烟雾吸入伤后肺泡上皮液体清除能的变化及其意义
作者：陶军 杨宗城 刘志远 何保斌 黎鳌
单位：第三军医大学西南医院烧伤研究所重庆 400038
关键词：吸入伤；肺泡上皮；肺水肿；液体转运；β2-受体激动；剂
中国现代医学杂志000707 目的：观察烟雾吸入伤后肺泡上皮液体清除功能的变化及其意义。方法 ：Wistar大鼠42只，随机分为正常对照组(C组)、烟雾致伤组(I组)、阿咪洛利组(A组)、哇 巴因组(O组)、阿咪洛利加哇巴因组(AO组)和特普他林组(T组)。采用大鼠烟雾吸入伤模型。 伤后24h测定肺泡内液体清除率(ALC)、总肺水量(TLW)和肺血管外肺水量(EVLW)。结果：I组 ALC降低46.8%，TLW和EVLW进一步增加；AO组ALC则降至最低点，TLW和EVLW升至最高点。 而T组ALC明显增高，TLW和EVLW显著减少。ALC与TLW和EVLW之间显著相关。结论：肺泡上皮 液体清除功能障碍是烟雾吸入伤后早期肺水肿形成的因素之一。
, 百拇医药
分类号 R563
CHANGE OF ALVEOLAR EPITHELIAL LIQUID CLEARANCE AND ITS
SIGNIFICATION IN RATS AFTER SMOKE INHALATION INJURY
Tao Jun, Yang Zongcheng, Liu Zhiyuan, He Baobin, Li Ao
(Research Institute of Burns, Southwest Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400038)
[Abstract] Objective: To explore the change of alveolar epi thelial liquid cleara nce and what roles to play in lung edema after smoke inhalation injury. Methods: Wistar rats were randomized into 6 groups: the control (C), injury (I), amilori de (A), ouabain (O), amiloride plus ouabain (AO) and terbutaline (T) group. The alveolar liquid clearance rate (ALC), total lung water content (EVLW) and extrav ascular lung water content (EVLW) were examined 24 hours later after smoke inhal ation injury. Results: The ALC was reduced by 45.8% in I group, and further decr eased in A, O, AO groups. TLW and EVLW were markedly increased in I group, and f urther rose in A, O, AO groups. Compared with injury rats, terbutaline increased ALC by approximately 57%, greatly decreased TWL and EVLW. Conclusion:[ WTBZ〗 The alveo lar epithelial liquid clearance may be play an important role in the pathogenesi s of lung edema after smoke inhalation injury.
, 百拇医药
Key words: Inhalation Injury; Alveolar Epithelial; Lung Edema; L iquid Transfer; β2-Acceptor Excitomotor
我们观察了烟雾吸入伤后肺泡上皮液体清除功能的变 化以及钠转运抑制剂和激动剂对其变化的影响，旨在探讨伤后液体清除功能变化对早期肺水 肿形成的影响。
1 材料和方法
1.1 动物和分组
