右美托咪定對大鼠急性高氧性肺損傷的保護效應

韋松里++張愛民++周增華

[摘要] 目的 評估右美托咪定對大鼠急性高氧性肺損傷（HALI）的影響。 方法 將32只Wistar雄性大鼠隨機數字表法分為4組（n=8）：健康對照組（C組）；急性高氧肺損傷模型組（HALI組）；右美托咪定治療組（D+HALI組）；生理鹽水治療組（Sham組）。C組不做任何處理，采取95%濃度氧氣自主呼吸48 h制作HALI模型組，D+HALI組在完成HALI模型后，即刻股靜脈持續輸注右美托咪定2μg/（kg·h），Sham組持續輸注生理鹽水0.5mL/（kg·h）。治療8 h后，使用10%的水合氯醛麻醉大鼠，經胸主動脈采集動脈血做血氣分析；取右肺上葉測試濕干比（W/D）；取右肺中葉和下葉HE染色，光鏡下觀察肺組織病理學變化并進行肺損傷評分；取左肺組織勻漿后取上清液進行ELISA檢測髓過氧化物酶（MPO）、巨噬細胞炎癥蛋白2（MIP-2）、白細胞介素1β（IL-1β）、腫瘤壞死因子α（TNF-α）濃度。 結果 （1）與C組比較，HALI組動脈血氣PH值、PO2值降低，PCO2升高，肺組織損傷程度與病理評分、W/D及肺組織中MPO、MIP-2、IL-1β、TNF-α含量顯著性增加，差異有統計學意義（P < 0.05）；（2）與HALI組比較，D+HALI組PH值、PO2值增加，PCO2值下降，肺組織損傷程度與病理評分、W/D及肺組織中MPO、MIP-2、IL-1β、TNF-α含量顯著性下降，差異有統計學意義（P < 0.05）；（3）與HALI組比較，Sham組的各項指標差異無統計學意義（P > 0.05）。 結論 右美托咪定可能減輕大鼠急性高氧性肺損傷、抑制炎癥物質浸潤。

[關鍵詞] 右美托咪定；急性肺損傷；高氧癥；炎癥；肺

[中圖分類號] R587.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）02（a）-0023-04

Protective effect of dexmedetomidine on hyperoxia-induced acute lung injury in rats

WEI Songli1 ZHANG Aimin2▲ ZHOU Zenghua2 XU Shengrong2

1.Department of Anesthesia，the First People's Hospital of Hechi，Hechi 547000，China；2.Department of Anesthesiology，the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University，Nanning 530007，China

[Abstract] Objective To evaluate the protective effect of dexmedetomidine on hyperoxia-induced of acute lung injury （HALI） in rats. Methods The 32 male Wistar rats were randomly divided into 4 groups（n=8）：healthy control group（group C）；hyperoxia-acute lung injury model group（group HALI）；Dexmedetomidine treatment group（group D+HALI）；normal saline treatment group（group Sham）.Group C wasn′t given any treatment.Take 95% concentrations of oxygen to breathe 48 hours to make the group HALI. Group D+HALI femoral venous continuous infusion of dexmedetomidine [2 μg/（kg·h）] after the completion of HALI model. Group sham continuous infusion of saline [0.5 ml/（kg·h）].After 8 hours of treatment， the rats were anesthetized with 10% of the chlorine hydrate，and blood was collected by the thoracic aorta， and then arterial blood was used for blood gas analysis；Wet to dry ratio（W/D） of the upper lobe of the right lung was taken；HE staining was carried out in the middle and lower lobes of the right lung， and the pathological changes of lung tissue were observed under light microscope；The left lung tissue was removed and the supernatant was removed after centrifugation，Using ELISA method for the detection of myeloperoxidase （MPO）， macrophage inflammatory protein 2 （MIP-2），interleukin（1 beta （IL-1β），tumor necrosis factor alpha （TNF-α） concentration. Results （1） Compared with the group C， group HALI of arterial blood gas results suggested that the pH value， PO2 value decreased，PCO2 value increased.The degree of lung tissue injury and the pathological score，MPO，MIP-2，IL-1β，TNF-α，W/D content increased significantly（P < 0.05）；（2）Compared with HALI group， group D+HALI blood gas analysis showed that：pH value，PO2 value increased， PCO2 value decreased. The level of lung tissue injury and pathological score，MPO，MIP-2，W/D，IL-1β，TNF-α content significantly decreased（P < 0.05）；（3）Compared with the group HALI， group Sham had no significant difference（P > 0.05）. Conclusion Dexmedetomidine can reduce acute hyperoxic lung injury and inhibit the infiltration of inflammatory substances in rats.

