药物预处理在兔心肺保存中的作用
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南京医科大学学报 2000年第4期第20卷 论著
作者：尤颢 张大发 陈广明
单位：南京医科大学第一附属医院胸外科， 南京 210029
关键词：肾上腺素能α1受体激动剂；预处理；器官保存；心肺移植
南京医科大学学报000416 摘 要 目的 应用Kaneko兔异位心肺移植模型研究苯肾上腺素预处理在兔心肺保存中的作用。方法 32只健康雄性青紫蓝兔随机分为两组，各16只。实验组心肺获取前给予苯肾上腺素50 μg*kg-1预处理，对照组给予等量生理盐水，两组心肺均保存4 h后移植。心肺移植体转为自主功能状态后，连续观察2 h，每30 min测定左室收缩压、左室舒张末压、右房压、动脉血氧分压，以评定移植体功能。实验结束时取心肺组织测定丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)的含量。结果 实验组心肺功能优于对照组，心肺组织MDA含量低于对照组，SOD含量高于对照组。结论 苯肾上腺素预处理可加强低温保存时兔心肺保护作用，其机制可能与减少氧自由基产生有关。
, 百拇医药
中图号 R617
Effect of Pharmacological Preconditioning on Rabbit Heart Lung Preservation
You Hao, Zhang Dafa, Chen Guangming.
(Department of Thoracic Surgery, the First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University, Nanjing 210029)
Abstract Objective Using Kaneko′s rabbit heart-lung transplantation model, to investigate the effects of preservation of heart-lung graft in rabbit by precondition with intravenous phenylephrine. Methods Thirty-two healthy male rabbits were randomly divided into experimental group and control groups (16 rabbits in each group). The donors of the experimental group were intravenously administrated phenylephrine (50 μg*kg-1) before the harvest of grafts. The donors of control group received normal saline. After heart-lung transplantation, the donors′ grafts LVSP, LVedp, RAP, PaO2 were measured every 30 minutes to evaluate the function of heart and lung, The contents of MDA and SOD of grafts′ tissue were measured finally. Results The of heart and lung has better in experimental group than in control group (P<0.05). The experimental group had less MDA and higher SOD contents than the control group. Conclusion The phenylephrine preconditioning in combination with cold preservation was superior to cold preservation alone on preservation of heart-lung grafts. The possible mechanism is related to reduction of production of oxygen free radicals.
, 百拇医药
Key words adrenergic alpha receptor agonists; precondition, organ preservation; heart-lung transplantation
采用Kaneko[1]兔异位心肺移植模型，探讨苯肾上腺素预处理结合低温方法在兔心肺保存中的作用。
1 材料与方法
1.1 材料
实验动物 健康成年雄性青紫蓝兔32只(南京医科大学动物实验中心提供)，体质量2.5～3.0 kg。随机分为对照组和实验组，每组16只(8对供受体)。
试剂和仪器 动物呼吸机DH-1型，微量注射机(均为浙江医科大学实验仪器厂生产)，血气分析仪(i-STAT公司)，丙二醛试剂盒，超氧化物歧化酶试剂盒(南京建成生物工程公司)，盐酸苯肾上腺素(上海禾丰制药有限公司)。
, 百拇医药
1.2 方法
术前准备 供受体术前30 min肌注阿托品0.2 mg.kg-1，静脉注射戊巴比妥钠(30 mg.kg-1)麻醉。供体兔气管切开插管接呼吸机，换气次数31 min-1，潮气量10 ml.kg-1，吸入氧浓度21%。
预处理 实验动物正中开胸，实验组动物5 min内经耳郭静脉用微量注射机注入浓度为100 μg.ml-1苯肾上腺素，总量达50 μg.kg-1，并给予10 min恢复时间。对照组仅给予注入0.5 ml.kg-1的生理盐水，其余同预处理组，以保证时间和操作的一致性。