健康Wistar大鼠42只，雌雄不拘，体重280～350g，由本校实验动物中心提供。随机将动物 分为正常对照组(C组)、烟雾致伤组(I组)、阿咪洛利组(A组)、哇巴因组(O组)、阿咪洛利加 哇巴因组(AO组)和特普他林组(T组)。C组和I组动物伤后23h经气管滴注5%白蛋白溶液5ml/kg 。A组和O组动物气管内分别滴注阿咪洛利(2×10-3M)和哇巴因(5×10-4M) 溶 液5ml/kg；AO组则滴注阿咪洛利和哇巴因混合液；T组滴注特普他林溶液(10-4M)5m l/kg。所有滴注液均用5%白蛋白溶液配制。
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1.2 大鼠烟雾吸入伤模型制作
参照本所建立的大鼠烟雾吸入伤模型制作方法稍加改进[2]。预热发烟器至出口温 度120℃，放入200g干木屑；预热5min后启动呼吸机向烟箱内充烟5min(充烟量400ml×20 次/min)，同时往烟箱内输入纯氧(流量1L/min)。将大鼠放入烟箱自由呼吸3min后，取出放 在空气中呼吸3min。如此反复5次，共吸烟15min。致伤后大鼠自由摄取食水。23h后，腹腔 注射氯胺酮(80mg/kg)麻醉。游离气管，插入直径1.0mm的导管至气管内。
1.3 指标测定
1.3.1 肺泡内液体清除率(ALC) ALC的测定采用Rezaiguia氏方法，即根据一定时间内肺泡内液体中蛋白质浓度的变化，计算 单位时间内肺泡内液体清除率[3]。经导管注入5%白蛋白液(内含0.37kBq9 4m Tc-白蛋白)，1min后抽取0.1ml肺内液体作γ计数和蛋白浓度测定。1h后大鼠放血活杀。 取肺泡内液体作γ计数和蛋白浓度测定，并取肺组织γ计数。ALC计算公式如下：Vi=(Vd×5)/TPi Vf=(Vi×TPi×Fr)/TPf ALC(μl/h)=(Vi×Fwi-Vf×Fwf)/(Vi×Fwi)
, http://www.100md.com
式中Vi和Vf分别代表起始和最终肺泡液体总量，Fwi和Fwf分别代表起始和最终肺泡液体中的 含水量，TPi和TPf分别代表起始和最终肺泡液体中的蛋白浓度。
1.3.2 总肺量(TLW)和肺血管外肺水量(EVLW) 采用Noble氏法并加以改进[4]。大鼠放血活杀，抽血分别测定血液血红蛋白(Hb) 含量和干、湿重。取一小块肺组织制成10%匀浆，测定匀浆液血红蛋白含量。另取肺组织一 块，精确称量湿重后，80℃烘干72h至恒重。根据公式计算：TLW(ml/g)=(肺湿重-肺干重)/ 肺干重
每克湿肺含残血量=(匀浆液Hb÷血液Hb)×匀浆总样本量×1.055/匀浆肺重量
湿肺含残血量=肺湿重×每克湿肺含残血量
EVLW(ml/g)=(肺湿重-肺干重-湿肺含残血量)/肺干重
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1.3.3 统计处理 各组计量资料用(
±s)表示。采用Student - Newman-Keuls比较多组均数间相差的显著性，并进行相关分析。以P<0.05和P <0.01分别表示相关显著或相关非常显著。
2 结果
伤后24h，烟雾致伤组ALC明显降低，TLW和EVLW显著增加(P<0.01)。使用钠转运抑制剂 ——阿咪洛利或哇巴因后，ALC较烟雾致伤组更加降低，TLW和EVLW进一步增加；联合应用阿 咪 洛利和哇巴因，ALC降至最低点，TLW和EVLW升至最高点。特普他林组ALC显著增高，TLW和EV LW明显减少(P<0.01)。
3 讨论
烟雾吸入伤后早期肺水肿的发生，是在多种因素综合作用下，肺内液体渗出与吸收失衡的结 果。我们以往的研究表明，伤后早期肺毛细血管膜通透性增加，液体大量渗出是形成肺水肿 的主要原因[1]。但肺泡上皮液体清除功能在肺水肿形成中的作用未见文献报道。
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肺泡上皮具有主动清除肺泡腔内过多液体的作用，这一功能主要是通过钠主动转运来实现的 。钠主动转运由钠通道和Na+-K+-ATP酶共同完成，即由上皮细胞的钠通道摄取Na+ ，然后经由基底膜上的Na+-K+-ATP酶将Na+泵至肺间质，同时伴随水的吸收，以保 持肺泡腔相对干燥的环境[5]。然而，重度肺损伤时，肺泡上皮受损，和/或机体 产生某些抑制因子，抑制Na+通道和Na+-K+-ATP酶活性，使肺泡上皮液体清除功能 严重障碍，液体清除减慢，肺内水肿液聚积[6]。
