七氟烷對(duì)內(nèi)毒素致大鼠急性肺損傷氧合指數(shù)的影響

孫艷紅，崔涌，李曉倩，孫喜家

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院麻醉科，沈陽110001）

七氟烷對(duì)內(nèi)毒素致大鼠急性肺損傷氧合指數(shù)的影響

孫艷紅，崔涌，李曉倩，孫喜家

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院麻醉科，沈陽110001）

Sevoflurane Protectsagainst Endotoxin-induced Acute Lung Injury in Ratthrough the Improvementin Oxygenation

選取40只Wistar大鼠，體質(zhì)量220～260 g，隨機(jī)均分為4組：對(duì)照組、內(nèi)毒素組、1.0和1.5MAC七氟烷組。在實(shí)驗(yàn)開始前（0 h），實(shí)驗(yàn)1 h、2 h、3 h及4 h時(shí)采集大鼠動(dòng)脈血行，血?dú)夥治霾⒂?jì)算氧合指數(shù)（氧分壓/吸入氧濃度，PaO2/FiO2）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)0 h和1 h時(shí)各組間氧合指數(shù)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），內(nèi)毒素組2 h氧合指數(shù)明顯低于本組0 h及對(duì)照組2 h指標(biāo)（P＜0.05）；1.0和1.5MAC組2 h、3 h和4 h時(shí)氧合指數(shù)明顯低于本組0 h及對(duì)照組同一時(shí)間指標(biāo)（P＜0.05），3 h和4 h高于同時(shí)間的內(nèi)毒素組（P＜0.05），但低于同時(shí)間的對(duì)照組（P＜0.05），1.0和1.5MAC組間各時(shí)間段氧合指數(shù)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。因此認(rèn)為吸入七氟烷可以改善內(nèi)毒素致大鼠急性肺損傷肺臟氧合指數(shù)。

內(nèi)毒素；七氟烷；急性肺損傷；氧合指數(shù)

急性肺損傷（acute lung injury，ALI）和急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是呼吸功能衰竭的主要原因，死亡率可達(dá)60%～70%［1］。ALI多由內(nèi)毒素血癥所致，臨床表現(xiàn)為低氧血癥，病理表現(xiàn)為肺中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、肺泡-毛細(xì)血管膜通透性增加，肺組織水腫。七氟烷可以有效抑制細(xì)胞因子的釋放，抑制內(nèi)毒素所致的肺泡上皮細(xì)胞釋放炎性調(diào)節(jié)因子，在一定程度上可改善肺泡毛細(xì)血管膜的通透性，減輕肺損傷程度［2］。不同濃度不同作用時(shí)間的七氟烷抑制細(xì)胞因子釋放的程度不同［3］，本實(shí)驗(yàn)ALI后吸入1.0和1.5MAC的七氟烷4 h，與臨床所用劑量和時(shí)間相符，在大鼠相當(dāng)于2.4%及3.6%吸入濃度［4］，觀察不同濃度七氟烷對(duì)內(nèi)毒素致大鼠急性肺損傷后肺臟氧合指數(shù)的影響，為臨床麻醉用藥提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

