左心缺血再灌注損傷兔肺組織超微結構變化及IL-1β的表達*

宋曉榮，姬明麗，千智斌，王煜霞，司艷麗，劉有才

1)新鄉醫學院病理生理學教研室 新鄉453003 2)新鄉醫學院機能學實驗室新鄉453003

(2010-03-15收稿 責任編輯 王 曼)

許多左心心肌梗死患者往往伴有呼吸功能障礙，溶栓治療后，病情非但沒有緩解，反而導致呼吸衰竭，嚴重者發生死亡。因此左心缺血再灌注所致的肺損傷也是臨床危重疾病之一［1］。作者從左心缺血再灌注肺損傷模型入手，探討IL-1β在左心缺血再灌注所致的急性肺損傷中的作用。

1 材料與方法

1.1 主要儀器及試劑 H-7500高性能日立電子透射電鏡，BL-420生物信號采集分析系統、動物呼吸機(成都泰盟生物科技有限公司)。IL-1β酶聯檢測試劑盒(北京中杉金橋生物技術有限公司)，IL-1β羊抗兔多克隆抗體、SP-0023免疫組化試劑盒(北京博奧森生物技術有限公司)。哺乳動物手術器械、縫線、常用試劑及實驗室耗材由新鄉醫學院機能學實驗室提供。

1.2 實驗動物及分組 60只成年健康家兔，雌雄不限，體質量2 500～3 000 g，應用隨機數字表均分為實驗組(30只)和對照組(30只)。參考文獻［2-4］進行左心缺血再灌注模型制備:體積分數為25%氨基甲酸乙酯全身麻醉、固定、備皮、開胸，尋找左冠狀動脈前降支，實驗組于血管上平行放置直徑0.3 mm銀絲，縫線束緊銀絲后結扎，減少動脈血流，引起相應心肌缺血;結扎30 min后，提起線端，剪開結扎線，恢復血流供應，造成缺血后再灌注損傷;對照組只穿線，不結扎。選擇缺血30 min(T1)、再灌注20 min(T2)、再灌注40 min(T3)3個時間點，經耳緣靜脈取外周血5 mL備用;而后處死動物，取肺組織，行支氣管肺泡灌洗，取支氣管肺泡灌洗液(BALF)5 mL備用。

1.3 2組膈神經放電曲線的繪制 在進行胸部手術操作之前于劍突下作一小切口，暴露膈肌，用兩個針式電極掛于膈肌兩側，電極與BL-420生物信號采集處理系統連接，于動物處死前記錄膈神經放電曲線。

1.4 2組肺組織形態學觀察及外周血和BALF中IL-1β水平檢測 取肺右下葉和心肌缺血中心區2～3 cm3組織，戊二醛固定，透射電鏡觀察心肌細胞超微結構變化 。采用ELISA法檢測外周血和BALF中IL-1β水平，按試劑盒說明操作。

1.5 統計學處理 采用SPSS11.0進行分析，2組膈神經放電曲線參數的比較、BALF和外周血IL-1β水平的比較采用兩獨立樣本t檢驗;檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 2組肺組織超微結構比較 實驗組缺血30 min可見肺泡壁局部水腫;再灌注20 min可見Ⅰ型肺泡上皮細胞核腫脹，Ⅱ型肺泡上皮細胞的微絨毛減少;再灌注40 min可見部分肺泡壁細胞脫顆粒、線粒體嵴紊亂融合。見圖1。

圖1 實驗組(A)和對照組(B)缺血再灌注40 min肺組織Ⅱ型肺泡上皮細胞超微結構圖(×8 000)

2.2 2組膈神經放電曲線參數比較 見表1。

2.3 2組外周血和BALF中IL-1β水平比較 見表2。

表1 實驗組和對照組膈神經放電曲線參數比較(n=10)

表2 2組BALF和外周血中IL-1β水平比較(n=10)ng/L

3 討論

IL-1是在局部或全身炎癥反應中起重要作用的促炎細胞因子，它包括3個氨基酸序列高度同源的蛋白質，即IL-1α、IL-1β和內源性IL-1受體拮抗劑。IL-1β又名淋巴細胞活化因子、前炎性反應細胞因子，在肺損傷炎癥反應中可激活免疫細胞產生多種細胞因子，促進自由基等的產生和釋放［5-6］，在局部或全身炎癥反應中起重要作用［7］。

作者觀察到實驗組家兔缺血和再灌注后，肺泡超微結構損傷嚴重，膈神經放電幅度明顯減少，放電持續時間縮短，出現節律紊亂，同時BALF和外周血IL-1β水平也相應升高，并表現出一定的時間趨勢，推測IL-1β可能參與了左心缺血再灌注引起的肺損傷。其可能的機制:左心缺血再灌注后，左心功能減退，引起肺循環淤血，激活肺循環中生理性滯留的白細胞，釋放包括IL-1β在內的大量細胞因子，釋放的細胞因子中亦包含趨化因子，后者吸引循環中的免疫細胞向肺循環轉移，引起新一輪的細胞因子的釋放，形成惡性循環，導致更嚴重的損傷性反應，如引起血管壁通透性增加，導致水腫，脂質過氧化反應導致細胞膜損傷、細胞器損傷等。研究中實驗組肺上皮細胞微觀結構的變化證實了這種損傷的存在。

綜上所述，IL-1β作為一種重要的細胞因子參與了左心缺血再灌注肺損傷過程。

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［2］劉志強，程彥斌.改良法創建兔心房室結缺血再灌注損傷模型［J］.中國心血管雜志，2005，10(1):43

［3］李國營，田素民，于連發，等.兔心肌缺血及缺血再灌注模型的制備［J］.解剖學研究，2002，24(3):237

［4］陳冰心，任澎，段明軍，等.大鼠心肌缺血再灌注模型構建的改良［J］.中國比較醫學雜志，2010，20(5):24

［5］曹華，周曉紅，黃新莉，等.外源性硫化氫在脂多糖致老年大鼠急性肺損傷中的作用［J］.鄭州大學學報:醫學版，2010，45(3):387

［6］靳麗妍，朱光發.急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征與炎癥因子關系的研究［J］.臨床肺科雜志，2010，15(7):1004

［7］周書春，楊樹涵，趙玉蘭，等.辛伐他汀對慢性心力衰竭大鼠血清白細胞介素-18水平的影響［J］.鄭州大學學報:醫學版，2009，44(1):129