丙泊酚预处理对单肺机械通气大鼠肺组织血红素氧合酶-1表达的影响

巴玉峰，冯惠民，李长生，李 印 ，程金华，邢文群，刘宝兴

1)河南省肿瘤医院胸外科 郑州450003 2)河南省肿瘤医院麻醉科 郑州450003

#通讯作者，男，1967年8月生，博士，主任医师，研究方向:肺癌综合治疗，E-mail:liyin825@yahoo.com.cn

单肺机械通气技术(one-lung ventilation，OLV)不仅可以充分暴露手术视野，为术者创造良好的操作条件，还可以避免术侧肺的分泌物或渗出物流入健侧通气肺，减少肺部并发症，现已广泛应用于心胸外科手术。但OLV 常引起肺内分流增加，导致低氧血症、低氧性肺血管收缩(hypoxic pulmonary vasoconstriction，HPV)，而通气过程中的过度牵张和OLV 后术侧肺复张均可对肺组织造成损伤［1］。血红素氧合酶-1(heme oxygenase-1，HO-1)是一种诱生型应激蛋白，广泛存在于哺乳动物组织细胞中，可在缺氧、缺血等多种应激状态下表达［2］。HO-1 及其催化产物组成了特殊的机体内源性保护系统，通过抗氧化、抗炎、抗凋亡等机制对组织器官起到保护作用［3-6］。丙泊酚是一种常用的静脉麻醉药。研究［7-8］表明，在离体和在体实验中丙泊酚预处理均具有器官保护作用。作者观察了丙泊酚预处理对OLV 大鼠肺组织HO-1 表达的影响，探讨丙泊酚对OLV 肺损伤的保护作用。

1 材料与方法

1.1 实验动物与试剂 健康雄性SD 大鼠36 只，体质量220～250 g，由河南省实验动物中心提供。实验前禁食6 h，自由饮水。兔抗鼠HO-1 多克隆抗体购于美国Cell Signaling 公司，组织总蛋白抽提试剂盒购于上海蓝基生物公司，凝胶扫描成像系统购自美国Bio-Rad 公司。

1.2 动物分组与处理 36 只大鼠随机分成6组:双肺通气(T)组，右侧单肺通气-左肺(OL)组，右侧单肺通气-右肺(OR)组，丙泊酚-右侧单肺通气-左肺(POL)组，丙泊酚-右侧单肺通气-右肺(POR)组，对照(C)组，每组6 只。T、OL、OR、POL 及POR组大鼠均戊巴比妥钠(40 mg/kg)腹腔注射麻醉，尾静脉液体维持泵入生理盐水(0.5 mL/min)，右侧卧位。OL、OR、POL、POR组大鼠开胸后，插入自制气管导管，给予维库溴铵(2 mg/kg)，待呼吸停止后，接微型动物呼吸机进行右肺单肺通气(潮气量5 mL/kg，呼吸频率60 min－1)。POL 和POR组大鼠在戊巴比妥钠麻醉前1 h 尾静脉泵入丙泊酚(50 mg/kg，30 min 泵完)，苏醒30 min。T组大鼠开胸后，插入自制气管导管，给予维库溴铵(2 mg/kg)，待呼吸停止后，接呼吸机进行双肺通气(潮气量10 mL/kg，呼吸频率60 min－1)。通气时间均为1 h。T、OL 和POL组大鼠取左全肺，OR 和POR组大鼠取右全肺，C组戊巴比妥钠麻醉后直接开胸取左全肺。

1.3 W/D 测定 肺组织取出后，称量肺脏标本湿质量(W)，后置于80℃烤箱烘烤24 h，称干质量(D)，计算湿/干质量比(W/D)。

1.4 肺组织HO-1 蛋白表达 取20 mg 肺组织裂解、抽提蛋白，采用Western blot 方法检测肺组织HO-1 蛋白表达。结果以HO-1 与GAPDH 的平均灰度比值表示。

1.5 统计学处理 采用SPSS 11.5 处理数据。各组大鼠肺组织W/D 和HO-1 蛋白表达的比较应用单因素方差分析和SNK-q 检验。检验水准α=0.05。

2 结果

各组大鼠肺组织W/D 和HO-1 蛋白比较的比较见图1、表1。

图1 各组大鼠肺组织HO-1 蛋白表达

表1 各组大鼠肺组织W/D 及HO-1 蛋白的表达水平比较(n=6)

