肺缺血再灌注损伤后TNFα、IL-6和IL-8的变化及其意义
作者：向明章 蒋耀光 王如文 范士志 牛会军
单位：向明章 第三军医大学新桥医院胸外科 400037； 蒋耀光 王如文 范士志 牛会军 第三军医大学大坪医院胸外科
关键词：肺缺血再灌注损伤；细胞因子
重庆医学990103
摘要 为探讨炎性细胞因子在肺缺血再灌注损伤发病机制中的作用，采用大鼠在体温缺血再灌注模型，动态测定了肺组织和血浆肿瘤坏死因子α(TNFα)、白介素-6(IL-6)和白介素-8(IL-8)含量的变化。结果表明，肺缺血再灌注损伤早期肺组织TNFα、IL-6、IL-8相继释放增加，上述因子的血浆变化滞后于肺组织变化。提示炎性细胞因子参与了肺缺血再灌注损伤的发生和发展过程。
The Changes of TNFα,IL-6 and IL-8 in Lung and Plasma
, 百拇医药
in Rats With Lung Ischemia-reperfusion Injury and Their Singificances
Xiang Mingzheng,et al.Department of Thoracic Surgery,The Xinqiao Hospital of Third Militarty medical University,Chongqing 400037
Abstract To investigate the role of inflammatory cytokines in the pathogenesis of lung ischemia-reperfusion injury,the rat ischemia model with occlusion of left hilus for 45-minute was set up and the changes of levels of TNFα,IL-6 and IL-8 in lung tissues and plasma were dynamically observed during lung ischenia-reperfusion. The results showed that the releases of TNFα,IL-6 and IL-8 in lung tissues were successively increased in the early stage of lung damage and the alterations of above-mentioned cytokines in plasma lagged those in lung tissues. It is concluded that inflammatory cytokines could participated in the onset and development of lung ischemia-reperfusion injury.
, 百拇医药
Key wards Iung ischemia-reperfusion injury cytokine
肺缺血再灌注损伤是引起早期肺功能障碍的重要原因。近年来，有关急性肺损伤以及细胞因子的许多研究深化了对肺缺血再灌注损伤发病机制的认识。本研究采用大鼠肺在体温缺血再灌注模型，观察了损伤大鼠早期肺组织和血浆TNFα、IL-6和IL-8的变化，探讨其在肺缺血再灌注损伤发病中的作用。
材料与方法
1 动物模型与分组：健康Wistar大鼠，体重200～250g，雌雄不拘。30%戍巴比妥钠40mg/kg B.W腹腔麻醉，气管切开、插管接呼吸机控制呼吸，右颈动脉、静脉插管分别接水银检压计和微泵，经左第五肋间开胸，游离左肺门，静脉注射50u肝素5分钟后于吸气末用无创血管夹阻断左主支气管、左肺动脉和左肺静脉，45分钟后开放行再灌注[1]。48只大鼠随机分为：①损伤组(IRn=24)：肺门游离后夹闭阻断，继行再灌注；②手术对照组(SOn=24)：肺门游离后不夹闭阻断。实验期间按4ml/kg B.W/h经微泵补人林格氏液。各组分4个时组点各处死6只动物，留取标本。
, 百拇医药
2 肺组织及血浆TNFα、IL-6和IL-8含量：采用放免法检测TNFα、IL-6和IL-8均采用酶联免疫吸附法测定。Lowry法测定蛋白质浓度。
3 统计学处理：数据以
±S表示，采用t检验。以P<0.05为差异显著，P<0.01为差异非常显著。
结果
1 肺组织和血浆TNFα含量变化，见表1。IR组肺组织各时相TNFα含量递增，再灌注1h后已明显高于SO组(P<0.05)，4h仍呈升高趋势。血浆TNFα含量虽有升高，但与SO组无明显差别。
表1 肺组织和血浆TNFα含量变化(n=6，±s) 时间
, http://www.100md.com
肺组织(ng/mg蛋白)
