大白鼠肠道缺血再灌注后急性肺损伤的实验研究
作者：李昊 郑珊 孙波
单位：200032 上海医科大学附属儿科医院外科
关键词：急性肺损伤；缺血再灌注；肺表面活性物质
上海学报Shanghai Medical Journal1999年4月 第22卷 第4期 1999 【摘要】 目的 测定大白鼠肠道缺血再灌注损伤后肺表面活性物质(PS)的浓度及活力，结合肺组织病理改变 ，探讨急性肺损伤的病理机制。方法 健康雄性SD大白鼠随机分三组：A组(对照)；B组(肠缺血60分钟)；C 组(肠缺血60分钟再灌注120分钟)。右肺灌洗后，测灌洗液中总蛋白(TP)、总磷脂(TPL)、饱 和磷脂(DSPC)浓度；测左肺上叶干/湿比值；左肺下叶病理检查。结果 1、肠道缺血再灌注后肺泡灌洗液中蛋白质含量显著升高(A组与C组 比较P<0.01)；再灌注后总磷脂含量明显低于对照组(P<0.01)。2、肺干/湿比值 ： 缺血组较对照组明显降低P<0.05；再灌注组较对照组降低更为显著P<0.01。3、 病理检查：B组：肺组织内毛细血管充血，间质增宽，水肿，炎症细胞渗出。C组：肺组织内 毛细血管充血，间质增宽，水肿，炎症细胞渗出，部分肺泡不张，肺泡水肿，肺出血。结论 肠道缺血再灌注可引起急性肺充血、水肿肺泡不张和肺出血等损 伤；在急性肺损伤中，肺表面活性物质的含量明显降低及活力的明显减弱可能为肺部病理改 变的原因。
, 百拇医药
Study of acute lung injury after intestinal ischemia-reperfusion in rats LI Hao, ZHEN Shan, SUN Bo. Depantment of Pediatric. Surgery, Children's Hospital, Shanghai Medical Un iversity, 200032
【Abstract】 Objective To determine the pulmona ry surfactant changes in acute lung injury of adult rats with ischemia -reperfusion of intestine. Methods Healthy S-D rats (bw 200～250g) were anesthetized and divided into 3 groups: A group as control; B group with SMA occlusion for 60min a nd C group with intestinal ischemia for 60min and reperfusion for 120min. The le ft lung was used for measurements of dry/wet weight ratio (D/W) and histopathology , whileas the right lung was lavaged and determined the total proteins (TP), dis aturated phosphatidylcholine (DSPC), and total phospholipids (TPL) in the lavage fluid. Results 1. The values and activities of PS: TP:The TP were high er after intestinal ischemia (P<0.01) and were obviously higher after i nte stinal ischemia-reperfusion. (PCvsA<0.001;PCvsB<0.05). T PL: The va lues of TPL and DSPC after ischemia-reperfusion were lower than those in the c ontrol (P<0.01). 2. There was pulmonary edema after intestinal ischemia and b eing more severe after reperfusion. (D/ W PBVsA<0.05;PCVsA<0.01 ) 3. Path ological examination: There was engorgement in pulmonary vessels, interstitial edema and inflammatory cellular infiltration in group B and group C. But in group C, hemo rrhage and atelectasis were also present.Conclusion I/ R resulted in severe lung injuries, as seen by d ec rease of DSPC and increase of protein in alveolar space which may lead to a seco ndary surfactant deficiency and pulmonary dysfunction.(Shanghai Med J, 1999,22∶ 207-209)
