乌司他丁对家兔油酸型肺损伤后血管外肺水肿和肺换气功能的影响
【摘要】 目的 研究乌司他丁对家兔油酸型急性肺损伤(ALI)后血管外肺水肿和肺换气功能的影响。方法 随机将20只大白兔分为两组，建立油酸型急性肺损伤模型，Ⅰ组于ALI前10min静脉滴注生理盐水5ml，Ⅱ组于ALI前10min静脉滴注乌司他丁1万u/kg。分别于ALI前后测定兔气道压(Paw)、氧合指数(OI)和呼吸指数(RI)；于ALI后2h取肺组织测定总肺水量(TLW)和肺血管外肺水量(EVLW)。结果 ALI前两组Paw、OI和RI比较，差异无显著性(P>0.05)；ALI后Ⅱ组Paw、OI和RI优于Ⅰ组(P<0.05);ALI后Ⅱ组TLW和EVLW低于Ⅰ组(P<0.05)。结论 预防性使用乌司他丁可以减轻兔油酸型急性肺损伤肺水肿，改善肺换气功能。
【关键词】 急性肺损伤；肺水肿；肺功能；乌司他丁
Effects of ulinastain on EVLW and pulmonary gas exchange of rabbits with acute lung injury induced by oleic acid
ZHOU Zhiming,DUAN Kaiming,LUO Ying,et al.The Third Affiliated Xiangya Hospital of Central South Univercity,Changsha 410013,China
【Abstract】 Objective To investigate the effects of ulinastain on total lung water content ( TLW),extravascular lung water content ( EVLW) and pulmonary gas exchange of rabbits with acute lung injury (ALI) induced by oleic acid.Methods Twenty New Zealand white rabbits were divided randomly into two groups.5ml 0.9% NS were injected in Group Ⅰ (n=10) 10 min before the ALI,and ulinastain 10000U/ kg was injected in Group Ⅱ (n=10)at the same time.The pressure of airway (Paw),oxygen index(OI)and respiratory index(RI)were calculated before and after ALI.The TLW and EVLW were measured 2h after ALI.Results There were no significant difference in Paw,OI and RI between the two groups before the ALI(P>0.05).The Paw,OI and RI in Group Ⅱ were better than those in Group Ⅰ(P<0.05).The TLW and EVLW in Group Ⅱ were lower than those in Group Ⅰ(P<0.05).Conclusion Ulinastain preconditioning can effectively attenuate the pulmonary edema and improve the pulmonary gas exchange of rabbits with ALI induced by oleic acid.
【Key words】 acute lung injury;pulmonary edema;pulmonary function;ulinastain
急性肺损伤(ALI)与中性粒细胞在肺内聚集、激活后释放大量蛋白酶和炎症介质致渗透性肺水肿相关。本实验拟在肺损伤前使用蛋白酶抑制剂乌司他丁，观察其对油酸型肺损伤的作用。
1 材料与方法