供体制备 4℃ St.Thomas液灌洗心脏，4℃ Euro-Collins液灌洗肺，灌洗量和压力同Kaneko模型。获取心肺后，切除右肺，置4℃林格液中，4℃冰箱保存。
, 百拇医药
受体制备 受体正中开腹，游离腹主动脉和下腔静脉。行供体胸主动脉与受体腹主动脉吻合及供体上腔静脉与受体下腔静脉吻合。供体气管接呼吸机，呼吸次数50 min-1，潮气量5 ml.kg-1，氧浓度21%。
观察指标 供体心肺工作30 min后，于受体肾静脉上方结扎下腔静脉，肾动脉下方结扎腹主动脉，将供体心肺转为自主功能状态。连续2 h，每30 min记录左室收缩压(LVSP)、左室舒张末压(LVedP)、右房压(RAP)，并取下肢血测定动脉血氧分压(PaO2)。实验结束时，取心肺组织测定丙二醛(MDA)，超氧化物歧化酶(SOD)的含量。
1.3 统计学处理
数据以
±s表示，组间比较用t检验，统计学界值为0.05。
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2 结 果
2.1 吻合时间及心肺缺血时间
对照组吻合时间为(47.6±2.1) min，器官缺血时间为(288.0±1.9) min；实验组分别为(48.3±1.8) min及(289.0±1.8) min，两组间差异无显著意义(P>0.05)，具有可比性。
2.2 心肺移植体功能
见表1。
表1 移植体心肺功能(±s，p/kPa) 观察指标
实验组(min)
对照组(min)
, 百拇医药
30
60
90
120
30
60
90
120
LVSP
11.73±0.67*
10.95±0.80*
10.40±0.67*
, 百拇医药
9.47±0.67*
10.67±0.80
10.00±0.80
9.60±0.53
8.67±0.67
LVedP
0.80±0.08#
0.82±0.06*
0.89±0.08*
0.94±0.11*
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0.88±0.08
0.89±0.07
0.98±0.08
1.05±0.09
RAP
0.48±0.02*
0.53±0.05*
0.61±0.03*
0.75±0.05*
0.51±0.03
0.59±0.05
, 百拇医药
0.67±0.06
0.80±0.04
PaO2
11.33±0.93#
10.93±0.87*
10.27±0.96*
9.20±0.88*
10.67±0.83
9.72±0.95
8.93±0.88
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8.13±0.88
与对照组相比，P<0.05,#P>0.05。
2.3 心肺移植体MDA、SOD含量
见表2。 表2 心肺移植体MDA、SOD含量△ (±s)
MDA(c/nmol.mg-1)
SOD(c/NU.mg-1)
实验组
心
, 百拇医药
肺
0.72±0.10*
0.68±0.10*
210.1±16.5#
106.2±10.4#
对照组
心
肺
0.83±0.09
0.80±0.11
184.3±12.3
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90.0±11.1
与对照组相比，P<0.05,#P<0.01。△为每毫克心肺组织中的含量。
3 讨 论
药物预处理是众多预处理方法中简便、易控、相对安全的一种方法，目前研究较多的是α1肾上腺素能受体激动剂对心脏的保护作用[2]。其在常温下对心肌的保护作用已被动物实验证实，而在低温下其保护作用存在与否的研究报道尚不多见。本研究使用苯肾上腺素的剂量同Hale等[3]实验中所用试剂量，即50 μg*kg-1。药物自开胸后5 min内由静脉注入，并给予10 min恢复时间。实验组和对照组均采用国际公认的心肺移植体保护方法[4]，即St*Thomas液灌洗心脏，Euro-Collins液灌洗肺，并在4℃低温保存。结果显示实验组心肺移植体功能优于对照组，心肺组织SOD明显高于对照组，MDA值低于对照组。表明苯肾上腺素预处理在低温下不仅对心脏，而且对肺具有减轻缺血再灌注过程中的氧自由基损伤，从而改善了移植心肺的自主功能。
, 百拇医药
药物预处理保护作用的机制目前尚不清楚，不同的药物可能通过不同途径实现药物预处理的保护作用。有研究认为，α1肾上腺素能受体激动剂对心肌的保护作用与局部腺苷释放增加有关[5]，而腺苷对肺亦具保护作用[6]。因此，苯肾上腺素预处理对心肺的共同保护作用可能是通过腺苷途径，减少氧自由基生成，使组织中SOD消耗、MDA生成均减少，其具体机制有待于进一步探讨。另外本研究还表明，药物预处理保护作用在低温下时限可以延长，这与Krack等[7]用经典缺血预处理在低温下所获得实验结果一致。苯肾上腺素预处理结合低温方法简便易行，在移植领域有广阔的应用前景。
参考文献
1，Kaneko M, Perrotta NJ, Copeland JG. A simple, working heart lung transplant model for assessing preservation methods in the rabbit. Transplantation, 1988,46:624
, 百拇医药
2，刘秀华，苏静怡.预处理的实验研究方法，国外医学*生理、病理科学与临床分册，1996，17(4)：346
3，Hale SL, Kloner RA. Protection of myocardium by transient preischemic administration of phenylephrine in the rabbit. Coron Artery Dis, 1994,5:605
