肖長(zhǎng)栓,劉 群,張建明,馮世海,趙永健,施 耘,劉婭平
(1.天津醫(yī)科大學(xué)研究生院,天津300070;2.天津市第四醫(yī)院燒傷科,天津300222)
吸入性損傷是呼吸道和肺組織的共同損傷。由于其發(fā)病隱匿,病情危重,同時(shí)具有熱力和化學(xué)物質(zhì)損害的特點(diǎn),所以其治療仍然是一個(gè)難點(diǎn)。吸入性損傷后,系統(tǒng)性炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)及缺氧中毒等因素可導(dǎo)致其他臟器繼發(fā)性損傷,最終導(dǎo)致多器官功能障礙綜合征(MODF)發(fā)生。依達(dá)拉奉是一種強(qiáng)效的新型氧自由基清除劑,化學(xué)名為3-甲基-l-苯基-2-吡唑啉-5酮,研究表明,其可以清除氧自由基,在高氧肺損傷和順鉑所致的腎臟損傷中有一定效果[1-2]。但對(duì)吸入性損傷的具體治療效果尚不清楚。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)依達(dá)拉奉對(duì)煙霧吸入性損傷大鼠模型不同作用時(shí)間來(lái)研究其對(duì)自由基及炎癥介質(zhì)的影響,探索其對(duì)煙霧吸入性肺損傷的保護(hù)作用。
1.1 主要試劑和儀器 依達(dá)拉奉(中國(guó)藥品生物制品研究所),大鼠IL-6ELISA試劑盒、TNF-α ELISA試劑盒(美國(guó)R&D公司),大鼠SOD試劑盒、MDA試劑盒、NO試劑盒、iNOS試劑盒 (南京建成公司),微量加樣器(eooendorf),ELX800UV酶標(biāo)檢測(cè)儀(BIOTEK),光學(xué)顯微鏡(OLYMPUS),Centrifuge5702離心機(jī)(EPPENDORF公司),LEICA石蠟切片機(jī)。
1.2 動(dòng)物分組及處理 雄性SD大鼠40只,質(zhì)量(200±20)g(天津春樂(lè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物提供)。采用隨機(jī)數(shù)字表法隨機(jī)分為4組,每組10只,正常對(duì)照組(A組),致傷空白組(B組),致傷依達(dá)拉奉8h治療組(C組),致傷依達(dá)拉奉24h治療組(D組)。除A組外,其余各組大鼠制作煙霧吸入性損傷模型(根據(jù)謝爾凡等的方法[3])。模型制作成功后,C組及D組腹腔注射依達(dá)拉奉(9mg/kg),B組同時(shí)腹腔注射等量生理鹽水。模型制作及給藥過(guò)程中無(wú)大鼠死亡等意外情況發(fā)生。
1.3 標(biāo)本采集 分別于致傷8h及24h后,C組及D組取大鼠腹主動(dòng)脈血5mL,3000r/min離心15min后取上清液,-20℃冷凍保存待測(cè)IL-6、TNF-α。取左肺組織及時(shí)保存于-70℃冰箱中待測(cè)NO、MOD、SOD、iNOS。以4%的甲醛灌洗肺動(dòng)脈以固定肺組織,取出右肺,以絲線(xiàn)結(jié)扎肺門(mén)后置于4%甲醛中固定,留待病理檢查。
1.4 指標(biāo)檢測(cè)及方法 (1)血清IL-6、TNF-α的檢測(cè):參照試劑盒說(shuō)明書(shū)以雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法檢測(cè),依次用pg/mL、ng/L作為單位。(2)肺組織SOD、NO、MDA、iNOS的檢測(cè):濾紙吸干肺組織表面污物,制備肺組織勻漿,考馬斯亮藍(lán)蛋白測(cè)定法測(cè)勻漿液中蛋白濃度。然后參照試劑盒說(shuō)明書(shū)分別測(cè)定SOD、NO、MDA及iNOS含量,分別以U/mg、μmol/mg、nmol/mg、U/mg為單位表示。(3)制作蘇木精-伊紅(HE)染色切片:將以4%甲醛固定好的右肺組織依次進(jìn)行脫水、石蠟包埋、制作切片,待HE染色后以光鏡觀察。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 所有數(shù)據(jù)均進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)及正態(tài)檢驗(yàn),±s為表現(xiàn)形式,用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。P<0.05表示統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著。
