右美托咪定对大鼠急性高氧性肺损伤的保护效应

韦松里++张爱民++周增华

[摘要] 目的 评估右美托咪定对大鼠急性高氧性肺损伤（HALI）的影响。 方法 将32只Wistar雄性大鼠随机数字表法分为4组（n=8）：健康对照组（C组）；急性高氧肺损伤模型组（HALI组）；右美托咪定治疗组（D+HALI组）；生理盐水治疗组（Sham组）。C组不做任何处理，采取95%浓度氧气自主呼吸48 h制作HALI模型组，D+HALI组在完成HALI模型后，即刻股静脉持续输注右美托咪定2μg/（kg·h），Sham组持续输注生理盐水0.5mL/（kg·h）。治療8 h后，使用10%的水合氯醛麻醉大鼠，经胸主动脉采集动脉血做血气分析；取右肺上叶测试湿干比（W/D）；取右肺中叶和下叶HE染色，光镜下观察肺组织病理学变化并进行肺损伤评分；取左肺组织匀浆后取上清液进行ELISA检测髓过氧化物酶（MPO）、巨噬细胞炎症蛋白2（MIP-2）、白细胞介素1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）浓度。 结果 （1）与C组比较，HALI组动脉血气PH值、PO2值降低，PCO2升高，肺组织损伤程度与病理评分、W/D及肺组织中MPO、MIP-2、IL-1β、TNF-α含量显著性增加，差异有统计学意义（P < 0.05）；（2）与HALI组比较，D+HALI组PH值、PO2值增加，PCO2值下降，肺组织损伤程度与病理评分、W/D及肺组织中MPO、MIP-2、IL-1β、TNF-α含量显著性下降，差异有统计学意义（P < 0.05）；（3）与HALI组比较，Sham组的各项指标差异无统计学意义（P > 0.05）。 结论 右美托咪定可能减轻大鼠急性高氧性肺损伤、抑制炎症物质浸润。

[关键词] 右美托咪定；急性肺损伤；高氧症；炎症；肺

[中图分类号] R587.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）02（a）-0023-04

Protective effect of dexmedetomidine on hyperoxia-induced acute lung injury in rats

WEI Songli1 ZHANG Aimin2▲ ZHOU Zenghua2 XU Shengrong2

1.Department of Anesthesia，the First People's Hospital of Hechi，Hechi 547000，China；2.Department of Anesthesiology，the First Affiliated Hospital of Guangxi Medical University，Nanning 530007，China

[Abstract] Objective To evaluate the protective effect of dexmedetomidine on hyperoxia-induced of acute lung injury （HALI） in rats. Methods The 32 male Wistar rats were randomly divided into 4 groups（n=8）：healthy control group（group C）；hyperoxia-acute lung injury model group（group HALI）；Dexmedetomidine treatment group（group D+HALI）；normal saline treatment group（group Sham）.Group C wasn′t given any treatment.Take 95% concentrations of oxygen to breathe 48 hours to make the group HALI. Group D+HALI femoral venous continuous infusion of dexmedetomidine [2 μg/（kg·h）] after the completion of HALI model. Group sham continuous infusion of saline [0.5 ml/（kg·h）].After 8 hours of treatment， the rats were anesthetized with 10% of the chlorine hydrate，and blood was collected by the thoracic aorta， and then arterial blood was used for blood gas analysis；Wet to dry ratio（W/D） of the upper lobe of the right lung was taken；HE staining was carried out in the middle and lower lobes of the right lung， and the pathological changes of lung tissue were observed under light microscope；The left lung tissue was removed and the supernatant was removed after centrifugation，Using ELISA method for the detection of myeloperoxidase （MPO）， macrophage inflammatory protein 2 （MIP-2），interleukin（1 beta （IL-1β），tumor necrosis factor alpha （TNF-α） concentration. Results （1） Compared with the group C， group HALI of arterial blood gas results suggested that the pH value， PO2 value decreased，PCO2 value increased.The degree of lung tissue injury and the pathological score，MPO，MIP-2，IL-1β，TNF-α，W/D content increased significantly（P < 0.05）；（2）Compared with HALI group， group D+HALI blood gas analysis showed that：pH value，PO2 value increased， PCO2 value decreased. The level of lung tissue injury and pathological score，MPO，MIP-2，W/D，IL-1β，TNF-α content significantly decreased（P < 0.05）；（3）Compared with the group HALI， group Sham had no significant difference（P > 0.05）. Conclusion Dexmedetomidine can reduce acute hyperoxic lung injury and inhibit the infiltration of inflammatory substances in rats.

