不同菌種(G+與G-)所致膿毒癥大鼠晚期心肌組織勻漿一氧化氮濃度與時間初探

溫嬿崢,劉勝國,程 凱,任 珊 (.新疆石河子大學，新疆 石河子 83000;.新疆石河子大學醫學院第一附屬醫院重癥醫學一科，新疆 石河子，83000)

膿毒癥不該被簡單的歸于促炎和抗炎綜合征，而應歸類于一個連續可變的疊加免疫反應機制，是感染引起的生理和病理以及生化異常綜合征。機體對侵入的病原微生物不恰當免疫反應而導致多器官衰竭，甚至死亡[1]。心臟是膿毒癥最易受累的器官之一，伴隨心功能障礙者超過膿毒癥患者的50%[2]，其發生與膿毒癥死亡率增加高度相關，是急診及重癥監護病房患者死亡的重要原因之一。其潛在誘發機制十分復雜，一氧化氮(NO)已被證實參與膿毒癥的四大板塊(心血管、炎性反應、感染、免疫)[3]。革蘭陰性及陽性菌致病成分不同，所導致的膿毒癥心肌損害也可能不同。本實驗采用腹腔注射單一菌種(G+與G-)模擬膿毒癥，探究膿毒癥晚期心肌組織勻漿中NO表達水平隨時間推移的變化。

1 材料

1.1實驗動物及分組:105只SD大鼠，體重(300±50)g，周齡(8±1)周，隨機均分為G-組(n=45)、G+組(n=45)、NS組(n=15)，于(22±3)℃室溫下分籠飼養，給予標準飼料10 g/100 g·d，自由采食進水。

1.2實驗儀器及試劑:大腸埃希菌及金黃色葡萄球菌標準菌株均由石河子大學醫學院第一附屬醫院惠贈；NO檢測試劑盒購于南京建成科技有限公司。

1.3實驗方法

1.3.1模型制備：各組大鼠分別予以腹腔注射熱滅活大腸埃希菌(1.26×1012CFU/kg)、熱滅活金黃色葡萄球菌(7.35×1012CFU/kg)、生理鹽水溶液，注射體積均為3 ml。大鼠腹腔注射時于左下腹進針，采用6號針頭，注射后大鼠單籠飼養，飼養條件如前。

1.3.2標本處理：造模成功后于第7天、第14天、第28天分別安樂死G+組、G-組大鼠各15只及NS組大鼠5只，留取心肌組織，制備組織勻漿，取上清液用Elisa檢測試劑盒檢測心肌組織勻漿NO濃度。

2 結果

心肌組織勻漿 NO濃度比較：與NS組相比，G+組與G-組大鼠心肌組織勻漿NO濃度于 7 d開始升高，14 d左右達到峰值，此后NO濃度開始下降，差異有統計學意義(P<0.05)；NS組心肌組織NO濃度從7 d開始變化不大，差異無統計學意義(P>0.05)；其中G+組與G-組之間各檢測時間點差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 膿毒癥大鼠血清 NO表達水平比較

3 討論

膿毒癥并發心肌抑制被稱作膿毒癥誘導的心肌病(SIC)。雖然沒有正式的定義，但大多數學者同意SIC是一種一過性的心功能不全。以可逆性雙心室擴張、射血分數降低以及對液體復蘇和兒茶酚胺刺激的反應受損為特征[4-6]。在重癥監護病房中，SIC的發病率占膿毒癥患者的10%～70%[7]。Jeong等[8]認為膿毒癥型心功能不全并不會因抗感染治療而改善，發病7～10 d后心功能可能恢復。其發生機制非常復雜，氮化應激可能參與其中。

NO是存在于各種類型細胞及器官系統中的天然分子，具有多種生物學特性，是機體生存不可或缺的一部分。內源性NO由L-精氨酸經一氧化氮合成酶催化生成，其產生受多種因素的影響，不僅僅包括底物和輔助因子，還包括內源性調控因子的表達等。當微生物侵入、創傷、外科手術、燒傷等刺激時，心肌細胞上NO合成酶表達發生改變，催化精氨酸合成大量NO，超量的NO或將成為膿毒癥嚴重低血壓與心功能障礙的關鍵介質[9]。

早在二十世紀九十年代就已明確，NO是膿毒癥發病機制的潛在重要參與者。而膿毒癥時NO濃度發生改變，其功能及在膿毒癥發病機制中的作用尚有爭議。多數學者認為，膿毒癥時NO蓄積導致心血管功能紊亂(NO舒張血管及減弱心臟收縮力)、生物能源衰竭(NO抑制細胞ATP及DNA的合成)、細胞毒性(誘導氧化與抗氧化失衡)、免疫抑制(NO抑制吞噬細胞作用及白細胞黏附作用)，抗炎及促炎失調等[10]。同時NO在膿毒癥的病理生理過程中也發揮著保護作用，例如清除病原微生物、調節免疫、維持微血管及內臟血流灌注、抑制血小板功能防止血栓形成等[11]。

既往關于膿毒癥時NO濃度改變的研究多集中于膿毒癥早期，膿毒癥確診后的幾十小時內，血漿NO的濃度升高[12]。而NO的生物作用非常復雜，在膿毒癥不同發展階段發揮的作用可能有所不同甚至相反；且其作用非常廣泛，不同來源的NO可能在發病機制上也有所不同甚至作用相反[13]。有研究發現，膿毒癥患者肌鈣蛋白I與NO呈正相關，NO可能參與SIC的發生發展[14]。Vico等[15]的研究也表明高水平的NO和SIC產生的炎性損傷、心臟收縮功能障礙有明確的因果關系。本研究集中于膿毒癥中晚期，以心肌組織中的NO為研究對象，發現膿毒癥中晚期心肌組織NO表達水平仍然高于對照組，于14 d達高峰，后呈下降趨勢，且第28天低于第7天。其變化趨勢呈現“一過性”高峰，這可能提示NO在膿毒癥中晚期也發揮著重要作用，與SIC的發生及其可逆性可能密切相關，而不同菌種所誘導的NO水平表達差異卻并不大。NO在其中發揮的作用是保護性還是損傷性占據主要地位尚需進一步研究。

革蘭陽性菌及陰性菌由于致病成分不同，其感染所致膿毒癥表型可能不同，既往研究多關注大腸桿菌等陰性菌，近年來革蘭陽性菌所致膿毒癥的發病率逐年升高，越來越受到學者關注。雖然NO在革蘭陽性/陰性菌所致膿毒癥心肌損傷中表達水平差異不明顯，但是NO在其中所起的具體作用卻并不明確，且這并不代表著其作用機制完全一致。Harbrecht[16]認為清除過量的NO可能是一種有效的治療膿毒癥策略。相關研究也逐年累增，而如何在恰當的時間正確使用NO阻斷劑或NO供體仍有待解決，探究不同菌種不同時間所致膿毒癥NO水平表達差異，可能為進一步精準化NO調節治療提供新的證據。