七氟醚后處理對體外循環(huán)犬肺保護(hù)的作用

李冬冬 羅俊麗 陳松 游露 竇雪嬌 張紅

（遵義醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院麻醉科，貴州 遵義563003）

體外循環(huán)（cardiopulmonary bypass，CPB）導(dǎo)致全身炎癥性反應(yīng)綜合征和肺缺血再灌注損傷（lung is－chaemia reperfusion injury，LIRI）是 CPB肺損傷的主要機(jī)制，由此引起的肺功能障礙，是體外循環(huán)后最常見的并發(fā)癥和導(dǎo)致死亡的主要原因之一［1］。七氟醚是一種新型的鹵族吸入麻醉藥，具有誘導(dǎo)起效快、麻醉深度易調(diào)控，蘇醒質(zhì)量佳、對循環(huán)抑制輕、呼吸道刺激小、器官保護(hù)等優(yōu)點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于臨床麻醉。研究證實［2－3］七氟醚預(yù)處理可以明顯抑制中性粒細(xì)胞的聚集，能夠減輕缺血組織的損傷程度，對心、肺等器官有明顯的保護(hù)作用。為此，本實驗通過對犬肺缺血－再灌注損傷模型給予七氟醚后處理，分析兩組犬肺組織病理學(xué)改變及呼吸參數(shù)的變化，探討七氟醚后處理對犬體外循環(huán)肺損傷的保護(hù)作用。

1 材料與方法

1.1 實驗分組

健康成年雜種犬12只（由遵義醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供），雌雄不拘，體質(zhì)量10～15kg；隨機(jī)分為2組，每組6只（n＝6）。左肺缺血再灌注組（C組）：只建立CPB肺缺血再灌注損傷模型，不作其它處理；七氟醚后處理組（Y組），建立CPB肺缺血再灌注損傷模型，在開放左肺動脈的同時，經(jīng)人工膜肺內(nèi)給予七氟醚（呼氣末濃度為2%），持續(xù)30min，余步驟同C組。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗準(zhǔn)備 兩組犬腹腔內(nèi)注射2.5%戊巴比妥鈉25mg·kg－1麻醉，行雙腔氣管插管機(jī)械通氣，潮氣量10mL·kg－1，呼吸頻率16次／min，I∶E＝1∶2，F(xiàn)iO2：99%，監(jiān)測心電圖、舌粘膜氧飽和度（SpO2），右側(cè)股靜脈置管補(bǔ)液并監(jiān)測中心靜脈壓（CVP），行右股動脈置管測動態(tài)平均動脈壓（MAP）并測量直腸溫度。

1.2.2 動物模型制備 正中劈開胸骨，暴露胸腔后剪開心包暴露心臟，股靜脈給予肝素3mg·kg－1，肝素化后分別行鎖骨下靜脈和右心耳插管，調(diào)節(jié)變溫器水溫維持在31～34℃，羥乙基淀粉130／0.4氯化鈉注射液（萬汶）300mL及乳酸鈉林格氏液100mL預(yù)充CPB管道后連接人工心肺機(jī)（WEL－1 000A人工心肺機(jī)，天津匯康）。因犬的右肺動脈位置較深，心臟阻擋手術(shù)視野，游離時需翻轉(zhuǎn)、提拉心臟，極易造成惡性心率失常，研究表明建立犬左肺缺血再灌注損傷模型既提高動物的耐受性，也能反映CPB非生理循環(huán)既缺血再灌注的雙重打擊［4］，游 離 出 左 肺 動 脈，CPB 轉(zhuǎn) 流 并 行 循 環(huán)10min后阻斷左肺動脈，只行右側(cè)肺機(jī)械通氣，并適當(dāng)減少潮氣量、增加呼吸頻率。轉(zhuǎn)流60min后，開放左肺動脈，行雙肺機(jī)械通氣，繼續(xù)并循30min后停止CPB。根據(jù)動脈血氣分析結(jié)果調(diào)整酸堿平衡及電解質(zhì)穩(wěn)定。停機(jī)時常規(guī)應(yīng)用魚精蛋白中和肝素，予以腎上腺素、多巴胺、異丙腎上腺素等血管活性藥物以維持犬生命體征的穩(wěn)定，機(jī)血回收后經(jīng)股靜脈回輸，術(shù)中經(jīng)股靜脈間斷給予戊巴比妥鈉和維庫溴銨維持麻醉，2h后結(jié)束實驗。

