纳洛酮对油酸型ARDS大鼠血清中心房钠尿肽、B型脑钠肽及肺组织Na+-K+-ATP酶含量的影响研究
2016-08-18崔青松金明根黄莉花延边大学附属医院重症医学科吉林延吉133000
崔青松 金明根 黄莉花延边大学附属医院重症医学科,吉林延吉 133000
纳洛酮对油酸型ARDS大鼠血清中心房钠尿肽、B型脑钠肽及肺组织Na+-K+-ATP酶含量的影响研究
崔青松金明根黄莉花
延边大学附属医院重症医学科,吉林延吉133000
目的研究纳洛酮对油酸型急性呼吸窘迫综合征(ARDS)大鼠的血清中心房钠尿肽、B型脑钠肽及肺组织Na+-K+-ATP酶含量的影响。方法2014年1月~2015年1月将30只健康SD大鼠随机分为正常组、ARDS模型组、纳洛酮治疗组,由股静脉缓慢注入油酸0.1mL/kg建立ARDS模型,测定血清中心房钠尿肽(ANP)、B型脑钠肽(BNP)、肺组织Na+-K+-ATP酶(NKA)含量,计算左肺湿/干重比值,制备光镜标本和电镜标本观察肺组织。结果ARDS模型组与正常组比较,左肺湿/干重比值、血清ANP、BNP含量显著升高,肺组织NKA含量显著下降(P<0.01),肺组织出现明显病理损害,与ARDS模型组比较纳洛酮治疗组的变化较轻(P<0.01),肺组织变化较轻。结论纳洛酮可抑ANP、BNP升高,提高肺组织Na+-K+-ATP酶活性,纳洛酮对实验性大鼠油酸型急性呼吸窘迫综合征有一定的治疗作用。
纳洛酮;急性呼吸窘迫综合征;油酸;心房钠尿肽;B型脑钠肽
[Abstract]Objective To study the influence of naloxone on serum atrial natriuretic peptide(ANP)and B-type natriuretic peptide(BNP),and Na+-K+-ATP enzyme(NKA)content in lung tissues in oleic acid induced acute respiratory distress syndrome(ARDS)rats.M ethods From January 2014 to January 2015,30 healthy SD ratswere randomly divided into normal group,ARDSmodel group,and naloxone treatment group.The ARDSmodel was established by oleic acid 0.1 mL/kg i.v.,and levels of serum ANP and BNP,and NKA content in lung tissues were determined.The wet/dry weight ratio of the left lungwas calculated,and the lung tissueswere observed by lightmicroscope and electronmicroscope.Results The wet/dry weight ratio of the left lung,and levels of serum ANP and BNPwere significantly higher in the ARDSmodel group than in the normal group,and the NKA content in lung tissues was significantly lower in the ARDSmodel group than in the normal group(P<0.01),with evident pathological impairment of lung tissues.While compared with the ARDSmodel group,the pathological change in the naloxone treatment group wasmilder(P<0.01),with less pathological impairment of lung tissues.Conclusion Naloxone can inhibit the increase of ANP and BNP,and enhance the enzymatic activity of Na+-K+-ATP enzyme in lung tissues,thus showing a certain therapeutic effect on experimental ratswith oleic acid induced acute respiratory distress syndrome.
