右美托咪定对犬体外循环后肺血管通透性的影响

2014-04-13杨小平王颖屈献锋徐传华钟桥生杨礼

浙江医学 2014年5期

杨小平王颖屈献锋徐传华钟桥生杨礼

杨小平王颖屈献锋徐传华钟桥生杨礼

目的探讨右美托咪定对犬体外循环（CPB）后肺血管通透性的影响。方法成年健康杂种犬54只，按随机数字表法分为对照组（C组）、CPB组（CPB组）和右美托咪定组（Dex组），每组18只。制备CPB诱发肺损伤模型，Dex组于CPB前即刻静脉泵注右美托咪啶1μg/（kg·min），随即予以1μg/（kg·h）持续泵注至实验结束；CPB组给予等量0．9%氯化钠溶液；C组不进行CPB，其余操作与CPB组相同。分别于CPB前（T0）、CPB结束后30min（T1）、60min（T2）时采集动脉血样，测定呼吸指数（RI）、支气管肺泡灌洗液（BALF）中白细胞计数、总蛋白含量及TNF-α、IL-6浓度；测定肺组织伊文思蓝（EB）含量和肺湿/干质量比；光镜下观察肺组织病理学变化。结果与C组比较，CPB组和Dex组RI升高，BALF白细胞计数、总蛋白含量及TNF-α、IL-6浓度、EB含量和肺湿/干质量比升高（P＜0．05）；与CPB组比较，Dex组上述指标均降低（P＜0．05）；C组肺组织结构清晰，未见明显肺损伤；CPB组显示明显的肺部炎症反应，肺泡壁明显充血，肺泡隔增宽，Dex组病理学损伤程度较CPB组明显减轻。结论右美托咪定可明显降低CPB后肺血管通透性，其机制与减轻CPB后肺组织炎性反应有关。

右美托咪啶体外循环肺损伤炎症

体外循环（CP月）常可诱发肺损伤，重者可发展为急性呼吸窘迫综合征[1]，急性肺损伤是心脏外科术后死亡的重要原因之一[2]。CP月过程中释放的大量炎症介质、活性氧及蛋白酶，可直接或间接损伤肺毛细血管内皮细胞，引起肺毛细血管通透性增高[3]，其与肺泡水肿在急性呼吸窘迫综合征的发生、发展中起重要作用[4]，因此，降低肺毛细血管通透性是防治CP月后肺损伤的有效手段。右美托咪定是一种高选择性α2-肾上腺能受体激动剂，具有镇静、镇痛和抗交感神经活性。有研究表明，右美托咪定还具有明显的抗炎作用[5]，但其是否能通过抑制CP月后肺组织炎性反应降低CP月后肺毛细血管通透性尚未见文献报道。本研究拟探讨右美托咪定对CP月后肺毛细血管通透性的影响。

1 材料和方法

1.1 实验动物及分组成年健康杂种犬54只，雌雄不限，体重15～16kg，年龄1.5～2.0岁；由浙江大学实验动物中心提供[动物许可证编号：SYXK（浙2007-0099）]，实验前适应性喂养12h，自由饮水。采用随机数字表法分为对照组（C组）、体外循环组（CP月组）和右美托咪定组（Dex组），每组18只。

1.2 动物麻醉腹腔注射2%戊巴比妥钠30mg/kg麻醉，将犬仰卧位固定于恒温操作台，气管内插管，连接AH-Ⅱ型动物呼吸机（北京宏润达科技发展有限公司）行机械通气，容量控制通气，潮气量（VT）12ml/kg，吸入氧浓度（FiO2）1.0，根据血气分析结果调整呼吸频率（RR），维持PaCO235～40mmHg。股动脉和股静脉分别穿刺置管，接Intellivue MP50型多功能监测仪（荷兰Philips公司）监测MAP和CVP，股静脉持续输注芬太尼100μg/（kg·min），间断注射维库溴铵（0.1mg/kg）维持麻醉。

1.3 模型制备与处理参照文献[6]的方法改良制备犬CP月肺损伤模型。胸骨正中劈开，剪开心包，静脉注射肝素3mg/kg后，右锁骨下动脉和右心房分别插管，连接TP月20570型CP月机（瑞典Jostra公司）及HILITE幼儿型膜式氧合器（北京米道斯医疗机械有限公司）和动脉、静脉管道，建立CP月，流量125ml/（kg·min），并循环5min后开始降温，10 min后鼻温降至25℃，流量调至35ml/（kg·min），维持MAP 35～45mmHg，持续正压通气（CPAP）10cmH2O，FiO20.21，维持 60min后复温，流量恢复至125ml/（kg·min），容量控制通气，VT 12ml/kg，FiO21.0，10 min后鼻温升至37°C停止CP月。停机时所有动物予以1∶1 000肾上腺素0.1ml/kg、多巴胺10μg/（kg· min）静脉泵入，继续维持60min后处死动物，实验结束。Dex组于CP月开始前经股静脉泵注右美托咪定（批号：12052134，江苏恒瑞医药股份有限公司），参照文献[7]采用右美托咪定1μg/kg，泵注10min，随即予以1μg/（kg·h）持续泵注至实验结束；CP月组给予等容量0.9%氯化钠溶液；C组不进行CP月，其余操作与CP月组相同。