清潔級(jí)Wistar大鼠40只，雌雄不限，體質(zhì)量220～260 g，由中國(guó)醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。根據(jù)文獻(xiàn)［5］確定每組10只，隨機(jī)均分為4組：對(duì)照組、內(nèi)毒素組、1.0肺泡氣最低有效濃度（minimal alveolar concentration，MAC）和1.5MAC七氟烷組。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 動(dòng)物模型制備及處理：大鼠腹腔注射異戊巴比妥鈉（100 mg/kg），待大鼠對(duì)疼痛刺激不再有反應(yīng)時(shí)氣管切開，插管后接小動(dòng)物呼吸機(jī)行機(jī)械通氣，潮氣量8 mL/kg，呼吸頻率65～70次/min，氣道壓維持在3～10 cmH2O。左頸內(nèi)動(dòng)脈插管用于測(cè)定動(dòng)脈壓，左股靜脈插管用于輸液和給藥，輸注乳酸鈉林格氏液（10 mL·kg-1·h-1），各項(xiàng)操作完畢穩(wěn)定30 min后（0 h）采集動(dòng)脈血（0.2 mL）進(jìn)行血?dú)夥治龊箝_始實(shí)驗(yàn)。對(duì)照組股靜脈注射生理鹽水（1.2 mL）后機(jī)械通氣4 h，內(nèi)毒素組股靜脈注射LPS（5 mg/kg）后機(jī)械通氣4 h，1.0和1.5MAC七氟烷組：股靜脈注射LPS（5 mg/kg）后機(jī)械通氣，分別吸入七氟烷1.0、1.5MAC 4 h。應(yīng)用Datex麻醉氣體監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)七氟烷、吸入氧濃度和呼氣末CO2分壓（PETCO2），維持PETCO235～45 mmHg（1 kPa=7.5 mmHg），Ohmeda麻醉機(jī)供給氧氣和七氟烷，調(diào)節(jié)吸入氧濃度為0.8，根據(jù)監(jiān)測(cè)七氟烷的MAC值調(diào)節(jié)麻醉藥揮發(fā)罐刻度，將其控制在所需的濃度。對(duì)照組和內(nèi)毒素組每隔1 h腹腔注射異戊巴比妥鈉（30 mg/kg）維持麻醉，實(shí)驗(yàn)中如大鼠自主呼吸同呼吸機(jī)抵抗，靜脈注射維庫溴銨（0.1 mg/kg）維持肌松。

1.2.2 氧合指數(shù)測(cè)定：實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前（0 h）、1 h、2 h、3 h及4 h時(shí)采集動(dòng)脈血（0.2 mL）行血?dú)夥治霾⒂?jì)算氧合指數(shù)（氧分壓/吸入氧濃度，PaO2/FiO2）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

各組0 h和1 h氧合指數(shù)比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），內(nèi)毒素組2 h氧合指數(shù)明顯低于0 h及對(duì)照組2 h（P＜0.05）；1.0和1.5MAC組2 h、3 h和4 h時(shí)氧合指數(shù)明顯低于0 h及對(duì)照組同一時(shí)間指標(biāo)（P＜0.05），3 h和4 h氧合指數(shù)高于同時(shí)間的內(nèi)毒素組（P＜0.05），但低于同時(shí)間的對(duì)照組（P＜0.05），1.0和1.5MAC組間各時(shí)間段指標(biāo)比較沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），見表1。

表1 各組不同時(shí)間點(diǎn)氧合指數(shù)比較

表1 各組不同時(shí)間點(diǎn)氧合指數(shù)比較

與對(duì)照組比較，1）P＜0.05，2）P＜0.01；3）與內(nèi)毒素組比較P＜0.05；與同組0 h比較，4）P＜0.05，5）P＜0.01.

3 討論

內(nèi)毒素所致的急性肺損傷臨床表現(xiàn)之一是肺氧合障礙、氧合指數(shù)降低，主要是內(nèi)毒素引起單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)并釋放大量的炎性介質(zhì)導(dǎo)致上皮細(xì)胞損傷，引起肺泡毛細(xì)血管膜通透性升高、血漿蛋白滲出，肺水含量增加所致。氧合指數(shù)是反應(yīng)肺臟氧合狀態(tài)的簡(jiǎn)便可靠指標(biāo)，降低肺臟的炎性反應(yīng)，降低肺水的生成或促進(jìn)肺水的吸收對(duì)改善氧合起到至關(guān)重要的作用，肺損傷時(shí)吸入麻醉藥七氟烷或可改善肺臟的氧合狀態(tài)。

本研究選擇七氟烷的濃度為1.0和1.5MAC，大鼠相當(dāng)于2.4%及3.6%吸入濃度，吸入時(shí)間為4 h，腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）是內(nèi)毒素誘導(dǎo)急性肺損傷早期的重要標(biāo)志物，七氟烷抑制TNF-α產(chǎn)生時(shí)間在4 h時(shí)最強(qiáng)，有效濃度自2.2%開始，最強(qiáng)濃度為3.3%［3］，故本實(shí)驗(yàn)亦采取相近的七氟烷濃度，作用時(shí)間4 h。