1.1 模型建立与分组 健康新西兰大白兔20只，体重2.4~3.0kg，随机分为两组。腹腔内注射硫喷妥钠40mg/kg后于局麻辅助下行气管切开术，静脉注入氯胺酮10mg，维库溴胺1mg后以IPPV行机械通气，潮气量8～10ml/kg，呼吸频率25次/min，吸入氧气浓度维持于35%～45%，以氯胺酮10mg/h、芬太尼10μg/(kg·h)、维库溴胺1mg/h维持麻醉。Ⅰ组中心静脉滴注生理盐水5ml，10min后注入油酸0.08ml/kg(0.071g/kg)，建立油酸型ALI模型；Ⅱ组中心静脉滴注乌司他丁1万u/kg，10min后注入油酸0.08ml/kg(0.071g/kg)，建立ALI模型[1]。两组大白兔体重、兔龄、动脉压和中心静脉压比较差异无显著性(P>0.05)。
1.2 观察指标及方法 以呼吸机参数表持续监测气道压(Paw)和吸入氧浓度(FiO2)。分别于油酸注射前和注射后2h抽取动脉血行血气分析和血红蛋白含量，计算氧合指数(OI，OI=PaO2/FiO2)和呼吸指数[RI，(A-aDO2)/PaO2]。总肺水量(TLW)和肺血管外肺水量(EVLW)测定采用陶军等[2]描述的方法，ALI模型建立后2h处死大白兔，取一块肺组织制成10%匀浆，测定匀浆液血红蛋白含量；另取肺组织一块，精确称量湿重后，80℃烘干72h至恒重。根据公式计算：TLW(ml/g)=(肺湿重-肺干重)/肺干重；每克湿肺含残血量=(匀浆液Hb÷血液Hb)×匀浆总样本量×1.055/匀浆肺重量；湿肺含残血量=肺湿重×每克湿肺含残血量；EVLW(ml/g)=(肺湿重-肺干重-湿肺含残血量)/肺干重。取肺组织1块10%甲醛固定，常规切片，HE染色，光镜下观察ALI的病理变化。
1.3 统计学方法 选用SPSS 10.0 for Windows进行统计学分析，所有计数资料以均数±标准差(x±s)表示，实验数据比较采用配对t检验。P<0.05表示差异有显著性。
2 结果
2.1 病理变化 两组兔肺病理切片显示油酸肺损伤后2h肺组织肿胀，炎性细胞浸润，肺间质增厚，毛细血管和肺泡结构破坏；比较两组病理切片后显示Ⅱ组没有Ⅰ组病理变化严重。
2.2 Paw、OI、RI、TLW和EVLW比较 ALI前两组Paw、OI和RI比较无统计学意义(P>0.05)；ALI后Ⅱ组Paw、OI和RI优于Ⅰ组(P<0.05)。ALI后Ⅱ组TLW和EVLW低于Ⅰ组(P<0.05)，见表1。 表1 两组Paw、OI、RI、TLW和 EVLW比较 注：与Ⅰ组相比，*P<0.05;与Ⅰ组相比，**P<0.01
3 讨论
油酸型ALI模型是研究ALI病理和治疗的常用模型之一。Zhu CF等[3]报道成年兔颈静脉注入油酸后于机械通气下4～6h即可出现呼吸衰竭。本实验中ALI模型建立后2h兔动脉血气显示A-aDO2明显增大，OI下降、RI升高，血管外肺水含量增加，证明肺损伤明显，病理切片结果也符合ALI病理变化。
乌司他丁(ulinastatin)是存在于人尿液中的一种蛋白酶抑制剂，能够抑制胰蛋白酶、α-糜蛋白酶、透明质酸酶、弹性蛋白酶和纤溶酶等酶的活性。Hamano等[4]的研究认为ALI的发生率和炎性介质的变化相关，减少炎性介质的产生和释放可以降低手术后肺并发症。另有研究表明乌司他丁可以缓解体外心肺转流术中肺炎症反应。本实验中Ⅱ组兔由于预防性应用了乌司他丁，ALI模型建立后2h兔动脉血气显示A-aDO2、OI和RI均优于Ⅰ组，TLW和EVLW的结果提示Ⅱ组兔肺水肿弱于Ⅰ组，Ⅱ组兔肺病理切片显示ALI后肺组织肿胀、炎性细胞浸润、毛细血管和肺泡结构破坏程度等病理变化都轻于Ⅰ组，因此本实验认为乌司他丁可以减轻油酸型ALI后肺水肿，改善肺换气功能。
从以上研究中可以认为：预防性使用乌司他丁可以减轻兔油酸型急性肺损伤肺水肿，改善肺换气功能。
(本文彩图见封三)
【参考文献】
1 Ludwigs U,Philip A.Pulmonary epithelial permeability and gas exchange:a comparison of inverse ratio ventilation and conventional mechanical ventilation in oleic acid-induced lung injury in rabbits.Chest，1998，113(2):459-466.
2 陶军，刘桥义，杨天德，等.油酸肺损伤后肺泡液体清除功能的变化及其意义.中华麻醉学杂志，2000，20：37-39.
