褪黑素对家兔肾上腺素所致肺水肿的保护机制初探

吴　骁， 杨小龙， 王　丹

（1. 辽宁何氏医学院， 沈阳　110163； 2. 沈阳二四二医院外科， 沈阳　110034；3.辽宁医学院组织胚胎学教研室， 锦州　121001）

褪黑素对家兔肾上腺素所致肺水肿的保护机制初探

吴骁1， 杨小龙2， 王丹3

（1. 辽宁何氏医学院， 沈阳110163； 2. 沈阳二四二医院外科， 沈阳110034；3.辽宁医学院组织胚胎学教研室， 锦州121001）

目的探讨褪黑素对家兔肾上腺素诱发实验性肺水肿的作用。方法随机将18只家兔分成正常对照组（对照组）、肾上腺素组（模型组）和褪黑素组（预防组），预防组经耳缘静脉注射褪黑素10 mg/kg，30 min后模型组和预防组耳缘静脉分别注射肾上腺素1 mg/只诱发肺水肿，对照组则注射等量生理盐水。观察记录不同时间点呼吸频率的变化，比较肺系数及肺的病理组织学。结果肾上腺素注射后，呼吸急促并维持一段时间；预防组与模型组比较，呼吸频率明显减慢且肺体系数降低。病理组织学检查显示，模型组动物肺泡壁断裂，肺泡隔明显增宽；褪黑素明显减轻上述的症状。结论褪黑素对肾上腺素所致肺水肿具有保护作用。

褪黑素； 肾上腺素； 肺水肿

急性肺水肿是常见的肺部危重症，起病急、变化快、病死率高，其病因多种多样，一直受到临床的关注。目前认为急性肺损伤的主要机制是氧自由基、炎症因子的作用和血小板的激活。褪黑素是具有重要生理作用的一种化学物质，它具有抗炎、清除自由基和调节肝脏代谢酶的能力［1，2］，已在多种类型疾病模型中证明褪黑素有保护脏器和减少损伤的作用［3，4］，但褪黑素对急性肺水肿的作用少有相关报道。

本实验建立肾上腺素诱发的急性肺水肿家兔模型，从肺体系数变化、呼吸变化和组织学来探讨褪黑素对肺水肿的作用，以期对褪黑素在保护急性肺水肿方面的保健和药用价值进行评价，为其应用与开发提供药理学实验依据。

1　材料与方法

1.1实验动物

普通级日本大耳白兔18只，雌雄各半，体质量2～3 kg，由沈阳药科大学提供［SCXK（辽）2014-0002］。

1.2实验药品

褪黑素（Sigma产品）， 肾上腺素（上海禾丰制药有限公司）， 氨基甲酸乙酯（国药集团化学试剂有限公司）。

1.3实验器材

家兔手术台、家兔手术器械，气管插管，丝线、注射器，纱布，婴儿称。BL-420生物机能实验系统，张力换能器。

1.4实验方法

将18只家兔随机分成3组， 称重后， 常规麻醉（质量分数20%氨基甲酸乙酯5 mL/kg耳缘静脉注射）、固定，行气管插管，并与BL-420生物信号采集系统连接， 记录呼吸变化。（1）正常对照组: 耳缘静脉注射等体积生理盐水。（2）模型组: 以10 mL/kg耳缘静脉输注生理盐水，30 min后耳缘静脉注射肾上腺素l mg/只， 复制肾上腺素性肺水肿的模型， 观察记录30 min。（3）预防组: 以10 mg/kg耳缘静脉给予褪黑素， 30 min后耳缘静脉注射肾上腺素l mg/只，并观察记录30 min。观察完毕，处死家兔，取肺脏观察并称量其湿重，计算肺体系数=肺湿重（g）/体质量（kg）。常规石蜡切片和HE染色。

1.5统计学处理

数据表示为均值±标准差。采用Student’s-t检验进行组间比较，P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1褪黑素对肾上腺素诱发家兔肺水肿肺系数的影响

正常家兔肺系数是4～5，模型组家兔肺系数增大； 预防组肺系数较模型组减小（表1）。

2.2褪黑素对肾上腺素诱发家兔肺水肿的呼吸变化的影响

模型组家兔注射肾上腺素后10 min、20 min、30 min呼吸频率高于对照组，呼吸急促表浅； 预防组家兔呼吸频率低于模型组（表2）。

2.3褪黑素对肾上腺素诱发家兔肺水肿病理学变化的影响

对照组肺组织肺泡无萎陷，无毛细血管扩张、充血及白细胞附壁，肺泡和肺间质无炎细胞浸润，肺泡壁无增厚现象（图1A）； 模型组见肺泡壁断裂，肺泡隔明显增宽（图1B）； 预防组肺组织上述改变明显减轻（图1C）。

