大黄对内毒素诱导致急性肺损伤的保护作用
作者：李春盛 周景 桂培春 何新华
单位：北京军区总医院急诊科，北京 100700
关键词：内毒素；肺损伤，急性；大黄；地塞米松
中国中西医术结合急救杂志000104摘 要：目的：探讨内毒素在急性肺损伤(ALI)中的作用机制及大黄、地塞米松对ALI的保护作用。方法：在Wistar大鼠舌下静脉注射内毒素(LPS)复制ALI动物模型。动物分为4组：LPS致伤组，对照组(生理盐水)，地塞米松治疗组，大黄治疗组。肉眼观察肺大体标本；普通光镜检查肺组织病理变化；电镜观察肺组织超微结构；测定ALI的生物学指标：肺湿重与干重比，肺泡灌洗液中中性粒细胞比例和蛋白含量，肺泡通透指数和肺毛细血管通透性。结果：LPS致伤组：大体见斑片状坏死；光镜下肺间质水肿，肺泡腔内可见大量红细胞渗出、中性粒细胞浸润和血浆蛋白渗出；电镜示肺血管内皮细胞损伤；肺湿重与干重比、肺泡灌洗液中中性粒细胞比例、蛋白含量及肺泡通透指数、肺毛细血管通透性均显著升高。地塞米松和大黄治疗组上述组织学检查结果均较LPS组明显减轻，肺损伤的生物学指标均较LPS组显著下降。结论：LPS致ALI的机制主要是直接损伤肺泡上皮和血管内皮细胞致肺泡毛细血管内皮屏障发生障碍，致血管通透性增加和中性粒细胞浸润。大黄及地塞米松对血管内皮和肺泡上皮具有保护作用。
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分类号：R563;R363.2 文献标识码：A
文章编号：1008-9691(2000)01-0013-04
Protective effect of rhubarb to endotoxin induced acute lung injury
LI Chun-sheng,ZHOU Jing,GUI Pei-chun,et al
(General Hospital of Beijing Command,PLA,Beijing 100700)
Abstract：Objective：To study of the role of endotoxin in acute lung injury (ALI) and protective effect of rhubarb and dexamethasone to them.Methods：Lipopolysaccharide(LPS) was injected into the sublingual vein of male Wistar rats to perform ALI animal model.The rats were divided into four groups:LPS group,control group,rhubarb group,and dexamethasone group.Macroscopic and histopathological examinations were performed and ultrastructure was examined by electron microscope.Biological markers were measured for the lung specimens.The indexes included lung wet/dry weight,the rate of neutrophils and protein content in the pulmonary alveolar lavage fluid,pulmonary vascular permeability and pulmonary alveolar permeability index.Results：The lung damaged by LPS was congestive,and plaque shaped necrosis could be seen in part of lung.Under light microscope in the LPS group,there were edema of lung interspace and a large amount of erythrocytes and neutrophils and plasma protein in the alveolar cavities.Pulmonary vascular endothelium was injuryed under electron microscope.Biological indexes:lung wet/dry weight,the rate of neutrophils and protein content in the pulmonary alveolar lavage fluid,pulmonary vascular permeability and pulmonary alveolar permeability index were correspondingly significantly high.In the groups with dexamethasone and rhubarb treatment,the histopathological changes were significantly milder,and the above biological indexes of lung injury was correspondingly decreased.Conclusions：Main machanism of ALI induced by LPS directly damaged pulmonary alveolar epithelium and vascular endothelium resulting in pulmonary alveolar capillary barrier dysfunction.This finding led to increase pulmonary vascular permeability and neutrophils infiltration in the pulmonary alveolar cavities.Rhubarb and dexamethasone have protective effects to pulmonary vascular endothelium and alveolar epithelium in ALI induced by LPS.