3 Zhu CF,Sun B,Niu SHF,et al.Combined surfactant therapy and inhaled nitric oxide in rabbits with oleic acid-induced acute respiratory distress syndrome.Am J Respir Crit Care Med，1999,158:437-443.
4 Hamano K,Gohra H,Katoh T,et al.Relationship between respiratory distress and cytokine response after cardiopulmonary bypass.Surg Today,1997,27:220-225.
作者单位： 410013 湖南长沙，中南大学湘雅三医院麻醉科
(编辑：杨 熠), 百拇医药(周治明，段开明，罗 颖，容雄飞，李 勇，夏月峰)
【关键词】 急性肺损伤；肺水肿；肺功能；乌司他丁
Effects of ulinastain on EVLW and pulmonary gas exchange of rabbits with acute lung injury induced by oleic acid
ZHOU Zhiming,DUAN Kaiming,LUO Ying,et al.The Third Affiliated Xiangya Hospital of Central South Univercity,Changsha 410013,China
【Abstract】 Objective To investigate the effects of ulinastain on total lung water content ( TLW),extravascular lung water content ( EVLW) and pulmonary gas exchange of rabbits with acute lung injury (ALI) induced by oleic acid.Methods Twenty New Zealand white rabbits were divided randomly into two groups.5ml 0.9% NS were injected in Group Ⅰ (n=10) 10 min before the ALI,and ulinastain 10000U/ kg was injected in Group Ⅱ (n=10)at the same time.The pressure of airway (Paw),oxygen index(OI)and respiratory index(RI)were calculated before and after ALI.The TLW and EVLW were measured 2h after ALI.Results There were no significant difference in Paw,OI and RI between the two groups before the ALI(P>0.05).The Paw,OI and RI in Group Ⅱ were better than those in Group Ⅰ(P<0.05).The TLW and EVLW in Group Ⅱ were lower than those in Group Ⅰ(P<0.05).Conclusion Ulinastain preconditioning can effectively attenuate the pulmonary edema and improve the pulmonary gas exchange of rabbits with ALI induced by oleic acid.
【Key words】 acute lung injury;pulmonary edema;pulmonary function;ulinastain
急性肺损伤(ALI)与中性粒细胞在肺内聚集、激活后释放大量蛋白酶和炎症介质致渗透性肺水肿相关。本实验拟在肺损伤前使用蛋白酶抑制剂乌司他丁，观察其对油酸型肺损伤的作用。
1 材料与方法
1.1 模型建立与分组 健康新西兰大白兔20只，体重2.4~3.0kg，随机分为两组。腹腔内注射硫喷妥钠40mg/kg后于局麻辅助下行气管切开术，静脉注入氯胺酮10mg，维库溴胺1mg后以IPPV行机械通气，潮气量8～10ml/kg，呼吸频率25次/min，吸入氧气浓度维持于35%～45%，以氯胺酮10mg/h、芬太尼10μg/(kg·h)、维库溴胺1mg/h维持麻醉。Ⅰ组中心静脉滴注生理盐水5ml，10min后注入油酸0.08ml/kg(0.071g/kg)，建立油酸型ALI模型；Ⅱ组中心静脉滴注乌司他丁1万u/kg，10min后注入油酸0.08ml/kg(0.071g/kg)，建立ALI模型[1]。两组大白兔体重、兔龄、动脉压和中心静脉压比较差异无显著性(P>0.05)。