4，Cohen MW, Thornton JD. Thorntou CS Intravenous co-infusiou of adenosine and norepinphrine preconditions the heart without adverse hemodynamic effects. J Thorac Cardiovasc Surg, 1997,114:236
5，Cohen MV,Downey JM. Myocardial precondition promises to be a norel approach to the treatment of ischemic heart disease. Ann Rev Med, 1996,47,21
, 百拇医药
6，Bradley D, Zanaboni PB, Dahms TE, et al. Vascular resistance and Kf in normal and PMA-injured rabbit lungs: Effect of adenosine. J Appl Physiol, 1991,71:417
7，Krack M, Rahamanian P, Haverich A. Ischemic preconditioning enhance donor heart preservation. Transplantation, 1996,62:17
(1999-11-11收稿), 百拇医药
单位：南京医科大学第一附属医院胸外科， 南京 210029
关键词：肾上腺素能α1受体激动剂；预处理；器官保存；心肺移植
南京医科大学学报000416 摘 要 目的 应用Kaneko兔异位心肺移植模型研究苯肾上腺素预处理在兔心肺保存中的作用。方法 32只健康雄性青紫蓝兔随机分为两组，各16只。实验组心肺获取前给予苯肾上腺素50 μg*kg-1预处理，对照组给予等量生理盐水，两组心肺均保存4 h后移植。心肺移植体转为自主功能状态后，连续观察2 h，每30 min测定左室收缩压、左室舒张末压、右房压、动脉血氧分压，以评定移植体功能。实验结束时取心肺组织测定丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)的含量。结果 实验组心肺功能优于对照组，心肺组织MDA含量低于对照组，SOD含量高于对照组。结论 苯肾上腺素预处理可加强低温保存时兔心肺保护作用，其机制可能与减少氧自由基产生有关。
, 百拇医药
中图号 R617
Effect of Pharmacological Preconditioning on Rabbit Heart Lung Preservation
You Hao, Zhang Dafa, Chen Guangming.
(Department of Thoracic Surgery, the First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University, Nanjing 210029)
Abstract Objective Using Kaneko′s rabbit heart-lung transplantation model, to investigate the effects of preservation of heart-lung graft in rabbit by precondition with intravenous phenylephrine. Methods Thirty-two healthy male rabbits were randomly divided into experimental group and control groups (16 rabbits in each group). The donors of the experimental group were intravenously administrated phenylephrine (50 μg*kg-1) before the harvest of grafts. The donors of control group received normal saline. After heart-lung transplantation, the donors′ grafts LVSP, LVedp, RAP, PaO2 were measured every 30 minutes to evaluate the function of heart and lung, The contents of MDA and SOD of grafts′ tissue were measured finally. Results The of heart and lung has better in experimental group than in control group (P<0.05). The experimental group had less MDA and higher SOD contents than the control group. Conclusion The phenylephrine preconditioning in combination with cold preservation was superior to cold preservation alone on preservation of heart-lung grafts. The possible mechanism is related to reduction of production of oxygen free radicals.