本研究結(jié)果表明，肺損傷時(shí)吸入不同濃度的七氟烷4 h可明顯改善內(nèi)毒素致急性肺損傷后肺臟的氧合情況，與對(duì)照組比較，肺臟氧合指數(shù)明顯升高。本文作者前期研究證實(shí)七氟烷可不同程度降低肺水含量和濕重/干重比，對(duì)損傷肺臟的病理形態(tài)學(xué)亦有明顯的改善，包括炎性細(xì)胞浸潤(rùn)、肺泡出血等均明顯減輕［6］，說明七氟烷可減輕肺臟內(nèi)炎性細(xì)胞浸潤(rùn)，減少肺水生成，減輕肺水腫，提高氧合指數(shù)。

七氟烷對(duì)內(nèi)毒素致急性肺損傷肺氧合指數(shù)的改善機(jī)制復(fù)雜，研究表明七氟烷可降低細(xì)胞炎性因子產(chǎn)生及減少炎性細(xì)胞在肺組織中的聚集，降低肺泡毛細(xì)血管膜通透性，減輕血管損傷所致蛋白滲漏，降低肺水含量，提高氧合指數(shù)［5］。七氟烷對(duì)急性肺損傷后肺泡水的再吸收影響不明顯，主要是通過抑制肺泡上皮細(xì)胞的炎性反應(yīng)減輕肺臟的損傷，降低肺泡毛細(xì)血管膜的通透性，減輕肺損傷導(dǎo)致的血管滲漏，降低肺水的生成，從而提高肺臟的氧合［7］。內(nèi)毒素所致急性肺損傷肺泡灌洗液中以中性粒細(xì)胞為主，七氟烷可減少肺泡灌洗液中細(xì)胞總數(shù)及蛋白含量，細(xì)胞因子誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞趨化因子1（cytokine-induced neutrophil chemoattractant-1，CINC-1）和單核細(xì)胞趨化蛋白1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）明顯減少［8］，減輕炎性細(xì)胞的聚集，抑制炎性細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的黏附［9］，抑制炎性反應(yīng)降低肺泡膜的高通透性。七氟烷可以激活肺泡上皮細(xì)胞上的γ-氨基丁酸（gammaaminobutyric acid，GABA）A受體信號(hào)通路，產(chǎn)生抑制炎性反應(yīng)作用，保護(hù)肺臟，或者使肺泡巨噬細(xì)胞內(nèi)CINC-1等炎性因子的表達(dá)降低［3，10］，從而減輕肺臟的炎性反應(yīng)。

提高氧合指數(shù)是內(nèi)毒素所致急性肺損傷臨床治療手段之一，伴有ALI或ARDS的患者如需手術(shù)治療，術(shù)中全身麻醉藥物的選擇及在ICU病房鎮(zhèn)靜藥物的應(yīng)用均可影響肺臟的病理生理，應(yīng)用七氟烷麻醉或鎮(zhèn)靜治療可改善ALI或ARDS患者氣體交換，主要是依賴于七氟烷可以抑制肺臟炎性反應(yīng)，減少肺泡內(nèi)炎性細(xì)胞的聚集，降低肺泡毛細(xì)血管膜的通透性，減少肺水生成，減輕肺損傷，為臨床上急性肺損傷機(jī)械呼吸時(shí)提供簡(jiǎn)便易行的治療方式，也為此類患者麻醉中藥物選擇及ICU術(shù)后鎮(zhèn)靜提供理論依據(jù)。

七氟烷是目前臨床上應(yīng)用最廣泛的吸入麻醉藥，異氟烷誘導(dǎo)和蘇醒慢，且對(duì)心血管有一定的影響，七氟烷誘導(dǎo)和蘇醒快，但七氟烷對(duì)ALI后肺臟的保護(hù)作用何時(shí)開始、持續(xù)時(shí)間、最適宜的濃度仍然沒有確切的結(jié)論，實(shí)驗(yàn)時(shí)的肺損傷模型并不完全和臨床患者的ALI一致，因此不能將實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論完全應(yīng)用于臨床，但現(xiàn)有研究仍然可以提示七氟烷可改善ALI肺臟的氧合指數(shù)。七氟烷抑制炎性反應(yīng)的同時(shí)是否降低機(jī)體對(duì)感染的抵抗力并未確定，有待于進(jìn)一步深入研究。

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（編輯 武玉欣）

R614.2

A

0258-4646（2014）10-0950-03

遼寧省科學(xué)技術(shù)計(jì)劃（2011225020）

孫艷紅（1966-），女，副教授，博士. E-mail：yanhongsun518@aliyun.com

2014-03-21

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