本实验发现大鼠伤后24h出现严重的肺水肿，ALC明显降低，为进一步阐明肺泡液体清除能力 与肺含水量的关系，我们分别应用钠转运抑制剂和激动剂对此进行了研究。气管内滴注阿咪 洛利(钠通道特异性阻断剂)或哇巴因(Na+-K+-ATP酶特异性抑制剂)后，ALC较烟雾致 伤组更加降低，TLW和EVLW进一步增加；联合应用阿咪洛利和哇巴因，ALC降至最低点，TLW 和EVLW升至最高点。而气管内滴注β2-受体激动剂特普他林则能明显提高ALC，显著减少T LW和EVLW。ALC和TLW及EVLW之间显著相关(相关系数r分别为0.9677和0.9769，P<0.01) 。上述结果提示，吸入伤后早期肺水肿的形成，不仅仅有肺血管因素参与，肺泡上皮液体转 运机能在其发生机制中也占有一定的地位。
, 百拇医药
吸入伤后，ALC降低45.8%，并对β2-受体激动剂刺激有反应，提示肺损伤后肺泡上皮仍保 存了部分转运液体的能力，这就为调节液体转运机能治疗肺水肿奠定了基础[7]。
研究表明上调细胞肺泡上皮钠水转运能力，可以促进急性肺损伤后肺水肿液的吸收[8 ]。β2-受体激动剂作用于Ⅱ型细胞β2受体，激活腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP增 加 ，从而上调钠通道和Na+-K+-ATPase活性[9]。本实验结果显示伤 后应用特普他林能使ALC增加56.7%，总肺水量和肺血管外肺水量明显减少，说明β2-受体 激动剂可以增强肺泡内液体清除能力，加速肺水肿液的吸收。
综上所述，肺泡上皮液体清除功能障碍是烟雾吸入伤后早期肺水肿形成的因素之一；β2- 受体激动剂可上调肺上皮钠水转运能力，促进急性肺损伤后肺水肿液的吸收。但其具体机制 有待进一步研究。
, 百拇医药
全军“九五”指令性攻关资助项目，No:96L043
参 考 文 献
1，黎 鳌，杨宗城，萧光夏，汪仕良，主编.实验烧伤外科学.重庆：重庆大学出版 社，1997：301～304
2，谢尔凡，杨宗城，王 敦，等.大鼠烟雾吸入性损伤模型的制作.中国实验动物学 杂志，1994；4：219
3，Rezaiguia S,Garat C,Delclaux C,et al.Acute bacterial pneumonia in rats increases alveolar epithelial fluid clearance by a tumor necrosis factor-alpha- depndent mechanism.J Clin Invest,1997;99(2):325
, 百拇医药
4，Noble WH,Obdrzalek J,Kay JC,et al.A new technique for measuring pulmon ary edema.J Appl Physiol,1973;34(4):508
5，Matthay MA,Folkesson HG,Verkman AS.Salt and waer transport across alve olar and distal airway epithelia in the adult lung.Am J Physiol,1996;270(2):487
6，Ding JW,Dickie J,O'Brodovich H,et al.Inhibition of amloride-sensitive sodium-channel activity in distal lung epithelial cells by nitric oxide.Am J Phy siol,1998;274(3):378
, 百拇医药
7，Matthay MA,Flori HR,Conner ER,et al.Alveolar epithelial fluid transpor tL:basic mechanisms and clinical relevance.Proc Assoc Am Physicians,1998;110(6): 496
8，O'Brodovih HM.The role of active Na+ transport by lung epithelium in the clearance of airspace fluid.New Horiz,1995;3(2):240
9，Tibayan FA,Chesnutt AN,Folkesson HG,et al.Dobutamine increases alveol ar liquid learance in ventilated rats by beta-2 receptor stimulation.Am J Respir Crit Care Med,1997;156(2):438, http://www.100md.com
单位：第三军医大学西南医院烧伤研究所重庆 400038
关键词：吸入伤；肺泡上皮；肺水肿；液体转运；β2-受体激动；剂
