羥乙基淀粉130/0.4不同復蘇方案對失血性休克大鼠肺損傷的早期影響及機制

劉華琴，李 勇，劉向東，邢玉英，付建峰，王士杰

容量治療是失血性休克的主要治療措施之一。在血源緊張或匱乏的情況下，血漿擴容劑的選擇要考慮在滿足重要器官有效灌注的前提下，降低肺、腎等易損臟器的程度。6%羥乙基淀粉(hydroxyethyl starch，HES)130/0.4是目前最接近理想狀態的擴容劑［1］，日益廣泛的應用于各種休克患者的容量治療。失血性休克后急性肺損傷(acute lung injury，ALI)是導致患者死亡的主要原因。研究表明晶體液和全血復蘇能糾正失血性休克患者血容量的丟失，增加心臟的充盈量和每搏量，減少血管活性藥的用量，維持有效的動脈血壓;但高達80% ～85%患者出現乳酸血癥及混合靜脈血氧飽和度降低，表明血壓、心率，尿量等回復正常，但肺組織等的低灌注仍未得到改善［2］。HES130/0.4能更好的改善微循環，能減輕內毒素性肺損傷［3～6］，但對失血性休克后非感染性肺部炎性損傷的作用尚無定論。本研究通過動脈放血法復制失血性休克模型，觀察不同劑量的HES130/0.4復合林格液復蘇對大鼠ALI的早期影響及外周血白細胞CD11b和CD18的表達加以探討。

1 材料與方法

1.1 動物分組 健康清潔級♂成年SD大鼠24只，體重220～300 g，河北醫科大學動物中心提供。實驗前12 h禁食，2 h禁飲，實驗室溫度控制在20℃～23℃，相對濕度0.45～0.55，環境清潔。24只SD大鼠隨機分為假手術組(sham組)、林格液組(RS組)、HES 33 ml·kg－1復蘇組(H1 組)、HES 50 ml·kg－1復蘇組(H2 組)，每組6 只。

1.2 試劑 6%羥乙基淀粉130/0.4(批號:TM7302，Fresenius公司，德國)，FITC 標記的抗CD11b和抗CD18抗體，FITC標記的小鼠 IgGk和IgA1以及溶血素(BD公司，美國)。

1.3 失血性休克模型的復制 腹腔注射1%戊巴比妥鈉45 mg·kg－1麻醉后分離右頸總動脈、左股靜脈。左股靜脈連接24號套管針輸液用，右頸總動脈置入連有三通的22號套管針連接SurgiVet?監護儀(V9200型，美國)，供放血和監測血壓。動、靜脈穿刺成功后，穩定15 min，經頸總動脈放血(15 min內)，通過間斷放血和自體血回輸使平均動脈壓(MAP)降至35～45 mmHg，維持90 min。假手術組(sham組)僅麻醉及進行動靜脈穿刺，不放血。林格液組(RS組)用3倍最大放血量的林格液復蘇，H1、H2組分別用相應的羥乙基淀粉和林格液復蘇(各組復蘇所用林格液的量為3倍最大的放血量減去相應劑量的羥乙基淀粉)，復蘇時間為45 min。

1.4 指標觀察 ①記錄各組的最大放血量以及休克前(T0)，復蘇前(T1)，復蘇結束后即刻(T2)，復蘇后1(T3)、2(T4)、3(T5)h的MAP(假手術組于相應時間點);② 分別于 T0、T1、T4、T5時間點經頸總動脈采血0.5 ml行血氣分析。③ 分別于T5(對照組于相應時間)時間點用動脈放血法處死動物，迅速取相同部位的部分右肺組織固定于2.5%戊二醛磷酸緩沖液中，透射電鏡下觀察肺組織超微結構變化。④ 分別于T0、T1、T4、T5時間點取動脈血，肝素抗凝，測定外周血白細胞CD11b和CD18的表達。將全血50 μl分別與 0.5 g·L－1FITC 標記的抗 CD11b或抗CD18抗體和0.5 g·L－1FITC標記的小鼠IgGk和IgA1各1 μl室溫避光孵育20 min。以溶血素破壞紅細胞，用PBS洗滌細胞2次，1 500 r·min－1離心5 min，用流式細胞儀測定各組CD11b和CD18抗體的熒光強度，反映CD11b和CD18的表達水平。

