不同菌种(G+与G-)所致脓毒症大鼠晚期心肌组织匀浆一氧化氮浓度与时间初探

温嬿峥,刘胜国,程 凯,任 珊 (.新疆石河子大学，新疆 石河子 83000;.新疆石河子大学医学院第一附属医院重症医学一科，新疆 石河子，83000)

脓毒症不该被简单的归于促炎和抗炎综合征，而应归类于一个连续可变的叠加免疫反应机制，是感染引起的生理和病理以及生化异常综合征。机体对侵入的病原微生物不恰当免疫反应而导致多器官衰竭，甚至死亡[1]。心脏是脓毒症最易受累的器官之一，伴随心功能障碍者超过脓毒症患者的50%[2]，其发生与脓毒症死亡率增加高度相关，是急诊及重症监护病房患者死亡的重要原因之一。其潜在诱发机制十分复杂，一氧化氮(NO)已被证实参与脓毒症的四大板块(心血管、炎性反应、感染、免疫)[3]。革兰阴性及阳性菌致病成分不同，所导致的脓毒症心肌损害也可能不同。本实验采用腹腔注射单一菌种(G+与G-)模拟脓毒症，探究脓毒症晚期心肌组织匀浆中NO表达水平随时间推移的变化。

1 材料

1.1实验动物及分组:105只SD大鼠，体重(300±50)g，周龄(8±1)周，随机均分为G-组(n=45)、G+组(n=45)、NS组(n=15)，于(22±3)℃室温下分笼饲养，给予标准饲料10 g/100 g·d，自由采食进水。

1.2实验仪器及试剂:大肠埃希菌及金黄色葡萄球菌标准菌株均由石河子大学医学院第一附属医院惠赠；NO检测试剂盒购于南京建成科技有限公司。

1.3实验方法

1.3.1模型制备：各组大鼠分别予以腹腔注射热灭活大肠埃希菌(1.26×1012CFU/kg)、热灭活金黄色葡萄球菌(7.35×1012CFU/kg)、生理盐水溶液，注射体积均为3 ml。大鼠腹腔注射时于左下腹进针，采用6号针头，注射后大鼠单笼饲养，饲养条件如前。

1.3.2标本处理：造模成功后于第7天、第14天、第28天分别安乐死G+组、G-组大鼠各15只及NS组大鼠5只，留取心肌组织，制备组织匀浆，取上清液用Elisa检测试剂盒检测心肌组织匀浆NO浓度。

2 结果

心肌组织匀浆 NO浓度比较：与NS组相比，G+组与G-组大鼠心肌组织匀浆NO浓度于 7 d开始升高，14 d左右达到峰值，此后NO浓度开始下降，差异有统计学意义(P<0.05)；NS组心肌组织NO浓度从7 d开始变化不大，差异无统计学意义(P>0.05)；其中G+组与G-组之间各检测时间点差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 脓毒症大鼠血清 NO表达水平比较

3 讨论

脓毒症并发心肌抑制被称作脓毒症诱导的心肌病(SIC)。虽然没有正式的定义，但大多数学者同意SIC是一种一过性的心功能不全。以可逆性双心室扩张、射血分数降低以及对液体复苏和儿茶酚胺刺激的反应受损为特征[4-6]。在重症监护病房中，SIC的发病率占脓毒症患者的10%～70%[7]。Jeong等[8]认为脓毒症型心功能不全并不会因抗感染治疗而改善，发病7～10 d后心功能可能恢复。其发生机制非常复杂，氮化应激可能参与其中。

NO是存在于各种类型细胞及器官系统中的天然分子，具有多种生物学特性，是机体生存不可或缺的一部分。内源性NO由L-精氨酸经一氧化氮合成酶催化生成，其产生受多种因素的影响，不仅仅包括底物和辅助因子，还包括内源性调控因子的表达等。当微生物侵入、创伤、外科手术、烧伤等刺激时，心肌细胞上NO合成酶表达发生改变，催化精氨酸合成大量NO，超量的NO或将成为脓毒症严重低血压与心功能障碍的关键介质[9]。

早在二十世纪九十年代就已明确，NO是脓毒症发病机制的潜在重要参与者。而脓毒症时NO浓度发生改变，其功能及在脓毒症发病机制中的作用尚有争议。多数学者认为，脓毒症时NO蓄积导致心血管功能紊乱(NO舒张血管及减弱心脏收缩力)、生物能源衰竭(NO抑制细胞ATP及DNA的合成)、细胞毒性(诱导氧化与抗氧化失衡)、免疫抑制(NO抑制吞噬细胞作用及白细胞黏附作用)，抗炎及促炎失调等[10]。同时NO在脓毒症的病理生理过程中也发挥着保护作用，例如清除病原微生物、调节免疫、维持微血管及内脏血流灌注、抑制血小板功能防止血栓形成等[11]。

既往关于脓毒症时NO浓度改变的研究多集中于脓毒症早期，脓毒症确诊后的几十小时内，血浆NO的浓度升高[12]。而NO的生物作用非常复杂，在脓毒症不同发展阶段发挥的作用可能有所不同甚至相反；且其作用非常广泛，不同来源的NO可能在发病机制上也有所不同甚至作用相反[13]。有研究发现，脓毒症患者肌钙蛋白I与NO呈正相关，NO可能参与SIC的发生发展[14]。Vico等[15]的研究也表明高水平的NO和SIC产生的炎性损伤、心脏收缩功能障碍有明确的因果关系。本研究集中于脓毒症中晚期，以心肌组织中的NO为研究对象，发现脓毒症中晚期心肌组织NO表达水平仍然高于对照组，于14 d达高峰，后呈下降趋势，且第28天低于第7天。其变化趋势呈现“一过性”高峰，这可能提示NO在脓毒症中晚期也发挥着重要作用，与SIC的发生及其可逆性可能密切相关，而不同菌种所诱导的NO水平表达差异却并不大。NO在其中发挥的作用是保护性还是损伤性占据主要地位尚需进一步研究。

革兰阳性菌及阴性菌由于致病成分不同，其感染所致脓毒症表型可能不同，既往研究多关注大肠杆菌等阴性菌，近年来革兰阳性菌所致脓毒症的发病率逐年升高，越来越受到学者关注。虽然NO在革兰阳性/阴性菌所致脓毒症心肌损伤中表达水平差异不明显，但是NO在其中所起的具体作用却并不明确，且这并不代表着其作用机制完全一致。Harbrecht[16]认为清除过量的NO可能是一种有效的治疗脓毒症策略。相关研究也逐年累增，而如何在恰当的时间正确使用NO阻断剂或NO供体仍有待解决，探究不同菌种不同时间所致脓毒症NO水平表达差异，可能为进一步精准化NO调节治疗提供新的证据。