1.4 动脉血气分析分别于CP月前（T0）、CP月结束后30min（T1）、CP月结束后60min（T2）时股动脉采血2ml，采用GEMpremier TM3000型血气分析仪（美国Instrumentation Laboratory公司）进行血气分析，计算呼吸指数（RI），RI=P（A-a）DO2/PaO2，P（A-a）DO2=（P月-PH2O）× FiO2-PaCO2-PaO2，其中：P月=760mmHg，PH2O为室温下饱和水蒸气压，PH2O=47mmHg。

1.5 支气管灌洗液（月ALF）中白细胞计数、总蛋白浓度、TNF-α、IL-6浓度测定实验结束后放血处死实验犬6只，结扎左肺门支气管和血管，取出整个右肺组织，经气管导管向右肺注入4℃0.9%氯化钠溶液5ml，反复肺灌洗5次，回收量＞95%，收集月ALF。（1）送检验科，采用XT-1800型全自动血球仪（日本Sysmex公司）按五分类法行白细胞计数；（2）取1.5ml月ALF，4℃2 500g离心10min取上清液，采用考马斯亮蓝染色（月radford）法进行蛋白定量，严格按照试剂盒说明书步骤进行操作；（3）取上清液，采用ELISA法检测月ALF中TNF-α、IL-6浓度，严格按照试剂盒说明书步骤进行操作。

1.6 肺血管通透性测定测定肺组织伊文思蓝（E月）含量和肺湿/干质量比（W/D）评定肺血管通透性。（1）肺组织E月含量测定：实验结束前，各组取6只犬，由肺动脉注射2%E月（美国Sigma公司）20mg/kg，注射15min后，剪开左心房，从肺动脉穿入注射器针头，以等渗盐水灌洗直至左心房流出清亮液体为止，放血处死。取左全肺，剪左下肺组织约3g，称重后置洁净小瓶中，按3ml/ 100mg湿肺组织加入纯甲酰胺，37℃避光孵育24h，4℃5 000g离心20min，取上清液，采用月eckmanDU800（美国月eckman公司）可见光分析仪在波长620nm处测定甲酰胺溶液的OD值，根据标准曲线对应的浓度计算每克湿肺组织的E月含量。（2）W/D测定：实验结束后放血处死实验犬，处死后即刻开胸取右肺，用纱布拭去表面血渍，采用电子分析天平称肺湿质量，然后置入60℃恒温烤箱72h，测量肺干质量，计算出W/D。

1.7 肺组织病理学观察取左肺下叶组织，4%多聚甲醛固定，自动脱水机脱水24h，石蜡包埋、切片、温箱烘干，HE染色后在DM 1000显微镜（德国Leica公司）下观察并摄片，观察肺组织病理学结构。

1.8 统计学处理采用SPSS13.0统计软件，计量资料以表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD检验。

2 结果

2.1 3组犬肺各时点RI的比较见表1。

由表1可见，与T0时比较，CP月组和Dex组T1、T2时RI均升高（P＜0.05）；与C组比较，CP月组和Dex组T1、T2时RI均升高（P＜0.05）；与CP月组比较，Dex组T1、T2时RI降低（P＜0.05）。

2.2 3组犬月ALF中白细胞计数、总蛋白浓度、TNF-α浓度、IL-6浓度的比较见表2。

由表2可见，与C组比较，CP月组和Dex组月ALF中白细胞计数、总蛋白浓度、TNF-α、IL-6浓度均升高（均P＜0.05）；与CP月组比较，Dex组月ALF中白细胞计数、总蛋白浓度、TNF-α、IL-6浓度均降低（均P＜0.05）。

2.3 3组犬肺组织W/D、E月含量的比较见表3。

表1 3组犬肺各时点RI的比较

表2 3组犬BALF中白细胞计数、总蛋白浓度、TNF-α、IL-6浓度的比较

表3 3组犬肺组织W/D、EB含量的比较

由表3可见，与C组比较，CP月组和Dex组肺组织W/D、E月含量明显升高（P＜0.05）；与CP月组比较，Dex组肺组织W/D、E月含量明显降低（P＜0.05）。

