低浓度NO吸入对兔低氧性肺动脉高压的作用
http://www.100md.com
《急诊医学》
作者：马晓路 杜立中 孙眉月
单位：马晓路(310003杭州，浙江大学医学院附属儿童医院)；杜立中(310003杭州，浙江大学医学院附属儿童医院)；孙眉月(310003杭州，浙江大学医学院附属儿童医院)
关键词：肺性；高血压；一氧化氮
急诊医学000302
【摘要】 目的：探讨低浓度一氧化氮(NO)吸入对兔低氧性肺动脉高压模型的作用。方法：予家兔急性低氧性肺动脉高压模型先后吸入2、4、6、10、20ppm NO，通过左颈总动脉插管、右心室插管观察平均动脉压(MAP)、右心室收缩压(SRVP)及血气的变化。结果：低氧通气使SRVP由1.87±0.29kPa升至2.32±0.27kPa。吸入2ppm NO气体使SRVP显著降低。NO吸入过程中MAP保持不变。低氧通气使PaO2显著下降，低氧通气同时吸入NO，PaO2无变化。结论：吸入2ppm NO气体即能选择性扩张肺血管。
, 百拇医药
Effects of low-dose nitric oxide on hypoxia-induced pulmonary hypertension in a rabbit model
Ma Xiaolu，Du Lizhong，Sun Meiyue
(Children's Hospital of Medical College of Zhejiang University，Hangzhou 310003)
【Abstract】 Objective：To evaluate the effects of low-dose nitric oxide(NO) on hypoxia-indused pulmonary hypertension.Methods：A rabbit model of hypoxia-induced pulmonary hypertension was prepared.The change of mean arterial pressure(MAP)，systolic right ventricular pressure(SRVP) and arterial oxygenation were studied following 2、4、6、10、20ppm NO inhalation.Results：SRVP increased following hypoxic ventilation.Inhalation of 2ppm NO decreased SRVP significantly without changes in MAP.PaO2 decreased following hypoxic ventilation.Inhalation of NO didnt cause changes in PaO2.Conclusion：Inhalation of 2ppm NO is a selective pulmonary vaso dilator.
, 百拇医药
【Key words】Pulmonary hypertension Nitric oxide
吸入NO气体可以选择性降低肺动脉压，不影响体循环压，较静脉应用扩血管药物治疗新生儿持续肺动脉高压(persistent pulmonary hypertension，PPH)有明显优越性。但NO吸入也具有潜在的毒副作用，临床应用时必须严格控制NO的浓度和持续时间。一般文献报道NO吸入浓度为5～40ppm，本研究利用家兔急性低氧性肺动脉高压模型模拟肺血管的缺氧收缩状态，探讨低浓度(2～20ppm)NO吸入的作用，为临床确定最低有效浓度，避免毒副作用的产生提供参考。
1 材料与方法
1.1动物模型的建立
健康成年家兔10只(浙江大学动物中心提供，性别不限，体重2.1～2.5kg)，行左颈总动脉插管和经右颈外静脉的右心室插管，并和压力传感器、监护仪及记录仪(均为HP公司生产)相连以测定并记录平均动脉压(MAP)和右室收缩压(SRVP)，用SRVP代表肺动脉压(PAP)。气管插管，接Bear cub婴儿人工呼吸机(呼吸机参数为pip 18cmH2O，PEEP 2cmH2O，FiO2 25%～30%)。记录基础MAP、SRVP值，送检动脉血气分析。然后改FiO2 9%～15%低氧通气，记录压力变化，待SRVP上升并稳定后送检血气。
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1.2 低浓度NO吸入对MAP、SRVP及氧合的影响
维持低氧通气下吸入NO(由英国氧气公司生产，气源浓度为800ppm)，浓度由2、4、6、10、20ppm渐增，每个浓度吸入5min，每次更改浓度以前均记录压力变化，送检血气。同时将NO/NO2分析仪连于NO气源入口后监测NO、NO2浓度。
1.3 实验结束后解剖兔心脏以确定测压导管位置，并排除肺动脉狭窄等大血管畸形，以保证SRVP对PAP的代表性。
1.4 统计分析