1.2.3 標(biāo)本采集 兩組犬均分別于CPB前（T1）、開放左肺動脈時（T2）及停機(jī)后2h（T3）三個時間點，取左肺組織福爾馬林固定保存光鏡觀察；并抽取股動脈血3mL，行血氣分析（i－stat血氣分析儀，A－merican）并測算各時間點氧合指數(shù)（oxygenation index，OI）。呼吸指數(shù)（respiratory index，RI）及動態(tài)肺順應(yīng)性（Cd）。

1.3 指標(biāo)檢測

1.3.1 呼吸參數(shù)的檢測 （1）動態(tài)肺順應(yīng)性（Cd）：機(jī)械通氣下，動態(tài)肺順應(yīng)性＝潮氣量／（氣道峰壓－呼氣末正壓）。（2）氧合指數(shù)（OI）＝動脈血氧分壓（PaO2）／吸入氧濃度（PaO2）。（3）呼吸指數(shù)（RI）＝肺泡－動脈血氧分壓差（P（A－a）O2）／動脈氧分壓（PO2）。

1.3.2 肺組織光鏡學(xué)檢查及病理評分 取下的左肺組織經(jīng)福爾馬林固定、脫水、石蠟包埋、二甲苯脫蠟后HE染色，光鏡下觀察肺組織形態(tài)學(xué)變化，并依據(jù)改良的 Mayer及 Osman評分法［5－6］進(jìn)行病理學(xué)評分。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（xˉ±s）表示，組內(nèi)比較采用重復(fù)測量資料的方差分析或自身配對t檢驗，并進(jìn)行球形檢驗，對于不滿足球形對稱性時，使用Epsilon進(jìn)行校正，組間比較采用單因素方差分析或成組設(shè)計資料的t檢驗，P＜0.05示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料

兩組犬的體質(zhì)量、行體外循環(huán)時間、灌注液體積及各項生命體征指標(biāo)等差異比較均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

2.2 兩組犬氧合指數(shù)（OI）、呼吸指數(shù)（RI）、動態(tài)肺順應(yīng)性（Cd）的變化

組內(nèi)比較：阻斷左肺動脈后，隨著缺血時間的延長和再灌注的恢復(fù)兩組犬的OI和Cd逐漸降低而RI逐漸升高，與CPB前相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。組間比較：T1、T2時間點兩組犬 OI、RI和Cd無明顯差異（P＞0.05）；T3時點Y組OI和Cd明顯高于C組（P＜0.05），并且T3時點Y組RI明顯低于C組（P＜0.05）。見表1。

表1 各組實驗犬不同時間點呼吸參數(shù)的比較（n＝6，ˉx±s）

2.3 肺組織光鏡學(xué)結(jié)果及病理評分

兩組犬肺組織破壞程度隨時間推移而增加，兩組犬T1、T2肺組織光鏡觀察無明顯差異。T3C組肺組織結(jié)構(gòu)紊亂，肺泡腔塌陷，大量炎癥細(xì)胞浸潤，肺泡毛細(xì)血管壁破裂，紅細(xì)胞大量漏出，肺組織破壞嚴(yán)重；Y組肺組織結(jié)構(gòu)紊亂，肺泡腔塌陷及肺泡壁斷裂，肺間質(zhì)見炎性細(xì)胞以及少量紅細(xì)胞，但破壞程度明顯低于C組。（見圖1、2）。病理評分：與T1時點比較，T2、T3兩組犬肺組織病理評分逐漸增加（P＜0.05）。T1、T2兩組同一時點病理評分無明顯差異（P＞0.05）；T3時點 Y組病理評分明顯低于C組（P＜0.05）。見表2。

表2 各組實驗犬肺組織不同時點病理評分比較（n＝6，±s）

表2 各組實驗犬肺組織不同時點病理評分比較（n＝6，±s）

注：與T1 比較，▲P＜0.05；與T2 比較，＃P＜0.05；與C組比較，■P＜0.05。

組別 T1 T2 T3 C組 0.3333±0.52 3.1667±0.75▲ 6.5000±0.55▲＃Y組 0.5000±0.55 3.3333±0.52▲ 5.1667±0.75▲?！?/p>

