丙泊酚預(yù)處理對(duì)單肺機(jī)械通氣大鼠肺組織血紅素氧合酶-1表達(dá)的影響

巴玉峰，馮惠民，李長(zhǎng)生，李 印 ，程金華，邢文群，劉寶興

1)河南省腫瘤醫(yī)院胸外科 鄭州450003 2)河南省腫瘤醫(yī)院麻醉科 鄭州450003

#通訊作者，男，1967年8月生，博士，主任醫(yī)師，研究方向:肺癌綜合治療，E-mail:liyin825@yahoo.com.cn

單肺機(jī)械通氣技術(shù)(one-lung ventilation，OLV)不僅可以充分暴露手術(shù)視野，為術(shù)者創(chuàng)造良好的操作條件，還可以避免術(shù)側(cè)肺的分泌物或滲出物流入健側(cè)通氣肺，減少肺部并發(fā)癥，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于心胸外科手術(shù)。但OLV 常引起肺內(nèi)分流增加，導(dǎo)致低氧血癥、低氧性肺血管收縮(hypoxic pulmonary vasoconstriction，HPV)，而通氣過程中的過度牽張和OLV 后術(shù)側(cè)肺復(fù)張均可對(duì)肺組織造成損傷［1］。血紅素氧合酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)是一種誘生型應(yīng)激蛋白，廣泛存在于哺乳動(dòng)物組織細(xì)胞中，可在缺氧、缺血等多種應(yīng)激狀態(tài)下表達(dá)［2］。HO-1 及其催化產(chǎn)物組成了特殊的機(jī)體內(nèi)源性保護(hù)系統(tǒng)，通過抗氧化、抗炎、抗凋亡等機(jī)制對(duì)組織器官起到保護(hù)作用［3-6］。丙泊酚是一種常用的靜脈麻醉藥。研究［7-8］表明，在離體和在體實(shí)驗(yàn)中丙泊酚預(yù)處理均具有器官保護(hù)作用。作者觀察了丙泊酚預(yù)處理對(duì)OLV 大鼠肺組織HO-1 表達(dá)的影響，探討丙泊酚對(duì)OLV 肺損傷的保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與試劑 健康雄性SD 大鼠36 只，體質(zhì)量220～250 g，由河南省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。實(shí)驗(yàn)前禁食6 h，自由飲水。兔抗鼠HO-1 多克隆抗體購于美國(guó)Cell Signaling 公司，組織總蛋白抽提試劑盒購于上海藍(lán)基生物公司，凝膠掃描成像系統(tǒng)購自美國(guó)Bio-Rad 公司。

1.2 動(dòng)物分組與處理 36 只大鼠隨機(jī)分成6組:雙肺通氣(T)組，右側(cè)單肺通氣-左肺(OL)組，右側(cè)單肺通氣-右肺(OR)組，丙泊酚-右側(cè)單肺通氣-左肺(POL)組，丙泊酚-右側(cè)單肺通氣-右肺(POR)組，對(duì)照(C)組，每組6 只。T、OL、OR、POL 及POR組大鼠均戊巴比妥鈉(40 mg/kg)腹腔注射麻醉，尾靜脈液體維持泵入生理鹽水(0.5 mL/min)，右側(cè)臥位。OL、OR、POL、POR組大鼠開胸后，插入自制氣管導(dǎo)管，給予維庫溴銨(2 mg/kg)，待呼吸停止后，接微型動(dòng)物呼吸機(jī)進(jìn)行右肺單肺通氣(潮氣量5 mL/kg，呼吸頻率60 min－1)。POL 和POR組大鼠在戊巴比妥鈉麻醉前1 h 尾靜脈泵入丙泊酚(50 mg/kg，30 min 泵完)，蘇醒30 min。T組大鼠開胸后，插入自制氣管導(dǎo)管，給予維庫溴銨(2 mg/kg)，待呼吸停止后，接呼吸機(jī)進(jìn)行雙肺通氣(潮氣量10 mL/kg，呼吸頻率60 min－1)。通氣時(shí)間均為1 h。T、OL 和POL組大鼠取左全肺，OR 和POR組大鼠取右全肺，C組戊巴比妥鈉麻醉后直接開胸取左全肺。

1.3 W/D 測(cè)定 肺組織取出后，稱量肺臟標(biāo)本濕質(zhì)量(W)，后置于80℃烤箱烘烤24 h，稱干質(zhì)量(D)，計(jì)算濕/干質(zhì)量比(W/D)。

1.4 肺組織HO-1 蛋白表達(dá) 取20 mg 肺組織裂解、抽提蛋白，采用Western blot 方法檢測(cè)肺組織HO-1 蛋白表達(dá)。結(jié)果以HO-1 與GAPDH 的平均灰度比值表示。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 11.5 處理數(shù)據(jù)。各組大鼠肺組織W/D 和HO-1 蛋白表達(dá)的比較應(yīng)用單因素方差分析和SNK-q 檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

各組大鼠肺組織W/D 和HO-1 蛋白比較的比較見圖1、表1。

圖1 各組大鼠肺組織HO-1 蛋白表達(dá)