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Key words：endotoxin;acute lung injury;rhubarb;dexamethasone▲
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是临床常见的危急重症，其病理特征是中性粒细胞在肺内聚集，血管内凝血，肺毛细血管通透性增加致肺水肿，从而导致顽固性低氧血症而死亡[1]。截至目前为止，仍未发现有效的治疗方法。根据中医“肺与大肠相表里”的理论，在临床上有治疗肺热气喘用通腑(通大便)方法获良效的经验；中药大黄在《本草》中具有泻下攻积、清热泻火、解毒活血祛瘀的功效；现代医学研究证明其又具有退热、抗感染消炎及排除肠道及体内多种有害物质等作用[2]。这些功能和作用对ARDS的发病过程均具有针对性的治疗作用。为此，本研究旨在通过内毒素诱导的急性肺损伤(ALI)动物模型来观察大黄对肺的保护作用，并探讨其作用机制。
1 材料与方法
1.1 动物模型制备及分组：雄性Wistar大鼠(200～350 g)160只，购自中国预防医学科学院流行病学研究所实验动物部。称重后用乌拉坦1.2 g/kg腹腔内注射麻醉，舌下静脉注射内毒素(LPS，O55 B5 Sigma CO)5 mg/kg复制ALI动物模型。动物随机分为4组，每组40只。①对照(NS)组：舌下静脉注射生理盐水2小时后采集标本；②ALI组：注射LPS后2小时采集标本；③大黄(R)组：腹腔内注射大黄提取液(本院中药制剂室提供，每毫升含生药1 g)20 g/kg，1小时后注射LPS，2小时后采集标本；④地塞米松(D)组：腹腔内注射地塞米松70 mg/kg，1小时后注射LPS，2小时后采集标本。
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1.2 组织学检查：每组各取5只动物肺少许，经10%甲醛固定，石蜡包埋切片，HE染色后，用普通光学显微镜观察，并在此基础上再取肺组织切成1 mm3大小，用25%戊二醛溶液固定，然后固定于1% OSO4液中，乙醇、丙酮脱水，经Epon81包埋，制备超薄切片后，行轴铅双重染色，用Philips EM 400 T型透射电镜观察。
1.3 肺组织湿重与干重比、肺泡灌洗液中细胞计数比及蛋白含量测定：开胸取出肺脏，称湿重后，置烤箱(80 ℃，20小时)烤至衡重，称干重，计算湿重与干重比。另一批大鼠，开胸后行肺泡灌洗，灌洗液在显微镜下计数细胞总数和细胞分类。用Lowry法测定蛋白含量，计算肺通透指数(肺泡灌洗液蛋白与血浆蛋白比，LPI)。
1.4 肺血管通透性变化[3]：各组动物给药后均在注射LPS的同时从股静脉注射Evans蓝(50 mg/kg)，将动物开胸取出肺脏，剪去周围组织，将肺浸泡在甲酰胺溶液中(甲酰胺用量按体重20 mg/100 g)，置于45～50 ℃温箱中温育72小时，待组织中色素全部浸出，取出组织，离心(1 500 r/min)1分钟，取上清液，72型分光光度计620 nm比色，根据标准曲线计算Evans蓝含量来测定肺血管通透性变化。
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1.5 统计学方法：数据用均数±标准差(
)表示，2组间比较用t检验，多组间比较用方差分析。
2 结 果
2.1 大黄和地塞米松对LPS导致ALI时肺湿重与干重比、肺泡灌洗液中性粒细胞比、蛋白含量的影响：LPS致伤组肺湿重与干重比、肺泡清洗液中性粒细胞比、蛋白含量均较对照组显著增加(P均<0.01)；大黄、地塞米松治疗组肺湿重与干重比，肺泡灌洗液中性粒细胞比、蛋白含量较LPS致伤组显著降低(P<0.05或P<0.01)。结果表明，LPS可使鼠肺含水量增多，蛋白含量增加，促使中性粒细胞在肺内聚集，符合ALI的病理特征；用大黄和地塞米松干预治疗后使这些指标显著下降，证明这些药物对ALI有治疗作用。见表1。
表1 肺湿重与干重比和肺泡灌洗液中性粒
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细胞比及蛋白含量的变化() 组别
肺湿、干重比
中性粒细胞比
蛋白含量(mg/g)
LPS组
4.47±0.14 (11)
0.49±0.09 (6)
240.33±109.67 (6)
对照组
4.18±0.28**(11)