2.1 肺病理切片檢查 光鏡下,A組組織結(jié)構(gòu)無(wú)明顯變化,肺泡腔中未見(jiàn)滲出的白細(xì)胞,肺泡腔結(jié)構(gòu)清晰,肺泡間隔光滑均勻(圖1)。B組組織可見(jiàn)肺泡間隔明顯不均,不同程度的肺泡萎陷和擴(kuò)張,大量炎性細(xì)胞及紅細(xì)胞浸潤(rùn)肺泡和小氣道,肺泡組織結(jié)構(gòu)不清晰(圖2)。C組(圖3)和D組(圖4)肺組織可見(jiàn)肺泡仍有一定程度的萎陷和擴(kuò)張,大小形態(tài)尚不規(guī)則,毛細(xì)血管仍充血擴(kuò)張,管周尚有一定數(shù)量的紅、白細(xì)胞浸潤(rùn),肺泡腔炎性細(xì)胞浸潤(rùn)輕于B組。D組損傷程度又小于C組。
2.2 各組大鼠血清TNF-α、IL-6水平的比較 見(jiàn)表1。與A組相比較,B、C、D組IL-6及TNF-α水平明顯升高(P<0.01)。與B組相比較,C、D組TNF-α, IL-6水平明顯降低(P<0.01)。與C組比較,D組TNF-α,IL-6水平明顯降低(P<0.01)。
表1 各組大鼠血清TNF-α、IL-6水平比較(±s)Tab 1 Comparison of TNF-α,IL-6in the serum of the rats in each group(±s)
表1 各組大鼠血清TNF-α、IL-6水平比較(±s)Tab 1 Comparison of TNF-α,IL-6in the serum of the rats in each group(±s)
與A組相比,△P<0.01,#P<0.01,*P<0.01;與B組相比,▲P<0.01☆P<0.01;與C組相比,□P<0.01
組別A組B組C組D組n 10101010TNF-α/(pg/mL) 112.2±3.01379.5±8.03△297.8±5.94#▲199.5±6.59*☆□IL-6/(pg/mL)124.5±2.37356.2±2.34△235.3±6.31#▲145.4±8.77*☆□
2.3 各組大鼠肺組織MDA、NO、iNOS及SOD水平的比較 見(jiàn)表2。與A組比較,B、C、D組MDA、i-NOS及NO水平均升高(P<0.01),SOD水平均降低(P<0.01)。與B組比較,C、D組NO、MDA、iNOS水平均降低(P<0.01),C組SOD水平升高(P<0.05),D組SOD水平明顯升高(P<0.01)。與C組相比,D組NO、MDA、iNOS水平降低(P<0.01),SOD水平升高(P<0.01)。
表2 各組大鼠肺組織MDA、NO、iNOS、SOD水平比較(±s)Tab 2 Comparison of MDA,NO,iNOS,SOD in the lung tissue of rats in each group(±s)
表2 各組大鼠肺組織MDA、NO、iNOS、SOD水平比較(±s)Tab 2 Comparison of MDA,NO,iNOS,SOD in the lung tissue of rats in each group(±s)
與A組比較,△P<0.01,#P<0.01,*P<0.01,◇P<0.05;與B組比較,▲P<0.01,☆P<0.01,◆P<0.05;與C組相比,○P<0.01,●P<0.05
組別A組B組C組D組n 10101010MDA/(nmol/mg)2.59±0.097.05±0.19△5.05±0.16#▲3.98±0.15*☆○NO/(μmol/mg)0.91±0.192.68±1.06△1.91±0.55#▲1.22±0.64*☆○iNOS/(U/mg)0.82±0.331.92±0.26△1.57±0.34#▲1.37±0.20*☆○SOD/(U/mg)336.64±2.84112.10±1.03◇134.39±2.03◆200.79±2.95●
吸入性損傷病情發(fā)展迅速,機(jī)制復(fù)雜,是嚴(yán)重威脅燒傷患者生命的臨床常見(jiàn)疑難癥之一。盡管一些細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)被證實(shí)在肺損傷和全身繼發(fā)性損害中有一定作用,但在抑制過(guò)量炎癥介質(zhì)和細(xì)胞因子方面的問(wèn)題一直未能得到有效解決,因此,尋找可行有效的抗炎藥物及其探索具體使用方法就成為我們當(dāng)前共同面臨的難題。
依達(dá)拉奉是一種新型的自由基清除劑,可抑制脂質(zhì)過(guò)氧化。因其對(duì)腦細(xì)胞有保護(hù)作用,臨床上廣泛應(yīng)用于急性腦梗死患者[4]。研究發(fā)現(xiàn)其還可對(duì)腸缺血再灌注等有氧自由基參與的疾病有保護(hù)作用[5]。另有文獻(xiàn)報(bào)道,依達(dá)拉奉可使大鼠組織中MDA、 TNF-α水平降低,肝內(nèi)iNOS含量降低,起到保護(hù)肝臟的目的[6]。依達(dá)拉奉可能通過(guò)減輕自由基對(duì)細(xì)胞膜糖類(lèi)及脂質(zhì)的直接破壞作用,對(duì)細(xì)胞膜內(nèi)外蛋白質(zhì)損傷程度及對(duì)細(xì)胞核酸的破壞作用,來(lái)維持細(xì)胞生命周期的穩(wěn)定,提高抗氧化酶活性。在吸入性損傷的發(fā)病過(guò)程中,上述破壞作用很重要,所以筆者認(rèn)為依達(dá)拉奉可能對(duì)吸入性損傷具有肺保護(hù)作用。
