七氟醚后處理對體外循環犬肺保護的作用

李冬冬 羅俊麗 陳松 游露 竇雪嬌 張紅

（遵義醫學院附屬醫院麻醉科，貴州 遵義563003）

體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）導致全身炎癥性反應綜合征和肺缺血再灌注損傷（lung is－chaemia reperfusion injury，LIRI）是 CPB肺損傷的主要機制，由此引起的肺功能障礙，是體外循環后最常見的并發癥和導致死亡的主要原因之一［1］。七氟醚是一種新型的鹵族吸入麻醉藥，具有誘導起效快、麻醉深度易調控，蘇醒質量佳、對循環抑制輕、呼吸道刺激小、器官保護等優點，現已廣泛應用于臨床麻醉。研究證實［2－3］七氟醚預處理可以明顯抑制中性粒細胞的聚集，能夠減輕缺血組織的損傷程度，對心、肺等器官有明顯的保護作用。為此，本實驗通過對犬肺缺血－再灌注損傷模型給予七氟醚后處理，分析兩組犬肺組織病理學改變及呼吸參數的變化，探討七氟醚后處理對犬體外循環肺損傷的保護作用。

1 材料與方法

1.1 實驗分組

健康成年雜種犬12只（由遵義醫學院實驗動物中心提供），雌雄不拘，體質量10～15kg；隨機分為2組，每組6只（n＝6）。左肺缺血再灌注組（C組）：只建立CPB肺缺血再灌注損傷模型，不作其它處理；七氟醚后處理組（Y組），建立CPB肺缺血再灌注損傷模型，在開放左肺動脈的同時，經人工膜肺內給予七氟醚（呼氣末濃度為2%），持續30min，余步驟同C組。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗準備 兩組犬腹腔內注射2.5%戊巴比妥鈉25mg·kg－1麻醉，行雙腔氣管插管機械通氣，潮氣量10mL·kg－1，呼吸頻率16次／min，I∶E＝1∶2，FiO2：99%，監測心電圖、舌粘膜氧飽和度（SpO2），右側股靜脈置管補液并監測中心靜脈壓（CVP），行右股動脈置管測動態平均動脈壓（MAP）并測量直腸溫度。

1.2.2 動物模型制備 正中劈開胸骨，暴露胸腔后剪開心包暴露心臟，股靜脈給予肝素3mg·kg－1，肝素化后分別行鎖骨下靜脈和右心耳插管，調節變溫器水溫維持在31～34℃，羥乙基淀粉130／0.4氯化鈉注射液（萬汶）300mL及乳酸鈉林格氏液100mL預充CPB管道后連接人工心肺機（WEL－1 000A人工心肺機，天津匯康）。因犬的右肺動脈位置較深，心臟阻擋手術視野，游離時需翻轉、提拉心臟，極易造成惡性心率失常，研究表明建立犬左肺缺血再灌注損傷模型既提高動物的耐受性，也能反映CPB非生理循環既缺血再灌注的雙重打擊［4］，游 離 出 左 肺 動 脈，CPB 轉 流 并 行 循 環10min后阻斷左肺動脈，只行右側肺機械通氣，并適當減少潮氣量、增加呼吸頻率。轉流60min后，開放左肺動脈，行雙肺機械通氣，繼續并循30min后停止CPB。根據動脈血氣分析結果調整酸堿平衡及電解質穩定。停機時常規應用魚精蛋白中和肝素，予以腎上腺素、多巴胺、異丙腎上腺素等血管活性藥物以維持犬生命體征的穩定，機血回收后經股靜脈回輸，術中經股靜脈間斷給予戊巴比妥鈉和維庫溴銨維持麻醉，2h后結束實驗。

1.2.3 標本采集 兩組犬均分別于CPB前（T1）、開放左肺動脈時（T2）及停機后2h（T3）三個時間點，取左肺組織福爾馬林固定保存光鏡觀察；并抽取股動脈血3mL，行血氣分析（i－stat血氣分析儀，A－merican）并測算各時間點氧合指數（oxygenation index，OI）。呼吸指數（respiratory index，RI）及動態肺順應性（Cd）。

1.3 指標檢測

1.3.1 呼吸參數的檢測 （1）動態肺順應性（Cd）：機械通氣下，動態肺順應性＝潮氣量／（氣道峰壓－呼氣末正壓）。（2）氧合指數（OI）＝動脈血氧分壓（PaO2）／吸入氧濃度（PaO2）。（3）呼吸指數（RI）＝肺泡－動脈血氧分壓差（P（A－a）O2）／動脈氧分壓（PO2）。

1.3.2 肺組織光鏡學檢查及病理評分 取下的左肺組織經福爾馬林固定、脫水、石蠟包埋、二甲苯脫蠟后HE染色，光鏡下觀察肺組織形態學變化，并依據改良的 Mayer及 Osman評分法［5－6］進行病理學評分。

1.4 統計學處理

采用SPSS 19.0統計學軟件進行統計學分析。計量資料采用均數±標準差（xˉ±s）表示，組內比較采用重復測量資料的方差分析或自身配對t檢驗，并進行球形檢驗，對于不滿足球形對稱性時，使用Epsilon進行校正，組間比較采用單因素方差分析或成組設計資料的t檢驗，P＜0.05示差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 一般資料