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0.23±0.10**(6)
62.17±19.13**(6)
地塞米松组
4.22±0.16**(11)
0.31±0.16*(5)
116.00±38.47*(5)
大黄组
4.24±0.14**(10)
0.37±0.09*(6)
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83.20±45.60*(5)
注：与LPS组比较：*P<0.05，**P<0.01；( )内为动物数
2.2 大黄、地塞米松对ALI时肺泡通透指数及肺血管通透性的影响：LPS致鼠ALI时LPI和肺血管通透性均显著高于对照组(P均<0.01)，表明致伤组肺水含量增加、肺泡灌洗液蛋白增多是由于肺血管和肺泡通透增加引起，证明LPS可使肺血管内皮细胞(VEC)和肺泡上皮细胞均受损伤，这也是ALI的显著病理改变之一。经大黄、地塞米松治疗后，上述两项指标较LPS组明显下降(P<0.05或P<0.01)，表明大黄和地塞米松对LPI和肺血管通透性这两个病理过程都有明显的抑制作用。见表2。
表2 大黄和地塞米松对LPS致ALI时
肺泡通透指数和血管通透性的影响() 组别
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LPI(×10-3)
Evans蓝(mg/L)
LPS组
4.78±1.90 (6)
6.08±0.73 (6)
对照组
1.90±0.28**(6)
2.70±0.78**(6)
地塞米松组
2.88±0.19*(5)
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3.90±0.78**(6)
大黄组
1.59±0.52**(5)
3.42±1.25**(5)
注：与LPS组比较：*P<0.05，**P<0.01；( )内为动物数
2.3 大黄、地塞米松治疗对LPS致ALI时大鼠肺组织病理学的影响：大体标本：LPS致伤鼠肺可见斑片状坏死，整个肺充血；地塞米松及大黄治疗后肺表面充血较LPS组明显减轻，斑片状坏死消失。光镜观察：LPS组肺间质水肿，弥漫性出血，肺泡腔内可见大量红细胞渗出和中性粒细胞浸润，血浆蛋白渗出增多，形成透明膜，肺泡隔增厚(图1)。对照组肺组织正常。大黄组肺组织渗出减轻，中性粒细胞及红细胞渗出减少(图2)。地塞米松组肺组织各种渗出明显减少，炎性细胞渗出减少(图3)。电镜观察：对照组肺血管内皮细胞完整无损。LPS组肺血管内皮细胞损伤，内皮不完整(图4)。大黄组肺血管内皮细胞完整，上皮完整(图5)。地塞米松组肺血管内皮细胞完整无损(图6)。
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图1 LPS组：肺泡内渗出增多，主要是血浆蛋白，肺间隔增厚，内有中性粒细胞和红细胞渗出(HE×400)
图2 大黄组：肺泡内渗出减少，中性粒细胞和红
细胞渗出明显减少(HE×100)
图3 地塞米松组：肺组织渗出减少，基本
无炎性细胞渗出(HE×100)
图4 LPS组：肺血管内皮细胞损伤，内皮不完整(×7 500)
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图5 大黄组：肺血管内皮细胞完整，肺上皮完整(×7 500)
图6 地塞米松组：肺血管内皮细胞完整无损(×7 500)
3 讨 论
3.1 LPS致肺损伤的机制：我们在Wistar大鼠舌下静脉注射LPS后2小时，实验动物即出现典型的ALI表现：LPS致伤鼠整个肺充血，表面可见斑片状或点状出血灶；光镜下显示肺间质水肿、弥漫性出血，肺泡内可见大量红细胞渗出和中性粒细胞、血浆蛋白浸润；电镜示肺血管内皮损伤；肺湿重与干重比、肺泡灌洗液中性粒细胞比、蛋白含量以及LPI和肺血管通透性均较对照组明显升高。表明在LPS致伤组不仅血管内皮细胞受损，而且肺泡上皮也受损，致使大量的蛋白和中性粒细胞等血管内容物渗漏到肺泡腔内，致肺泡灌洗液中蛋白含量和中性粒细胞比显著升高，肺湿重与干重比增加，表明肺水增加，这些变化均符合ALI的生物标志(肺水增加，肺毛细血管通透性增加，肺泡灌洗液中的中性粒细胞比和蛋白浓度增加等改变[4，5])，符合ALI的病理变化。