[Key words]Naloxone;Acute respiratory distress syndrome;Oleic acid;Atrial natriuretic peptide;B-type natriuretic peptide
急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是重症医学科的常见病、多发病,是指由心源性以外的各种肺内外致病因素所导致的以进行性低氧血症、呼吸窘迫为特征的临床综合征[1,2]。虽然目前ARDS的治疗手段有所改善,但是其发病机制仍不清楚,患者的病死率仍较高[3]。ARDS的发病机制错综复杂,近年来有资料表明钠水转运与ARDS的发病有关。ANP与BNP均为钠尿肽家族的一员,肺是右心房释放ANP后的第一个靶器官,所以ANP可对肺循环和肺通气功能具有调节作用,BNP主要代谢场所是肺循环,ARDS时严重损伤肺毛细血管网,使肺脏对BNP清除能力进而下降[4]。本实验旨在观察ARDS大鼠血清中心房钠尿肽(ANP)、B型脑钠肽(BNP)含量、肺组织Na+-K+-ATP酶(NKA)活性的变化,纳洛酮对ARDS的抑制作用及其作用机制,为ARDS的临床防治提供思路,现将结果报道如下。
1 材料与方法
1.1实验材料
油酸(沈阳市东兴试剂厂),盐酸纳洛酮注射液(北京凯因科技股份有限公司),ANP酶链免疫吸附(ELISA)试剂盒(加拿大HCB公司产品),BNP酶链免疫吸附(ELISA)试剂盒(加拿大HCB公司产品),NKA测试盒(南京建成生物工程研究所),BCA蛋白浓度测定试剂盒(碧云天生物技术研究所)。
1.2动物及分组
2014年1月~2015年1月选取SD大鼠30只,雌雄不拘,体质量(200±20)g,由延边大学实验动物中心提供[许可证号SCXK(吉)2011-0007],将大鼠随机分为正常组、ARDS模型组、纳洛酮治疗组各10只。由大鼠左下腹注入20%乌拉坦1.0 g/kg正腹腔麻醉,剥离股动脉和股静脉,并将自制静脉管插入股静脉。正常组:向股静脉缓慢注入0.9%生理盐水4.1 mL/kg。ARDS模型组:先注入油酸0.1mL/kg及0.9%生理盐水4.0mL/kg。纳洛酮治疗组:建立模型,随即注入纳洛酮注射液1.0mg/kg及0.9%生理盐水2.0mL/kg。
1.3生物材料的制备
给药后3 h,腹主动脉采血,离心分离血清,-40℃冻存,待测ANP、BNP。腹主动脉采血后处死大鼠,取左肺称取湿重,置于68℃恒温箱48 h完全脱水后称取干重,计算左肺湿/干重比值。取右肺上叶,制作成蜡块,行HE染色,光镜下观察肺组织病理改变;取右肺下叶混合树脂包埋,行双重染色,电镜下观察肺组织病理改变。取右肺中叶制备成组织匀浆,取上清液,冻存,待测NKA活性、组织总蛋白。
1.4生物化学指标检测
血清ANP、BNP及肺组织NKA活性检测均严格按照说明书进行操作并计算。
1.5统计学分析
采用SPSS17.0统计学软件,计量资料以均数±标准差(±s)表示,行方差分析和t检验;左肺湿/干重比值与相关指标的关系采用Pearson相关分析,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1三组大鼠左肺湿/干重比值、血清中ANP、BNP含量比较
ARDS模型组、纳洛酮治疗组大鼠左肺湿/干重比值、血清中ANP、BNP含量与正常组比较均明显升高(P<0.01),而纳洛酮治疗组与ARDS模型组比较下降(P<0.01),ARDS模型组、纳洛酮治疗组肺组织Na+-K+-ATP活性与正常组比较均明显下降(P<0.01),而纳洛酮治疗组与ARDS模型组比较明显升高(P<0.01)。见表1。
表1 三组左肺湿/干重比值、肺组织Na+-K+-ATPase活性、血清中ANP、BNP含量变化比较(±s)
表1 三组左肺湿/干重比值、肺组织Na+-K+-ATPase活性、血清中ANP、BNP含量变化比较(±s)
注:左肺湿/干重比:模型组与正常组比较:t=2.31,▲P<0.05;治疗组与正常组比较:t=2.28,▲P<0.05;治疗组与模型组比较:t=2.87,★P<0.05;Na+-K+-ATPase活性:模型组与正常组比较:t=2.98,▲P<0.05;治疗组与正常组比较:t=2.54,▲P<0.05;治疗组与模型组比较:t=3.98,★P<0.05;ANP:模型组与正常组比较:t=20.54,▲P<0.05;治疗组与正常组比较:t= 28.71,▲P<0.05;治疗组与模型组比较:t=24.36,★P<0.05;BNP:模型组与正常组比较:t=37.26,▲P<0.05;治疗组与正常组比较:t=31.65,▲P<0.05;治疗组与模型组比较:t=29.48,★P<0.05