中国现代医学杂志000707 目的：观察烟雾吸入伤后肺泡上皮液体清除功能的变化及其意义。方法 ：Wistar大鼠42只，随机分为正常对照组(C组)、烟雾致伤组(I组)、阿咪洛利组(A组)、哇 巴因组(O组)、阿咪洛利加哇巴因组(AO组)和特普他林组(T组)。采用大鼠烟雾吸入伤模型。 伤后24h测定肺泡内液体清除率(ALC)、总肺水量(TLW)和肺血管外肺水量(EVLW)。结果：I组 ALC降低46.8%，TLW和EVLW进一步增加；AO组ALC则降至最低点，TLW和EVLW升至最高点。 而T组ALC明显增高，TLW和EVLW显著减少。ALC与TLW和EVLW之间显著相关。结论：肺泡上皮 液体清除功能障碍是烟雾吸入伤后早期肺水肿形成的因素之一。
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分类号 R563
CHANGE OF ALVEOLAR EPITHELIAL LIQUID CLEARANCE AND ITS
SIGNIFICATION IN RATS AFTER SMOKE INHALATION INJURY
Tao Jun, Yang Zongcheng, Liu Zhiyuan, He Baobin, Li Ao
(Research Institute of Burns, Southwest Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400038)
[Abstract] Objective: To explore the change of alveolar epi thelial liquid cleara nce and what roles to play in lung edema after smoke inhalation injury. Methods: Wistar rats were randomized into 6 groups: the control (C), injury (I), amilori de (A), ouabain (O), amiloride plus ouabain (AO) and terbutaline (T) group. The alveolar liquid clearance rate (ALC), total lung water content (EVLW) and extrav ascular lung water content (EVLW) were examined 24 hours later after smoke inhal ation injury. Results: The ALC was reduced by 45.8% in I group, and further decr eased in A, O, AO groups. TLW and EVLW were markedly increased in I group, and f urther rose in A, O, AO groups. Compared with injury rats, terbutaline increased ALC by approximately 57%, greatly decreased TWL and EVLW. Conclusion:[ WTBZ〗 The alveo lar epithelial liquid clearance may be play an important role in the pathogenesi s of lung edema after smoke inhalation injury.
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Key words: Inhalation Injury; Alveolar Epithelial; Lung Edema; L iquid Transfer; β2-Acceptor Excitomotor
我们观察了烟雾吸入伤后肺泡上皮液体清除功能的变 化以及钠转运抑制剂和激动剂对其变化的影响，旨在探讨伤后液体清除功能变化对早期肺水 肿形成的影响。
1 材料和方法
1.1 动物和分组