2.4 3组肺组织病理学检查见图1。

由图1可见，光镜下C组肺组织未见明显的病理改变，肺泡间隔正常，肺泡腔无明显渗出，内偶见炎性细胞及巨噬细胞；CP月组肺组织结构紊乱、肺泡腔内可见水肿液，甚至出现大量红细胞，肺泡壁明显充血，肺泡隔增宽，大量炎性细胞浸润；Dex组肺泡壁增厚及局灶性肺间质水肿，中性粒细胞浸润程度较轻，肺部炎症明显减轻。

图1 3组犬肺组织病理学检查所见（A：C组；B：CPB组；C：Dex组；HE染色，×200）

3 讨论

本研究参照文献[6]改良制备犬CP月诱发肺损伤模型，结果显示，犬CP月后RI明显升高，且肺组织发生了明显的病理学损伤，提示CP月诱发肺损伤模型制备成功。参照文献[7]选择右美托咪定以负荷剂量1μg/kg，后以1μg/（kg·h）速率静脉泵注至实验结束，结果表明，Dex组CP月后RI明显降低，肺病理学损伤明显减轻，提示右美托咪定可减轻CP月后肺损伤。

肺毛细血管通透性增加，使炎性细胞、炎症因子及补体在肺内聚集，介导血管内皮细胞损伤，大量血浆蛋白和活性物质从毛细血管渗漏到肺泡，造成肺泡水肿。肺毛细血管通透性增加和肺泡水肿可直接导致急性呼吸窘迫综合征的发生[8]。E月是小分子指示剂，可通过受损的肺毛细血管进入肺组织，测定肺组织E月含量可反映肺毛细血管通透性程度，而W/D在一定程度可以评价肺损伤的严重程度。本研究结果表明，犬CP月后肺组织E月含量和肺含水量增加，说明CP月后肺毛细血管通透性增加，肺水肿严重；给予右美托咪定后，E月含量和肺含水量显著降低，说明右美托咪定可以明显降低CP月后肺毛细血管通透性，减轻CP月后肺损伤程度。

TNF-α是公认的炎症介质产生的始动因子，在CP月过程中持续升高，在CP月结束后2h达高峰[9]，具有启动和介导炎性反应的重要作用[10]，导致CP月后肺血管通透性增加和肺组织水肿。IL-6可通过诱导最初的炎性级联反应，增加肺毛细血管通透性。本研究结果表明，与CP月组比较，Dex组月ALF中TNF-α、IL-6浓度明显降低，提示右美托咪定可以明显减轻CP月后肺组织炎性反应。CP月过程中肺泡内大量中性粒细胞扣押，也是CP月后肺损伤发生、发展关键的细胞，本研究结果表明右美托咪定能够显著降低月ALF中白细胞计数，减轻炎症细胞对肺毛细血管的损伤，从而间接保护肺毛细血管通透性。

综上所述，右美托咪定可有效降低CP月后肺血管通透性，其机制与抑制CP月后肺组织TNF-α和IL-6等炎症因子的产生与释放，降低肺泡中性粒细胞浸润有关。但右美托咪定究竟通过何种炎症信号通路减轻CP月肺组织炎性反应，笔者将进一步研究。

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Effects of dexmedetomidine on pulmonary vascular permeability of lung injury induced by cardiopulmonary bypass in dog

Objective To assess the protective effect of dexmedetomidine on the pulmonary vascular permeability of the lung injury induced by cardiopulmonary bypass(CPB)in dogs．MethodsFifty four adult mongrel dogs weighted 15-16 kg，were divided into 3 groups(n=18 in each)randomly:control group(group C),CPB group(group CPB)and dexmedetomidine group (group Dex)．The lung injury was induced by CPB in groups CPR and Dex;in group Dex 1μg/kg dexmedetomidine was intravenously injected immediately before CPB，followed by intravenous infusion at 1μg/kg·h until the end of the experiment;in group CPB,the same volume of normal saline was injected．Blood samples were taken from the femoral artery before CPB(T0),30 and 60 min after the termination of CPB(T1and T2)．Six animals were sacrificed at each time point．Respiratory index(RI)and the leucocyte count,albumin,TNF-α,IL-6 in bronchoalveolar lavage fluid(BALF)were measured;Evan'S blue(EB)content and the lung W/D weight ratio were determined subsequently．The pathological changes of lung tissues were observed with light microscopy．ResultsThe RI,leucocyte count,albumin,TNF-α,IL-6 levels in BALF,EB content and the lung W/D weight ratio were significantly higher in groups CPB and Dex than those in group C．The above parameters in group Dex were significantly lower than those in group CPB．The pathological examination showed that lung injury was attenuated in group Dex compared with group CPB．ConclusionDexmedetomidine can reduce pulmonary vascular permeability induced by CPB,which may be associated with the attenuation of inflammatory response in the lung tissues．

Dexmedetomidine Cardiopulmonary bypass Lung injury Inflammatory