右美托咪定对慢性阻塞性肺疾病大鼠机械通气时肺脏氧化应激反应和炎性因子的影响

李 娜，陈小健，李桂阁，欧阳碧山，闫顺昌，王 琳，李铁军，吴多志

（海南省人民医院麻醉科，海南 海口 570311）

慢性阻塞性肺疾病（COPD）主要病变部位为气道、肺组织，具有不可逆及呈进行性进展的特点[1]。目前，不少学者认为氧化应激反应、炎性反应及蛋白酶失衡等均可能在COPD的发生、发展过程中至关重要[2]。COPD患者全身麻醉围术期需进行机械通气干预，目的在于为患者提供必需的氧供，但易增加肺脏的损伤程度，促使原有病变肺组织发生更严重的氧化应激及炎性反应，甚至可能引发急性肺损伤，影响预后[3]。右美托咪定是近年来临床广泛用于重症监护病房及麻醉科的一种α2-肾上腺素受体激动剂，具有高选择性的特点，早期作为镇静药物在临床推广[4]。本研究中分析了右美托咪定对COPD大鼠机械通气时肺脏氧化应激反应及炎性反应的影响，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 动物、仪器与试药

动物：6～8周清洁级SD大鼠24只，购自西南医科大学动物实验中心（许可证号 SYXK＜川＞2018-213），动物实验设施合格证编号为0001797，通过我院试验动物伦理委员会批准。

仪器：XSP-3C型香烟烟雾发生器（康达科技有限公司）；PAB-S200型熏烟箱（康达科技有限公司）；FlexiVent型小动物肺功能仪（上海赛睿克生物技术有限公司）；PL2200型自动血气分析仪（美国 Nova Biomedical公司）；DHG-9030A型恒温干燥箱（广州东方电热设备厂）；TDZ4A-WS型高速低温离心机（美国 DuPont Instruments公司）；ELx800型酶标仪（美国Bio-Tek公司）。

试药：无水乙醇（科密欧公司）；盐酸右美托咪定注射液（江苏恒瑞医药股份有限公司，国药准字H20090248，批号为 20161213，规格为每支 2mL∶200μg）；白细胞介素 6（IL-6）、白细胞介素 1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）检测试剂盒，丙二醛（MDA）、超氧化物歧化酶（SOD）检测试剂盒，均购于上海酶联科技有限公司。

1.2 方法

动物分组：无菌环境喂养1周后，按随机抽签法均分为对照组、试验组及模型组，各8只。3组大鼠的性别、周龄、体质量对比，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

模型建立：将模型组与试验组大鼠均置自制烟室内，烟室容积为110 cm×86 cm×72 cm。通过静式吸入方式，点燃20支香烟置吸烟孔中，每只香烟每分钟吸1次，每次30 s，采用塑料软管将采集的主流烟气及测流烟气均导入熏烟箱内。随后每隔50 s开启箱内流风机10 s，保证箱内的气体分布均匀。待香烟点燃后关闭吸烟系统，保证大鼠每次在烟雾中暴露1 h，并于1 h后取出，清洗熏烟箱。重复上述操作每日3次，每周5 d，持续干预16周。

干预或给药：试验组通过静脉给药右美托咪定10 μg／kg，对照组与模型组均予以等量的生理盐水。

标本采集：抽取每只大鼠3 mL空腹静脉血，以8 cm离心半径离心处理，收集血清置-80℃冰箱保存备用。

机械通气：麻醉前大鼠禁食12 h及禁饮4 h，称定体质量后以10%水合氯醛麻醉，常规备皮。保持大鼠体温约37℃，并将其仰卧固定在具备恒温毯的固定台上，对尾部消毒后静脉穿刺，连接微量泵，以2 mL／（kg·h）的速率输注生理盐水，并按照血压变化情况间断输注乙基淀粉，速率为 4～8 mL／（kg·h）。随后输注肝素液以保证动脉无阻，监测各项生命体征。切开气管，置入且固定气管导管，通过吸引器清除干净导管四周分泌物和血液，启动小动物呼吸机，并调整参数。参数设置，FiO2为 21%（室内空气），I与 E比值为1∶1，维持潮气量在8 mL／kg左右，适当调节呼吸频率，维持呼气末二氧化碳分压 35～45 mmHg。机械通气时间为 2 h。