血浆(ng/ml)
SO
IR
SO
IR
缺血后
6.40±1.01
7.79±1.02
1.23±0.17
1.58±0.13
再灌注后1h
, 百拇医药
6.75±0.84
9.07±0.87*
1.47±0.19
1.70±0.16
再灌注后2h
6.93±0.93
9.77±0.85**
1.62±0.13
1.93±0.15
再灌注后4h
7.01±1.25
9.94±1.19**
, http://www.100md.com
1.77±0.16
1.97±0.16
注：与SO比较*P<0.05，**P<0.01
2 肺组织和血浆IL-6含量变化，见表2。再灌注2h后IR组肺组织IL-6含量开始升高，4h时明显高于SO组水平(P<0.01)。血浆IL-6含量变化不明显。
表2 肺组织和血浆IL-6含量变化(n=6，±s) 时间
肺组织(ng/mg蛋白)
血浆(ng/ml)
SO
, http://www.100md.com
IR
SO
IR
缺血后
2.16±0.32
2.21±0.40
0.42±0.06
0.44±0.04
再灌注后1h
2.20±0.36
2.22±0.31
0.43±0.06
, http://www.100md.com
0.45±0.04
再灌注后2h
2.22±0.33
2.42±0.30
0.43±0.04
0.45±0.07
再灌注后4h
2.23±0.37
3.19±0.29**
0.44±0.06
0.45±0.05
, 百拇医药 注：与SO比较**P<0.01
3 肺组织和血浆IL-8含量变化，见表3。再灌注4h后，IR组肺组织IL-8水平明显升高(P<0.05)。血浆IL-8水平不明显。
表3 肺组织和血浆IL-8含量变化(n=6，±s) 时间
肺组织(ng/mg蛋白)
血浆(ng/ml)
SO
IR
SO
IR
, http://www.100md.com 缺血后
2.49±0.38
2.52±0.32
0.29±0.06
0.29±0.06
再灌注后1h
2.49±0.33
2.55±0.38
0.29±0.06
0.29±0.06
再灌注后2h
2.50±0.40
, http://www.100md.com
2.56±0.34
0.29±0.07
0.29±0.06
再灌注后4h
2.51±0.35
3.20±0.34*
0.29±0.06
0.29±0.08
注：与SO比较*P<0.05
讨论
肺的许多细胞和分子变化受控于庞大的细胞因子网络。这种网络发挥着细胞外信号蛋白的作用[2]。细胞因子的参与是脓毒症发病的关键环节，其中，主要由单核/巨噬细胞等分泌的细胞因子TNFα、IL-1、IL-6和IL-8在脓毒症发病机制中发挥重要作用[3]。业已证实，Ⅱ型肺泡细胞受刺激后分泌IL-6、IL-8、干扰素(IFN)和其他细胞因子参与复杂的肺泡内细胞因子网络；大鼠Ⅱ型肺泡细胞分泌的IL-6比肺泡巨噬细胞(AM)高出5倍[4]。动物实验表明，移植肺支气管肺泡灌洗液中TNFα、IL-2、r-IFN和IL-6早期明显升高[5，6]。兔肺再灌注损伤时肺内中性粒细胞(PMN)的主要趋化因子之一IL-8明显增加，给予IL-8单克隆抗体可阻滞PMN浸润，减轻肺损伤[7]。显然，细胞因子也参与了肺缺血再灌注损伤的发生和发展过程。
, 百拇医药
本研究发现，肺缺血后，肺组织TNFα水平升高，再灌注后各时相持续升高，肺组织IL-6、IL-8在缺血后无明显变化，在再灌注4h后明显升高，其中IL-6的升幅高于IL-8，表明肺缺血再灌注后，肺内TNFα首先升高，升幅最大，其次为IL-6，而IL-8的升高偏晚，升幅最小。可见，在本研究的细胞因子中，TNFα是肺缺血再灌注后最早释放的细胞因子。Cerami研究发现，抗TNFα抗体不仅可完全中和休克时血浆TNFα水平的升高，还可完全抑制单核细胞产生IL-1、IL-6[8]。体外研究也表明TNFα可刺激单核/巨噬细胞产生IL-1、IL-6，并呈剂量依赖性[9，10]，还能促进培养的人气管上皮细胞及人肺泡上皮细胞系A549表达IL-8，使其转录和分泌持续增加[11]。这些研究提示TNFα可能是众多细胞因子的重要启动因子，可上调其他细胞因子的产生，这在局部炎症的放大中具有重要意义。
, 百拇医药
本研究还发现，血浆TNFα水平也有升高，但升幅不大，其峰值为1.97±0.16ng/ml，显然明显低于肺组织TNFα峰值水平(9.94±1.19ng/ml蛋白)，但整个实验过程中，血浆IL-6、IL-8水平变化不明显。这一方面表明肺缺血再灌注损伤早期上述因子血浆水平的变化滞后于肺组织的变化，另一方面也提示肺缺血再灌注损伤时肺内炎性细胞因子主要由肺内产生并留存于肺组织，说明与其内分泌活性相比，细胞因子的旁分泌/自分泌活性在肺缺血再灌注损伤中可能具有更重要的病理意义。上述细胞因子血浆变化趋势是否与肺内动态变化相一致，尚待进一步研究。