[Key words] Dexmedetomidine；Acute Lung Injuries；Hyperoxias；Inflammation；Lung

氧氣在臨床治療中發揮了重要的作用。吸氧可增加血氧分壓、維持正常血細胞比容、降低肺動脈壓力、增強右心室的功能。慢性呼吸衰竭長期氧療可顯著提高生存率[1]。當醫用氧氣濃度大于50%時為高氧治療。高氧治療伴隨肺內TNF-α、IL-8和IL-6炎癥因子釋放，早期階參與細胞的活化、分化與增生等[2]。臨床麻醉可能誘發高氧性急性肺損傷（hyperoxia-induced acute lung injury，HALI），對自身存在嚴重的肺基礎疾病的患者，可影響術后康復[3]。

右美托咪定是種高選擇性的α2腎上腺素能受體激動劑，可帶給患者良好鎮靜[4]、降低組織的炎癥反應[5]和氧化應激[6]，但是否對急性高氧性肺損傷有保護功能仍未知。因此，本研究擬在HALI模型基礎上靜脈泵注右美托咪定，觀察肺組織的炎癥情況與病理損傷程度。

1 資料與方法

1.1 動物與試劑

SPF級Wistar雄性大鼠32只（廣西醫科大學動物實驗中心提供，合格證號：SYKX桂2015-003），4周齡，體質量80～100g，空調控溫22℃左右，晝夜節律，避強光和噪音刺激，自由飲水和進食。髓過氧物酶（myeloperoxidase，MPO）、巨噬細胞炎癥蛋白2（macro？鄄phage inflammatory protein 2，MIP-2）、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）和白細胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）試劑盒（上海藍基生物科技有限公司）。鹽酸右美托咪定（批號：145108-58-3，江蘇恒瑞醫藥公司）。

1.2 分組與模型制作

參考文獻[7]，隨機數字表法將大鼠分為4組（n=8）：健康對照組（C組）；急性高氧肺損傷模型組（HALI 組）；右美托咪定治療組（D+HALI組）；生理鹽水治療組（Sham組）。C組不做任何處理，HALI模型組：95%濃度氧氣自主呼吸48 h，D+HALI組在完成HALI模型后，經股靜脈持續輸注右美托咪定2 μg/（kg·h），Sham組持續輸注生理鹽水0.5 mL/（kg·h）。

1.3 標本取材

輸注治療8 h后，水合氯醛麻醉后開胸，用肝素化穿刺針經胸主動脈采集動脈血。取部分右肺中葉和下葉固定于4%甲醛，取右肺上葉置于干冰中，余肺存儲于-80℃冰箱。

1.4 觀察指標

1.4.1 動脈血氣分析 取動脈血0.5 mL于便攜式血氣分析儀（美國雅培，i-STAT300G）分析，收集PO2、PCO2、pH值。

1.4.2 肺組織濕干比 使用電子微量秤（南京藍圖，LT-FS）精確稱重右肺，記錄為濕重（W），然后置于75℃烤箱內24 h后連續測量三次組織重量不再變化后記錄為干重（D），記錄W/D值。

1.4.3 肺組織病理觀察 肺組織固定后石蠟包埋，切片行HE染色，觀察病理改變并病理評分。評分指標：（1）肺泡腔充血；（2）出血；（3）肺泡腔或血管壁中性粒細胞浸潤聚集；（4）肺泡壁增厚和透明膜形成。依病變輕重評分[7]，0分為無病變或輕微，1分為輕度病變，2分為中度病變，3分為重度病變，4分為極重病變。各項分數相加作為病理評分。

