不同菌種(G+與G-)所致膿毒癥大鼠晚期心肌組織勻漿一氧化氮濃度與時間初探

溫嬿崢,劉勝國,程 凱,任 珊 (.新疆石河子大學，新疆 石河子 83000;.新疆石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院重癥醫(yī)學一科，新疆 石河子，83000)

膿毒癥不該被簡單的歸于促炎和抗炎綜合征，而應歸類于一個連續(xù)可變的疊加免疫反應機制，是感染引起的生理和病理以及生化異常綜合征。機體對侵入的病原微生物不恰當免疫反應而導致多器官衰竭，甚至死亡[1]。心臟是膿毒癥最易受累的器官之一，伴隨心功能障礙者超過膿毒癥患者的50%[2]，其發(fā)生與膿毒癥死亡率增加高度相關，是急診及重癥監(jiān)護病房患者死亡的重要原因之一。其潛在誘發(fā)機制十分復雜，一氧化氮(NO)已被證實參與膿毒癥的四大板塊(心血管、炎性反應、感染、免疫)[3]。革蘭陰性及陽性菌致病成分不同，所導致的膿毒癥心肌損害也可能不同。本實驗采用腹腔注射單一菌種(G+與G-)模擬膿毒癥，探究膿毒癥晚期心肌組織勻漿中NO表達水平隨時間推移的變化。

1 材料

1.1實驗動物及分組:105只SD大鼠，體重(300±50)g，周齡(8±1)周，隨機均分為G-組(n=45)、G+組(n=45)、NS組(n=15)，于(22±3)℃室溫下分籠飼養(yǎng)，給予標準飼料10 g/100 g·d，自由采食進水。

1.2實驗儀器及試劑:大腸埃希菌及金黃色葡萄球菌標準菌株均由石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院惠贈；NO檢測試劑盒購于南京建成科技有限公司。

1.3實驗方法

1.3.1模型制備：各組大鼠分別予以腹腔注射熱滅活大腸埃希菌(1.26×1012CFU/kg)、熱滅活金黃色葡萄球菌(7.35×1012CFU/kg)、生理鹽水溶液，注射體積均為3 ml。大鼠腹腔注射時于左下腹進針，采用6號針頭，注射后大鼠單籠飼養(yǎng)，飼養(yǎng)條件如前。

1.3.2標本處理：造模成功后于第7天、第14天、第28天分別安樂死G+組、G-組大鼠各15只及NS組大鼠5只，留取心肌組織，制備組織勻漿，取上清液用Elisa檢測試劑盒檢測心肌組織勻漿NO濃度。

2 結果

心肌組織勻漿 NO濃度比較：與NS組相比，G+組與G-組大鼠心肌組織勻漿NO濃度于 7 d開始升高，14 d左右達到峰值，此后NO濃度開始下降，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；NS組心肌組織NO濃度從7 d開始變化不大，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；其中G+組與G-組之間各檢測時間點差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 膿毒癥大鼠血清 NO表達水平比較

3 討論

膿毒癥并發(fā)心肌抑制被稱作膿毒癥誘導的心肌病(SIC)。雖然沒有正式的定義，但大多數(shù)學者同意SIC是一種一過性的心功能不全。以可逆性雙心室擴張、射血分數(shù)降低以及對液體復蘇和兒茶酚胺刺激的反應受損為特征[4-6]。在重癥監(jiān)護病房中，SIC的發(fā)病率占膿毒癥患者的10%～70%[7]。Jeong等[8]認為膿毒癥型心功能不全并不會因抗感染治療而改善，發(fā)病7～10 d后心功能可能恢復。其發(fā)生機制非常復雜，氮化應激可能參與其中。

NO是存在于各種類型細胞及器官系統(tǒng)中的天然分子，具有多種生物學特性，是機體生存不可或缺的一部分。內源性NO由L-精氨酸經(jīng)一氧化氮合成酶催化生成，其產(chǎn)生受多種因素的影響，不僅僅包括底物和輔助因子，還包括內源性調控因子的表達等。當微生物侵入、創(chuàng)傷、外科手術、燒傷等刺激時，心肌細胞上NO合成酶表達發(fā)生改變，催化精氨酸合成大量NO，超量的NO或將成為膿毒癥嚴重低血壓與心功能障礙的關鍵介質[9]。

早在二十世紀九十年代就已明確，NO是膿毒癥發(fā)病機制的潛在重要參與者。而膿毒癥時NO濃度發(fā)生改變，其功能及在膿毒癥發(fā)病機制中的作用尚有爭議。多數(shù)學者認為，膿毒癥時NO蓄積導致心血管功能紊亂(NO舒張血管及減弱心臟收縮力)、生物能源衰竭(NO抑制細胞ATP及DNA的合成)、細胞毒性(誘導氧化與抗氧化失衡)、免疫抑制(NO抑制吞噬細胞作用及白細胞黏附作用)，抗炎及促炎失調等[10]。同時NO在膿毒癥的病理生理過程中也發(fā)揮著保護作用，例如清除病原微生物、調節(jié)免疫、維持微血管及內臟血流灌注、抑制血小板功能防止血栓形成等[11]。

既往關于膿毒癥時NO濃度改變的研究多集中于膿毒癥早期，膿毒癥確診后的幾十小時內，血漿NO的濃度升高[12]。而NO的生物作用非常復雜，在膿毒癥不同發(fā)展階段發(fā)揮的作用可能有所不同甚至相反；且其作用非常廣泛，不同來源的NO可能在發(fā)病機制上也有所不同甚至作用相反[13]。有研究發(fā)現(xiàn)，膿毒癥患者肌鈣蛋白I與NO呈正相關，NO可能參與SIC的發(fā)生發(fā)展[14]。Vico等[15]的研究也表明高水平的NO和SIC產(chǎn)生的炎性損傷、心臟收縮功能障礙有明確的因果關系。本研究集中于膿毒癥中晚期，以心肌組織中的NO為研究對象，發(fā)現(xiàn)膿毒癥中晚期心肌組織NO表達水平仍然高于對照組，于14 d達高峰，后呈下降趨勢，且第28天低于第7天。其變化趨勢呈現(xiàn)“一過性”高峰，這可能提示NO在膿毒癥中晚期也發(fā)揮著重要作用，與SIC的發(fā)生及其可逆性可能密切相關，而不同菌種所誘導的NO水平表達差異卻并不大。NO在其中發(fā)揮的作用是保護性還是損傷性占據(jù)主要地位尚需進一步研究。

革蘭陽性菌及陰性菌由于致病成分不同，其感染所致膿毒癥表型可能不同，既往研究多關注大腸桿菌等陰性菌，近年來革蘭陽性菌所致膿毒癥的發(fā)病率逐年升高，越來越受到學者關注。雖然NO在革蘭陽性/陰性菌所致膿毒癥心肌損傷中表達水平差異不明顯，但是NO在其中所起的具體作用卻并不明確，且這并不代表著其作用機制完全一致。Harbrecht[16]認為清除過量的NO可能是一種有效的治療膿毒癥策略。相關研究也逐年累增，而如何在恰當?shù)臅r間正確使用NO阻斷劑或NO供體仍有待解決，探究不同菌種不同時間所致膿毒癥NO水平表達差異，可能為進一步精準化NO調節(jié)治療提供新的證據(jù)。