本研究初步显示了大鼠肺缺血再灌注损伤早期TNFα、IL-6和IL-8的变化特点，这些变化表明了其在肺缺血再灌注损伤发病中的作用。适当应用抗炎性细胞因子治疗，可能有益于控制炎症放大作用，避免或减轻肺缺血再灌注损伤。
参考文献：
, http://www.100md.com
1 Eppinger MJ, Ward PA, Jones ML, et al. Ann Thorac Surg,1995,60:1169
2 Kelley J.Am Rev Respir Dis,1990;141:765
3 张曼.中国危重病急救医学.1996;7:184
4 Novick RJ,Gehman KE,Ali Is,et al.Ann Thorac Surg,1996;62:302
5 Serrick C,Adoumie R,Giaid A,et al.Transplantation,1994;58:1158
6 Rolfe MW, Kunkel SL, DeMeester SR, et al. Am Rev Respir Dis,1993;147:1010
, http://www.100md.com
7 Sekido N, Harada A, Watanabe Y, et al.Nature ,1993;365:654
8 Cerami A.Clin Immunol Immunopath,1992;62:53
9 Michie HR,Manogue KR,Spriggs DR,et al.N Engl J Med,1988;318:1481
10 Kasid A, Director EP, Rosenberg SA, Ann N Y Acad Sci,1989;557:564
11 Kwon OJ, Au BT, Collins PD, et al. Am J Physiol,1994;267:L398, 百拇医药
单位：向明章 第三军医大学新桥医院胸外科 400037； 蒋耀光 王如文 范士志 牛会军 第三军医大学大坪医院胸外科
关键词：肺缺血再灌注损伤；细胞因子
重庆医学990103
摘要 为探讨炎性细胞因子在肺缺血再灌注损伤发病机制中的作用，采用大鼠在体温缺血再灌注模型，动态测定了肺组织和血浆肿瘤坏死因子α(TNFα)、白介素-6(IL-6)和白介素-8(IL-8)含量的变化。结果表明，肺缺血再灌注损伤早期肺组织TNFα、IL-6、IL-8相继释放增加，上述因子的血浆变化滞后于肺组织变化。提示炎性细胞因子参与了肺缺血再灌注损伤的发生和发展过程。
The Changes of TNFα,IL-6 and IL-8 in Lung and Plasma
, 百拇医药
in Rats With Lung Ischemia-reperfusion Injury and Their Singificances
Xiang Mingzheng,et al.Department of Thoracic Surgery,The Xinqiao Hospital of Third Militarty medical University,Chongqing 400037
Abstract To investigate the role of inflammatory cytokines in the pathogenesis of lung ischemia-reperfusion injury,the rat ischemia model with occlusion of left hilus for 45-minute was set up and the changes of levels of TNFα,IL-6 and IL-8 in lung tissues and plasma were dynamically observed during lung ischenia-reperfusion. The results showed that the releases of TNFα,IL-6 and IL-8 in lung tissues were successively increased in the early stage of lung damage and the alterations of above-mentioned cytokines in plasma lagged those in lung tissues. It is concluded that inflammatory cytokines could participated in the onset and development of lung ischemia-reperfusion injury.
