地塞米松對兔急性肺損傷心肌的損傷作用

翁翠蓮++劉慶華

[摘要] 目的 探討地塞米松對內(nèi)毒素（ET）致急性肺損傷（ALI）兔心肌保護作用的機理。 方法 日本大白兔24只隨機分為生理鹽水對照組（A組）、ET組（B組）和ET致傷+地塞米松干預(yù)組（C組），每組8只。除了A組以外，B組、C組均從頸靜脈給予ET（700 μg/kg），C組在給予ET前予地塞米松5 mg/kg。分別于0 h、0.5 h、1 h、2 h、4 h觀察動脈血氣變化。4 h后處死動物，取肺、心臟組織觀察光鏡下的組織病理學(xué)改變，并檢測心臟中心肌型脂肪酸結(jié)合蛋白（H-FABP）的變化。 結(jié)果 B組動物血氧飽和度在0.5 h明顯下降（265.4±70.2）mmHg，肺組織明顯滲出，水腫液形成，透明膜形成，肺間質(zhì)血管內(nèi)皮細胞腫脹，血管壁見較多的中性粒細胞貼壁。心肌組織細胞腫脹，心肌結(jié)構(gòu)排列紊亂，局灶可見心肌細胞壞死。與A組比較，B組心組織中的H- FABP明顯降低[（302.0±89.1） vs （132.6±46.9），P<0.01]。與B組比較，C組的動脈血氧飽和度顯著升高，心肌中的H-FABP明顯高于ET組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義[分別為（236.0±88.1） vs （132.6±46.9），P<0.05]，心肌損傷較損傷組明顯輕。 結(jié)論 ET所致ALI的心肌損傷作用可能與H-FABP的減少有關(guān)，使用地塞米松能增加H-FABP的含量，減輕肺損傷時的心肌受損作用。

[關(guān)鍵詞] 急性肺損傷；心臟型脂肪酸結(jié)合蛋白；地塞米松

[中圖分類號] R563 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2017）26-0034-04

Effects of dexamethasone on myocardial injury in rabbits with acute lung injury

WENG Cuilian1，2 LIU Qinghua3

1.Department of Respiratory Medicine， Fujian Provincial Hospital， Fuzhou 350000， China； 2.Department of Respiratory Medicine， the First Hospital of Xiamen University， Xiamen 361000， China； 3.E.N.T. Department， Fujian Provincial Hospital， Fuzhou 350000， China

[Abstract] Objective To investigate the mechanism of protective effect of dexamethasone on myocardium in the rabbits with endotoxin （ET） induced acute lung injury （ALI）. Methods 24 Japanese rabbits were randomly divided into normal saline control group （group A）， ET group （group B） and ET-induced injury+dexamethasone intervention group （group C）， with 8 rabbits in each group. In addition to group A， group B and group C were given ET（700 μg/kg） via the jugular vein. Group C was given dexamethasone 5 mg/kg before administration of ET. The changes of arterial blood gas were observed at 0 h， 0.5 h， 1 h， 2 h and 4 h respectively. After 4 h， animals were sacrificed， lung and heart tissues were harvested and histopathological changes were observed under light microscope. Changes in the H-FABP were detected in heart. Results The animal oxygen saturation in group B was significantly decreased at 0.5 h（265.4±70.2 mmHg）. Lung tissue was oozing significantly. Edema fluid was formed， and transparent membrane was formed. Pulmonary interstitial vascular endothelial cells were swelling. There were more neutrophils adhering to the wall in vascular wall. Myocardial tissue cells were swelling， and myocardial structure was in disorder. Myocardial cell necrosis could be seen in local focus. Compared with group A， H-FABP in group B was significantly lower than that in group A （302.0±89.1） vs （132.6±46.9，P<0.01）. Compared with group B， the arterial oxygen saturation in group C was significantly higher. The H-FABP in the myocardium was significantly higher than that in the ET group， and the difference was statistically significant [（236.0±88.1） vs （132.6±46.9， P<0.05）]. Myocardial injury was significantly milder than that in the injury group. Conclusion The myocardial injury induced by ET may be related to the decrease of H-FABP. The application of dexamethasone can increase the content of H-FABP and reduce the myocardial damage during lung injury.endprint

[Key words] Acute lung injury （ALI）； H-FABP； Dexamethasone

急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）是一個危重病綜合征，其特點是急性呼吸窘迫和嚴重的低氧血癥，每年大于100萬的人患有ARDS[1]。嚴重的感染、敗血癥、嚴重創(chuàng)傷或燒傷、急性胰腺炎導(dǎo)致肺的直接損傷。在所有原因中，革蘭陰性細菌感染造成的敗血癥是最常見的病因，大約有25%的ARDs是由嚴重敗血癥所致[2，3]。內(nèi)毒素（ET）是革蘭陰性細菌細胞壁的脂多糖成分，能引起ARDS，并演變?yōu)槎嗯K器功能衰竭如心衰、腎衰等。心肌型脂肪酸結(jié)合蛋白（H-FABP）在心肌細胞中高表達，研究表明其可以作為心肌損傷早期敏感的指標。本實驗使用內(nèi)毒素肺損傷（ALI）模型來監(jiān)測心肌組織中H-FABP含量的變化，探討ALI時心臟損傷的機制和地塞米松對其保護性作用。現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料來源