实验数据用均数±标准差(x±s)表示，差异显著性用方差分析及q检验判定。P<0.05则差异具有显著意义。表1 低浓度NO吸入对MAP、SRVP及氧合的影响(n＝10)
基值
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低氧
低氧+NO吸入
2ppm
4ppm
6ppm
10ppm
20ppm
MAP(kPa)
11.72±1.52
11.32±1.97
11.17±1.40
10.84±1.45
, 百拇医药
10.61±1.34
10.61±0.95
10.67±1.11
SRVP(kPa)
1.87±0.29
2.32±0.27
1.87±0.24Δ
1.92±0.31Δ
1.75±0.23Δ
1.76±0.19Δ
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1.75±0.22Δ
PaO2(kPa)
15.67±5.53
5.32±0.95
5.69±1.08
5.58±1.09
5.15±1.0
6.4±1.18
5.8±1.31
PaCO2(kPa)
4.84±0.41
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4.06±0.58
3.89±0.39
3.90±0.58
3.29±0.45
3.96±0.46
3.47±0.36
和基值比较P<0.05，和基值比较P<0.01，△和低氧比较P<0.052 结 果
由表1可知，家兔低氧通气3～6min即可使SRVP显著上升，由1.87±0.29kPa升至2.32±0.27kPa。低浓度NO吸入对MAP、SRVP及氧合的影响：2ppm NO气体吸入使SRVP显著降低，停吸NO后SRVP迅速回升至2.33±0.35kPa，NO吸入过程中MAP保持不变。低氧通气使PaO2显著下降，低氧通气同时吸入NO、PaO2无变化。整个实验过程中NO2浓度始终低于0.2ppm。
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3 讨 论
缺氧和酸中毒所致的肺小动脉挛缩是新生儿PPH的重要原因之一。外源性NO气体由气道吸入后迅速弥散入肺泡周围血管平滑肌细胞，使细胞内cGMP水平上升，肺血管扩张，NO自身则和氧合血红蛋白结合而灭活，不影响体循环压。在儿科，NO气体作为治疗新生儿PPH的高选择性肺血管扩张剂而受到广泛关注。1992年，Roberts[1]和Kinsella[2]首次将NO吸入成功地用于治疗15例PPH患儿。NO吸入不仅使轻中度患儿肺动脉压下降，氧合改善，而且使一些严重患儿避免了体外膜肺(ECMO)治疗得以存活[3]。
本研究通过右心室插管直接测压来观察低浓度NO吸入对肺动脉压的作用，结果客观、准确。家兔低氧通气，吸入氧浓度为9%～15%，3～6min即可使SRVP显著增高，成功地复制了急性低氧性肺动脉高压模型。给该动物模型2～20ppm NO吸入，结果2ppm即可使SRVP迅速显著下降(P<0.05)；浓度渐增，SRVP未继续下降(P>0.05)，说明对于该动物模型，2ppm NO即能使肺内缺氧挛缩的血管迅速扩张，效果显著，且和20ppm无显著差异。由于较高浓度(20～40ppm)NO吸入已被公认为对肺血管有高选择性的扩张作用[4]，且本研究中小于20ppm NO吸入已能使SRVP降至基础水平，故未再观察更高浓度NO吸入的作用。吸入NO对体循环动脉压则无影响(P>0.05)。
, 百拇医药
实验过程中家兔持续低氧通气，根据肺泡气体方程：PAO2＝(760-47)×FiO2-PACO2÷0.8计算出肺泡氧分压(PAO2)约6.13kPa与PaO2已较接近，故NO吸入未能提高血氧水平。本实验难以观察氧合指数的变化，有待今后药物性肺动脉高压模型进一步观察。
本研究结果还提示随着吸入NO浓度的增高，PaCO2有下降趋势，但差别无显著意义。这可能是由于NO同时扩张气道平滑肌，使通气量增加所致。Zayek在新生羊的实验中也得到这一结果，但他同时测定了气道阻力、潮气量和每分通气量，发现和NO吸入无关，故这方面的机制需要进一步研究[5]。本实验中NO吸入的浓度相对较低，且吸入氧浓度仅为9%～15%，利用电化学方法监测，NO2浓度始终低于0.2ppm，而且NO气源连接于靠近兔呼吸道处，缩短了NO和O2接触的时间，减少了NO2的产生。
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从本研究结果可知，对于兔急性低氧性肺动脉高压模型，吸入2ppm这样低浓度的NO即可迅速、安全地选择性扩张肺血管，提示临床NO吸入的维持治疗阶段完全可以试用较目前常用浓度(6ppm)更低的浓度，这不仅有利于节约较为昂贵的医用级NO气体，更有利于进一步避免毒副作用的发生。
参考文献
1，Roberts JD，Polaner DM，Lang P，et al.Inhaled nitric oxide in persistent pulmonary hypertension of the newborn.Lancet，1992，340：818.
