布比卡因影響小鼠肺泡上皮液體清除的作用機制研究

于 同，崔 湧，付 瑜，杜 杰，聶宏光

(1中國醫(yī)科大學(xué)代謝病分子機制與藥物研究所，沈陽 110001;2中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院)

肺泡液體清除率(alveolar fluid clearance，AFC)對肺臟生理和病理狀態(tài)(肺水腫、急性肺損傷和成人呼吸窘迫癥等)下的液體平衡均起重要的調(diào)控作用。AFC增加能加速肺水腫的恢復(fù)，改善肺泡上皮的氣體交換［1］;AFC 降低則可誘發(fā)肺水腫［2，3］。有報道，布比卡因頸叢麻醉及布比卡因過敏均可致急性肺水腫［4～6］，但具體機制尚不清楚。肺泡上皮細(xì)胞頂側(cè)膜的上皮鈉通道(epithelial sodium channel，ENaC)是影響AFC的主要決定因素［3］，布比卡因可能是通過抑制ENaC而降低AFC。2011年8月～2011年12月，我們觀察了布比卡因?qū)υ隗w小鼠肺泡液體清除率(AFC)的影響，探討其作用機制。

1 材料與方法

1.1 材料 健康雄性昆明小鼠48只，鼠齡8～10周，體質(zhì)量20～30 g。由中國醫(yī)科大學(xué)實驗動物中心提供，動物合格證號:SCXK(遼)2008-0005。布比卡因、小牛血清白蛋白及相關(guān)試劑均購于美國Sigma公司。小動物呼吸機(HX-300，成都泰盟科技有限公司)，Anthos 2010全自動定量酶標(biāo)儀(鄭州安圖生物工程有限公司)。

1.2 實驗方法

1.2.1 動物分組及干預(yù) 將48只小鼠分為六組。各組均予10%水合氯醛4 mL/kg腹腔麻醉，鈍性分離并切開氣管后行氣管插管，翻轉(zhuǎn)小鼠置于左側(cè)臥位;穩(wěn)定10 min后經(jīng)氣管導(dǎo)管隨機注入0.3 mL含不同藥物的等滲5%小牛血清白蛋白(BSA)液(0.9%生理鹽水配制)，對照組(n=9)不含藥物;阿米組(n=9)含1 mmol/L阿米洛利;布比組(n=6)含1 mmol/L布比卡因;布比+阿米組(n=8)含1 mmol/L布比卡因和1 mmol/L阿米洛利;特布組(n=10)含0.1 mmol/L特布他林;布比+特布組(n=6)含1 mmol/L布比卡因和0.1 mmol/L特布他林。

1.2.2 AFC測定 注射后采用小動物呼吸機行100%O2通氣30 min，用1 mL注射器經(jīng)氣管插管緩慢負(fù)壓吸取肺泡內(nèi)液體，采用定量酶標(biāo)儀測定小牛血清白蛋白濃度，參照文獻(xiàn)［7］計算 AFC。AFC=［(Vi－Vf)/Vi］×100，Vf=Vi× Pi/Pf，式中 Vi和 Vf分別為起始注入肺泡內(nèi)(i)和灌注30 min后吸出的肺泡液(f)液體體積，P為白蛋白濃度。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用Origin 8.0軟件行統(tǒng)計學(xué)處理。數(shù)據(jù)采用±s表示，單因素ANOVA檢驗。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

各組AFC比較見表1及圖1、圖2。

表1 各組AFC比較(±s)

表1 各組AFC比較(±s)

注:與對照組比較，*P ＜0.05，#P ＜0.01;與特布組比較，△P＜0.01

組別AFC阿米組(n=9) 17.8% ±2.1%#布比組(n=6) 16.0% ±2.0%#布比 +阿米組(n=8) 16.6% ±0.9%#特布組(n=10) 43.2% ±1.8%*特布+布比組(n=6) 25.2% ±3.1%＊△對照組(n=9)34.5% ±2.5%

