吸入氫氣對(duì)重癥急性胰腺炎大鼠肺損傷的影響

滕娜 孫明潔 李會(huì)

[摘要] 目的 探討吸入氫氣（H2）對(duì)重癥急性胰腺炎（SAP）大鼠肺損傷的影響。 方法 選取健康雄性SPF級(jí)Wistar大鼠48只，采用隨機(jī)數(shù)字表法分為四組（每組12只）：假手術(shù)組（SH組）、重癥胰腺炎組（SAP組）、1%H2組、2%H2組。除SH組，各組通過(guò)逆行胰膽管注射5%?；悄懰徕c的方法制作大鼠SAP模型。1%H2組和2%H2組在模型制作過(guò)程中及造模成功后24 h持續(xù)吸入相應(yīng)濃度的H2。造模后24 h采集股動(dòng)脈血行血?dú)夥治霾⒂?jì)算氧合指數(shù)（PaO2/FiO2），隨后處死大鼠測(cè)定肺濕干重比（W/D）并進(jìn)行肺組織損傷評(píng)分，酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定肺組織中8-羥基脫氧鳥苷（8-OHdG）、Toll樣受體4（TLR-4）、核因子-κB（NF-κB）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、IL-6水平。 結(jié)果 與SH組比較，SAP組、l%H2組、2%H2組的W/D比值、肺組織損傷評(píng)分、8-OHdG、TLR-4、NF-κB、TNF-α、IL-1β、IL-6顯著升高，PaO2/FiO2降低（P < 0.05）。與SAP組比較，1%H2組、2%H2組的W/D比值、肺組織損傷評(píng)分、8-OHdG、TLR-4、NF-κB、TNF-α、IL-1β、IL-6顯著降低，PaO2/FiO2升高（P < 0.05）。1%H2組與2%H2組上述各指標(biāo)比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P > 0.05）。 結(jié)論 吸入H2能減輕重癥急性胰腺炎所致肺損傷，其機(jī)制可能與抑制炎性反應(yīng)和氧化應(yīng)激有關(guān)。

[關(guān)鍵詞] 氫氣;胰腺炎;肺損傷;大鼠

[中圖分類號(hào)] R657.5? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? ? ? ? [文章編號(hào)] 1673-7210（2020）05（c）-0026-04

Effect of hydrogen inhalation on lung injury induced by severe acute pancreatitis in rats

TENG Na? ?SUN Mingjie? ?LI Hui▲

Department of Anesthesia Operating， Qingdao Municipal Hospital， Shandong Province， Qingdao? ?266011， China

[Abstract] Objective To investigate the effect of hydrogen（H2） inhalation on lung injury in rats with severe acute pancreatitis （SAP）. Methods Forty-eight healthy male SPF Wistar rats were selected， four groups （12 in each group） were divided into 4 groups by random number table method， sham operation group （SH group）， severe pancreatitis group （SAP group）， 1%H2 group， 2%H2 group. With the exception of SH group， the rat SAP model was made by injecting 5% sodium taurocholate into each group through retrograde cholangiopancreatine. H2 group 1% and H2 group 2% continuously inhaled H2 at the corresponding concentration during the process of model making and 24 h after successful model making. Blood gas analysis and oxygenation index （PaO2/FiO2） were calculated after 24 h of femoral arterial blood collection after modeling. The rats were then sacrificed to determine the lung wet-to-dry weight ratio （W/D） and the lung tissue injury score. The enzyme linked immunosorbent method was used for determination of levels of 8-hydroxyl deoxyguanosine （8-OHdG）， toll-like receptor 4 （TLR-4）， nuclear factor-κB （NF-κB）， tumor necrosis factor-α （TNF-α）， interleukin 1β （IL-1β）， IL-6 in the lung tissues. Results Compared with SH group， the W/D ratio of SAP group， 1%H2 group， 1%H2 group were analyzed， the lung tissue damage rating， 8-OHdG， TLR-4， NF-κB， TNF-α， IL-1β， IL-6 and IL-1 increased significantly， PaO2/FiO2 decreased （P < 0.05）. Compared with SAP group， W/D ratio， lung tissue damage rating， 8-OHdG， TLR-4， NF-κB， TNF-α， IL-1β， IL-6 and IL-1 in 1%H2 group and 2%H2 group significantly reduced， PaO2/FiO2 elevated （P < 0.05）. There was no significant difference in the above indicators between the 1%H2 group and the 2%H2 group （P > 0.05）. Conclusion Inhalation of H2 can reduce lung injury caused by severe acute pancreatitis， and the mechanism may be related to inhibition of inflammatory response and oxidative stress.

H2是一種電中性的小分子，細(xì)胞膜通透性強(qiáng)，可自由進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，順利到達(dá)靶器官[9-10]。由于半衰期短，只能在持續(xù)吸入H2過(guò)程中才能發(fā)揮其生物作用[11-12]。本研究在制作重癥胰腺炎模型全程中持續(xù)吸入1%、2%H2。與SAP組比較，吸入1%H2、2%H2能明顯降低胰腺炎導(dǎo)致的肺損傷，改善肺功能。

氧自由基具有很強(qiáng)的氧化性，尤其是細(xì)胞毒性極強(qiáng)的羥自由基，直接損傷肺泡細(xì)胞膜和肺血管內(nèi)皮[13]。8-OHdG是DNA氧化損傷最重要且敏感的標(biāo)志物，也是評(píng)價(jià)機(jī)體氧化損傷的指標(biāo)[14-15]。本研究中，與SH組比較，各組8-OHdG均有不同程度升高（P < 0.05），提示重癥胰腺炎導(dǎo)致明顯的肺組織氧化損傷。而與SAP組比較，吸入1%、2%H2能夠明顯降低肺組織中8-OHdG水平，結(jié)果提示吸入H2可能通過(guò)抑制氧化應(yīng)激，減輕重癥胰腺炎導(dǎo)致肺損傷。

TLR-4是誘導(dǎo)炎性反應(yīng)的門戶蛋白，研究顯示它在多種病理反應(yīng)中起重要作用[16-17]。重癥胰腺炎時(shí)有大量的炎性因子釋放入血[18]，可激活Toll-4信號(hào)通路，通過(guò)多種途徑使作為炎性反應(yīng)下游環(huán)節(jié)的NF-κB活化，活化的NF-κB進(jìn)入核內(nèi)調(diào)節(jié)相應(yīng)基因的表達(dá)，可誘導(dǎo)產(chǎn)生多種促炎性細(xì)胞因子（如TNF-α等）的表達(dá)[19]。TNF-α是炎性反應(yīng)重要的啟動(dòng)因子，能在細(xì)胞以及亞細(xì)胞水平上發(fā)生級(jí)聯(lián)反應(yīng)，誘導(dǎo)IL-1β、IL-6產(chǎn)生，在全身炎性反應(yīng)尤其是肺損傷中的發(fā)揮著重要作用[20-22]。本研究結(jié)果顯示，和SH組比較，l%H2組和2%H2組的NF-кB、TNF-α、IL-1β、IL-6表達(dá)水平明顯升高（P < 0.05），而吸入H2明顯抑制炎癥介質(zhì)表達(dá)。

綜上所述，吸入H2能明顯減輕急性胰腺炎所致肺損傷，其機(jī)制可能與抑制氧化應(yīng)激和炎性反應(yīng)有關(guān)。

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