LPS致ALI可能通过下列两个途径来实现：①肺毛细血管通透性增加：LPS可通过直接途径激活或损伤内皮细胞，内皮细胞在LPS刺激时可释放组织和细胞因子，产生白介素(IL)、生长因子和一氧化氮(NO)，表达粘附因子，共同引起内皮细胞骨架蛋白解聚和重组，细胞与细胞之间、细胞与基底膜间的粘附连接松解，细胞间缝隙形成，最后导致微血管通透性升高[6]。我们在电镜下观察到肺毛细血管内皮细胞受损这一病理改变，为其通透性增加、肺泡上皮毛细血管内皮屏障发生障碍提供了依据，正因为有这一病理改变的存在，致使血液成分大量渗漏到肺泡内，使肺水增加，蛋白含量增加，肺顺应性下降，通气功能障碍致低氧血症。②中性粒细胞在肺内聚集：中性粒细胞迁移到肺泡组织是LPS诱导ALI的显著特征[7]。Zhou等[8]在内毒素导致大鼠肺损伤的模型中发现，滞留于肺内的中性粒细胞是肺中产生的TNFα的来源之一。此后大量实验证明中性粒细胞能产生多种细胞因子如血小板激活因子(PAF)、IL1、IL8等，这些因子改变VEC骨架，破坏VEC的完整性，导致毛细血管通透性的增加。
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3.2 地塞米松、大黄对急性肺损伤的保护作用：无论是动物实验或临床实践均证明地塞米松对ALI、ARDS有治疗作用。由于地塞米松具有抗炎性细胞和炎性介质以及降低毛细血管通透性等作用[9]，故能使实验动物的肺湿重与干重比、肺泡灌洗液中的中性粒细胞比例和蛋白含量显著下降，使LPI、肺血管通透性下降。
肺是感染性疾病、脓毒症常累及的靶器官，常并发ALI进而发展为ARDS和多脏器功能不全综合征(MODS)而死亡。祖国医学对重症急性肺感染(即所谓的“肺热气喘”)根据肺与大肠相表里的基本理论，利用“通里攻下”的方法治疗取得显著疗效。我们根据许多感染性疾病常并发ALI或ARDS很类似中医肺热气喘的特征，拟用大黄提取液治疗内毒素诱导的ALI。研究表明：大黄治疗组肺大体标本以及普通光镜和电镜观察均比LPS致伤组鼠肺明显改善，肺湿重与干重比、肺泡灌洗液中蛋白含量及中性粒细胞比均较LPS致伤组明显减少，LPI和肺血管通透性也较LPS致伤组显著降低。在电镜下显示肺VEC完整，证明大黄对内毒素诱导的ALI具有明显保护作用。大黄在《本草》中具有泻下攻积、清热解毒、活血化瘀的功效。现代 医学研究证明其具有退热、抗感染、消炎、抑制多种细菌的作用，能降低毛细血管的通透性，使细胞外液向血管内转移，抗凝血、抗血栓形成，抗组胺、抑制氧自由基生成，能排除肠道及体内多种有害物质的作用[2，10]，因此临床上用大黄治疗急性坏死性胰腺炎和肝昏迷有良好的效果。动物实验证明大黄液可明显抑制大肠杆菌内毒素引起的发热以及降低血浆内毒素浓度，对体内超氧离子自由基有较强的清除率，对其生成反应有较强的抑制作用[10]。本实验也表明大黄具有降低肺血管通透性和肺泡通透指数的作用，也可以说大黄具有保护肺泡上皮和血管内皮的作用。光镜和电镜观察发现大黄组肺血管内皮完整也证明了这一点。对中性粒细胞比例的作用是由于降低肺血管通透性或肺泡通透指数的作用引起还是直接作用，仍需要进一步探讨。另外大黄对肺的保护作用是通过何种机制，如拮抗致炎因子或细胞因子或是通过激素作用，这些均需要进一步探讨。
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(致谢：本实验在中国医学科学院基础医学研究所病理生理研究室完成，承蒙孙仁宇教授的热情指导和扬红老师的无私帮助，特表示诚挚的感谢。)
作者简介：李春盛(1952-)，男(汉族)，山西省人，硕士，教授，主任医师。中华医学会急诊学会常委，全国复苏专业组副组长。主要研究方向为危重病的发病机制和治疗对策
参考文献：
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[4]Pittet J F,Mackersic R C,Martin T R,et al.Biological marker of acute lung injury:prognostic and pathogenesis significance.Am J Respir Crit Care Med,1997,155:1187-1205.
[5]Uchiba M,Okajiima K,Murakamik,et al.Endotoxin induced pulmonary vascular injury is mainly mediated by activated neutrophils in rats.Thromb Res,1995,78:117-125.