, 百拇医药
Key wards Iung ischemia-reperfusion injury cytokine
肺缺血再灌注损伤是引起早期肺功能障碍的重要原因。近年来，有关急性肺损伤以及细胞因子的许多研究深化了对肺缺血再灌注损伤发病机制的认识。本研究采用大鼠肺在体温缺血再灌注模型，观察了损伤大鼠早期肺组织和血浆TNFα、IL-6和IL-8的变化，探讨其在肺缺血再灌注损伤发病中的作用。
材料与方法
1 动物模型与分组：健康Wistar大鼠，体重200～250g，雌雄不拘。30%戍巴比妥钠40mg/kg B.W腹腔麻醉，气管切开、插管接呼吸机控制呼吸，右颈动脉、静脉插管分别接水银检压计和微泵，经左第五肋间开胸，游离左肺门，静脉注射50u肝素5分钟后于吸气末用无创血管夹阻断左主支气管、左肺动脉和左肺静脉，45分钟后开放行再灌注[1]。48只大鼠随机分为：①损伤组(IRn=24)：肺门游离后夹闭阻断，继行再灌注；②手术对照组(SOn=24)：肺门游离后不夹闭阻断。实验期间按4ml/kg B.W/h经微泵补人林格氏液。各组分4个时组点各处死6只动物，留取标本。
, 百拇医药
2 肺组织及血浆TNFα、IL-6和IL-8含量：采用放免法检测TNFα、IL-6和IL-8均采用酶联免疫吸附法测定。Lowry法测定蛋白质浓度。
3 统计学处理：数据以
±S表示，采用t检验。以P<0.05为差异显著，P<0.01为差异非常显著。结果
1 肺组织和血浆TNFα含量变化，见表1。IR组肺组织各时相TNFα含量递增，再灌注1h后已明显高于SO组(P<0.05)，4h仍呈升高趋势。血浆TNFα含量虽有升高，但与SO组无明显差别。
表1 肺组织和血浆TNFα含量变化(n=6，
±s) 时间, http://www.100md.com
肺组织(ng/mg蛋白)
血浆(ng/ml)
SO
IR
SO
IR
缺血后
6.40±1.01
7.79±1.02
1.23±0.17
1.58±0.13
再灌注后1h
, 百拇医药
6.75±0.84
9.07±0.87*
1.47±0.19
1.70±0.16
再灌注后2h
6.93±0.93
9.77±0.85**
1.62±0.13
1.93±0.15
再灌注后4h
7.01±1.25
9.94±1.19**
, http://www.100md.com
1.77±0.16
1.97±0.16
注：与SO比较*P<0.05，**P<0.01
2 肺组织和血浆IL-6含量变化，见表2。再灌注2h后IR组肺组织IL-6含量开始升高，4h时明显高于SO组水平(P<0.01)。血浆IL-6含量变化不明显。
表2 肺组织和血浆IL-6含量变化(n=6，
±s) 时间肺组织(ng/mg蛋白)
血浆(ng/ml)
SO
, http://www.100md.com
IR
SO
IR
缺血后
2.16±0.32
2.21±0.40
0.42±0.06
0.44±0.04
再灌注后1h
2.20±0.36
2.22±0.31
0.43±0.06
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0.45±0.04
再灌注后2h
2.22±0.33
2.42±0.30
0.43±0.04
0.45±0.07
再灌注后4h
2.23±0.37
3.19±0.29**
0.44±0.06
0.45±0.05
, 百拇医药 注：与SO比较**P<0.01
3 肺组织和血浆IL-8含量变化，见表3。再灌注4h后，IR组肺组织IL-8水平明显升高(P<0.05)。血浆IL-8水平不明显。
表3 肺组织和血浆IL-8含量变化(n=6，
±s) 时间肺组织(ng/mg蛋白)
血浆(ng/ml)
SO
IR
SO
IR
, http://www.100md.com 缺血后
2.49±0.38
2.52±0.32
0.29±0.06
0.29±0.06
再灌注后1h
2.49±0.33
2.55±0.38
0.29±0.06
0.29±0.06
再灌注后2h
2.50±0.40
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2.56±0.34
0.29±0.07
0.29±0.06
再灌注后4h
2.51±0.35
3.20±0.34*
0.29±0.06
0.29±0.08