本實(shí)驗(yàn)HE病理切片顯示致傷各組大鼠肺泡間隔不均,肺泡形態(tài)極不規(guī)則,大量炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),表明煙霧致傷模型制作成功。吸入性損傷可延長(zhǎng)通氣時(shí)間,容易繼發(fā)感染,使死亡率增加[7]。吸入性損傷使巨噬細(xì)胞過(guò)度刺激產(chǎn)生大量氧自由基、IL-6、TNF-α等,致肺毛細(xì)血管通透性增加,肺水腫程度加重[8]。另外,吸入性損傷使中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)胞產(chǎn)生釋放IL-6、TNF-α等多種炎性介質(zhì)及細(xì)胞因子,使血管通透性增高,滲出增多,小氣道阻塞,使肺水腫程度進(jìn)一步加重[9]。血漿中IL-6在炎癥性疾病中被視為預(yù)示多臟器功能衰竭及死亡的重要標(biāo)志[10]。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)血清TNF-α和IL-6水平,來(lái)間接反映肺組織炎性損傷的程度。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[11],采用腹腔注射依達(dá)拉奉9mg/kg作為實(shí)驗(yàn)劑量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,B、C、D組血清IL-6、TNF-α水平較A組升高,其中C組較B組水平有所降低,D組又較C組低。提示依達(dá)拉奉對(duì)吸入性肺損傷有保護(hù)作用。
吸入性損傷刺激自身抗氧化機(jī)制啟動(dòng),使生理狀態(tài)下就存在于體內(nèi)的超氧化物歧化酶SOD活性增加,其活性的高低表示機(jī)體抑制氧自由基能力的強(qiáng)弱。通過(guò)檢測(cè)MDA(又稱(chēng)脂質(zhì)過(guò)氧化物酶)的活性高低可間接反映組織受自由基攻擊導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化的程度[12]。NO是一種致炎因子,少量的內(nèi)源性的NO能使血管擴(kuò)張,改善微循環(huán),能對(duì)肺組織起保護(hù)作用;但過(guò)量的NO會(huì)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞釋放炎性介質(zhì),進(jìn)一步導(dǎo)致呼吸爆發(fā),損傷肺組織[13]。肺組織中的iNOS的表達(dá)能影響NO的生成,并且提高SOD的活性及減少其消耗,能有效地發(fā)揮肺保護(hù)作用,本實(shí)驗(yàn)通過(guò)檢測(cè)NO及iNOS的活性高低反映組織受損傷的程度[14]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,B、C、D組肺組織MDA、NO、iNOS水平較A組明顯升高,SOD水平平均降低。肺組織MDA、NO、iNOS水平C組和D組較B組低,D組又較C組低,SOD水平C組和D組較B組高,D組又較C組高。病理顯示B、C、D組肺泡結(jié)構(gòu)不清晰,大量紅白細(xì)胞浸潤(rùn),其中B組損傷最嚴(yán)重,C組與D組損傷較B組輕,D組損傷程度又小于C組。所有結(jié)果顯示依達(dá)拉奉不僅減低了由煙霧吸入性損傷引起的促炎因子IL-6、TNF-α水平,還能降低MDA、iNOS、NO的水平,更能提高具有抗氧化功能的SOD的水平,肺泡結(jié)構(gòu)及炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)程度也明顯減輕,說(shuō)明依達(dá)拉奉在抑制炎癥因子的過(guò)程中及抗氧化作用中起了重要作用。
本實(shí)驗(yàn)研究證明,依達(dá)拉奉可能通過(guò)抑制自由基和部分炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生和釋放減輕煙霧吸入性肺損傷大鼠體內(nèi)炎性反應(yīng),對(duì)肺組織起到一定的保護(hù)作用。但在給藥方式、用藥濃度和用藥時(shí)機(jī)的選擇上還需深入研究。
(本文圖1~4見(jiàn)封三)
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