1.4.4 勻漿液炎癥因子檢測 稱量50 mg肺組織使用超聲勻漿儀（德國，HD 3100）勻漿，2000 r/min（r=180 mm）高速離心5 min后，取上清100 μL進行ELISA測定。步驟參考各個試劑盒的說明書。

1.5 統計學方法

采用SPSS17.0統計軟件，計量資料以（x±s）表示，多組比較使用單因素方差分析（One-way ANOVA），組間兩兩比較，方差齊時選擇LSD-t檢驗，方差不齊時選擇Tamhane′T2法，以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 血氣分析結果

各組動脈血氣pH值、PO2值、PCO2值及比較結果見表1。

2.2 肺組織

W/D：W/D比值>4，提示肺組織水腫增加。各組W/D值及比較結果，見圖1。

2.3 病理分析與評分

C組肺泡腔清晰，結構完整，壁光滑，腔內無滲出液，間隔均勻一致。其余組肺組織均受到破壞：HALI、Sham組的肺組織呈現彌漫性損傷，肺組織結構模糊，肺泡腔及肺間質內充滿炎癥細胞浸潤，伴水腫、透明膜形成。D+HALI組較HALI、Sham組損傷較輕，肺組織毛細血管擴張，肺泡腔內可見少量滲出液和漏出的紅細胞，炎性細胞部分滲出聚集。病理學染色、評分比較。見圖2～3。

2.4 肺組織勻漿中炎性因子濃度比較

與C組比較，HALI組肺組織中MPO、MIP-2、IL-1β、TNF-α含量顯著性增加，差異有統計學意義（P < 0.05）；與HALI組比較，D+ HALI組及肺組織中MPO、MIP-2、IL-1β、TNF-α含量顯著性下降，差異有統計學意義（P < 0.05），見表2。

3 討論

本實驗中，通過自主吸入95%的氧氣48 h后，病理學證實成功復制出HALI模型。右美托咪定靜脈泵注治療8 h后，在肺組織結構、炎癥因子浸潤程度、水腫情況及肺組織換氣功能方面均一定程度得到改善。

研究認為[8]，高氧可通過NF-κβ途徑啟動TNF-α、IL-8和IL-6等細胞因子的轉化，這些因子再反過來激活NF-κβ，使其參與更多細胞因子的轉錄、調控，如此形成一個以NF-κβ與細胞因子之間的正反饋，從而加重炎癥反應。同時，高氧癥會導致活性氧（ROS）平衡失調，導致細胞內的脂質、蛋白質過氧化和DNA等破損，介導急性肺損傷[9]。因此，高氧性急性肺損傷的病理檢查常常表現為炎細胞增加，結構一定程度破壞。全身麻醉時呼吸機模式的設置不合理會導致呼吸機相關性肺損傷[10]，而高氧性急性肺組織破壞會加重肺的損傷，對患者術后康復帶來了不確定性因素。

右美托咪定是一類新型的α2受體激動劑，除產生顯著性鎮靜[11]效果之外，還有良好的器官保護功能[12]，與其調控磷酸化環磷酸腺苷反應元件結合蛋白[13]和抑制CCAAT增強子結合蛋白（C/EBP）同源蛋白[14]而降低組織中細胞凋亡程度[15]有關。同時，通過右美托咪定泵注治療脂多糖誘導的急性肺損傷[16]，可顯著性降低肺組織的炎癥因子浸潤[17]、降低肺組織結構破壞[18]，本研究泵注的速度雖有差異，得到結果類似，對右美托咪定可有效地部分拮抗高氧帶來的肺組織損傷。機制可能為右美托咪定激動交感神經末梢的突觸前α2受體，抑制肺組織中去甲腎上腺素的釋放并降低血漿中兒茶酚胺水平[19]，減輕機體應激反應，降低炎癥因子及細胞因子的釋放。

綜上分析，右美托咪定可以一定程度上降低急性高氧性肺損傷程度，與調控凋亡進程和降低炎癥反應關系較大。但具體機制仍未明確，需要我們進一步研究。

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（收稿日期：2016-10-09 本文編輯：王雪）