, 百拇医药
【Key words】 Acute lung injury Ischemia reperfusi on Pulmonary surfactant
肠道缺血再灌注损伤是临床上众多疾病的病理基础，可产生以肠道损伤为中心的多器官 功能衰竭，其中呼吸窘迫综合征(RDS)是较多见而危重的并发症。但其病理机制尚未明确， 目前治疗方法仍停留在对症处理上。
本实验的目的在于通过测定大白鼠肠道缺血再灌注后肺表面活性物质(PS)的含量及活力，结 合肺病理改变，进一步探讨急性肺损伤的病理机制，为临床这类病人发生RDS后的治疗提供 依据。
材料与方法
一、动物模型的建立
健康雄性SD大白鼠26只(体重200～250g)。随机分为：A组(正常对照8只)；B组(单纯肠缺 血9只)；C组(肠缺血再灌注9只)。
, http://www.100md.com
术前禁食8小时。腹腔注射异戊巴比妥(50mg/kg)。麻醉后，取腹中线切口，开腹，分离肠系 膜上动脉。A组不作处理；B组结扎肠系膜上动脉；C组用血管阻断钳阻断肠系膜上动脉血流 。分别关闭腹腔。60分钟后B组为缺血模型；C组去除血管阻断钳，见肠系膜上动脉搏动恢 复，120分钟后C组即为再灌注模型[1]。操作中注意补充37°C 0.9%生理盐水，防 止体液过多丧失所致休克。
二、肺损伤测定
模型制作成功后，即行气管切开，插入硅胶管(直径0.2cm)，随后打开双侧胸腔，结扎左侧 肺门，以0.9%生理盐水10毫升*公斤-1*次-1进行右肺灌洗，共8次[2]。 收集灌洗液，测总液量，平均回收率为(89.97±4.61)%。灌洗液离心(2 000转/分)5分钟， 上清液置-20°C保存。
各取1ml灌洗液分别测总磷脂、饱和磷脂浓度；50μl测总蛋白浓度(Lowzy's法)[3]。
, 百拇医药
病理检查：取左肺上叶，称湿重，后于300°C，5小时烤干，再称干重，记录干/湿比值。左 肺下叶以5%福尔马林溶液固定，石蜡包埋，切片，光镜下病理检查。
三、统计方法
所有数据均以x±s表示，输入Epi-info统计软件进行方差分析。以P<0.05 为差异有显著性。
结 果
一、肺干/湿比值
A组为(29.5±5.2)%；B组(24.4±5.8)%；C组(22.1±4.6)%。缺血组较对照组肺干/湿比值明 显降低(P<0.05)；再灌注组肺干/湿比值较对照组降低更为显著(P<0.01)。
二、肺表面活性物质(PS)含量及活性
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(一) 蛋白质 A组为(5.14±0.89)mg/kg；B组(7.54±1.52)mg/kg；较对照组明显升高(P < 0.01)；C组(9.13±1.34)mg/kg，较对照组升高更为显著(P<0.001)，且较单纯肠缺 血组也有统计学上的差异(P<0.05)。
(二) 总磷脂 A组为(210.42±38.57)μg/kg;B组(189.59±68.62)μg/kg，较对照组略为降 低， 但无统计意义(P>0.05)；C组(142.59±36.89)μg/kg，明显低于对照组和缺血组( P<0.01)。
(三) 饱和磷脂 A组为(89.04±25.86)μg/kg;B组(69.57±23.58)μg/kg，与对照组比较无 显著 差异(P>0.05)；C组(42.14±7.88)μg/kg，较对照组(P<0.001)和缺血组(P <0.01)均明显降低。
(四) 饱和磷脂/总磷脂比值 A组为(42.0±6.7)%；B组(37.6±7.7)%(两组间P>0. 05);C组(28.4±4.6)%(与A组比P<0.001；与B组比P<0.01)。
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(五) 饱和磷脂/总蛋白比值 A组为(17.20±2.93)μg/mg；B组(9.24±2.69)μg/mg(与A组 比 P<0.01);C组(4.69±0.98)μg/mg(与A组比P<0.001；与B组比P<0.01)。
三、病理检查
A组：肺组织切片无病理改变；B组：肺组织内毛细血管充血，间质增宽水肿，炎症细胞渗出 ；C组：肺组织内毛细血管充血，间质增宽水肿，炎症细胞渗出，部分肺泡不张，肺泡水肿 ，肺出血。
讨 论