表1　褪黑素对家兔肾上腺素所致肺水肿肺体系数的影响

3　讨论

肺水肿是指肺毛细血管内液体渗入肺间质和肺泡，使肺血管外液量增多的病理状态。在快速大量输液的基础上，大量输入肾上腺素可使体循环外周血管强烈收缩，导致血液由体循环急剧转移到阻力较低的肺循环，使肺的血容量迅速升高，同时血管被动扩张使血管内皮细胞的间隙增大，导致血管壁通透性增大［5］。肾上腺素为缩血管药物，是α和β受体激动剂，可使心率加快，心肌耗氧量增加，体循环外周血管广泛收缩，心脏前后负荷增加，血液都流向阻力比较低的肺部，使肺血容量增加，肺动脉与肺毛细血管压力均升高。另外，肾上腺素也可直接作用于肺微血管内皮细胞增加血小板、白细胞的聚集， 释放氧自由基， 从而使血管内皮及肺泡上皮通透性增加而发生肺水肿。本研究结果显示， 褪黑素预防组的肺体系数较模型组减小； 预防组家兔在肾上腺素注射后10 min、20 min、30 min呼吸频率低于模型组，与模型组比较有显著差异， 组织学方面也具有改善作用。结果表明， 褪黑素对家兔肾上腺素型肺水肿有一定预防效果。

表2　褪黑素对肾上腺素诱发家兔肺水肿呼吸变化的影响

图1　肺组织切片光镜下形态（HE×100）

以往研究表明［4-6］， 褪黑素可直接对氧化剂和自由基产生作用， 还能刺激谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶的活性， 并促进维生素C和α-维生素E等抗氧化剂的合成， 郑延松等［7］也证实褪黑素有很好的抗氧化效果。急性肺损伤出现于多器官功能不全的早期， 其发生的主要机制是由血小板的激活和氧自由基、炎症因子作用引起肺泡-毛细血管膜通透性增高， 并进一步诱发肺水肿。因此， 作者推测褪黑素对肾上腺素型肺水肿的作用可能跟其对抗自由基有关。

［1］洪汝涛， 徐建明， 沈继龙， 等. 褪黑素对大鼠肝纤维化的影响及部分机制研究［J］. 中国药理学通报， 2012， 28（8）:1141-1145.

［2］Korkmaz A， Reiter RJ， Topal T， et al. Melatonin: an established antioxidant worthy of use in clinical trials［J］. Mol Med，2009，15（1-2）:43-50.

［3］刘磊， 张建明， 刘群， 等. 褪黑素对烟雾吸入所致大鼠急性肺损伤的保护作用［J］. 中华损伤与修复杂志， 2011， 6（5）: 740-746.

［3］王建红， 董艳芬， 陈伟强. 医学机能学实验［M］. 北京: 中国医药科技出版社， 2010:65.

［4］怀佳萍， 徐晓， 孙学成， 等. 褪黑素对重症急性胰腺炎相关性肺损伤保护作用的研究［J］. 中华胰腺病杂志， 2014， 14 （2）:130-131.

［5］魏伟荣， 雷梦觉. 褪黑素与高血压［J］. 医学临床研究， 2014，31（2）:361-363.

［6］程秀丽， 刘枭， 刘燕， 等. 褪黑素缓解由慢性社会应激所引发的大鼠下丘脑自由基和血清甲状腺素的变化［J］. 基础医学与临床， 2013， 33（10）:1242-1246.

［7］蒋婷婷， 常青. 褪黑素对糖尿病及其并发症的抗氧化保护作用［J］. 国际内分泌代谢杂志， 2011， 31（1）:52-54.

［8］肖继峰， 李晓峰， 韦俊杰， 等. 褪黑素对脑出血大鼠的闹保护作用及机制［J］. 临床神经病学杂志， 2014， 27（6）:450-454.

［9］方楠， 胡泽平， 王邦宁， 等. 褪黑素对动脉粥样硬化模型兔血脂、TLR4表达、炎症因子水平和斑块进展的影响［J］.安徽医科大学学报， 2013， 48（9）:1010-1013.

Protective Effect of Melatonin on Pneumonary Edema Induced by Adrenaline in Rabbits

WU Xiao1， YANG Xiao-long2， WANG Dan3
（1. HE University， Shenyang 110163， China； 2. Department of General Surgery， Shenyang 242 Hospital，Shenyang 110034， China； 3. Liaoning Medical University， Jinzhou 121001， China）

Objective To investigate the effect of melatonin on adrenaline induced experimental pneumonary edema in rabbits. MethodsEighteen rabbits were randomly divided into normal group，model group， melatonin group. In the melatonin group， rabbits were received an injection of 10 mg/kg melatonin， followed by injection of 1 mg adrenaline （AD） after 30 min. In the model group， after a corresponding bolus of normal saline， AD was administrated. Normal group were injected with a corresponding bolus of normal saline. The effect of melatonin was evaluated by light microscopy， the indications of the animals as breathing and lung index. ResultsIn the model group， respiratory frequency and lung index were significantly higher compared with the normal group. Histopathological alterations presented hemorrhage， edema thickened alveolar septum in alveolar spaces. Melatonin decreased the respiratory frequency remarkably and lung index. Light microscopic analysis disclosed that lung were less deteriorated in the melatonin group than in the model group. Conclusion Melatonin has aprotective effect on adrenaline induced pulmonary edema.

Melatonin； Adrenaline； Pulmonary edema

Q95-33

A

1674-5817（2015）04-0302-03

10.3969/j.issn.1674-5817.2015.04.008

2015-05-31

吴 骁（1982-）， 实验师， 研究方向: 动物实验与管理。 E-mail: 52586457@qq.com

王 丹（1974-）， 女， 讲师， 博士， 研究方向: 主要从事视网膜疾病、肝损伤及胰岛素抵抗等相关研究。E-mail: 595680903@qq.com