2，Kinsella JP，Neish SR，Shaffer E，et al.Low-dose inhalational nitric oxide in persistent pulmonary hypertension of the newborn.Lancet，1992，340：819.
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3，Kinsella JP，Neish SR，Ivy DD，et al.Clinical responses to prolonged treatment of persistent pulmonary hypertension of the newborn with low doses of inhaled nitric oxide.J Pediatr，1993，123：103.
4，Kinsella JP，Truog WE，Walsh WF，et al.Randomized，mult-center trial of inhaled nitric oxide and high frequency oscillatory ventilation in severe persistent pulmonary hypertension of the newborn.J Pediatr，1997，131：55.
5，Zayek M，Cleveland D，Frederick C，et al.Treatment of persistent pulmonary hypertension in the newborn lamb by inhaled nitric oxide.J Pediatr，1993，122：743.
收稿：1999-10-06，修回：2000-02-16, 百拇医药
单位：马晓路(310003杭州，浙江大学医学院附属儿童医院)；杜立中(310003杭州，浙江大学医学院附属儿童医院)；孙眉月(310003杭州，浙江大学医学院附属儿童医院)
关键词：肺性；高血压；一氧化氮
急诊医学000302
【摘要】 目的：探讨低浓度一氧化氮(NO)吸入对兔低氧性肺动脉高压模型的作用。方法：予家兔急性低氧性肺动脉高压模型先后吸入2、4、6、10、20ppm NO，通过左颈总动脉插管、右心室插管观察平均动脉压(MAP)、右心室收缩压(SRVP)及血气的变化。结果：低氧通气使SRVP由1.87±0.29kPa升至2.32±0.27kPa。吸入2ppm NO气体使SRVP显著降低。NO吸入过程中MAP保持不变。低氧通气使PaO2显著下降，低氧通气同时吸入NO，PaO2无变化。结论：吸入2ppm NO气体即能选择性扩张肺血管。
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Effects of low-dose nitric oxide on hypoxia-induced pulmonary hypertension in a rabbit model
Ma Xiaolu，Du Lizhong，Sun Meiyue
(Children's Hospital of Medical College of Zhejiang University，Hangzhou 310003)
【Abstract】 Objective：To evaluate the effects of low-dose nitric oxide(NO) on hypoxia-indused pulmonary hypertension.Methods：A rabbit model of hypoxia-induced pulmonary hypertension was prepared.The change of mean arterial pressure(MAP)，systolic right ventricular pressure(SRVP) and arterial oxygenation were studied following 2、4、6、10、20ppm NO inhalation.Results：SRVP increased following hypoxic ventilation.Inhalation of 2ppm NO decreased SRVP significantly without changes in MAP.PaO2 decreased following hypoxic ventilation.Inhalation of NO didnt cause changes in PaO2.Conclusion：Inhalation of 2ppm NO is a selective pulmonary vaso dilator.