表1 各組大鼠肺組織W/D 及HO-1 蛋白的表達(dá)水平比較(n=6)

3 討論

許多現(xiàn)代心胸外科手術(shù)得益于OLV 的成熟和開展，但OLV 可以引起一系列病理生理改變，導(dǎo)致肺臟或其他臟器的損傷［9-10］。該研究表明，單肺通氣1 h，OL、OR、POL 和POR組肺組織W/D 明顯高于C 和T組，提示無論通氣側(cè)肺還是非通氣側(cè)肺，都有不同程度的肺水腫。這可能是肺缺血/再灌注、肺萎縮/復(fù)張、肺量化應(yīng)激和機(jī)械通氣等多因素造成的肺損傷，經(jīng)過最后的共同途徑引起肺組織細(xì)胞和炎癥介質(zhì)介導(dǎo)的炎性反應(yīng)，以水腫形式表現(xiàn)出來［11］。

HO 是哺乳動(dòng)物組織細(xì)胞微粒體中的一種血紅素代謝的起始酶和限速酶，有3 種異構(gòu)體:HO-1、HO-2 和HO-3。HO-1 在體內(nèi)主要分布于肺、心、腎和肝。在正常機(jī)體組織中，HO-1 主要功能是降解血紅素，表達(dá)水平較低。HO-1 在多種因素(缺氧、高溫、缺血、細(xì)胞因子、機(jī)械-化學(xué)損傷等)刺激后誘導(dǎo)表達(dá)［9，12］。HO-1 通過抑制細(xì)胞脂質(zhì)膜的氧化，清除自由基，抑制炎癥細(xì)胞的趨化、黏附和浸潤(rùn)等機(jī)制減輕肺組織水腫［10］。

丙泊酚可清除氧自由基，減輕心肌氧化應(yīng)激損傷，發(fā)揮心肌保護(hù)作用［13］。該研究結(jié)果表明，OL 和OR組大鼠肺組織HO-1 蛋白的表達(dá)增高，可能系肺機(jī)械通氣、肺組織自身炎性反應(yīng)等原因，誘導(dǎo)并上調(diào)了HO-1 的表達(dá)，而POL 和POR組大鼠肺組織HO-1 的表達(dá)明顯高于OL 和OR組，提示丙泊酚預(yù)處理可上調(diào)肺組織HO-1 的表達(dá)。

綜上所述，丙泊酚預(yù)處理可能通過上調(diào)OLV 大鼠肺組織HO-1 的表達(dá)，減輕OLV 所造成的組織水腫。

［1］Pinhu L，Whitehead T，Evans T，et al.Ventilator-associated lung injury［J］.Lancet，2003，361(9354):332

［2］Otterbein LE，Choi AM.Heme oxygenase:colors of defense against cellular stress［J］.Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol，2000，279:L1029

［3］Kirkby KA，Adin CA.Products of heme oxygenase and their potential therapeutic applications［J］.Am J Physiol Renal Physiol，2006，290(3):F563

［4］Otterbein LE，Soares MP，Yamashita K，et al.Heme oxygenase-1:unleashing the protective properties of heme［J］.Trends Immunol，2003，24(8):449

［5］Harder Y，Amon M，Schramm R，et al.Ischemia-induced up-regulation of heme oxygenase-1 protects from apoptotic cell death and tissue necrosis［J］.J Surg Res，2008，150(2):293

［6］Park YY.Ischemia/reperfusion lung injury increases serum ferritin and heme oxygenase-1 in rats［J］.Korean J Physiol Pharmacol，2009，13(3):181

［7］Aykas A，Yuzbasioglu MF，Kurutas EB，et al.Protective effects of propofol on peritoneal adhesions in cecal ligation and puncture model［J］.Bratisl Lek Listy，2010，111(5):253

［8］Holownia A，Mroz RM，Wielgat P，et al.Propofol protects rat astroglial cells against tert-butyl hydroperoxide-induced cytotoxicity; the effect on histone and cAMP-response-element-binding protein (CREB)signalling［J］.J Physiol Pharmacol，2009，60(4):63

［9］Kim Y，So HS，Moon BS，et al.Sasim attenuates LPS-induced TNF-alpha production through the induction of HO-1 in THP-1 differentiated macrophage-like cells［J］.J Ethnopharmacol，2008，119(1):122

［10］Durante W.Protective role of heme oxygenase-1 against inflammation in atherosclerosis［J］.Front Biosci，2011，17:2374

［11］Tremblay LN，Slutsky AS.Pathogenesis of ventilator-induced lung injury:trials and tribulations［J］.Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol，2005，288(4):L596

［12］Pang QF，Ji Y，Bermudez-Humaran LG，et al.Protective effects of a heme oxygenase-1-seereting Lactococcus lactis on mucosal injury induced by hemorrhagic shock in rats［J］.J Surg Res，2009，153(1):39

［13］Xia Z，Godin DV，Chang TK，et al.Dose-dependent protection of cardiac function by propofol during ischemia and early reperfusion in rats:effects on 15-F2t-isoprostane formation［J］.Can J Physiol Pharmacol，2003，81(1):14