肺組織MDA含量在傷后第3d開始升高，第6d達高峰，并持續至第14d，死亡家兔其含量顯著升高。

3.2 傷后Zn相關改變與肺損傷的關系

臨床研究表明，肢體重傷繼發MODS過程中，肺臟是最易受損的器官[2]。本實驗亦觀察到，重傷后第1d即出現急性肺損傷改變，表現為肺血管PMN淤積扣押，間質疏松淤血、增寬和PMN浸潤，肺泡萎陷，肺泡上皮脫落，血栓形成等，以第3～9d為重，第14d仍可見病變的延續，未完全恢復。死亡組中73.33%有呼吸衰竭表現，在病理上表現為彌漫的間質PMN浸潤、淤血，肺泡彌漫急性漿液性滲出和肺泡出血，以及透明膜形成。

本研究發現重傷后肺組織Zn含量顯著下降，尤以死亡組下降最為明顯，而其相關的Cu/Zn-SOD活性亦相應下降，活性氧指標MDA相應升高，各指標間具有較好的相關性。Zn水平可影響Cu/Zn-SOD的活性，而后者是機體重要的抗氧化酶，對清除氧自由基具有重要作用[9]。MDA是氧自由基攻擊生物膜引發脂質過氧化反應的重要產物之一，其含量反映脂質過氧化程度及細胞損傷程度，間接反映機體抗氧化能力[10]。本研究發現，肺臟MDA在傷后持續維持較高的水平，特別是在死亡組顯著升高，提示重傷后氧化損傷明顯加重，并在重傷致肺損傷的過程中起著重要的作用。本結果還提示重傷導致肺組織Zn含量下降及相應的酶活性降低，抗氧化能力破壞可能是重傷繼發肺損傷并導致MODS乃至死亡的一個重要的始動因素之一。

本研究證實重傷后的急性肺組織Zn缺乏及其相關酶和代謝產物異常，與創傷后繼發性急性肺損傷存在相關性，后者是重傷致急性TE缺乏癥繼發MOF發生的重要途徑之一。目前臨床危重傷病的救治仍未常規監測與補充TE，可能是重傷繼發MOF高發生率及其高死亡率的重要因素。因此，應該進一步加強對于危重傷病患者的常規監控和補充TE，重視和加強急性TE缺乏癥的基礎和臨床研究。

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