內(nèi)毒素（O55：B5，Sigma公司，ET）；地塞米松（Sigma公司）；H-FABP試劑盒（由北京北方生物技術(shù)研究所提供）。

1.2 動物分組

24只3月齡雄性日本大耳白兔，每組8只，其體重（2.18±0.15）kg，動物許可證號：SCXK（北京）2002-2005。隨機將動物分為三組：對照組（A組生理鹽水對照）、ET損傷組（B組）、ET損傷及地塞米松預(yù)處理組（C組）。

1.3 實驗方法

1.3.1 日本大耳兔急性肺損傷模型 B組使用20%烏拉坦（5 mL/kg）從兔左側(cè)耳緣靜脈注射以麻醉動物，分別在左側(cè)頸部分離頸動、靜脈，插管，用于測血壓、采血、給藥。用2 mL生理鹽水（NS）將ET 700 μg/kg溶解其中，從左側(cè)頸內(nèi)靜脈內(nèi)5 min注射完畢，之后再次注射NS 1次，2次的總液體量為2 mL/kg。A組給予注射2 mL/kg的NS，C組先將地塞米松以5 mg/kg溶解在NS中，后再次注射與B組等量的內(nèi)毒素，2次的液體量亦為2 mL/kg。分別在0 h、0.5 h、1 h、2 h、4 h抽取動脈血進行血氣分析檢測，同時根據(jù)PaO2/FiO2計算出氧合指數(shù)。

1.3.2 病理學(xué)檢測肺組織和心肌組織方法 在4 h末使用放血方法處死動物，使用蘇木素-伊紅染色，使用奧林巴斯顯微鏡行光鏡下觀察。

1.3.3 心肌組織H-FABP含量檢測方法 在取兔心臟組織勻漿液，予使用50 mmol/L、pH7.5、Tris-HCl緩沖液、4 mmol/L MgCl2、25 mmol/L KCl、250 mmol/L蔗糖配置H-FABP測試液，然后根據(jù)實驗試劑盒的說明書以放射免疫方法計算出心肌中H-FABP的含量。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS20.0統(tǒng)計學(xué)軟件包對氧合指數(shù)進行重復(fù)測量方差分析，對H-FABP采用單因素方差分析，采用LSD方法進行組間比較，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 氧合指數(shù)結(jié)果

實驗前，三組動物PaO2/FiO2差異無顯著性[A組、B組、C組分別是（433.2±36.8）mmHg、（440.2±35.4）mmHg、（445.8±31.6）mmHg，P>0.05]。A組PaO2/FiO2在整個實驗過程的各時間點相對保持穩(wěn)定，B組在0.5 h PaO2/FiO2最低降至（265.4±70.2）mmHg（<300 mmHg）隨后的1 h、2 h、4 hPaO2/FiO2逐漸升高；C組PaO2/FiO2分別于實驗后0.5 h、1 h出現(xiàn)下降，均值分別為[（408.2±29.7）mmHg、（440.1±45.7）mmHg]，與A組比較差異無顯著性，但顯著高于B組，見圖1。

圖1 不同時間點兔血PaO2/FiO2結(jié)果（mmHg）

注：與A組相比▲P<0.05，▲▲P<0.01；與B組相比*P<0.05，**P<0.01

2.2 三組兔肺組織病理學(xué)結(jié)果

A組兔肺組織結(jié)構(gòu)大致正常，肺泡腔內(nèi)無明顯滲出、出血，肺組織血管壁結(jié)構(gòu)大致正常。B組兔肺組織肺泡腔出現(xiàn)滲出，水腫液形成，透明膜形成，肺間質(zhì)血管內(nèi)皮細胞腫脹，血栓形成，血管壁見較多的中性粒細胞貼壁。C組兔肺組織肺泡腔滲出、水腫、出血、中性粒細胞貼壁現(xiàn)象明顯輕于B組，見封三圖3。

2.3 心肌組織病理學(xué)檢查

A組兔心肌細胞結(jié)構(gòu)在光鏡下大致正常。B組兔心肌組織光鏡下細胞腫脹，心肌結(jié)構(gòu)排列紊亂，局灶可見心肌細胞壞死，心肌間質(zhì)出現(xiàn)出血、有炎癥細胞浸潤。C組心肌細胞腫脹、心肌間質(zhì)出血情況較B組明顯減輕，見封三圖4。