1.3 观察指标

用小动物肺功能测定仪检测大鼠肺功能指标，包括呼吸峰流速（PEF）、第 1 秒用力呼气容积（FEV1）及FEV1／用力肺活量（FVC）。机械通气结束后抽取大鼠静脉血5 mL，以3 000 r／min离心10 min获取血清，保存在-80℃冰箱待检，血清IL-6，IL-1β，TNF-α水平。采用酶联免疫吸附法检测；脑皮质MDA和SOD水平采用酶联免疫吸附法检测，按试剂盒说明书操作。取各组新鲜肺组织用滤纸吸干表面渗液，恒温72 h烘干后以干重／湿重计算肺脏干湿重比。

1.4 统计学处理

采用SPSS 20.0统计学软件分析。计数资料以率表示，行 χ2检验。计量资料以 X±s表示，多组间对比行单因素方差分析，两组间对比行 t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

结果见表1至表3。

表1 3组大鼠肺功能指标比较（X±s，n＝8）

表 2 3组大鼠血清炎性因子水平比较（X±s，n＝8，ng／L）

3 讨论

氧化应激是COPD的主要发病机制，可能促进或加剧炎性反应，进一步在COPD的发生、进展中发挥重要作用[5]。氧自由基具有激活巨噬细胞的作用，从而刺激IL-6，IL-1β，TNF-α 等多种趋化因子的合成、释放，继而释放大量的炎性因子，进一步加重细胞损伤[6-7]。机械通气属临床麻醉及病房治疗监护的重要手段，目前已被广泛应用于COPD的治疗，不当的机械通气会增加呼吸机相关肺损伤的发生风险[8]。

表3 3组大鼠肺脏干湿重比与氧化应激指标比较（X±s，n＝30）

本研究结果显示，3 组大鼠血清 PEF，FEV1，FEV1／FVC水平呈逐渐降低趋势，且单因素分析显示差异显著。这与文献[9-10]报道结果相符，说明COPD大鼠相比正常大鼠肺功能存在明显差异。右美托咪定可显著改善COPD大鼠机械通气时的肺功能，这可能与其具有抗交感及抑制儿茶酚胺释放等作用有关。右美托咪定可发挥较理想的镇静作用，且有效降低呼吸抑制发生风险；同时，具有促进支气管舒张作用，可在一定程度上逆转组胺相关性支气管痉挛，进一步改善肺功能。

3组大鼠血清 IL-6，IL-1β，TNF-α水平呈逐渐升高趋势，且单因素分析显示差异显著，提示右美托咪定能有效改善大鼠机体的炎性反应状态。IL-6属多效细胞因子，是炎性反应早期最灵敏的指标。IL-1β是炎性细胞因子，参与宿主感染、损伤防御反应过程[11]。TNF-α主要是由肥大细胞、淋巴细胞等多种炎性细胞分泌而来的促炎性因子，在机体生理、炎症与免疫过程中起着重要作用[12]。右美托咪定可显著减轻COPD大鼠机械通气时肺脏炎性反应。究其原因，可能在于该药可通过对交感神经末梢的突触前α2受体产生激活作用，同时抑制肺组织去甲肾上腺素释放，且有效抑制血浆中的儿茶酚胺表达，进一步发挥缓解机体应激反应及减少炎性因子释放的作用。

3组大鼠肺脏干湿重比水平呈逐渐升高趋势，MDA水平呈逐渐升高趋势，SOD水平呈逐渐降低趋势。肺脏干湿重比是临床广泛应用于反映肺水肿程度的指标。右美托咪定对大鼠肺脏干湿重比具有一定改善效果，并可有效抑制氧化应激反应。右美托咪定可能通过对 Nrf2／HO-1通路起到一定调节作用，介导COPD大鼠肺脏氧化应激反应过程，并发挥增强COPD大鼠抗氧化能力的作用，从而改善大鼠肺水肿程度。

综上所述，机械通气可能会增加COPD大鼠的氧化应激反应及炎性反应，同时加重肺损伤。右美托咪定可显著降低COPD大鼠机械通气时的氧化应激反应及炎性反应，有利于减轻大鼠的肺损伤。