, 百拇医药
Key words adrenergic alpha receptor agonists; precondition, organ preservation; heart-lung transplantation
采用Kaneko[1]兔异位心肺移植模型，探讨苯肾上腺素预处理结合低温方法在兔心肺保存中的作用。
1 材料与方法
1.1 材料
实验动物 健康成年雄性青紫蓝兔32只(南京医科大学动物实验中心提供)，体质量2.5～3.0 kg。随机分为对照组和实验组，每组16只(8对供受体)。
试剂和仪器 动物呼吸机DH-1型，微量注射机(均为浙江医科大学实验仪器厂生产)，血气分析仪(i-STAT公司)，丙二醛试剂盒，超氧化物歧化酶试剂盒(南京建成生物工程公司)，盐酸苯肾上腺素(上海禾丰制药有限公司)。
, 百拇医药
1.2 方法
术前准备 供受体术前30 min肌注阿托品0.2 mg.kg-1，静脉注射戊巴比妥钠(30 mg.kg-1)麻醉。供体兔气管切开插管接呼吸机，换气次数31 min-1，潮气量10 ml.kg-1，吸入氧浓度21%。
预处理 实验动物正中开胸，实验组动物5 min内经耳郭静脉用微量注射机注入浓度为100 μg.ml-1苯肾上腺素，总量达50 μg.kg-1，并给予10 min恢复时间。对照组仅给予注入0.5 ml.kg-1的生理盐水，其余同预处理组，以保证时间和操作的一致性。
供体制备 4℃ St.Thomas液灌洗心脏，4℃ Euro-Collins液灌洗肺，灌洗量和压力同Kaneko模型。获取心肺后，切除右肺，置4℃林格液中，4℃冰箱保存。
, 百拇医药
受体制备 受体正中开腹，游离腹主动脉和下腔静脉。行供体胸主动脉与受体腹主动脉吻合及供体上腔静脉与受体下腔静脉吻合。供体气管接呼吸机，呼吸次数50 min-1，潮气量5 ml.kg-1，氧浓度21%。
观察指标 供体心肺工作30 min后，于受体肾静脉上方结扎下腔静脉，肾动脉下方结扎腹主动脉，将供体心肺转为自主功能状态。连续2 h，每30 min记录左室收缩压(LVSP)、左室舒张末压(LVedP)、右房压(RAP)，并取下肢血测定动脉血氧分压(PaO2)。实验结束时，取心肺组织测定丙二醛(MDA)，超氧化物歧化酶(SOD)的含量。
1.3 统计学处理
数据以
±s表示，组间比较用t检验，统计学界值为0.05。, 百拇医药
2 结 果
2.1 吻合时间及心肺缺血时间
对照组吻合时间为(47.6±2.1) min，器官缺血时间为(288.0±1.9) min；实验组分别为(48.3±1.8) min及(289.0±1.8) min，两组间差异无显著意义(P>0.05)，具有可比性。
2.2 心肺移植体功能
见表1。
表1 移植体心肺功能(
±s，p/kPa) 观察指标实验组(min)
对照组(min)
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30
60
90
120
30
60
90
120
LVSP
11.73±0.67*
10.95±0.80*
10.40±0.67*
, 百拇医药
9.47±0.67*
10.67±0.80
10.00±0.80
9.60±0.53
8.67±0.67
LVedP
0.80±0.08#
0.82±0.06*
0.89±0.08*
0.94±0.11*
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0.88±0.08
0.89±0.07
0.98±0.08
1.05±0.09
RAP
0.48±0.02*
0.53±0.05*
0.61±0.03*
0.75±0.05*
0.51±0.03
0.59±0.05
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0.67±0.06
0.80±0.04
PaO2
11.33±0.93#
10.93±0.87*
10.27±0.96*
9.20±0.88*
10.67±0.83
9.72±0.95
8.93±0.88
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8.13±0.88
与对照组相比，P<0.05,#P>0.05。
2.3 心肺移植体MDA、SOD含量
见表2。 表2 心肺移植体MDA、SOD含量△ (
±s)MDA(c/nmol.mg-1)
