右美托咪定對慢性阻塞性肺疾病大鼠機械通氣時肺臟氧化應激反應和炎性因子的影響

李 娜，陳小健，李桂閣，歐陽碧山，閆順昌，王 琳，李鐵軍，吳多志

（海南省人民醫院麻醉科，海南 海口 570311）

慢性阻塞性肺疾病（COPD）主要病變部位為氣道、肺組織，具有不可逆及呈進行性進展的特點[1]。目前，不少學者認為氧化應激反應、炎性反應及蛋白酶失衡等均可能在COPD的發生、發展過程中至關重要[2]。COPD患者全身麻醉圍術期需進行機械通氣干預，目的在于為患者提供必需的氧供，但易增加肺臟的損傷程度，促使原有病變肺組織發生更嚴重的氧化應激及炎性反應，甚至可能引發急性肺損傷，影響預后[3]。右美托咪定是近年來臨床廣泛用于重癥監護病房及麻醉科的一種α2-腎上腺素受體激動劑，具有高選擇性的特點，早期作為鎮靜藥物在臨床推廣[4]。本研究中分析了右美托咪定對COPD大鼠機械通氣時肺臟氧化應激反應及炎性反應的影響，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 動物、儀器與試藥

動物：6～8周清潔級SD大鼠24只，購自西南醫科大學動物實驗中心（許可證號 SYXK＜川＞2018-213），動物實驗設施合格證編號為0001797，通過我院試驗動物倫理委員會批準。

儀器：XSP-3C型香煙煙霧發生器（康達科技有限公司）；PAB-S200型熏煙箱（康達科技有限公司）；FlexiVent型小動物肺功能儀（上海賽睿克生物技術有限公司）；PL2200型自動血氣分析儀（美國 Nova Biomedical公司）；DHG-9030A型恒溫干燥箱（廣州東方電熱設備廠）；TDZ4A-WS型高速低溫離心機（美國 DuPont Instruments公司）；ELx800型酶標儀（美國Bio-Tek公司）。

試藥：無水乙醇（科密歐公司）；鹽酸右美托咪定注射液（江蘇恒瑞醫藥股份有限公司，國藥準字H20090248，批號為 20161213，規格為每支 2mL∶200μg）；白細胞介素 6（IL-6）、白細胞介素 1β（IL-1β）、腫瘤壞死因子 -α（TNF-α）檢測試劑盒，丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）檢測試劑盒，均購于上海酶聯科技有限公司。

1.2 方法

動物分組：無菌環境喂養1周后，按隨機抽簽法均分為對照組、試驗組及模型組，各8只。3組大鼠的性別、周齡、體質量對比，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

模型建立：將模型組與試驗組大鼠均置自制煙室內，煙室容積為110 cm×86 cm×72 cm。通過靜式吸入方式，點燃20支香煙置吸煙孔中，每只香煙每分鐘吸1次，每次30 s，采用塑料軟管將采集的主流煙氣及測流煙氣均導入熏煙箱內。隨后每隔50 s開啟箱內流風機10 s，保證箱內的氣體分布均勻。待香煙點燃后關閉吸煙系統，保證大鼠每次在煙霧中暴露1 h，并于1 h后取出，清洗熏煙箱。重復上述操作每日3次，每周5 d，持續干預16周。

干預或給藥：試驗組通過靜脈給藥右美托咪定10 μg／kg，對照組與模型組均予以等量的生理鹽水。

標本采集：抽取每只大鼠3 mL空腹靜脈血，以8 cm離心半徑離心處理，收集血清置-80℃冰箱保存備用。

機械通氣：麻醉前大鼠禁食12 h及禁飲4 h，稱定體質量后以10%水合氯醛麻醉，常規備皮。保持大鼠體溫約37℃，并將其仰臥固定在具備恒溫毯的固定臺上，對尾部消毒后靜脈穿刺，連接微量泵，以2 mL／（kg·h）的速率輸注生理鹽水，并按照血壓變化情況間斷輸注乙基淀粉，速率為 4～8 mL／（kg·h）。隨后輸注肝素液以保證動脈無阻，監測各項生命體征。切開氣管，置入且固定氣管導管，通過吸引器清除干凈導管四周分泌物和血液，啟動小動物呼吸機，并調整參數。參數設置，FiO2為 21%（室內空氣），I與 E比值為1∶1，維持潮氣量在8 mL／kg左右，適當調節呼吸頻率，維持呼氣末二氧化碳分壓 35～45 mmHg。機械通氣時間為 2 h。