组别n左肺湿/干重比Na+-K+-ATPase活性[(μmolpi/ (mgprot·hour)]ANP(pg/mL)BNP(pg/mL)正常组10模型组10治疗组F值P 4.23±0.12 5.95±0.11▲5.17±0.72▲★11.81 <0.01 3.84±0.99 2.77±0.79▲3.12±0.81▲★8.97 <0.01 116.02±3.32 284.49±26.05▲167.61±16.54▲★25.93 <0.01 74.88±6.54 183.13±9.73▲115.76±7.07▲★34.28 <0.01
2.2肺组织Na+-K+-ATPase活性、血清ANP、BNP与左肺湿/干重比值相关分析
相关系数r分别为-0.901、0.945、0.935,P值分别为0.001、0.001、0.001(P<0.01)。
2.3病理学观察结果
2.3.1肺组织病理切片光镜下观察ARDS模型组,可见肺间质和肺泡内水肿,灶性或大片的肺泡萎缩,大量中性粒细胞浸润,部分可见透明膜形成;纳洛酮治疗组上述表现较轻,未见透明膜形成,正常组无上述改变。见封三图1~4。
2.3.2肺组织病理切片电镜下观察ARDS模型组Ⅰ型肺泡上皮细胞及内皮细胞肿胀和坏死,Ⅱ型肺泡上皮细胞板层小体变性、破坏、排空现象,见大小不均的空泡,肺泡间隔增宽,纳洛酮治疗组上述变化较轻。见封三图5~7。
3 讨论
Na+-K+-ATP酶(NKA),又称钠泵,即钠-钾泵,简称钠泵,是在哺乳动物的细胞膜上普遍存在的离子泵,广泛存在于各种细胞的细胞膜上,细胞代谢能量的1/3以上用于钠泵的运转,具有重要的生理意义。通过研究发现,NKA的活性在活体细胞的总活性中只占其1/3,其活性可能是因为氧化应激、缺O2、心房尿钠肽、麻醉所损害[5,6]。ARDS时因为肺泡上皮细胞膜上的NKA活性下降,造成肺组织清除液体能力下降[7]。ARDS是以损害毛细血管内皮细胞及肺泡上皮细胞,使其增加肺通透性,肺间质及肺泡水肿为病理基础,而机体内有效的气体交换过程中,维持肺泡内相对干燥环境,肺组织主动转运系统中的NKA起着重要作用。本实验结果表明,油酸所致ARDS大鼠模型中NKA活性下降,与左肺湿/干重比值呈负相关,提示NKA可作为观察ARDS动物模型疾病轻重指标,且在肺水肿形成过程中起重要作用。
1981年De-Bole等[8]首次发现ANP,心房钠尿肽(ANP)主要由心房肌细胞分泌,具有强大的利钠利尿作用,是参与体内体液调解的重要激素之一。右心房释放心房钠尿肽后的第一个靶器官和清除场地是肺,因此ANP对肺通气功能与肺循环起关键调节作用。ANP在呼吸系统疾病中主要起到的作用为扩张支气管、降低肺动脉高压、调节通透性、抑制炎症细胞因子分泌等[9,10]。本实验结果表明,油酸所致ARDS大鼠模型中ANP水平明显升高,与正常组比较差异有显著性,ANP与左肺湿/干重比值呈正相关,以上表明ANP可能间接反映肺水肿及肺损伤严重程度。
BNP属于利钠肽家族成员之一,具有强大的利钠、利尿以及血管扩张的作用。BNP主要在肺循环中代谢,ARDS时肺毛细血管网受损伤,肺对BNP消灭能力降低。研究还显示炎症因子(主要是IL-1β、IL-6、TNF-α)释放、交感神经系统兴奋促使BNP释放。正常肺由肺泡上皮和肺微血管内皮细胞构成良好的肺泡-毛细血管屏障。ARDS显著的组织学特征就是肺微血管内皮细胞和肺泡上皮细胞损伤,肺血管通透性增加,这种肺毛细血管网严重破坏,对BNP的降解清除能力下降。ARDS存在肺内微循环障碍,引起肺循环高凝状态,肺内微血栓形成,肺动脉压升高,致右心负荷过重,导致血浆BNP的升高[11-13]。本实验结果表明,油酸所致ARDS动物模型中BNP水平明显升高,与正常组比较差异有显著性,BNP与左肺湿/干重比值呈正相关,以上表明BNP是ARDS发病机制中产生肺水肿的因素之一。
纳洛酮为内源、非特异性阿片受体阻断剂,脂溶性高,并迅速分布全身,尤以脑、肺、肾和心脏中浓度较高。本实验结果表明纳洛酮治疗组大鼠左肺W/D、血清ANP、BNP含量一定程度降低,Na+-K+-ATP酶活性升高与ARDS模型组比较差异有显著性。光镜及电镜病理改变较ARDS模型组轻,表明纳洛酮对油酸型ARDS大鼠有一定的治疗作用。这可能与纳洛酮稳定溶酶体膜、保护细胞功能、改善微循环、降低内皮素和肿瘤坏死因子水平等作用[14,15];恢复NKA功能,减少肺水肿,减少ANP和BNP在肺部释放,从而程度不等的降低肺水肿及肺动脉高压的发生率等有关。
[1]穆恩,马晓春.抗凝治疗-急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征治疗的新思路[J].中国危重病急救医学,2011,23(1):55.