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【Key words】Pulmonary hypertension Nitric oxide
吸入NO气体可以选择性降低肺动脉压，不影响体循环压，较静脉应用扩血管药物治疗新生儿持续肺动脉高压(persistent pulmonary hypertension，PPH)有明显优越性。但NO吸入也具有潜在的毒副作用，临床应用时必须严格控制NO的浓度和持续时间。一般文献报道NO吸入浓度为5～40ppm，本研究利用家兔急性低氧性肺动脉高压模型模拟肺血管的缺氧收缩状态，探讨低浓度(2～20ppm)NO吸入的作用，为临床确定最低有效浓度，避免毒副作用的产生提供参考。
1 材料与方法
1.1动物模型的建立
健康成年家兔10只(浙江大学动物中心提供，性别不限，体重2.1～2.5kg)，行左颈总动脉插管和经右颈外静脉的右心室插管，并和压力传感器、监护仪及记录仪(均为HP公司生产)相连以测定并记录平均动脉压(MAP)和右室收缩压(SRVP)，用SRVP代表肺动脉压(PAP)。气管插管，接Bear cub婴儿人工呼吸机(呼吸机参数为pip 18cmH2O，PEEP 2cmH2O，FiO2 25%～30%)。记录基础MAP、SRVP值，送检动脉血气分析。然后改FiO2 9%～15%低氧通气，记录压力变化，待SRVP上升并稳定后送检血气。
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1.2 低浓度NO吸入对MAP、SRVP及氧合的影响
维持低氧通气下吸入NO(由英国氧气公司生产，气源浓度为800ppm)，浓度由2、4、6、10、20ppm渐增，每个浓度吸入5min，每次更改浓度以前均记录压力变化，送检血气。同时将NO/NO2分析仪连于NO气源入口后监测NO、NO2浓度。
1.3 实验结束后解剖兔心脏以确定测压导管位置，并排除肺动脉狭窄等大血管畸形，以保证SRVP对PAP的代表性。
1.4 统计分析
实验数据用均数±标准差(x±s)表示，差异显著性用方差分析及q检验判定。P<0.05则差异具有显著意义。表1 低浓度NO吸入对MAP、SRVP及氧合的影响(n＝10)
基值
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低氧
低氧+NO吸入
2ppm
4ppm
6ppm
10ppm
20ppm
MAP(kPa)
11.72±1.52
11.32±1.97
11.17±1.40
10.84±1.45
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10.61±1.34
10.61±0.95
10.67±1.11
SRVP(kPa)
1.87±0.29
2.32±0.27
1.87±0.24Δ
1.92±0.31Δ
1.75±0.23Δ
1.76±0.19Δ
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1.75±0.22Δ
PaO2(kPa)
15.67±5.53
5.32±0.95
5.69±1.08
5.58±1.09
5.15±1.0
6.4±1.18
5.8±1.31
PaCO2(kPa)
4.84±0.41
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4.06±0.58
3.89±0.39
3.90±0.58
3.29±0.45
3.96±0.46
3.47±0.36
和基值比较P<0.05，和基值比较P<0.01，△和低氧比较P<0.052 结 果
由表1可知，家兔低氧通气3～6min即可使SRVP显著上升，由1.87±0.29kPa升至2.32±0.27kPa。低浓度NO吸入对MAP、SRVP及氧合的影响：2ppm NO气体吸入使SRVP显著降低，停吸NO后SRVP迅速回升至2.33±0.35kPa，NO吸入过程中MAP保持不变。低氧通气使PaO2显著下降，低氧通气同时吸入NO、PaO2无变化。整个实验过程中NO2浓度始终低于0.2ppm。
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缺氧和酸中毒所致的肺小动脉挛缩是新生儿PPH的重要原因之一。外源性NO气体由气道吸入后迅速弥散入肺泡周围血管平滑肌细胞，使细胞内cGMP水平上升，肺血管扩张，NO自身则和氧合血红蛋白结合而灭活，不影响体循环压。在儿科，NO气体作为治疗新生儿PPH的高选择性肺血管扩张剂而受到广泛关注。1992年，Roberts[1]和Kinsella[2]首次将NO吸入成功地用于治疗15例PPH患儿。NO吸入不仅使轻中度患儿肺动脉压下降，氧合改善，而且使一些严重患儿避免了体外膜肺(ECMO)治疗得以存活[3]。