A組動物心肌組織大致正常（HE stain，×200）；B組動物心肌橫紋肌結(jié)構(gòu)排列紊亂，細胞水腫，心肌間質(zhì)血管可見較多出血，較多粒細胞貼壁現(xiàn)象（HE stain，×200）；C組動物心肌細胞輕度腫脹，細胞結(jié)構(gòu)大致正常（HE stain，×200）

2.4 心肌組織H-FABP測定結(jié)果

實驗4 h末，B組兔心肌H-FABP顯著低于A組[（132.6±46.9）ng/g vs （302.0±89.1）ng/g P<0.01]，C組兔心肌組織H-FABP顯著高于B組[（236.0±88.1）ng/g vs （132.6±46.9）ng/g，P<0.05]，但與A組無差異（P>0.05），見圖2。

3 討論

本研究使用靜脈注射內(nèi)毒素方法導(dǎo)致兔ALI。B組動物給予內(nèi)毒素后，出現(xiàn)PaO2/FiO2降低，病理見兔肺組織肺泡腔出現(xiàn)滲出，透明膜形成，肺間質(zhì)血管內(nèi)皮細胞腫脹，血栓形成，血管壁見較多的中性粒細胞貼壁現(xiàn)象，上述的PaO2/FiO2動態(tài)變化結(jié)果和病理改變表明，采用內(nèi)毒素制作的動物模型符合ALI改變[5]。endprint

膿毒癥時常伴有心肌細胞損傷，其發(fā)生率可達50%，并且在膿毒癥早期就可以出現(xiàn)心肌損傷，這是造成膿毒癥患者預(yù)后不良的重要原因之一。H-FABP是一個小分子蛋白（14～15 kDa），其基因定位在第1染色體（1p32～1p33）上，在心肌細胞的細胞質(zhì)中含量豐富，占心臟全部可溶性蛋白的4%～8%，其主要作用是在心肌細胞漿中結(jié)合長鏈脂肪酸并將其轉(zhuǎn)運至線粒體參與線粒體的能量代謝，進而為心肌細胞提供能量并降低細胞內(nèi)脂肪酸含量，降低游離型脂肪酸蓄積引起的毒害作用。H-FABP同時可以作為心衰、心肌梗死的不良預(yù)后（如死亡）的指標。在心肌細胞中由于H-FABP分子量小，因此在心肌梗死早期，只要心肌細胞膜受損，H-FABP就快速分泌至血液循環(huán)中。心肌細胞受損1～3 h就可以早期監(jiān)測出血液中FABP，24 h后恢復(fù)至基線水平，近年來研究表明H-FABP可以作為心肌損傷的早期敏感、特異指標，在診斷心肌損傷和心臟衰竭方面優(yōu)于目前的廣泛運用的心肌肌鈣蛋白I、T、BNP[6-11]。H-FABP的下調(diào)可促進細胞線粒體結(jié)構(gòu)紊亂并發(fā)生細胞凋亡[12，13]，實驗表明在內(nèi)毒素致肺損傷模型中，動物心肌細胞明顯腫脹，局部心肌細胞壞死、凋亡，心肌間質(zhì)血管出血，同時與對照組比較，心肌組織H-FABP含量明顯減少。其減少的原因可能是內(nèi)毒素導(dǎo)致心肌細胞明顯腫脹，細胞膜受損，細胞膜通透性導(dǎo)致細胞內(nèi)的H-FABP釋放到循環(huán)中而使細胞內(nèi)FABP進入血液循環(huán)，心肌組織中H-FABP減少。另外，先前的研究使用較高劑量的脂多糖處理敘利亞地鼠，16 h后H-FABP的mRNA含量降低了65%，H-FABP蛋白的含量降低23%，這表明內(nèi)毒素能在分子水平上減少細胞H-FABP的合成[14]。這可能是本實驗中心肌組織中FABP減少的另一個機制。在地塞米松干預(yù)組，心肌組織中H-FABP含量顯著高于ET組（P<0.05），本實驗研究結(jié)果與先前的一系列研究結(jié)果一致，使用地塞米松處理心肌組織后，H-FABP表達增加[15]，促進脂質(zhì)攝入和氧化，提示地塞米松有促進H-FABP合成的作用，導(dǎo)致心肌細胞中H-FABP的量增多，使心肌細胞受游離型脂肪酸蓄積引起的毒害作用。地塞米松亦有穩(wěn)定細胞膜作用，本實驗的地塞米松處理組，心肌細胞輕度腫脹，細胞結(jié)構(gòu)大致正常，從而減少心肌細胞中H-FABP釋放入血液循環(huán)，增加心肌組織中H-FABP的含量，從而對心肌細胞產(chǎn)生保護作用，上述這些結(jié)果都表現(xiàn)了地塞米松對內(nèi)毒素損傷的兔心肌細胞具有保護作用。

本實驗表明地塞米松可以通過心肌中H-FABP的減少，減輕心肌細胞水腫，壞死，從而減輕內(nèi)毒素肺損傷時心臟組織的損傷作用。

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（收稿日期：2017-07-06）endprint