1.5 統計學處理 用SAS 8.0軟件進行統計學處理，計量資料用ˉ±s表示，組間比較用單因素方差分析;組內比較采用重復測量數據的方差分析。

2 結果

2.1 HES130/0.4復蘇效果的比較 各液體復蘇組最大放血量、放血量占全身總血量的百分比組間差異無統計學意義;各組MAP差異放血前無統計學意義，復蘇后各時點MAP組間比較差異無統計學意義(P>0.05)。

2.2 HES130/0.4復蘇對血氣分析結果的影響與sham組比較，各液體復蘇組于T1時間點PaO2升高，T1～5PaCO2均降低(P<0.05);與 T0比較，各液體復蘇組PaO2于T1時間點、H1組T1～5時間點、H2組T5時間點升高;PaCO2各液體復蘇組T1～5時間點降低;除H1組外，各液體復蘇組pH于T4、5時間點降低(P<0.05);見Tab 1。

2.3 HES130/0.4復蘇對肺組織超微結構的影響Sham組肺血管內皮細胞形態結構正常，氣血屏障連續(見Fig 1);RS組肺組織超微結構受損，血管內皮基底膜斷裂，氣血屏障結構模糊，水腫增厚，Ⅱ型上皮細胞微絨毛明顯減少，胞質有空泡，粗面內質網擴張，可見顆粒融合現象，肺泡腔內有紅細胞(見Fig 2);H1組除線粒體結構輕微改變外基本接近正常(見Fig 3);H2組Ⅱ型細胞基本正常，核周間隙輕度擴張，粗面內質網輕度擴張，有脫顆粒(見Fig 4)。

2.4 HES130/0.4復蘇對大鼠外周血白細胞CD11b和CD18表達水平的影響 與sham組比較，各液體復蘇組于T1、T4、T5時間點CD11b和CD18的表達增強(P<0.05);與RS組比較，H1、H2組于T4、T5時間點CD11b和CD18的表達降低(P<0.05);與H1組比較，H2組于T4、T5時間點CD11b和CD18的表達增強(P<0.05);見Tab 2。

Tab 1 Effect of HES130/0.4 resuscitation on blood gas analysis in hemorrhagic shock rats(ˉ±s，n=6)

Tab 1 Effect of HES130/0.4 resuscitation on blood gas analysis in hemorrhagic shock rats(ˉ±s，n=6)

*P<0.05 vs sham group;#P<0.05 vs RS group;△P<0.05 vs H1 group;☆P<0.05 vs T0

Group PO2/mmHg PCO2/mmHg pH BE/mmol·L －1 Sham T098±10 43.4±2.4 7.414±0.035 －0.7±1.9 T1 100±9 39.6±1.9 7.368±0.029 －0.5±1.4 T4 106±10 42.4±2.5 7.369±0.031 －1.0±1.1 T5 104±9 43.4±1.8 7.401±0.019 －0.9±1.3 RS T0 93±9 41.5±2.0 7.386±0.012 －0.9±1.7 T1 128±8*☆ 33.4±2.2*☆ 7.401±0.025 －4.4±3.0*☆T4 89±8 25.8±3.2*☆ 7.304±0.038*☆ －6.4±2.0*☆T5 85±7 30.9±4.0*☆ 7.295±0.026*☆ －6.9±2.8*☆H1 T0 86±9 42.8±3.3 7.391±0.025 －0.3±1.7 T1 121±10*☆ 32.8±2.3*☆ 7.489±0.028☆ －4.9±2.3*☆T4 108±10#☆ 30.8±1.7*#☆ 7.389±0.037# －6.0±1.3*☆T5 98±9#☆ 31.2±3.3*☆ 7.432±0.025# －3.7±2.0*#☆H2 T0 96±7 43.5±3.0 7.377±0.041 －1.1±1.7 T1 118±8*☆ 32.4±1.8*☆ 7.391±0.030☆ －5.2±3.1*☆T4 102±7# 33.1±1.3*#☆ 7.500±0.040*#△☆ －5.4±2.3*☆T5 87±6△☆ 32.9±2.6*☆ 7.518±0.045*#△☆ －2.3±1.0#