本研究通过右心室插管直接测压来观察低浓度NO吸入对肺动脉压的作用，结果客观、准确。家兔低氧通气，吸入氧浓度为9%～15%，3～6min即可使SRVP显著增高，成功地复制了急性低氧性肺动脉高压模型。给该动物模型2～20ppm NO吸入，结果2ppm即可使SRVP迅速显著下降(P<0.05)；浓度渐增，SRVP未继续下降(P>0.05)，说明对于该动物模型，2ppm NO即能使肺内缺氧挛缩的血管迅速扩张，效果显著，且和20ppm无显著差异。由于较高浓度(20～40ppm)NO吸入已被公认为对肺血管有高选择性的扩张作用[4]，且本研究中小于20ppm NO吸入已能使SRVP降至基础水平，故未再观察更高浓度NO吸入的作用。吸入NO对体循环动脉压则无影响(P>0.05)。
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实验过程中家兔持续低氧通气，根据肺泡气体方程：PAO2＝(760-47)×FiO2-PACO2÷0.8计算出肺泡氧分压(PAO2)约6.13kPa与PaO2已较接近，故NO吸入未能提高血氧水平。本实验难以观察氧合指数的变化，有待今后药物性肺动脉高压模型进一步观察。
本研究结果还提示随着吸入NO浓度的增高，PaCO2有下降趋势，但差别无显著意义。这可能是由于NO同时扩张气道平滑肌，使通气量增加所致。Zayek在新生羊的实验中也得到这一结果，但他同时测定了气道阻力、潮气量和每分通气量，发现和NO吸入无关，故这方面的机制需要进一步研究[5]。本实验中NO吸入的浓度相对较低，且吸入氧浓度仅为9%～15%，利用电化学方法监测，NO2浓度始终低于0.2ppm，而且NO气源连接于靠近兔呼吸道处，缩短了NO和O2接触的时间，减少了NO2的产生。
, http://www.100md.com
从本研究结果可知，对于兔急性低氧性肺动脉高压模型，吸入2ppm这样低浓度的NO即可迅速、安全地选择性扩张肺血管，提示临床NO吸入的维持治疗阶段完全可以试用较目前常用浓度(6ppm)更低的浓度，这不仅有利于节约较为昂贵的医用级NO气体，更有利于进一步避免毒副作用的发生。
参考文献
1，Roberts JD，Polaner DM，Lang P，et al.Inhaled nitric oxide in persistent pulmonary hypertension of the newborn.Lancet，1992，340：818.
2，Kinsella JP，Neish SR，Shaffer E，et al.Low-dose inhalational nitric oxide in persistent pulmonary hypertension of the newborn.Lancet，1992，340：819.
, http://www.100md.com
3，Kinsella JP，Neish SR，Ivy DD，et al.Clinical responses to prolonged treatment of persistent pulmonary hypertension of the newborn with low doses of inhaled nitric oxide.J Pediatr，1993，123：103.
4，Kinsella JP，Truog WE，Walsh WF，et al.Randomized，mult-center trial of inhaled nitric oxide and high frequency oscillatory ventilation in severe persistent pulmonary hypertension of the newborn.J Pediatr，1997，131：55.
5，Zayek M，Cleveland D，Frederick C，et al.Treatment of persistent pulmonary hypertension in the newborn lamb by inhaled nitric oxide.J Pediatr，1993，122：743.
收稿：1999-10-06，修回：2000-02-16, 百拇医药