SOD(c/NU.mg-1)
实验组
心
, 百拇医药
肺
0.72±0.10*
0.68±0.10*
210.1±16.5#
106.2±10.4#
对照组
心
肺
0.83±0.09
0.80±0.11
184.3±12.3
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90.0±11.1
与对照组相比，P<0.05,#P<0.01。△为每毫克心肺组织中的含量。
3 讨 论
药物预处理是众多预处理方法中简便、易控、相对安全的一种方法，目前研究较多的是α1肾上腺素能受体激动剂对心脏的保护作用[2]。其在常温下对心肌的保护作用已被动物实验证实，而在低温下其保护作用存在与否的研究报道尚不多见。本研究使用苯肾上腺素的剂量同Hale等[3]实验中所用试剂量，即50 μg*kg-1。药物自开胸后5 min内由静脉注入，并给予10 min恢复时间。实验组和对照组均采用国际公认的心肺移植体保护方法[4]，即St*Thomas液灌洗心脏，Euro-Collins液灌洗肺，并在4℃低温保存。结果显示实验组心肺移植体功能优于对照组，心肺组织SOD明显高于对照组，MDA值低于对照组。表明苯肾上腺素预处理在低温下不仅对心脏，而且对肺具有减轻缺血再灌注过程中的氧自由基损伤，从而改善了移植心肺的自主功能。
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药物预处理保护作用的机制目前尚不清楚，不同的药物可能通过不同途径实现药物预处理的保护作用。有研究认为，α1肾上腺素能受体激动剂对心肌的保护作用与局部腺苷释放增加有关[5]，而腺苷对肺亦具保护作用[6]。因此，苯肾上腺素预处理对心肺的共同保护作用可能是通过腺苷途径，减少氧自由基生成，使组织中SOD消耗、MDA生成均减少，其具体机制有待于进一步探讨。另外本研究还表明，药物预处理保护作用在低温下时限可以延长，这与Krack等[7]用经典缺血预处理在低温下所获得实验结果一致。苯肾上腺素预处理结合低温方法简便易行，在移植领域有广阔的应用前景。
参考文献
1，Kaneko M, Perrotta NJ, Copeland JG. A simple, working heart lung transplant model for assessing preservation methods in the rabbit. Transplantation, 1988,46:624
, 百拇医药
2，刘秀华，苏静怡.预处理的实验研究方法，国外医学*生理、病理科学与临床分册，1996，17(4)：346
3，Hale SL, Kloner RA. Protection of myocardium by transient preischemic administration of phenylephrine in the rabbit. Coron Artery Dis, 1994,5:605
4，Cohen MW, Thornton JD. Thorntou CS Intravenous co-infusiou of adenosine and norepinphrine preconditions the heart without adverse hemodynamic effects. J Thorac Cardiovasc Surg, 1997,114:236
5，Cohen MV,Downey JM. Myocardial precondition promises to be a norel approach to the treatment of ischemic heart disease. Ann Rev Med, 1996,47,21
, 百拇医药
6，Bradley D, Zanaboni PB, Dahms TE, et al. Vascular resistance and Kf in normal and PMA-injured rabbit lungs: Effect of adenosine. J Appl Physiol, 1991,71:417
7，Krack M, Rahamanian P, Haverich A. Ischemic preconditioning enhance donor heart preservation. Transplantation, 1996,62:17
(1999-11-11收稿), 百拇医药