1.3 觀察指標

用小動物肺功能測定儀檢測大鼠肺功能指標，包括呼吸峰流速（PEF）、第 1 秒用力呼氣容積（FEV1）及FEV1／用力肺活量（FVC）。機械通氣結束后抽取大鼠靜脈血5 mL，以3 000 r／min離心10 min獲取血清，保存在-80℃冰箱待檢，血清IL-6，IL-1β，TNF-α水平。采用酶聯免疫吸附法檢測；腦皮質MDA和SOD水平采用酶聯免疫吸附法檢測，按試劑盒說明書操作。取各組新鮮肺組織用濾紙吸干表面滲液，恒溫72 h烘干后以干重／濕重計算肺臟干濕重比。

1.4 統計學處理

采用SPSS 20.0統計學軟件分析。計數資料以率表示，行 χ2檢驗。計量資料以 X±s表示，多組間對比行單因素方差分析，兩組間對比行 t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

結果見表1至表3。

表1 3組大鼠肺功能指標比較（X±s，n＝8）

表 2 3組大鼠血清炎性因子水平比較（X±s，n＝8，ng／L）

3 討論

氧化應激是COPD的主要發病機制，可能促進或加劇炎性反應，進一步在COPD的發生、進展中發揮重要作用[5]。氧自由基具有激活巨噬細胞的作用，從而刺激IL-6，IL-1β，TNF-α 等多種趨化因子的合成、釋放，繼而釋放大量的炎性因子，進一步加重細胞損傷[6-7]。機械通氣屬臨床麻醉及病房治療監護的重要手段，目前已被廣泛應用于COPD的治療，不當的機械通氣會增加呼吸機相關肺損傷的發生風險[8]。

表3 3組大鼠肺臟干濕重比與氧化應激指標比較（X±s，n＝30）

本研究結果顯示，3 組大鼠血清 PEF，FEV1，FEV1／FVC水平呈逐漸降低趨勢，且單因素分析顯示差異顯著。這與文獻[9-10]報道結果相符，說明COPD大鼠相比正常大鼠肺功能存在明顯差異。右美托咪定可顯著改善COPD大鼠機械通氣時的肺功能，這可能與其具有抗交感及抑制兒茶酚胺釋放等作用有關。右美托咪定可發揮較理想的鎮靜作用，且有效降低呼吸抑制發生風險；同時，具有促進支氣管舒張作用，可在一定程度上逆轉組胺相關性支氣管痙攣，進一步改善肺功能。

3組大鼠血清 IL-6，IL-1β，TNF-α水平呈逐漸升高趨勢，且單因素分析顯示差異顯著，提示右美托咪定能有效改善大鼠機體的炎性反應狀態。IL-6屬多效細胞因子，是炎性反應早期最靈敏的指標。IL-1β是炎性細胞因子，參與宿主感染、損傷防御反應過程[11]。TNF-α主要是由肥大細胞、淋巴細胞等多種炎性細胞分泌而來的促炎性因子，在機體生理、炎癥與免疫過程中起著重要作用[12]。右美托咪定可顯著減輕COPD大鼠機械通氣時肺臟炎性反應。究其原因，可能在于該藥可通過對交感神經末梢的突觸前α2受體產生激活作用，同時抑制肺組織去甲腎上腺素釋放，且有效抑制血漿中的兒茶酚胺表達，進一步發揮緩解機體應激反應及減少炎性因子釋放的作用。

3組大鼠肺臟干濕重比水平呈逐漸升高趨勢，MDA水平呈逐漸升高趨勢，SOD水平呈逐漸降低趨勢。肺臟干濕重比是臨床廣泛應用于反映肺水腫程度的指標。右美托咪定對大鼠肺臟干濕重比具有一定改善效果，并可有效抑制氧化應激反應。右美托咪定可能通過對 Nrf2／HO-1通路起到一定調節作用，介導COPD大鼠肺臟氧化應激反應過程，并發揮增強COPD大鼠抗氧化能力的作用，從而改善大鼠肺水腫程度。

綜上所述，機械通氣可能會增加COPD大鼠的氧化應激反應及炎性反應，同時加重肺損傷。右美托咪定可顯著降低COPD大鼠機械通氣時的氧化應激反應及炎性反應，有利于減輕大鼠的肺損傷。