注：与SO比较*P<0.05
讨论
肺的许多细胞和分子变化受控于庞大的细胞因子网络。这种网络发挥着细胞外信号蛋白的作用[2]。细胞因子的参与是脓毒症发病的关键环节，其中，主要由单核/巨噬细胞等分泌的细胞因子TNFα、IL-1、IL-6和IL-8在脓毒症发病机制中发挥重要作用[3]。业已证实，Ⅱ型肺泡细胞受刺激后分泌IL-6、IL-8、干扰素(IFN)和其他细胞因子参与复杂的肺泡内细胞因子网络；大鼠Ⅱ型肺泡细胞分泌的IL-6比肺泡巨噬细胞(AM)高出5倍[4]。动物实验表明，移植肺支气管肺泡灌洗液中TNFα、IL-2、r-IFN和IL-6早期明显升高[5，6]。兔肺再灌注损伤时肺内中性粒细胞(PMN)的主要趋化因子之一IL-8明显增加，给予IL-8单克隆抗体可阻滞PMN浸润，减轻肺损伤[7]。显然，细胞因子也参与了肺缺血再灌注损伤的发生和发展过程。
, 百拇医药
本研究发现，肺缺血后，肺组织TNFα水平升高，再灌注后各时相持续升高，肺组织IL-6、IL-8在缺血后无明显变化，在再灌注4h后明显升高，其中IL-6的升幅高于IL-8，表明肺缺血再灌注后，肺内TNFα首先升高，升幅最大，其次为IL-6，而IL-8的升高偏晚，升幅最小。可见，在本研究的细胞因子中，TNFα是肺缺血再灌注后最早释放的细胞因子。Cerami研究发现，抗TNFα抗体不仅可完全中和休克时血浆TNFα水平的升高，还可完全抑制单核细胞产生IL-1、IL-6[8]。体外研究也表明TNFα可刺激单核/巨噬细胞产生IL-1、IL-6，并呈剂量依赖性[9，10]，还能促进培养的人气管上皮细胞及人肺泡上皮细胞系A549表达IL-8，使其转录和分泌持续增加[11]。这些研究提示TNFα可能是众多细胞因子的重要启动因子，可上调其他细胞因子的产生，这在局部炎症的放大中具有重要意义。
, 百拇医药
本研究还发现，血浆TNFα水平也有升高，但升幅不大，其峰值为1.97±0.16ng/ml，显然明显低于肺组织TNFα峰值水平(9.94±1.19ng/ml蛋白)，但整个实验过程中，血浆IL-6、IL-8水平变化不明显。这一方面表明肺缺血再灌注损伤早期上述因子血浆水平的变化滞后于肺组织的变化，另一方面也提示肺缺血再灌注损伤时肺内炎性细胞因子主要由肺内产生并留存于肺组织，说明与其内分泌活性相比，细胞因子的旁分泌/自分泌活性在肺缺血再灌注损伤中可能具有更重要的病理意义。上述细胞因子血浆变化趋势是否与肺内动态变化相一致，尚待进一步研究。
本研究初步显示了大鼠肺缺血再灌注损伤早期TNFα、IL-6和IL-8的变化特点，这些变化表明了其在肺缺血再灌注损伤发病中的作用。适当应用抗炎性细胞因子治疗，可能有益于控制炎症放大作用，避免或减轻肺缺血再灌注损伤。
参考文献：
, http://www.100md.com
1 Eppinger MJ, Ward PA, Jones ML, et al. Ann Thorac Surg,1995,60:1169
2 Kelley J.Am Rev Respir Dis,1990;141:765
3 张曼.中国危重病急救医学.1996;7:184
4 Novick RJ,Gehman KE,Ali Is,et al.Ann Thorac Surg,1996;62:302
5 Serrick C,Adoumie R,Giaid A,et al.Transplantation,1994;58:1158
6 Rolfe MW, Kunkel SL, DeMeester SR, et al. Am Rev Respir Dis,1993;147:1010
, http://www.100md.com
7 Sekido N, Harada A, Watanabe Y, et al.Nature ,1993;365:654
8 Cerami A.Clin Immunol Immunopath,1992;62:53
9 Michie HR,Manogue KR,Spriggs DR,et al.N Engl J Med,1988;318:1481
10 Kasid A, Director EP, Rosenberg SA, Ann N Y Acad Sci,1989;557:564
11 Kwon OJ, Au BT, Collins PD, et al. Am J Physiol,1994;267:L398, 百拇医药