肠道缺血使肠道组织灌注停止，粘膜细胞缺氧，ATP生成减少，贮存耗尽，产生一系列损伤 。再灌注时，富氧血流进入损伤的组织，可产生进一步损伤，其主要原因是黄嘌呤氧化酶系 统激活及吞噬细胞“呼吸爆发”作用，产生大量氧自由基[4，5]。除了直接肠粘 膜 损伤作用外，氧自由基还可引发一系列复杂的生物活性分子的产生和反应；如吞噬细胞激活 ，内毒素释放，补体激活，花生四烯酸代谢激活(生成前列腺素、血栓素等)[1,4～6] 。同时，由于肠道的损伤，可产生肠道菌群的移位，进入淋巴及血液循环[7]。 无需置疑，这一系列反应可引发多器官系统功能衰竭(MOSF)，其中急性肺损伤为MOSF中较常 见和危重的情况[5,8]。本实验中大白鼠肠道缺血、再灌注后肺干/湿比值较对照组 明显降低，证实肠道缺血再灌注后存在肺水肿表现。病理检查也显示，肠道缺血后肺组织内 毛细血管扩张，充血，间质增宽和炎症细胞渗出；再灌注后部分肺泡不张，肺泡水肿，肺出 血。说明肠道缺血再灌注可引起急性肺损伤；早期表现为肺间质水肿。进一步引起肺不张， 肺泡水肿，出血，并形成恶性循环，临床上产生RDS现象。
, 百拇医药
关于产生急性肺损伤、RDS的病理机制，David等用以125I标记的牛血清白蛋白(1 25I-BSA)注入大白鼠体循环内，发现肠道缺血再灌注后，肺泡灌洗液中125I-BSA浓度明显增高。他们认为肠道缺血再灌注后，激活中性粒细胞，使肺毛细血管通透性增高， 血浆渗出，导致肺泡内大量蛋白渗出，肺不张和肺出血等改变。本实验数据亦表明，在肺泡 灌洗液中，缺血组和再灌注组中蛋白质含量较对照组显著增加。总磷脂、饱和磷脂在缺血组 虽无显著变化，但饱和磷脂/总蛋白质比值显著降低，且再灌注后以上指标较对照组均显著 降 低，较缺血组亦降低明显。而肺表面活性物质(PS)成分主要为饱和磷脂，蛋白质为抑制PS活 性的物质[9]。肺泡灌洗液中饱和磷脂及饱和磷脂/总蛋白比值的降低，证实PS含 量及活性降低。PS具有维持肺呼吸功能及降低肺泡表面张力，防止肺不张和肺泡渗漏等重要 作用，如PS总量及活性降低，将使呼吸功能受损[2]。故本实验结果表明，肠道缺 血再灌注损伤后的肺功能障碍为PS含量及活性降低的结果，可否早期补充PS来防止或减轻RD S产生是进一步实验研究的方向。
, 百拇医药
注释：本课题为上海市“曙光计划”和“百人培养计划”资助
参考文献
1 David J.Evidence for neutrophil-relatecd acute lung injury after inte stinal ischemia-reperfusion.
Surgery, 1989,106:195-203.
2 陈超.新生儿肺出血时肺表面活性物质变化.上海医科大学学报，1991，18：141.
3 Lowry O, Rosebrough A. Protein measurement with the folin phenolreagen t. J Biol Chem,1951,193:265-275.
, http://www.100md.com
4 Grisham MB, Hernandez LA, Granger DN. Xanthine oxidase and neutrophil infiltration in intestinal
ischemia. Am J Physiol, 1986,251:G567-574.
5 Vedder NB, Winn PK, Rice CL, et al. A monoclonal antibody to the adher ence-promoting leukocyte
glycoprotein, CD18, reduces organ injury and improves survival from hemorrh agic shock and
resuscitation in rabbits. J Chin Invest, 1988,81:933-944.
, 百拇医药
6 Oldham KT, Guice KS, Till GO, et al. Activation of complement by hydro xyl radical in thermal injury.
Surgery, 1988,140:272-279.
7 Deitch EA, Berg R, Specian R. Endotoxin promotes the translocation of bacteria from the gut. Arch
Surg, 1987,122:185-190.
8 Matuschak GM, Rinaldo JE. Organ interactions in the adult respiratory distress syndrome during
sepsis. Chest, 1988,94:400-406.
9 Akino T. Lipid components of the surfactant system. In:Robertson B, V an Golde LMG, Batenburg JJ
(Eds). Pulmonary surfactant. Elsevier, Amsterdam, 1992 .19-31.