兩組犬的體質量、行體外循環時間、灌注液體積及各項生命體征指標等差異比較均無統計學意義（P＞0.05）。

2.2 兩組犬氧合指數（OI）、呼吸指數（RI）、動態肺順應性（Cd）的變化

組內比較：阻斷左肺動脈后，隨著缺血時間的延長和再灌注的恢復兩組犬的OI和Cd逐漸降低而RI逐漸升高，與CPB前相比差異有統計學意義（P＜0.05）。組間比較：T1、T2時間點兩組犬 OI、RI和Cd無明顯差異（P＞0.05）；T3時點Y組OI和Cd明顯高于C組（P＜0.05），并且T3時點Y組RI明顯低于C組（P＜0.05）。見表1。

表1 各組實驗犬不同時間點呼吸參數的比較（n＝6，ˉx±s）

2.3 肺組織光鏡學結果及病理評分

兩組犬肺組織破壞程度隨時間推移而增加，兩組犬T1、T2肺組織光鏡觀察無明顯差異。T3C組肺組織結構紊亂，肺泡腔塌陷，大量炎癥細胞浸潤，肺泡毛細血管壁破裂，紅細胞大量漏出，肺組織破壞嚴重；Y組肺組織結構紊亂，肺泡腔塌陷及肺泡壁斷裂，肺間質見炎性細胞以及少量紅細胞，但破壞程度明顯低于C組。（見圖1、2）。病理評分：與T1時點比較，T2、T3兩組犬肺組織病理評分逐漸增加（P＜0.05）。T1、T2兩組同一時點病理評分無明顯差異（P＞0.05）；T3時點 Y組病理評分明顯低于C組（P＜0.05）。見表2。

表2 各組實驗犬肺組織不同時點病理評分比較（n＝6，±s）

表2 各組實驗犬肺組織不同時點病理評分比較（n＝6，±s）

注：與T1 比較，▲P＜0.05；與T2 比較，＃P＜0.05；與C組比較，■P＜0.05。

組別 T1 T2 T3 C組 0.3333±0.52 3.1667±0.75▲ 6.5000±0.55▲＃Y組 0.5000±0.55 3.3333±0.52▲ 5.1667±0.75▲?！?/p>

圖1 C組T3（HE×200）

圖2 Y組T3（HE×200）

3 討 論

目前已公認缺血預處理對組織缺血再灌注損傷有一定保護作用，研究證明［7］缺血預處理可減輕CPB后肺部炎癥反應和肺水腫，改善CPB術后的肺功能。但預處理是在缺血前，具有不可預見性，人們又提出了缺血后處理［8］（ischemic postconditioning，IPC）概念。藥物后處理是對IPC的更深一步研究，器官長時間缺血后，在恢復再灌注前或再灌注開始的幾分鐘內用藥物來進行干預，既避免了IPC過程中所造成的血管機械性損傷［9］，又達到了減輕組織器官的再灌注損傷的目的。由于藥物后處理的操作發生于缺血后，時機容易把握，具有可控、可預測及臨床可行性，也更符合倫理。研究表明：0.5%～3%濃度七氟醚后處理能改善脂多糖誘導肺損傷的氣體交換及減輕肺損傷［10］，本實驗七氟醚呼氣末濃度2%，約為1.2MAC值，是臨床中七氟醚維持麻醉的常用濃度。CPB下冠狀動脈旁路移植術中通過膜肺給予七氟醚處理的患者呼吸指數低于對照組，氧合指數高于對照組，呼吸支持時間明顯短于對照組，表明七氟醚對患者肺功能有一定的保護作用［11］。七氟醚預處理能夠改善CPB患者的肺換氣功能，并提高其肺順應性，減輕其體外循環所引起的肺損傷，主要機制則可能同炎癥因子抑制關系密切［12］。

本實驗結果顯示：兩組犬CPB后隨時間延長OI和Cd均逐漸降低，RI則明顯升高。七氟醚處理后，Y組的OI和Cd都明顯高于C組，而RI則明顯低于C組，說明七氟醚后處理可以改善CPB后的肺功能。

CPB時由于肺動脈的血供停止，肺組織處于缺血狀態，同時肺組織無法得到均勻有效的降溫，肺泡上皮不同程度的缺氧，能量儲備下降，耗氧增加，當心臟復跳后，肺循環開放，高氧合血進入肺組織，釋放大量的氧自由基可導致內皮細胞損傷，激活炎性介質和細胞因子，釋放蛋白水解酶，損傷肺的超微結構，導致肺泡－毛細血管壁及內皮細胞通透性增高，造成肺間質水腫，引起肺缺血－再灌注損傷。在大鼠肺缺血再灌注模型中，七氟醚（呼氣末濃度為2.1%）后處理持續30min，可減輕大鼠肺缺血再灌注損傷，效果與其預處理無差異，其機制可能與降低肺組織炎性反應，抑制細胞凋亡有關［13］。本實驗兩組犬CPB后肺組織HE染色結果見肺組織結構紊亂，肺泡腔塌陷、炎癥細胞浸潤，肺泡毛細血管壁破裂，紅細胞漏出淤血。但經過七氟醚后處理后，肺組織的病理改變有所改善，七氟醚后處理組在T3時點的病理評分明顯低于C組，提示七氟醚后處理對肺組織有一定的保護作用。

綜上所述：七氟醚后處理能提高CPB期間肺的氧合指數及肺動態順應性，改善CPB后肺通氣及換氣功能，減輕肺組織的破壞和肺水腫程度，對CPB肺損傷有保護作用，但其保護作用的機制待進一步研究。

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