[Key words] Dexmedetomidine；Acute Lung Injuries；Hyperoxias；Inflammation；Lung

氧气在临床治疗中发挥了重要的作用。吸氧可增加血氧分压、维持正常血细胞比容、降低肺动脉压力、增强右心室的功能。慢性呼吸衰竭长期氧疗可显著提高生存率[1]。当医用氧气浓度大于50%时为高氧治疗。高氧治疗伴随肺内TNF-α、IL-8和IL-6炎症因子释放，早期阶参与细胞的活化、分化与增生等[2]。临床麻醉可能诱发高氧性急性肺损伤（hyperoxia-induced acute lung injury，HALI），对自身存在严重的肺基础疾病的患者，可影响术后康复[3]。

右美托咪定是种高选择性的α2肾上腺素能受体激动剂，可带给患者良好镇静[4]、降低组织的炎症反应[5]和氧化应激[6]，但是否对急性高氧性肺损伤有保护功能仍未知。因此，本研究拟在HALI模型基础上静脉泵注右美托咪定，观察肺组织的炎症情况与病理损伤程度。

1 资料与方法

1.1 动物与试剂

SPF级Wistar雄性大鼠32只（广西医科大学动物实验中心提供，合格证号：SYKX桂2015-003），4周龄，体质量80～100g，空调控温22℃左右，昼夜节律，避强光和噪音刺激，自由饮水和进食。髓过氧物酶（myeloperoxidase，MPO）、巨噬细胞炎症蛋白2（macro？鄄phage inflammatory protein 2，MIP-2）、肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）和白细胞介素1β（interleukin-1β，IL-1β）试剂盒（上海蓝基生物科技有限公司）。盐酸右美托咪定（批号：145108-58-3，江苏恒瑞医药公司）。

1.2 分组与模型制作

参考文献[7]，随机数字表法将大鼠分为4组（n=8）：健康对照组（C组）；急性高氧肺损伤模型组（HALI 组）；右美托咪定治疗组（D+HALI组）；生理盐水治疗组（Sham组）。C组不做任何处理，HALI模型组：95%浓度氧气自主呼吸48 h，D+HALI组在完成HALI模型后，经股静脉持续输注右美托咪定2 μg/（kg·h），Sham组持续输注生理盐水0.5 mL/（kg·h）。

1.3 标本取材

输注治疗8 h后，水合氯醛麻醉后开胸，用肝素化穿刺针经胸主动脉采集动脉血。取部分右肺中叶和下叶固定于4%甲醛，取右肺上叶置于干冰中，余肺存储于-80℃冰箱。

1.4 观察指标

1.4.1 動脉血气分析 取动脉血0.5 mL于便携式血气分析仪（美国雅培，i-STAT300G）分析，收集PO2、PCO2、pH值。

1.4.2 肺组织湿干比 使用电子微量秤（南京蓝图，LT-FS）精确称重右肺，记录为湿重（W），然后置于75℃烤箱内24 h后连续测量三次组织重量不再变化后记录为干重（D），记录W/D值。

1.4.3 肺组织病理观察 肺组织固定后石蜡包埋，切片行HE染色，观察病理改变并病理评分。评分指标：（1）肺泡腔充血；（2）出血；（3）肺泡腔或血管壁中性粒细胞浸润聚集；（4）肺泡壁增厚和透明膜形成。依病变轻重评分[7]，0分为无病变或轻微，1分为轻度病变，2分为中度病变，3分为重度病变，4分为极重病变。各项分数相加作为病理评分。