收稿：1999-01-12, http://www.100md.com
单位：200032 上海医科大学附属儿科医院外科
关键词：急性肺损伤；缺血再灌注；肺表面活性物质
上海学报Shanghai Medical Journal1999年4月 第22卷 第4期 1999 【摘要】 目的 测定大白鼠肠道缺血再灌注损伤后肺表面活性物质(PS)的浓度及活力，结合肺组织病理改变 ，探讨急性肺损伤的病理机制。方法 健康雄性SD大白鼠随机分三组：A组(对照)；B组(肠缺血60分钟)；C 组(肠缺血60分钟再灌注120分钟)。右肺灌洗后，测灌洗液中总蛋白(TP)、总磷脂(TPL)、饱 和磷脂(DSPC)浓度；测左肺上叶干/湿比值；左肺下叶病理检查。结果 1、肠道缺血再灌注后肺泡灌洗液中蛋白质含量显著升高(A组与C组 比较P<0.01)；再灌注后总磷脂含量明显低于对照组(P<0.01)。2、肺干/湿比值 ： 缺血组较对照组明显降低P<0.05；再灌注组较对照组降低更为显著P<0.01。3、 病理检查：B组：肺组织内毛细血管充血，间质增宽，水肿，炎症细胞渗出。C组：肺组织内 毛细血管充血，间质增宽，水肿，炎症细胞渗出，部分肺泡不张，肺泡水肿，肺出血。结论 肠道缺血再灌注可引起急性肺充血、水肿肺泡不张和肺出血等损 伤；在急性肺损伤中，肺表面活性物质的含量明显降低及活力的明显减弱可能为肺部病理改 变的原因。
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Study of acute lung injury after intestinal ischemia-reperfusion in rats LI Hao, ZHEN Shan, SUN Bo. Depantment of Pediatric. Surgery, Children's Hospital, Shanghai Medical Un iversity, 200032
【Abstract】 Objective To determine the pulmona ry surfactant changes in acute lung injury of adult rats with ischemia -reperfusion of intestine. Methods Healthy S-D rats (bw 200～250g) were anesthetized and divided into 3 groups: A group as control; B group with SMA occlusion for 60min a nd C group with intestinal ischemia for 60min and reperfusion for 120min. The le ft lung was used for measurements of dry/wet weight ratio (D/W) and histopathology , whileas the right lung was lavaged and determined the total proteins (TP), dis aturated phosphatidylcholine (DSPC), and total phospholipids (TPL) in the lavage fluid. Results 1. The values and activities of PS: TP:The TP were high er after intestinal ischemia (P<0.01) and were obviously higher after i nte stinal ischemia-reperfusion. (PCvsA<0.001;PCvsB<0.05). T PL: The va lues of TPL and DSPC after ischemia-reperfusion were lower than those in the c ontrol (P<0.01). 2. There was pulmonary edema after intestinal ischemia and b eing more severe after reperfusion. (D/ W PBVsA<0.05;PCVsA<0.01 ) 3. Path ological examination: There was engorgement in pulmonary vessels, interstitial edema and inflammatory cellular infiltration in group B and group C. But in group C, hemo rrhage and atelectasis were also present.Conclusion I/ R resulted in severe lung injuries, as seen by d ec rease of DSPC and increase of protein in alveolar space which may lead to a seco ndary surfactant deficiency and pulmonary dysfunction.(Shanghai Med J, 1999,22∶ 207-209)