Fig 1 Normal the ultrastructure in sham group(×4 000). Fig 2In Ringer's group typeⅡ cell damaged severely，microvilli decreased obviously，vacuole and cell edema，large amount of erythrocyte and macrophage in alveolar space observed. Fig 3 Mitochondria changed slightly in H1 group. Fig 4 Perinuclear space dilated slightly，rough endoplasmic reticulum expanded slightly，and degranulation observed in H2 group

3 討論

本研究結果表明，失血性休克復蘇大鼠PaO2不同程度降低，且肺組織超微結構出現典型的病理損傷改變，表明肺損傷模型建立成功。由于HES130/0.4具有更大的安全性［1］，每日最大劑量由33 ml·kg－1改為 50 ml·kg－1，甚至有學者應用到 70 ml·g－1［7］，故本研究選用 33、50 ml·kg－1劑量;此外考慮到復蘇總量的一致以及晶體和膠體的配合使用，本研究復合不同劑量的林格液加以探討。由于休克本身造成組織缺氧以及容量復蘇后再灌注損傷的發生［8，9］，本研究沒有設立模型對照組，而是選用林格液復蘇組加以比較。

Tab 2 Effect of HES130/0.4 resuscitation on the expressionsof CD11 and CD18±s，n=6)

Tab 2 Effect of HES130/0.4 resuscitation on the expressionsof CD11 and CD18±s，n=6)

*P<0.05 vs sham group;#P<0.05 vs RS group;△P<0.05 vs H1 group

Indicator Group T0 T1 T4 T5 CD11b Sham 30.2±1.5 32.8±2.0 33.8±1.3 30.2±1.6 RS 29.7±1.3 40.7±1.8* 80.8±2.6* 71.9±2.0*H1 30.5±1.4 38.5±1.9*#56.6±2.0*# 43.6±1.9*#H2 32.4±1.5 40.6±1.7*#68.2±1.6*#△ 65.0±1.7*#△CD18 Sham 50.6±1.9 49.6±2.0 51.6±1.8 51.4±2.0 RS 48.8±1.7 62.0±1.9* 92.8±3.5* 88.4±3.9*H1 51.1±2.0 63.2±2.0* 65.3±1.9*# 65.4±2.1*#H2 49.8±1.8 59.6±1.9* 77.9±1.8*#△ 79.4±2.8*#△

實驗組給予不同劑量的HES130/0.4后，肺組織氧合功能指標和超微結構有不同程度的改善，說明HES130/0.4可有效抑制失血性休克后早期肺損傷，具有一定的保護作用。

PaO2是反映氧供和氧耗的重要指標之一;失血性休克時，氧供不足，肺組織通過提高氧的攝取和利用，使氧耗增加。本研究中各液體復蘇組復蘇前PaO2均不同程度增高證實了失血性休克后肺功能的變化。PaO2、PaCO2可在一定程度上反映肺泡毛細血管膜損傷的程度。本研究中與其他兩個液體復蘇組相比，6%HES130/0.4 33 ml·kg－1復合一定量的林格液復蘇后，PaO2、PaCO2、BE恢復較快。

激活的中性粒細胞(PMN)與微血管內皮細胞(MVEC)相互粘附是PMN發揮作用的始動和關鍵環節［10］。粘附分子介導PMN游走、浸潤;整合素家族的MAC-1(CDllb/CD18)是粘附分子之一，在PMN與MVEC的緊密黏附過程中起關鍵作用。本研究結果表明，與正常對照組比較，失血性休克后林格液復蘇可導致大鼠肺組織CD11b和CD18的表達明顯增強;用不同劑量的HES130/0.4復蘇后CD11b和CD18的表達降低，但這種作用在6%HES130/0.4 33 ml·kg－1復合一定量的林格液復蘇時最為明顯，表明6%HES130/0.4的抗炎作用與抑制CDllb/CD18這一整合素家族的表達或活性有關，有關研究也支持了這一論點［11，12］;但本研究中 6%HES130/0.4復蘇失血性休克早期，隨著劑量的增加其抗炎作用并沒有相應增強，具體的機制有待于進一步研究。

綜上所述，6%HES130/0.4 33 ml·kg－1復合一定量的林格液復蘇可減輕失血性休克大鼠早期肺炎性損傷，其機制與抑制CDllb/CD18的表達有關。

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