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, 百拇医药
[9]Meduri G U.The role of the host defence response in the progression and outcome of ARDS:pathophysiological correlations and response to glucocorticoid treatment.Euri Respir J,1996,9:2650-2670.
[10]王浴生，邓文龙，薛春生主编.中药药理与应用.第2版.北京：人民卫生出版社,1998.70-80.
收稿日期：1999-09-26
修稿日期：1999-12-05, 百拇医药
单位：北京军区总医院急诊科，北京 100700
关键词：内毒素；肺损伤，急性；大黄；地塞米松
中国中西医术结合急救杂志000104摘 要：目的：探讨内毒素在急性肺损伤(ALI)中的作用机制及大黄、地塞米松对ALI的保护作用。方法：在Wistar大鼠舌下静脉注射内毒素(LPS)复制ALI动物模型。动物分为4组：LPS致伤组，对照组(生理盐水)，地塞米松治疗组，大黄治疗组。肉眼观察肺大体标本；普通光镜检查肺组织病理变化；电镜观察肺组织超微结构；测定ALI的生物学指标：肺湿重与干重比，肺泡灌洗液中中性粒细胞比例和蛋白含量，肺泡通透指数和肺毛细血管通透性。结果：LPS致伤组：大体见斑片状坏死；光镜下肺间质水肿，肺泡腔内可见大量红细胞渗出、中性粒细胞浸润和血浆蛋白渗出；电镜示肺血管内皮细胞损伤；肺湿重与干重比、肺泡灌洗液中中性粒细胞比例、蛋白含量及肺泡通透指数、肺毛细血管通透性均显著升高。地塞米松和大黄治疗组上述组织学检查结果均较LPS组明显减轻，肺损伤的生物学指标均较LPS组显著下降。结论：LPS致ALI的机制主要是直接损伤肺泡上皮和血管内皮细胞致肺泡毛细血管内皮屏障发生障碍，致血管通透性增加和中性粒细胞浸润。大黄及地塞米松对血管内皮和肺泡上皮具有保护作用。
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分类号：R563;R363.2 文献标识码：A
文章编号：1008-9691(2000)01-0013-04
Protective effect of rhubarb to endotoxin induced acute lung injury
LI Chun-sheng,ZHOU Jing,GUI Pei-chun,et al
(General Hospital of Beijing Command,PLA,Beijing 100700)
Abstract：Objective：To study of the role of endotoxin in acute lung injury (ALI) and protective effect of rhubarb and dexamethasone to them.Methods：Lipopolysaccharide(LPS) was injected into the sublingual vein of male Wistar rats to perform ALI animal model.The rats were divided into four groups:LPS group,control group,rhubarb group,and dexamethasone group.Macroscopic and histopathological examinations were performed and ultrastructure was examined by electron microscope.Biological markers were measured for the lung specimens.The indexes included lung wet/dry weight,the rate of neutrophils and protein content in the pulmonary alveolar lavage fluid,pulmonary vascular permeability and pulmonary alveolar permeability index.Results：The lung damaged by LPS was congestive,and plaque shaped necrosis could be seen in part of lung.Under light microscope in the LPS group,there were edema of lung interspace and a large amount of erythrocytes and neutrophils and plasma protein in the alveolar cavities.Pulmonary vascular endothelium was injuryed under electron microscope.Biological indexes:lung wet/dry weight,the rate of neutrophils and protein content in the pulmonary alveolar lavage fluid,pulmonary vascular permeability and pulmonary alveolar permeability index were correspondingly significantly high.In the groups with dexamethasone and rhubarb treatment,the histopathological changes were significantly milder,and the above biological indexes of lung injury was correspondingly decreased.Conclusions：Main machanism of ALI induced by LPS directly damaged pulmonary alveolar epithelium and vascular endothelium resulting in pulmonary alveolar capillary barrier dysfunction.This finding led to increase pulmonary vascular permeability and neutrophils infiltration in the pulmonary alveolar cavities.Rhubarb and dexamethasone have protective effects to pulmonary vascular endothelium and alveolar epithelium in ALI induced by LPS.
