褪黑素對肺不張時多形核白細胞肺內聚集的抑制作用

鐘鳴 諸杜明 薛張綱

（復旦大學附屬中山醫院麻醉科，上海 200032）

當肺萎陷超過幾天后，快速復張肺會導致該側肺發生肺水腫，稱之為復張性肺水腫（reexpansion pulmonary edema，RPE）。RPE的確切機制尚未完全明了，已知的可能原因包括白細胞介素8（interleukin 8，IL－8）介導的多形核白細胞（polymorphonuclear leukocytes，PMNs）在肺內聚集，肺萎陷后缺氧性缺血的發生，以及之后復氧再灌注時的氧化性損傷［1－2］。

褪黑素是體內已知的最強抗氧化劑，其抗氧化作用機制多樣，不僅能直接清除氧自由基，而且還能夠通過抑制核轉錄因子－κB（nuclear factor kappa－B NF－kB）減少相關炎性介質的釋放，從而緩解炎癥細胞的激活。本研究旨在探討褪黑素是否能夠抑制肺不張時PMNs在肺內的聚集。

1 資料與方法

1.1 實驗動物 成年雄性 Wistar大鼠（體質量250～300g），由上海西普樂－必凱實驗動物有限公司提供。

1.2 實驗步驟

1.2.1 40只大鼠隨機分為對照組組C、褪黑素對照組組M、肺不張組組AC和褪黑素肺不張組組AC＋M每組10只。采用10%水合氯醛（0.3mL／100g）腹腔注射麻醉。實驗全程監測麻醉深度，必要時予補充麻醉劑量。手術期間皮下注射0.9%氯化鈉液5mL補充體液容量。

1.2.2 第1次手術麻醉完成后，大鼠右側臥位，取左側胸第4肋骨間隙，進入胸腔，暴露左肺肺門，游離左主支氣管后，根據分組情況采取如下操作：C組和M組直接關閉胸腔；AC組、AC＋M組用絲線結扎左主支氣管，確認無漏氣，待左肺內氣體吸收及左肺完全不張后，關閉胸腔。

1.2.3 待大鼠完全蘇醒后，拔出氣管導管，分別腹腔注射干預藥物：C組、AC組注射1%乙醇2mL；M組、AC＋M組注射1%乙醇2mL＋褪黑素（Sigma，St.Louis）劑量為10mg／kg。同時給予各組大鼠水和食物，飼養24h。

1.2.4 第2次手術再次按第1次手術方法，原切口拆除縫線后進入胸腔，C組和M組確認左肺膨脹良好，AC組和AC＋M組確認左肺完全不張，之后處死取左肺標本待檢。

1.3 血氣分析 通過動脈血氣分析測量動脈血氧分壓（PaO2）和動脈二氧化碳分壓（PaCO2）來評估氧合和通氣功能，以間接反應肺水腫程度。

1.4 肺組織生化檢測 肺組織總蛋白含量考馬斯亮藍染色法，肺組織丙二醛（malondial－dehyde，MDA）采用TBA法，髓過氧化物酶（Myeloperoxidase，MPO）采用過氧化氫還原法，肺組織IL－8采用ABC－ELISA法。

1.5 統計學分析 采用SPSS 18.0軟件進行統計學分析。把握度為80%，I類錯誤風險為5%。計量數據采用均數±標準差（ˉx±s）表示，均數比較采用獨立樣本t檢驗。計數數據采用Pearson卡方或Fisher精確檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 血氣分析 AC組和AC＋M組大鼠氧合能力均顯著低于C組，AC組大鼠氧合能力顯著低于AC＋M 組（P＜0.05），見表1。

2.2 肺組織濕／干比 各組大鼠濕／干比值組間均無差異，見表1。

2.3 肺組織 MDA、MPO和IL－8濃度水平檢測，AC組IL－8濃度顯著高于AC＋M 組（P＜0.01），見表2。

表1 各組血氣分析結果和肺組織濕／干比

2.4 HE染色形態學 觀察HE染色后，通過對肺組織切片中PMNs計數來評估PMNs在肺內的聚集。同一觀察者每張切片隨機選取10個視野×200，對每一視野PMNs計數并累加10個視野的PMNs總數。C組和M組PMNs計數分別為（82±8.78）和（74.2±10.59），差異無統計學意義（P＞0.05），AC組和 AC＋M 組PMNs計數分別為（452.1±75.31）和（216.3±27.14），差異無統計學意義（P＜0.01）。

表2 各組肺組織NO、MDA、MPO和IL－8濃度水平

3 討 論

肺不張時由于通氣／血流比例失調，肺內存在大量“右向左分流”區域，造成嚴重低氧血癥。本研究中，肺不張時肺組織濕／干比和MDA濃度并無顯著升高，說明在肺不張時并無氧化性損傷及肺血管通透性的改變。本研究AC組肺組織IL－8顯著高于對照組，而IL－8是目前已知最強的白細胞趨化因子，據此推測肺不張時存在驅使白細胞在肺內聚集的因素。

目前已知褪黑素不僅由松果體合成，也由視網膜、腎臟、消化道和血液中單核細胞合成。褪黑素不但有直接而強大的抗氧化作用，而且對免疫系統有雙向調節作用，這種調節作用可能是通過褪黑素膜受體和核受體來完成的。NF－κB是炎性反應的重要中間介質，參與介導細胞核對促炎性因子、化學因子、白細胞黏附分子相關基因表達，調節合成前列腺素物質和活性氧簇所需酶的轉錄。研究顯示褪黑素能夠抑制NF－κB結合到DNA，阻止其移位至細胞核，從而減少NF－κB介導的促炎性因子的合成。

本研究中，AC＋M組動脈血氧分壓顯著高于AC組，推測其可能原因為褪黑素通過非特異的直接抗氧化作用使得手術創傷后肺組織的炎性反應有所減輕，緩解了肺血管內水向肺間質轉移，改善術后肺組織氧彌散功能。本研究中，AC＋M組肺組織IL－8濃度顯著低于AC組，其機制可能就是褪黑素通過抑制了NF－κB介導的核IL－8表達，從而抑制了白細胞在肺不張時期肺內的聚集。

［1］ Sakao Y，Kajikawa O，Martin TR，et al.Association of IL－8 and MCP－1with the development of reexpansion pulmonary edema in rabbits［J］.Ann Thorac Surg，2001，71（6）：1825－1832.

［2］ Nakamura M，Fujishima S，Sawafuji M，et al.Importance of interleukin－8in the development of reexpansion lung injury in rabbits［J］.Am J RespirCrit Care Med，2000，161（3Pt 1）：1030－1036.