1.4.4 匀浆液炎症因子检测 称量50 mg肺组织使用超声匀浆仪（德国，HD 3100）匀浆，2000 r/min（r=180 mm）高速离心5 min后，取上清100 μL进行ELISA测定。步骤参考各个试剂盒的说明书。

1.5 统计学方法

采用SPSS17.0统计软件，计量资料以（x±s）表示，多组比较使用单因素方差分析（One-way ANOVA），组间两两比较，方差齐时选择LSD-t检验，方差不齐时选择Tamhane′T2法，以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血气分析结果

各组动脉血气pH值、PO2值、PCO2值及比较结果见表1。

2.2 肺组织

W/D：W/D比值>4，提示肺组织水肿增加。各组W/D值及比较结果，见图1。

2.3 病理分析与评分

C组肺泡腔清晰，结构完整，壁光滑，腔内无渗出液，间隔均匀一致。其余组肺组织均受到破坏：HALI、Sham组的肺组织呈现弥漫性损伤，肺组织结构模糊，肺泡腔及肺间质内充满炎症细胞浸润，伴水肿、透明膜形成。D+HALI组较HALI、Sham组损伤较轻，肺组织毛细血管扩张，肺泡腔内可见少量渗出液和漏出的红细胞，炎性细胞部分渗出聚集。病理学染色、评分比较。见图2～3。

2.4 肺组织匀浆中炎性因子浓度比较

与C组比较，HALI组肺组织中MPO、MIP-2、IL-1β、TNF-α含量显著性增加，差异有统计学意义（P < 0.05）；与HALI组比较，D+ HALI组及肺组织中MPO、MIP-2、IL-1β、TNF-α含量显著性下降，差异有统计学意义（P < 0.05），见表2。

3 讨论

本实验中，通过自主吸入95%的氧气48 h后，病理学证实成功复制出HALI模型。右美托咪定静脉泵注治疗8 h后，在肺组织结构、炎症因子浸润程度、水肿情况及肺组织换气功能方面均一定程度得到改善。

研究认为[8]，高氧可通过NF-κβ途径启动TNF-α、IL-8和IL-6等细胞因子的转化，这些因子再反过来激活NF-κβ，使其参与更多细胞因子的转录、调控，如此形成一个以NF-κβ与细胞因子之间的正反馈，从而加重炎症反应。同时，高氧症会导致活性氧（ROS）平衡失调，导致细胞内的脂质、蛋白质过氧化和DNA等破损，介导急性肺损伤[9]。因此，高氧性急性肺损伤的病理检查常常表现为炎细胞增加，结构一定程度破坏。全身麻醉时呼吸机模式的设置不合理会导致呼吸机相关性肺损伤[10]，而高氧性急性肺组织破坏会加重肺的损伤，对患者术后康复带来了不确定性因素。

右美托咪定是一类新型的α2受体激动剂，除产生显著性镇静[11]效果之外，还有良好的器官保护功能[12]，与其调控磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白[13]和抑制CCAAT增强子结合蛋白（C/EBP）同源蛋白[14]而降低组织中细胞凋亡程度[15]有关。同时，通过右美托咪定泵注治疗脂多糖诱导的急性肺损伤[16]，可显著性降低肺组织的炎症因子浸润[17]、降低肺组织结构破坏[18]，本研究泵注的速度虽有差异，得到结果类似，对右美托咪定可有效地部分拮抗高氧带来的肺组织损伤。机制可能为右美托咪定激动交感神经末梢的突触前α2受体，抑制肺组织中去甲肾上腺素的释放并降低血浆中儿茶酚胺水平[19]，减轻机体应激反应，降低炎症因子及细胞因子的释放。

综上分析，右美托咪定可以一定程度上降低急性高氧性肺损伤程度，与调控凋亡进程和降低炎症反应关系较大。但具体机制仍未明确，需要我们进一步研究。

[参考文献]

[1] Jaber S，Monnin M，Girard M，et al.Apnoeic oxygenation via high-flow nasal cannula oxygen combined with non-invasive ventilation preoxygenation for intubation in hyp？鄄oxaemic patients in the intensive care unit： the single-centre， blinded， randomised controlled OPTINIV trial[J].Intensive Care Medicine，2016，42（12）：1-11.