3 讨论

许多现代心胸外科手术得益于OLV 的成熟和开展，但OLV 可以引起一系列病理生理改变，导致肺脏或其他脏器的损伤［9-10］。该研究表明，单肺通气1 h，OL、OR、POL 和POR组肺组织W/D 明显高于C 和T组，提示无论通气侧肺还是非通气侧肺，都有不同程度的肺水肿。这可能是肺缺血/再灌注、肺萎缩/复张、肺量化应激和机械通气等多因素造成的肺损伤，经过最后的共同途径引起肺组织细胞和炎症介质介导的炎性反应，以水肿形式表现出来［11］。

HO 是哺乳动物组织细胞微粒体中的一种血红素代谢的起始酶和限速酶，有3 种异构体:HO-1、HO-2 和HO-3。HO-1 在体内主要分布于肺、心、肾和肝。在正常机体组织中，HO-1 主要功能是降解血红素，表达水平较低。HO-1 在多种因素(缺氧、高温、缺血、细胞因子、机械-化学损伤等)刺激后诱导表达［9，12］。HO-1 通过抑制细胞脂质膜的氧化，清除自由基，抑制炎症细胞的趋化、黏附和浸润等机制减轻肺组织水肿［10］。

丙泊酚可清除氧自由基，减轻心肌氧化应激损伤，发挥心肌保护作用［13］。该研究结果表明，OL 和OR组大鼠肺组织HO-1 蛋白的表达增高，可能系肺机械通气、肺组织自身炎性反应等原因，诱导并上调了HO-1 的表达，而POL 和POR组大鼠肺组织HO-1 的表达明显高于OL 和OR组，提示丙泊酚预处理可上调肺组织HO-1 的表达。

综上所述，丙泊酚预处理可能通过上调OLV 大鼠肺组织HO-1 的表达，减轻OLV 所造成的组织水肿。

［1］Pinhu L，Whitehead T，Evans T，et al.Ventilator-associated lung injury［J］.Lancet，2003，361(9354):332

［2］Otterbein LE，Choi AM.Heme oxygenase:colors of defense against cellular stress［J］.Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol，2000，279:L1029

［3］Kirkby KA，Adin CA.Products of heme oxygenase and their potential therapeutic applications［J］.Am J Physiol Renal Physiol，2006，290(3):F563

［4］Otterbein LE，Soares MP，Yamashita K，et al.Heme oxygenase-1:unleashing the protective properties of heme［J］.Trends Immunol，2003，24(8):449

［5］Harder Y，Amon M，Schramm R，et al.Ischemia-induced up-regulation of heme oxygenase-1 protects from apoptotic cell death and tissue necrosis［J］.J Surg Res，2008，150(2):293

［6］Park YY.Ischemia/reperfusion lung injury increases serum ferritin and heme oxygenase-1 in rats［J］.Korean J Physiol Pharmacol，2009，13(3):181

［7］Aykas A，Yuzbasioglu MF，Kurutas EB，et al.Protective effects of propofol on peritoneal adhesions in cecal ligation and puncture model［J］.Bratisl Lek Listy，2010，111(5):253

［8］Holownia A，Mroz RM，Wielgat P，et al.Propofol protects rat astroglial cells against tert-butyl hydroperoxide-induced cytotoxicity; the effect on histone and cAMP-response-element-binding protein (CREB)signalling［J］.J Physiol Pharmacol，2009，60(4):63

［9］Kim Y，So HS，Moon BS，et al.Sasim attenuates LPS-induced TNF-alpha production through the induction of HO-1 in THP-1 differentiated macrophage-like cells［J］.J Ethnopharmacol，2008，119(1):122

［10］Durante W.Protective role of heme oxygenase-1 against inflammation in atherosclerosis［J］.Front Biosci，2011，17:2374

［11］Tremblay LN，Slutsky AS.Pathogenesis of ventilator-induced lung injury:trials and tribulations［J］.Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol，2005，288(4):L596

［12］Pang QF，Ji Y，Bermudez-Humaran LG，et al.Protective effects of a heme oxygenase-1-seereting Lactococcus lactis on mucosal injury induced by hemorrhagic shock in rats［J］.J Surg Res，2009，153(1):39

［13］Xia Z，Godin DV，Chang TK，et al.Dose-dependent protection of cardiac function by propofol during ischemia and early reperfusion in rats:effects on 15-F2t-isoprostane formation［J］.Can J Physiol Pharmacol，2003，81(1):14