如表1所示，阿米組、布比組及布比+阿米組AFC均明顯低于對照組。布比組、阿米組及布比+阿米組AFC比較無統(tǒng)計學(xué)差異;即布比卡因和阿米洛利均能降低AFC。特布組AFC明顯高于對照組，特布+布比組AFC明顯低于特布組，提示特布他林能完全拮抗布比卡因?qū)FC的抑制作用。

圖1 阿米組、布比組、布比+阿米組肺水清除率比較

圖2 特布組、布比組、布比+特布組肺水清除率比較

3 討論

為保證良好的氣體交換，肺泡腔內(nèi)必須保持干燥。研究證實，AFC在維持肺泡腔干燥方面起重要作用［3，8］，增加AFC能夠加速肺泡腔內(nèi)水腫液的吸收，有利于氣體通過肺泡上皮進(jìn)行交換［1］;AFC降低通常與急性肺損傷和急性呼吸窘迫綜合癥病情的惡化、導(dǎo)致肺水腫的發(fā)生有關(guān)［2，3］。布比卡因是長效酰胺類局麻藥，適用于外周神經(jīng)阻滯、硬脊膜外阻滯和蛛網(wǎng)膜下腔阻滯(其他給藥方法或途徑均慎用，靜注區(qū)域阻滯禁忌使用)。肺水腫的發(fā)生是多種因素共同作用的結(jié)果，由肺靜水壓和毛細(xì)血管壓力增加(如心源性肺水腫)或微血管和肺泡對電解質(zhì)通透性增加(如在急性肺損傷時通透性增強型肺水腫)引起。因布比卡因頸叢麻醉及布比卡因過敏均可導(dǎo)致急性肺水腫的發(fā)生［4～6］，故探討布比卡因與AFC的關(guān)系具有重要意義。

在過去的30多年里，學(xué)者們對肺泡內(nèi)鹽和液體的重吸收進(jìn)行了廣泛的研究。有證據(jù)表明在體情況下通過肺泡上皮的Na+主動轉(zhuǎn)運途徑在新生兒肺泡液體重吸收以及維持成年肺臟的肺泡腔干燥狀態(tài)方面發(fā)揮重要作用，特別是在肺泡對血漿蛋白通透性增加或肺靜水壓增加時尤為重要。目前普遍認(rèn)為AFC部分是通過ENaC和非阿米洛利敏感性鈉通道轉(zhuǎn)運途徑參與肺泡的液體平衡［9，10］。Na+通過肺泡上皮細(xì)胞頂側(cè)膜的ENaC進(jìn)入，再通過基底膜排出(主要由Na+-K+-ATP酶參與)，在細(xì)胞內(nèi)外形成滲透壓梯度，依靠肺泡上皮緊密的屏障結(jié)構(gòu)，清除肺泡內(nèi)多余積液。在此過程中，Na+通過頂膜側(cè)通道的進(jìn)入是限速步驟。本研究中布比組與阿米組AFC均未見進(jìn)一步降低，表明布比卡因可能通過抑制阿米洛利敏感性ENaC進(jìn)而影響AFC，加重肺泡液體積聚或抑制肺泡液體清除。特布他林為β-受體激動劑，能改善肺泡Na+和液體的重吸收，增加AFC。特布他林有效的減輕肺水腫，其作用機制是上調(diào)ENaC活性，加速水腫液的清除［11］。本研究特布組AFC明顯高于其他各組，與以往報道的結(jié)果相似［12］;特布組AFC亦明顯高于特布+布比組，提示特布他林能拮抗布比卡因?qū)FC的抑制作用，可能對布比卡因所致肺水腫有一定治療作用。此可為臨床治療布比卡因所致的肺水腫提供理論指導(dǎo)。

本研究結(jié)果證實，阿米洛利敏感性鈉通道參與了布比卡因降低AFC，從而導(dǎo)致肺水腫的發(fā)生。布比卡因通過抑制心肌細(xì)胞鈉通道導(dǎo)致心肌抑制而參與肺水腫發(fā)生的機制還需進(jìn)一步研究。

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