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Key words：endotoxin;acute lung injury;rhubarb;dexamethasone▲
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是临床常见的危急重症，其病理特征是中性粒细胞在肺内聚集，血管内凝血，肺毛细血管通透性增加致肺水肿，从而导致顽固性低氧血症而死亡[1]。截至目前为止，仍未发现有效的治疗方法。根据中医“肺与大肠相表里”的理论，在临床上有治疗肺热气喘用通腑(通大便)方法获良效的经验；中药大黄在《本草》中具有泻下攻积、清热泻火、解毒活血祛瘀的功效；现代医学研究证明其又具有退热、抗感染消炎及排除肠道及体内多种有害物质等作用[2]。这些功能和作用对ARDS的发病过程均具有针对性的治疗作用。为此，本研究旨在通过内毒素诱导的急性肺损伤(ALI)动物模型来观察大黄对肺的保护作用，并探讨其作用机制。
1 材料与方法
1.1 动物模型制备及分组：雄性Wistar大鼠(200～350 g)160只，购自中国预防医学科学院流行病学研究所实验动物部。称重后用乌拉坦1.2 g/kg腹腔内注射麻醉，舌下静脉注射内毒素(LPS，O55 B5 Sigma CO)5 mg/kg复制ALI动物模型。动物随机分为4组，每组40只。①对照(NS)组：舌下静脉注射生理盐水2小时后采集标本；②ALI组：注射LPS后2小时采集标本；③大黄(R)组：腹腔内注射大黄提取液(本院中药制剂室提供，每毫升含生药1 g)20 g/kg，1小时后注射LPS，2小时后采集标本；④地塞米松(D)组：腹腔内注射地塞米松70 mg/kg，1小时后注射LPS，2小时后采集标本。
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1.2 组织学检查：每组各取5只动物肺少许，经10%甲醛固定，石蜡包埋切片，HE染色后，用普通光学显微镜观察，并在此基础上再取肺组织切成1 mm3大小，用25%戊二醛溶液固定，然后固定于1% OSO4液中，乙醇、丙酮脱水，经Epon81包埋，制备超薄切片后，行轴铅双重染色，用Philips EM 400 T型透射电镜观察。
1.3 肺组织湿重与干重比、肺泡灌洗液中细胞计数比及蛋白含量测定：开胸取出肺脏，称湿重后，置烤箱(80 ℃，20小时)烤至衡重，称干重，计算湿重与干重比。另一批大鼠，开胸后行肺泡灌洗，灌洗液在显微镜下计数细胞总数和细胞分类。用Lowry法测定蛋白含量，计算肺通透指数(肺泡灌洗液蛋白与血浆蛋白比，LPI)。
1.4 肺血管通透性变化[3]：各组动物给药后均在注射LPS的同时从股静脉注射Evans蓝(50 mg/kg)，将动物开胸取出肺脏，剪去周围组织，将肺浸泡在甲酰胺溶液中(甲酰胺用量按体重20 mg/100 g)，置于45～50 ℃温箱中温育72小时，待组织中色素全部浸出，取出组织，离心(1 500 r/min)1分钟，取上清液，72型分光光度计620 nm比色，根据标准曲线计算Evans蓝含量来测定肺血管通透性变化。
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1.5 统计学方法：数据用均数±标准差(
)表示，2组间比较用t检验，多组间比较用方差分析。2 结 果
2.1 大黄和地塞米松对LPS导致ALI时肺湿重与干重比、肺泡灌洗液中性粒细胞比、蛋白含量的影响：LPS致伤组肺湿重与干重比、肺泡清洗液中性粒细胞比、蛋白含量均较对照组显著增加(P均<0.01)；大黄、地塞米松治疗组肺湿重与干重比，肺泡灌洗液中性粒细胞比、蛋白含量较LPS致伤组显著降低(P<0.05或P<0.01)。结果表明，LPS可使鼠肺含水量增多，蛋白含量增加，促使中性粒细胞在肺内聚集，符合ALI的病理特征；用大黄和地塞米松干预治疗后使这些指标显著下降，证明这些药物对ALI有治疗作用。见表1。
表1 肺湿重与干重比和肺泡灌洗液中性粒
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细胞比及蛋白含量的变化(
) 组别肺湿、干重比