健康Wistar大鼠42只，雌雄不拘，体重280～350g，由本校实验动物中心提供。随机将动物 分为正常对照组(C组)、烟雾致伤组(I组)、阿咪洛利组(A组)、哇巴因组(O组)、阿咪洛利加 哇巴因组(AO组)和特普他林组(T组)。C组和I组动物伤后23h经气管滴注5%白蛋白溶液5ml/kg 。A组和O组动物气管内分别滴注阿咪洛利(2×10-3M)和哇巴因(5×10-4M) 溶 液5ml/kg；AO组则滴注阿咪洛利和哇巴因混合液；T组滴注特普他林溶液(10-4M)5m l/kg。所有滴注液均用5%白蛋白溶液配制。
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1.2 大鼠烟雾吸入伤模型制作
参照本所建立的大鼠烟雾吸入伤模型制作方法稍加改进[2]。预热发烟器至出口温 度120℃，放入200g干木屑；预热5min后启动呼吸机向烟箱内充烟5min(充烟量400ml×20 次/min)，同时往烟箱内输入纯氧(流量1L/min)。将大鼠放入烟箱自由呼吸3min后，取出放 在空气中呼吸3min。如此反复5次，共吸烟15min。致伤后大鼠自由摄取食水。23h后，腹腔 注射氯胺酮(80mg/kg)麻醉。游离气管，插入直径1.0mm的导管至气管内。
1.3 指标测定
1.3.1 肺泡内液体清除率(ALC) ALC的测定采用Rezaiguia氏方法，即根据一定时间内肺泡内液体中蛋白质浓度的变化，计算 单位时间内肺泡内液体清除率[3]。经导管注入5%白蛋白液(内含0.37kBq9 4m Tc-白蛋白)，1min后抽取0.1ml肺内液体作γ计数和蛋白浓度测定。1h后大鼠放血活杀。 取肺泡内液体作γ计数和蛋白浓度测定，并取肺组织γ计数。ALC计算公式如下：Vi=(Vd×5)/TPi Vf=(Vi×TPi×Fr)/TPf ALC(μl/h)=(Vi×Fwi-Vf×Fwf)/(Vi×Fwi)
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式中Vi和Vf分别代表起始和最终肺泡液体总量，Fwi和Fwf分别代表起始和最终肺泡液体中的 含水量，TPi和TPf分别代表起始和最终肺泡液体中的蛋白浓度。
1.3.2 总肺量(TLW)和肺血管外肺水量(EVLW) 采用Noble氏法并加以改进[4]。大鼠放血活杀，抽血分别测定血液血红蛋白(Hb) 含量和干、湿重。取一小块肺组织制成10%匀浆，测定匀浆液血红蛋白含量。另取肺组织一 块，精确称量湿重后，80℃烘干72h至恒重。根据公式计算：TLW(ml/g)=(肺湿重-肺干重)/ 肺干重
每克湿肺含残血量=(匀浆液Hb÷血液Hb)×匀浆总样本量×1.055/匀浆肺重量
湿肺含残血量=肺湿重×每克湿肺含残血量
EVLW(ml/g)=(肺湿重-肺干重-湿肺含残血量)/肺干重
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1.3.3 统计处理 各组计量资料用(
±s)表示。采用Student - Newman-Keuls比较多组均数间相差的显著性，并进行相关分析。以P<0.05和P <0.01分别表示相关显著或相关非常显著。2 结果
伤后24h，烟雾致伤组ALC明显降低，TLW和EVLW显著增加(P<0.01)。使用钠转运抑制剂 ——阿咪洛利或哇巴因后，ALC较烟雾致伤组更加降低，TLW和EVLW进一步增加；联合应用阿 咪 洛利和哇巴因，ALC降至最低点，TLW和EVLW升至最高点。特普他林组ALC显著增高，TLW和EV LW明显减少(P<0.01)。
3 讨论
烟雾吸入伤后早期肺水肿的发生，是在多种因素综合作用下，肺内液体渗出与吸收失衡的结 果。我们以往的研究表明，伤后早期肺毛细血管膜通透性增加，液体大量渗出是形成肺水肿 的主要原因[1]。但肺泡上皮液体清除功能在肺水肿形成中的作用未见文献报道。
, 百拇医药
肺泡上皮具有主动清除肺泡腔内过多液体的作用，这一功能主要是通过钠主动转运来实现的 。钠主动转运由钠通道和Na+-K+-ATP酶共同完成，即由上皮细胞的钠通道摄取Na+ ，然后经由基底膜上的Na+-K+-ATP酶将Na+泵至肺间质，同时伴随水的吸收，以保 持肺泡腔相对干燥的环境[5]。然而，重度肺损伤时，肺泡上皮受损，和/或机体 产生某些抑制因子，抑制Na+通道和Na+-K+-ATP酶活性，使肺泡上皮液体清除功能 严重障碍，液体清除减慢，肺内水肿液聚积[6]。
本实验发现大鼠伤后24h出现严重的肺水肿，ALC明显降低，为进一步阐明肺泡液体清除能力 与肺含水量的关系，我们分别应用钠转运抑制剂和激动剂对此进行了研究。气管内滴注阿咪 洛利(钠通道特异性阻断剂)或哇巴因(Na+-K+-ATP酶特异性抑制剂)后，ALC较烟雾致 伤组更加降低，TLW和EVLW进一步增加；联合应用阿咪洛利和哇巴因，ALC降至最低点，TLW 和EVLW升至最高点。而气管内滴注β2-受体激动剂特普他林则能明显提高ALC，显著减少T LW和EVLW。ALC和TLW及EVLW之间显著相关(相关系数r分别为0.9677和0.9769，P<0.01) 。上述结果提示，吸入伤后早期肺水肿的形成，不仅仅有肺血管因素参与，肺泡上皮液体转 运机能在其发生机制中也占有一定的地位。