[2]李有香.成人急性肺损伤和急性呼吸窘迫综合征患者的无创和有创通气治疗新进展[J].中国老年学杂志,2013,33(14):3531.
[3]Heuer JF,Pelosi P,Permann P,et al.Acute effects of intracranial hypertension and ARDSon pulmonary and neuronal damage:A randomized experimental studay in pigs[J]. Intensive Care Med,2011,37(7):1182-1191.
[4]黄莉花.纳洛酮对油酸型大鼠急性呼吸窘迫综合征的影响研究[D].延边大学,2014.
[5]Adir Y,Factor P,Dumasium V,et al.Na-K-ATPase gene transfer increases liquid clearance during ventilation-induced lung injury[J].Am JRespir Crit Care Med,2003,168 (12):1445-1448.
[6]李丽琳.油酸致大鼠急性呼吸窘迫综合征机制及丹参多酚酸盐对其影响研究[D].延边大学,2013.
[7]Sznajder JI,Factor P,Ingbar DH.Inviteed review:Lung edema clearance:role of Na+-K+-ATPase[J].JAppl Physiol,2002,93(5):1860-1866.
[8]De-Bole AJ,Borenstein HB,Veress AT,et al.A rapid and potent natriuretic response to intravenous injection of atrialmyocardial extracts in rats[J].Life Sci,1981,28(1):89-94.
[9]刘晓静,刘雪梅,魏萍.慢性肺源性心脏病患者心钠素的检测价值[J].实用心脑肺血管病杂志,2013,21(6):139-140.
[10]许文水.心房脑钠肽对急性肺损伤SD大鼠肺泡灌洗液中乳酸脱氢酶和总蛋白及总磷脂含量的影响[J].实用心脑肺血管病杂志,2013,21(6):147-149.
[11]Bozkarnat E,Tozkoparan E,Bavsan O,et al.The significance of elevated brain natriuretic peptide levels in chronic obstructive pulmonary disease[J].J Int Med Res,2005,33(5):537-544.
[12]张经文.肠道屏障在重症急性胰腺炎肺损伤发病机制中的作用及中西药物干预的实验研究[D].大连医科大学,2012.
[13]胡玉杰.桃仁承气汤治疗急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(ALI/ARDS)的实验研究[D].河北医科大学,2014.
[14]Wollemann M,Benyhe S.No-opioid action,of opiold peptides[J].Life Sei,2004,75(3):257-270.
[15]房树娟,加孔那·托哈依.纳洛酮的作用机制及其在呼吸系统疾病中的临床应用[J].国际呼吸杂志,2009,29 (13):812-815.
Influence of nnaloxone on serum atrial natriuretic peptide and B-type natriuretic peptide,and Na+-K+-ATP enzyme content in lung tissue in oleic acid induced ARDS rats
CUI Qingsong JIN Minggen HUANG Lihua
ICU,Yanbian University Affiliated Hospital,Yanji133000,China
R563.8
A
1673-9701(2016)15-0023-03
2016-03-28)