圖1 C組T3（HE×200）

圖2 Y組T3（HE×200）

3 討 論

目前已公認(rèn)缺血預(yù)處理對組織缺血再灌注損傷有一定保護(hù)作用，研究證明［7］缺血預(yù)處理可減輕CPB后肺部炎癥反應(yīng)和肺水腫，改善CPB術(shù)后的肺功能。但預(yù)處理是在缺血前，具有不可預(yù)見性，人們又提出了缺血后處理［8］（ischemic postconditioning，IPC）概念。藥物后處理是對IPC的更深一步研究，器官長時間缺血后，在恢復(fù)再灌注前或再灌注開始的幾分鐘內(nèi)用藥物來進(jìn)行干預(yù)，既避免了IPC過程中所造成的血管機(jī)械性損傷［9］，又達(dá)到了減輕組織器官的再灌注損傷的目的。由于藥物后處理的操作發(fā)生于缺血后，時機(jī)容易把握，具有可控、可預(yù)測及臨床可行性，也更符合倫理。研究表明：0.5%～3%濃度七氟醚后處理能改善脂多糖誘導(dǎo)肺損傷的氣體交換及減輕肺損傷［10］，本實驗七氟醚呼氣末濃度2%，約為1.2MAC值，是臨床中七氟醚維持麻醉的常用濃度。CPB下冠狀動脈旁路移植術(shù)中通過膜肺給予七氟醚處理的患者呼吸指數(shù)低于對照組，氧合指數(shù)高于對照組，呼吸支持時間明顯短于對照組，表明七氟醚對患者肺功能有一定的保護(hù)作用［11］。七氟醚預(yù)處理能夠改善CPB患者的肺換氣功能，并提高其肺順應(yīng)性，減輕其體外循環(huán)所引起的肺損傷，主要機(jī)制則可能同炎癥因子抑制關(guān)系密切［12］。

本實驗結(jié)果顯示：兩組犬CPB后隨時間延長OI和Cd均逐漸降低，RI則明顯升高。七氟醚處理后，Y組的OI和Cd都明顯高于C組，而RI則明顯低于C組，說明七氟醚后處理可以改善CPB后的肺功能。

CPB時由于肺動脈的血供停止，肺組織處于缺血狀態(tài)，同時肺組織無法得到均勻有效的降溫，肺泡上皮不同程度的缺氧，能量儲備下降，耗氧增加，當(dāng)心臟復(fù)跳后，肺循環(huán)開放，高氧合血進(jìn)入肺組織，釋放大量的氧自由基可導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損傷，激活炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子，釋放蛋白水解酶，損傷肺的超微結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致肺泡－毛細(xì)血管壁及內(nèi)皮細(xì)胞通透性增高，造成肺間質(zhì)水腫，引起肺缺血－再灌注損傷。在大鼠肺缺血再灌注模型中，七氟醚（呼氣末濃度為2.1%）后處理持續(xù)30min，可減輕大鼠肺缺血再灌注損傷，效果與其預(yù)處理無差異，其機(jī)制可能與降低肺組織炎性反應(yīng)，抑制細(xì)胞凋亡有關(guān)［13］。本實驗兩組犬CPB后肺組織HE染色結(jié)果見肺組織結(jié)構(gòu)紊亂，肺泡腔塌陷、炎癥細(xì)胞浸潤，肺泡毛細(xì)血管壁破裂，紅細(xì)胞漏出淤血。但經(jīng)過七氟醚后處理后，肺組織的病理改變有所改善，七氟醚后處理組在T3時點的病理評分明顯低于C組，提示七氟醚后處理對肺組織有一定的保護(hù)作用。

綜上所述：七氟醚后處理能提高CPB期間肺的氧合指數(shù)及肺動態(tài)順應(yīng)性，改善CPB后肺通氣及換氣功能，減輕肺組織的破壞和肺水腫程度，對CPB肺損傷有保護(hù)作用，但其保護(hù)作用的機(jī)制待進(jìn)一步研究。

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