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吸入伤后，ALC降低45.8%，并对β2-受体激动剂刺激有反应，提示肺损伤后肺泡上皮仍保 存了部分转运液体的能力，这就为调节液体转运机能治疗肺水肿奠定了基础[7]。
研究表明上调细胞肺泡上皮钠水转运能力，可以促进急性肺损伤后肺水肿液的吸收[8 ]。β2-受体激动剂作用于Ⅱ型细胞β2受体，激活腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP增 加 ，从而上调钠通道和Na+-K+-ATPase活性[9]。本实验结果显示伤 后应用特普他林能使ALC增加56.7%，总肺水量和肺血管外肺水量明显减少，说明β2-受体 激动剂可以增强肺泡内液体清除能力，加速肺水肿液的吸收。
综上所述，肺泡上皮液体清除功能障碍是烟雾吸入伤后早期肺水肿形成的因素之一；β2- 受体激动剂可上调肺上皮钠水转运能力，促进急性肺损伤后肺水肿液的吸收。但其具体机制 有待进一步研究。
, 百拇医药
全军“九五”指令性攻关资助项目，No:96L043
参 考 文 献
1，黎 鳌，杨宗城，萧光夏，汪仕良，主编.实验烧伤外科学.重庆：重庆大学出版 社，1997：301～304
2，谢尔凡，杨宗城，王 敦，等.大鼠烟雾吸入性损伤模型的制作.中国实验动物学 杂志，1994；4：219
3，Rezaiguia S,Garat C,Delclaux C,et al.Acute bacterial pneumonia in rats increases alveolar epithelial fluid clearance by a tumor necrosis factor-alpha- depndent mechanism.J Clin Invest,1997;99(2):325
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4，Noble WH,Obdrzalek J,Kay JC,et al.A new technique for measuring pulmon ary edema.J Appl Physiol,1973;34(4):508
5，Matthay MA,Folkesson HG,Verkman AS.Salt and waer transport across alve olar and distal airway epithelia in the adult lung.Am J Physiol,1996;270(2):487
6，Ding JW,Dickie J,O'Brodovich H,et al.Inhibition of amloride-sensitive sodium-channel activity in distal lung epithelial cells by nitric oxide.Am J Phy siol,1998;274(3):378
, 百拇医药
7，Matthay MA,Flori HR,Conner ER,et al.Alveolar epithelial fluid transpor tL:basic mechanisms and clinical relevance.Proc Assoc Am Physicians,1998;110(6): 496
8，O'Brodovih HM.The role of active Na+ transport by lung epithelium in the clearance of airspace fluid.New Horiz,1995;3(2):240
9，Tibayan FA,Chesnutt AN,Folkesson HG,et al.Dobutamine increases alveol ar liquid learance in ventilated rats by beta-2 receptor stimulation.Am J Respir Crit Care Med,1997;156(2):438, http://www.100md.com