左心缺血再灌注损伤兔肺组织超微结构变化及IL-1β的表达*

宋晓荣，姬明丽，千智斌，王煜霞，司艳丽，刘有才

1)新乡医学院病理生理学教研室 新乡453003 2)新乡医学院机能学实验室新乡453003

(2010-03-15收稿 责任编辑 王 曼)

许多左心心肌梗死患者往往伴有呼吸功能障碍，溶栓治疗后，病情非但没有缓解，反而导致呼吸衰竭，严重者发生死亡。因此左心缺血再灌注所致的肺损伤也是临床危重疾病之一［1］。作者从左心缺血再灌注肺损伤模型入手，探讨IL-1β在左心缺血再灌注所致的急性肺损伤中的作用。

1 材料与方法

1.1 主要仪器及试剂 H-7500高性能日立电子透射电镜，BL-420生物信号采集分析系统、动物呼吸机(成都泰盟生物科技有限公司)。IL-1β酶联检测试剂盒(北京中杉金桥生物技术有限公司)，IL-1β羊抗兔多克隆抗体、SP-0023免疫组化试剂盒(北京博奥森生物技术有限公司)。哺乳动物手术器械、缝线、常用试剂及实验室耗材由新乡医学院机能学实验室提供。

1.2 实验动物及分组 60只成年健康家兔，雌雄不限，体质量2 500～3 000 g，应用随机数字表均分为实验组(30只)和对照组(30只)。参考文献［2-4］进行左心缺血再灌注模型制备:体积分数为25%氨基甲酸乙酯全身麻醉、固定、备皮、开胸，寻找左冠状动脉前降支，实验组于血管上平行放置直径0.3 mm银丝，缝线束紧银丝后结扎，减少动脉血流，引起相应心肌缺血;结扎30 min后，提起线端，剪开结扎线，恢复血流供应，造成缺血后再灌注损伤;对照组只穿线，不结扎。选择缺血30 min(T1)、再灌注20 min(T2)、再灌注40 min(T3)3个时间点，经耳缘静脉取外周血5 mL备用;而后处死动物，取肺组织，行支气管肺泡灌洗，取支气管肺泡灌洗液(BALF)5 mL备用。

1.3 2组膈神经放电曲线的绘制 在进行胸部手术操作之前于剑突下作一小切口，暴露膈肌，用两个针式电极挂于膈肌两侧，电极与BL-420生物信号采集处理系统连接，于动物处死前记录膈神经放电曲线。

1.4 2组肺组织形态学观察及外周血和BALF中IL-1β水平检测 取肺右下叶和心肌缺血中心区2～3 cm3组织，戊二醛固定，透射电镜观察心肌细胞超微结构变化 。采用ELISA法检测外周血和BALF中IL-1β水平，按试剂盒说明操作。

1.5 统计学处理 采用SPSS11.0进行分析，2组膈神经放电曲线参数的比较、BALF和外周血IL-1β水平的比较采用两独立样本t检验;检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 2组肺组织超微结构比较 实验组缺血30 min可见肺泡壁局部水肿;再灌注20 min可见Ⅰ型肺泡上皮细胞核肿胀，Ⅱ型肺泡上皮细胞的微绒毛减少;再灌注40 min可见部分肺泡壁细胞脱颗粒、线粒体嵴紊乱融合。见图1。

图1 实验组(A)和对照组(B)缺血再灌注40 min肺组织Ⅱ型肺泡上皮细胞超微结构图(×8 000)

2.2 2组膈神经放电曲线参数比较 见表1。

2.3 2组外周血和BALF中IL-1β水平比较 见表2。

表1 实验组和对照组膈神经放电曲线参数比较(n=10)

表2 2组BALF和外周血中IL-1β水平比较(n=10)ng/L

3 讨论

IL-1是在局部或全身炎症反应中起重要作用的促炎细胞因子，它包括3个氨基酸序列高度同源的蛋白质，即IL-1α、IL-1β和内源性IL-1受体拮抗剂。IL-1β又名淋巴细胞活化因子、前炎性反应细胞因子，在肺损伤炎症反应中可激活免疫细胞产生多种细胞因子，促进自由基等的产生和释放［5-6］，在局部或全身炎症反应中起重要作用［7］。

作者观察到实验组家兔缺血和再灌注后，肺泡超微结构损伤严重，膈神经放电幅度明显减少，放电持续时间缩短，出现节律紊乱，同时BALF和外周血IL-1β水平也相应升高，并表现出一定的时间趋势，推测IL-1β可能参与了左心缺血再灌注引起的肺损伤。其可能的机制:左心缺血再灌注后，左心功能减退，引起肺循环淤血，激活肺循环中生理性滞留的白细胞，释放包括IL-1β在内的大量细胞因子，释放的细胞因子中亦包含趋化因子，后者吸引循环中的免疫细胞向肺循环转移，引起新一轮的细胞因子的释放，形成恶性循环，导致更严重的损伤性反应，如引起血管壁通透性增加，导致水肿，脂质过氧化反应导致细胞膜损伤、细胞器损伤等。研究中实验组肺上皮细胞微观结构的变化证实了这种损伤的存在。

综上所述，IL-1β作为一种重要的细胞因子参与了左心缺血再灌注肺损伤过程。

［1］ De Campos T，Deree J，Coimbra R.From acute pancreatitis to end organ injury:mechanisms of acute lung injury［J］.Surg Infect(Larchmt)，2007，8(1):107

［2］刘志强，程彦斌.改良法创建兔心房室结缺血再灌注损伤模型［J］.中国心血管杂志，2005，10(1):43

［3］李国营，田素民，于连发，等.兔心肌缺血及缺血再灌注模型的制备［J］.解剖学研究，2002，24(3):237

［4］陈冰心，任澎，段明军，等.大鼠心肌缺血再灌注模型构建的改良［J］.中国比较医学杂志，2010，20(5):24

［5］曹华，周晓红，黄新莉，等.外源性硫化氢在脂多糖致老年大鼠急性肺损伤中的作用［J］.郑州大学学报:医学版，2010，45(3):387

［6］靳丽妍，朱光发.急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征与炎症因子关系的研究［J］.临床肺科杂志，2010，15(7):1004

［7］周书春，杨树涵，赵玉兰，等.辛伐他汀对慢性心力衰竭大鼠血清白细胞介素-18水平的影响［J］.郑州大学学报:医学版，2009，44(1):129