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【Key words】 Acute lung injury Ischemia reperfusi on Pulmonary surfactant
肠道缺血再灌注损伤是临床上众多疾病的病理基础，可产生以肠道损伤为中心的多器官 功能衰竭，其中呼吸窘迫综合征(RDS)是较多见而危重的并发症。但其病理机制尚未明确， 目前治疗方法仍停留在对症处理上。
本实验的目的在于通过测定大白鼠肠道缺血再灌注后肺表面活性物质(PS)的含量及活力，结 合肺病理改变，进一步探讨急性肺损伤的病理机制，为临床这类病人发生RDS后的治疗提供 依据。
材料与方法
一、动物模型的建立
健康雄性SD大白鼠26只(体重200～250g)。随机分为：A组(正常对照8只)；B组(单纯肠缺 血9只)；C组(肠缺血再灌注9只)。
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术前禁食8小时。腹腔注射异戊巴比妥(50mg/kg)。麻醉后，取腹中线切口，开腹，分离肠系 膜上动脉。A组不作处理；B组结扎肠系膜上动脉；C组用血管阻断钳阻断肠系膜上动脉血流 。分别关闭腹腔。60分钟后B组为缺血模型；C组去除血管阻断钳，见肠系膜上动脉搏动恢 复，120分钟后C组即为再灌注模型[1]。操作中注意补充37°C 0.9%生理盐水，防 止体液过多丧失所致休克。
二、肺损伤测定
模型制作成功后，即行气管切开，插入硅胶管(直径0.2cm)，随后打开双侧胸腔，结扎左侧 肺门，以0.9%生理盐水10毫升*公斤-1*次-1进行右肺灌洗，共8次[2]。 收集灌洗液，测总液量，平均回收率为(89.97±4.61)%。灌洗液离心(2 000转/分)5分钟， 上清液置-20°C保存。
各取1ml灌洗液分别测总磷脂、饱和磷脂浓度；50μl测总蛋白浓度(Lowzy's法)[3]。
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病理检查：取左肺上叶，称湿重，后于300°C，5小时烤干，再称干重，记录干/湿比值。左 肺下叶以5%福尔马林溶液固定，石蜡包埋，切片，光镜下病理检查。
三、统计方法
所有数据均以x±s表示，输入Epi-info统计软件进行方差分析。以P<0.05 为差异有显著性。
结 果
一、肺干/湿比值
A组为(29.5±5.2)%；B组(24.4±5.8)%；C组(22.1±4.6)%。缺血组较对照组肺干/湿比值明 显降低(P<0.05)；再灌注组肺干/湿比值较对照组降低更为显著(P<0.01)。
二、肺表面活性物质(PS)含量及活性
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(一) 蛋白质 A组为(5.14±0.89)mg/kg；B组(7.54±1.52)mg/kg；较对照组明显升高(P < 0.01)；C组(9.13±1.34)mg/kg，较对照组升高更为显著(P<0.001)，且较单纯肠缺 血组也有统计学上的差异(P<0.05)。
(二) 总磷脂 A组为(210.42±38.57)μg/kg;B组(189.59±68.62)μg/kg，较对照组略为降 低， 但无统计意义(P>0.05)；C组(142.59±36.89)μg/kg，明显低于对照组和缺血组( P<0.01)。
(三) 饱和磷脂 A组为(89.04±25.86)μg/kg;B组(69.57±23.58)μg/kg，与对照组比较无 显著 差异(P>0.05)；C组(42.14±7.88)μg/kg，较对照组(P<0.001)和缺血组(P <0.01)均明显降低。
(四) 饱和磷脂/总磷脂比值 A组为(42.0±6.7)%；B组(37.6±7.7)%(两组间P>0. 05);C组(28.4±4.6)%(与A组比P<0.001；与B组比P<0.01)。
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(五) 饱和磷脂/总蛋白比值 A组为(17.20±2.93)μg/mg；B组(9.24±2.69)μg/mg(与A组 比 P<0.01);C组(4.69±0.98)μg/mg(与A组比P<0.001；与B组比P<0.01)。
三、病理检查
A组：肺组织切片无病理改变；B组：肺组织内毛细血管充血，间质增宽水肿，炎症细胞渗出 ；C组：肺组织内毛细血管充血，间质增宽水肿，炎症细胞渗出，部分肺泡不张，肺泡水肿 ，肺出血。
讨 论