1.2 观察指标及方法 以呼吸机参数表持续监测气道压(Paw)和吸入氧浓度(FiO2)。分别于油酸注射前和注射后2h抽取动脉血行血气分析和血红蛋白含量，计算氧合指数(OI，OI=PaO2/FiO2)和呼吸指数[RI，(A-aDO2)/PaO2]。总肺水量(TLW)和肺血管外肺水量(EVLW)测定采用陶军等[2]描述的方法，ALI模型建立后2h处死大白兔，取一块肺组织制成10%匀浆，测定匀浆液血红蛋白含量；另取肺组织一块，精确称量湿重后，80℃烘干72h至恒重。根据公式计算：TLW(ml/g)=(肺湿重-肺干重)/肺干重；每克湿肺含残血量=(匀浆液Hb÷血液Hb)×匀浆总样本量×1.055/匀浆肺重量；湿肺含残血量=肺湿重×每克湿肺含残血量；EVLW(ml/g)=(肺湿重-肺干重-湿肺含残血量)/肺干重。取肺组织1块10%甲醛固定，常规切片，HE染色，光镜下观察ALI的病理变化。
1.3 统计学方法 选用SPSS 10.0 for Windows进行统计学分析，所有计数资料以均数±标准差(x±s)表示，实验数据比较采用配对t检验。P<0.05表示差异有显著性。
2 结果
2.1 病理变化 两组兔肺病理切片显示油酸肺损伤后2h肺组织肿胀，炎性细胞浸润，肺间质增厚，毛细血管和肺泡结构破坏；比较两组病理切片后显示Ⅱ组没有Ⅰ组病理变化严重。
2.2 Paw、OI、RI、TLW和EVLW比较 ALI前两组Paw、OI和RI比较无统计学意义(P>0.05)；ALI后Ⅱ组Paw、OI和RI优于Ⅰ组(P<0.05)。ALI后Ⅱ组TLW和EVLW低于Ⅰ组(P<0.05)，见表1。 表1 两组Paw、OI、RI、TLW和 EVLW比较 注：与Ⅰ组相比，*P<0.05;与Ⅰ组相比，**P<0.01
3 讨论
油酸型ALI模型是研究ALI病理和治疗的常用模型之一。Zhu CF等[3]报道成年兔颈静脉注入油酸后于机械通气下4～6h即可出现呼吸衰竭。本实验中ALI模型建立后2h兔动脉血气显示A-aDO2明显增大，OI下降、RI升高，血管外肺水含量增加，证明肺损伤明显，病理切片结果也符合ALI病理变化。
乌司他丁(ulinastatin)是存在于人尿液中的一种蛋白酶抑制剂，能够抑制胰蛋白酶、α-糜蛋白酶、透明质酸酶、弹性蛋白酶和纤溶酶等酶的活性。Hamano等[4]的研究认为ALI的发生率和炎性介质的变化相关，减少炎性介质的产生和释放可以降低手术后肺并发症。另有研究表明乌司他丁可以缓解体外心肺转流术中肺炎症反应。本实验中Ⅱ组兔由于预防性应用了乌司他丁，ALI模型建立后2h兔动脉血气显示A-aDO2、OI和RI均优于Ⅰ组，TLW和EVLW的结果提示Ⅱ组兔肺水肿弱于Ⅰ组，Ⅱ组兔肺病理切片显示ALI后肺组织肿胀、炎性细胞浸润、毛细血管和肺泡结构破坏程度等病理变化都轻于Ⅰ组，因此本实验认为乌司他丁可以减轻油酸型ALI后肺水肿，改善肺换气功能。
从以上研究中可以认为：预防性使用乌司他丁可以减轻兔油酸型急性肺损伤肺水肿，改善肺换气功能。
(本文彩图见封三)
【参考文献】
1 Ludwigs U,Philip A.Pulmonary epithelial permeability and gas exchange:a comparison of inverse ratio ventilation and conventional mechanical ventilation in oleic acid-induced lung injury in rabbits.Chest，1998，113(2):459-466.
2 陶军，刘桥义，杨天德，等.油酸肺损伤后肺泡液体清除功能的变化及其意义.中华麻醉学杂志，2000，20：37-39.
3 Zhu CF,Sun B,Niu SHF,et al.Combined surfactant therapy and inhaled nitric oxide in rabbits with oleic acid-induced acute respiratory distress syndrome.Am J Respir Crit Care Med，1999,158:437-443.
4 Hamano K,Gohra H,Katoh T,et al.Relationship between respiratory distress and cytokine response after cardiopulmonary bypass.Surg Today,1997,27:220-225.
作者单位： 410013 湖南长沙，中南大学湘雅三医院麻醉科
(编辑：杨 熠), 百拇医药(周治明，段开明，罗 颖，容雄飞，李 勇，夏月峰)