中性粒细胞比
蛋白含量(mg/g)
LPS组
4.47±0.14 (11)
0.49±0.09 (6)
240.33±109.67 (6)
对照组
4.18±0.28**(11)
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0.23±0.10**(6)
62.17±19.13**(6)
地塞米松组
4.22±0.16**(11)
0.31±0.16*(5)
116.00±38.47*(5)
大黄组
4.24±0.14**(10)
0.37±0.09*(6)
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83.20±45.60*(5)
注：与LPS组比较：*P<0.05，**P<0.01；( )内为动物数
2.2 大黄、地塞米松对ALI时肺泡通透指数及肺血管通透性的影响：LPS致鼠ALI时LPI和肺血管通透性均显著高于对照组(P均<0.01)，表明致伤组肺水含量增加、肺泡灌洗液蛋白增多是由于肺血管和肺泡通透增加引起，证明LPS可使肺血管内皮细胞(VEC)和肺泡上皮细胞均受损伤，这也是ALI的显著病理改变之一。经大黄、地塞米松治疗后，上述两项指标较LPS组明显下降(P<0.05或P<0.01)，表明大黄和地塞米松对LPI和肺血管通透性这两个病理过程都有明显的抑制作用。见表2。
表2 大黄和地塞米松对LPS致ALI时
肺泡通透指数和血管通透性的影响(
) 组别, http://www.100md.com
LPI(×10-3)
Evans蓝(mg/L)
LPS组
4.78±1.90 (6)
6.08±0.73 (6)
对照组
1.90±0.28**(6)
2.70±0.78**(6)
地塞米松组
2.88±0.19*(5)
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3.90±0.78**(6)
大黄组
1.59±0.52**(5)
3.42±1.25**(5)
注：与LPS组比较：*P<0.05，**P<0.01；( )内为动物数
2.3 大黄、地塞米松治疗对LPS致ALI时大鼠肺组织病理学的影响：大体标本：LPS致伤鼠肺可见斑片状坏死，整个肺充血；地塞米松及大黄治疗后肺表面充血较LPS组明显减轻，斑片状坏死消失。光镜观察：LPS组肺间质水肿，弥漫性出血，肺泡腔内可见大量红细胞渗出和中性粒细胞浸润，血浆蛋白渗出增多，形成透明膜，肺泡隔增厚(图1)。对照组肺组织正常。大黄组肺组织渗出减轻，中性粒细胞及红细胞渗出减少(图2)。地塞米松组肺组织各种渗出明显减少，炎性细胞渗出减少(图3)。电镜观察：对照组肺血管内皮细胞完整无损。LPS组肺血管内皮细胞损伤，内皮不完整(图4)。大黄组肺血管内皮细胞完整，上皮完整(图5)。地塞米松组肺血管内皮细胞完整无损(图6)。
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图1 LPS组：肺泡内渗出增多，主要是血浆蛋白，肺间隔增厚，内有中性粒细胞和红细胞渗出(HE×400)
图2 大黄组：肺泡内渗出减少，中性粒细胞和红
细胞渗出明显减少(HE×100)
图3 地塞米松组：肺组织渗出减少，基本
无炎性细胞渗出(HE×100)
图4 LPS组：肺血管内皮细胞损伤，内皮不完整(×7 500)
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图5 大黄组：肺血管内皮细胞完整，肺上皮完整(×7 500)
图6 地塞米松组：肺血管内皮细胞完整无损(×7 500)
3 讨 论