肠道缺血使肠道组织灌注停止，粘膜细胞缺氧，ATP生成减少，贮存耗尽，产生一系列损伤 。再灌注时，富氧血流进入损伤的组织，可产生进一步损伤，其主要原因是黄嘌呤氧化酶系 统激活及吞噬细胞“呼吸爆发”作用，产生大量氧自由基[4，5]。除了直接肠粘 膜 损伤作用外，氧自由基还可引发一系列复杂的生物活性分子的产生和反应；如吞噬细胞激活 ，内毒素释放，补体激活，花生四烯酸代谢激活(生成前列腺素、血栓素等)[1,4～6] 。同时，由于肠道的损伤，可产生肠道菌群的移位，进入淋巴及血液循环[7]。 无需置疑，这一系列反应可引发多器官系统功能衰竭(MOSF)，其中急性肺损伤为MOSF中较常 见和危重的情况[5,8]。本实验中大白鼠肠道缺血、再灌注后肺干/湿比值较对照组 明显降低，证实肠道缺血再灌注后存在肺水肿表现。病理检查也显示，肠道缺血后肺组织内 毛细血管扩张，充血，间质增宽和炎症细胞渗出；再灌注后部分肺泡不张，肺泡水肿，肺出 血。说明肠道缺血再灌注可引起急性肺损伤；早期表现为肺间质水肿。进一步引起肺不张， 肺泡水肿，出血，并形成恶性循环，临床上产生RDS现象。
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关于产生急性肺损伤、RDS的病理机制，David等用以125I标记的牛血清白蛋白(1 25I-BSA)注入大白鼠体循环内，发现肠道缺血再灌注后，肺泡灌洗液中125I-BSA浓度明显增高。他们认为肠道缺血再灌注后，激活中性粒细胞，使肺毛细血管通透性增高， 血浆渗出，导致肺泡内大量蛋白渗出，肺不张和肺出血等改变。本实验数据亦表明，在肺泡 灌洗液中，缺血组和再灌注组中蛋白质含量较对照组显著增加。总磷脂、饱和磷脂在缺血组 虽无显著变化，但饱和磷脂/总蛋白质比值显著降低，且再灌注后以上指标较对照组均显著 降 低，较缺血组亦降低明显。而肺表面活性物质(PS)成分主要为饱和磷脂，蛋白质为抑制PS活 性的物质[9]。肺泡灌洗液中饱和磷脂及饱和磷脂/总蛋白比值的降低，证实PS含 量及活性降低。PS具有维持肺呼吸功能及降低肺泡表面张力，防止肺不张和肺泡渗漏等重要 作用，如PS总量及活性降低，将使呼吸功能受损[2]。故本实验结果表明，肠道缺 血再灌注损伤后的肺功能障碍为PS含量及活性降低的结果，可否早期补充PS来防止或减轻RD S产生是进一步实验研究的方向。
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注释：本课题为上海市“曙光计划”和“百人培养计划”资助
参考文献
1 David J.Evidence for neutrophil-relatecd acute lung injury after inte stinal ischemia-reperfusion.
Surgery, 1989,106:195-203.
2 陈超.新生儿肺出血时肺表面活性物质变化.上海医科大学学报，1991，18：141.
3 Lowry O, Rosebrough A. Protein measurement with the folin phenolreagen t. J Biol Chem,1951,193:265-275.
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4 Grisham MB, Hernandez LA, Granger DN. Xanthine oxidase and neutrophil infiltration in intestinal
ischemia. Am J Physiol, 1986,251:G567-574.
5 Vedder NB, Winn PK, Rice CL, et al. A monoclonal antibody to the adher ence-promoting leukocyte
glycoprotein, CD18, reduces organ injury and improves survival from hemorrh agic shock and
resuscitation in rabbits. J Chin Invest, 1988,81:933-944.
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6 Oldham KT, Guice KS, Till GO, et al. Activation of complement by hydro xyl radical in thermal injury.
Surgery, 1988,140:272-279.
7 Deitch EA, Berg R, Specian R. Endotoxin promotes the translocation of bacteria from the gut. Arch
Surg, 1987,122:185-190.
8 Matuschak GM, Rinaldo JE. Organ interactions in the adult respiratory distress syndrome during
sepsis. Chest, 1988,94:400-406.
9 Akino T. Lipid components of the surfactant system. In:Robertson B, V an Golde LMG, Batenburg JJ
(Eds). Pulmonary surfactant. Elsevier, Amsterdam, 1992 .19-31.
收稿：1999-01-12, http://www.100md.com