[2] Zaher TE，Miller EJ，Morrow DMP，et al.Hyperoxia-induced signal transduction pathways in pulmonary epithelial cells[J].Free Radical Biology & Medicine，2007，42（7）：897-908.

[3] Wan LJ，Huang QQ，Yue JX，et al.Comparison of sedative effect of dexmedetomidine and midazolam for post-oper？鄄ative patients undergoing mechanical ventilation in surgical intensive care unit[J].Chinese critical care medicine，2011， 23（9）：543-546.

[4] 钟志越，何岱昆，张琳，等.右旋美托咪啶镇靜治疗对严重创伤后炎症因子的影响[J].中国病理生理杂志，2012， 28（11）：1979-1981.

[5] 邓若熹，张晟，张锦枝，等.右美托咪定在全麻手术中对炎症及肺损伤保护作用的探讨[J].中华医院感染学杂志，2013，23（10）：2343-2345.

[6] 石敏，金国萍，刘庆辉，等.高氧性急性肺损伤大鼠模型的建立与评价[J].中国呼吸与危重监护杂志，2011，10（2）：144-147.

[7] Blackwell TS，Hipps AN，Yamamoto Y，et al.NF-κB signa？鄄ling in fetal lung macrophages disrupts airway morphogen？鄄esis[J].Journal of Immunology，2011，187（5）：2740-2747.

[8] Papaiahgari S，Zhang QS，Cho HY，et al.Hyperoxia stimu？鄄lates an Nrf2-ARE transcriptional response via ROS-EGFR-PI3K-Akt/ERK MAP kinase signaling in pulmonary epi？鄄thelial cells[J].Antioxidants & Redox Signaling，2006，8（2）：43-52.

[9] 张爱民，蒋宗滨，李燕尧，等.外源性瘦素预防糖尿病大鼠呼吸机相关性肺损伤机制探讨[J].山东医药，2016，56（14）：25-27.

[10] 莫家全，张敏森，黄坚，等.右美托咪定在剖宫产手术中的镇静效果及对新生儿Apgar评分的影响[J].中国医药导报，2014（24）：51-54.

[11] 吴文峰，宁雪，尧永华.右美托咪定预处理对大鼠肝脏缺血再灌注后急性肾损伤的影响[J].中国医药导报，2014， 11（3）：17-19.

[12] 韦祎，扈俊华，梁羽冰，等.右美托咪定对胎鼠离体海马神经元磷酸化CREB表达的影响[J].中华麻醉学杂志，2014，34（11）：1309-1311.

[13] 褚立梅，杨光辉，董丽娟，等.右美托咪定对大鼠移植肝缺血/再灌注所致急性肺损伤中细胞凋亡及CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白的影响[J].中国中西医结合急救杂志，2015，22（3）：262-266.

[14] 李建立，刘玉茹，张煜东，等.右美托咪定诱导原代培养皮层神经元凋亡的影响[J].医学研究生学报，2015（12）：1252-1256.

[15] 徐颖臻，王耀岐，宁巧庆，等.右美托咪定通过抑制JAK2/STAT3通路改善脂多糖诱导的小鼠急性肺损伤[J].临床麻醉学杂志，2015，31（11）：1105-1108.

[16] 曾晶晶，任迪，陆俊福，等.右美托咪定联合乌司他丁治疗大鼠缺血再灌注所致急性肺损伤[J].实用医学杂志，2016，32（13）：2112-2115.

[17] 姜远旭.右美托咪定联合乌司他丁对脂多糖诱导大鼠急性肺损伤的保护作用及机制的研究[D].广州：南方医科大学，2014.

[18] 徐伟民，刘国庆.盐酸右美托咪定超前镇静对腹腔镜胆囊切除术老年患者应激反应的影响[J].中国老年学，2013， 33（2）：309-312.

[19] 张世栋，田首元，王杰，等.鞘内注射右美托咪定对大鼠慢性神经病理性痛形成的影响[J].中国中西医结合急救杂志，2013（4）：244-247.

（收稿日期：2016-10-09 本文编辑：王雪）