3.1 LPS致肺损伤的机制：我们在Wistar大鼠舌下静脉注射LPS后2小时，实验动物即出现典型的ALI表现：LPS致伤鼠整个肺充血，表面可见斑片状或点状出血灶；光镜下显示肺间质水肿、弥漫性出血，肺泡内可见大量红细胞渗出和中性粒细胞、血浆蛋白浸润；电镜示肺血管内皮损伤；肺湿重与干重比、肺泡灌洗液中性粒细胞比、蛋白含量以及LPI和肺血管通透性均较对照组明显升高。表明在LPS致伤组不仅血管内皮细胞受损，而且肺泡上皮也受损，致使大量的蛋白和中性粒细胞等血管内容物渗漏到肺泡腔内，致肺泡灌洗液中蛋白含量和中性粒细胞比显著升高，肺湿重与干重比增加，表明肺水增加，这些变化均符合ALI的生物标志(肺水增加，肺毛细血管通透性增加，肺泡灌洗液中的中性粒细胞比和蛋白浓度增加等改变[4，5])，符合ALI的病理变化。LPS致ALI可能通过下列两个途径来实现：①肺毛细血管通透性增加：LPS可通过直接途径激活或损伤内皮细胞，内皮细胞在LPS刺激时可释放组织和细胞因子，产生白介素(IL)、生长因子和一氧化氮(NO)，表达粘附因子，共同引起内皮细胞骨架蛋白解聚和重组，细胞与细胞之间、细胞与基底膜间的粘附连接松解，细胞间缝隙形成，最后导致微血管通透性升高[6]。我们在电镜下观察到肺毛细血管内皮细胞受损这一病理改变，为其通透性增加、肺泡上皮毛细血管内皮屏障发生障碍提供了依据，正因为有这一病理改变的存在，致使血液成分大量渗漏到肺泡内，使肺水增加，蛋白含量增加，肺顺应性下降，通气功能障碍致低氧血症。②中性粒细胞在肺内聚集：中性粒细胞迁移到肺泡组织是LPS诱导ALI的显著特征[7]。Zhou等[8]在内毒素导致大鼠肺损伤的模型中发现，滞留于肺内的中性粒细胞是肺中产生的TNFα的来源之一。此后大量实验证明中性粒细胞能产生多种细胞因子如血小板激活因子(PAF)、IL1、IL8等，这些因子改变VEC骨架，破坏VEC的完整性，导致毛细血管通透性的增加。
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3.2 地塞米松、大黄对急性肺损伤的保护作用：无论是动物实验或临床实践均证明地塞米松对ALI、ARDS有治疗作用。由于地塞米松具有抗炎性细胞和炎性介质以及降低毛细血管通透性等作用[9]，故能使实验动物的肺湿重与干重比、肺泡灌洗液中的中性粒细胞比例和蛋白含量显著下降，使LPI、肺血管通透性下降。
肺是感染性疾病、脓毒症常累及的靶器官，常并发ALI进而发展为ARDS和多脏器功能不全综合征(MODS)而死亡。祖国医学对重症急性肺感染(即所谓的“肺热气喘”)根据肺与大肠相表里的基本理论，利用“通里攻下”的方法治疗取得显著疗效。我们根据许多感染性疾病常并发ALI或ARDS很类似中医肺热气喘的特征，拟用大黄提取液治疗内毒素诱导的ALI。研究表明：大黄治疗组肺大体标本以及普通光镜和电镜观察均比LPS致伤组鼠肺明显改善，肺湿重与干重比、肺泡灌洗液中蛋白含量及中性粒细胞比均较LPS致伤组明显减少，LPI和肺血管通透性也较LPS致伤组显著降低。在电镜下显示肺VEC完整，证明大黄对内毒素诱导的ALI具有明显保护作用。大黄在《本草》中具有泻下攻积、清热解毒、活血化瘀的功效。现代 医学研究证明其具有退热、抗感染、消炎、抑制多种细菌的作用，能降低毛细血管的通透性，使细胞外液向血管内转移，抗凝血、抗血栓形成，抗组胺、抑制氧自由基生成，能排除肠道及体内多种有害物质的作用[2，10]，因此临床上用大黄治疗急性坏死性胰腺炎和肝昏迷有良好的效果。动物实验证明大黄液可明显抑制大肠杆菌内毒素引起的发热以及降低血浆内毒素浓度，对体内超氧离子自由基有较强的清除率，对其生成反应有较强的抑制作用[10]。本实验也表明大黄具有降低肺血管通透性和肺泡通透指数的作用，也可以说大黄具有保护肺泡上皮和血管内皮的作用。光镜和电镜观察发现大黄组肺血管内皮完整也证明了这一点。对中性粒细胞比例的作用是由于降低肺血管通透性或肺泡通透指数的作用引起还是直接作用，仍需要进一步探讨。另外大黄对肺的保护作用是通过何种机制，如拮抗致炎因子或细胞因子或是通过激素作用，这些均需要进一步探讨。
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(致谢：本实验在中国医学科学院基础医学研究所病理生理研究室完成，承蒙孙仁宇教授的热情指导和扬红老师的无私帮助，特表示诚挚的感谢。)
作者简介：李春盛(1952-)，男(汉族)，山西省人，硕士，教授，主任医师。中华医学会急诊学会常委，全国复苏专业组副组长。主要研究方向为危重病的发病机制和治疗对策
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收稿日期：1999-09-26
修稿日期：1999-12-05, 百拇医药