牛肺泡表面活性物质替代治疗急性呼吸窘迫综合征的量效关系
作者：陈武荣庄心良徐国辉
单位：上海市第一人民医院麻醉科(200080)
关键词：肺灌洗；肺泡表面活性物质；急性呼吸窘迫综合征
临床麻醉学杂志000308
摘要 目的：研究牛肺泡表面活性物质(BPS) 替代治疗肺灌洗大鼠时的量效关系。方法 ：39只SD大鼠经反复肺灌洗致PaO2<13.4kPa和PaCO2>8.0k Pa，然后随机分四组，分别经气管导管注入生理盐水(组Ⅰ，n＝8)，BPS25 mg/kg(组Ⅱ，n＝10)、50mg/kg(组Ⅲ，n＝10)、100m g/kg (组Ⅳ， n＝11)。观察用药后PaO2、PaCO2及肺的压力-容量环的变化，肺 标 本经H-E染色后在光镜下计算肺实质密度。结果：组Ⅰ大鼠的PaO2、PaCO2 恶化，而组Ⅱ 、组Ⅲ、组Ⅳ的PaO2和PaCO2均在15分钟内显著改善。以组Ⅳ的疗效最明显 ，且 组Ⅳ的疗效维持时间较组Ⅱ、组Ⅲ更长。BPS治疗组的最大容量及在相同气道压力下的静 态肺容量均显著高于对照组。组Ⅱ、组Ⅲ、组Ⅳ与组Ⅰ之间肺容量出现显著性差异时的气道 压力随外源性BPS用量增加而降低，三组分别为3.43kPa、2.45kPa和1. 96kPa。肺组织大体和镜检结果以组Ⅳ最好，肺实质密度以组Ⅳ最小，其后依次为组Ⅲ 、组Ⅱ、组Ⅰ。结论：BPS对肺灌洗大鼠有明显的治疗效果，且与其用量有密切关系。B PS 100mg/kg治疗组的治疗效果明显优于BPS 50mg/kg组及BPS 2 5mg/kg组。
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Dose-response Relationship of Bovine Sur factant Replacement Therapy on ARDS Rat Models
Chen Wurong，Zhuang Xinliang，Xu Guoh ui
(Department of Anaesthesiology，Shangh ai F irst People′s Hospital，Shanghai 200080)
Abstract Objective： To evaluate the dose-r esponse relationship of bovine surfactan t (BPS) replacement therapy in rat ARDS models.Methods：39 SD rats were subjected to repeated lung lavages to PaO2<13.4k Pa and PaCO2>8.0kPa.The rats were randoml y assigned to group Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ and Ⅳ，to which 1-ml of normal saline containing the fol lowing dosage of BPS was injected via tr acheal tube：0，25mg/kg，50mg/kg and 100mg/ kg respectively.Arterial blood was taken at 15，30，60，90 and 120 minutes after BP S instillation for blood gas analysis.At the end of experiment the lung was isol ated to get P-V loop and processed for h istologic check and lung tissue density estimation.Results：The γmin of BPS wa s 1 .9 mN/m.15 minutes after BPS instillatio n，PaO2 increased and PaCO2 decreased i n group Ⅱ，Ⅲ and Ⅳ while the values in grou p Ⅰ remained unchanged.The improvement o f gas exchange was greater and longer in group Ⅳ compared with that in group Ⅱ a nd group Ⅲ.The lung volume at the same a irway pressure was larger in BPS treated groups and the largest in group Ⅳ compa red with that in the control group.Histo logic section showed that most alveolar was collapsed in group Ⅰ while in group Ⅱ，Ⅲ and Ⅳ the alveolar was recruited in different degree.The lung tissue density ，reflecting the extent of alveolar recru itment，was the least in group Ⅳ and larg est in group Ⅰ.Conclusion：Severe respira tory insufficiency due to repeatedly lun g lavage could be prevented by BPS repla cement therapy.The benifit effect of BPS 100mg/kg is superior to that of BPS 50 mg/kg and 25mg/kg.
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Key words Lung lavage Pulmonary surfacta nt Acute respiratory distress syndrome
从足月妊娠孕妇的羊水或猪肺灌洗液中提取的天然肺泡表面活性物质(PS)替代治疗PS缺乏所致的急性肺损伤动物模型具有较好的治疗效果[1，2]。初步的研究表明从牛肺中提取的PS(BPS)具有更好的替代治疗效果[3]。本文报告我院用BPS替代治疗肺灌洗大鼠所致的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)动物模型的治疗效果。从肺通气功能改善，肺静态压力-容量(P-V)环变化，以及肺组织形态学观察等方面，评定不同剂量的BPS的治疗效果。
材料与方法
BPS的制备及体外活性测定 BPS的提取采用Lachmann和King等[4，5]的方法。从新鲜屠宰的牛肺中提取粗制PS，再用Folch[6]氏法提纯，冷冻干燥后制成精制的PS，保存于-30℃。BPS体外活性采用Wilhelmy-Langmuir膜天平测定其最大、最小表面张力(γmax，γmin)，并计算BPS在低表面张力下的稳定系数(SI)。计算公式为SI＝2×(γmax-γmin)/(γmax+γmin)。
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BPS的替代治疗
1.实验方法：SD大白鼠39只，雌雄不拘，体重253～327克，3%戊巴比妥钠40mg/kg腹腔内注射后行气管和颈总动脉插管，并间断经腹腔内注潘库溴铵(1.0mg/kg)维持肌松。然后在同一呼吸环路上同时作6个动物IPPV机械通气，FIO21.0，吸气峰压(PIP)1.5kPa，呼吸频率30次/分，I∶E为1∶1。稳定20分钟后经颈总动脉抽血作血气分析，然后用37℃的生理盐水间断灌洗肺8～10次，每次灌洗量为35ml/kg，并于首次灌洗后加PEEP＝0.5kPa，PIP调至2.5kPa。至PaO2<13.3kPa、PaO2/FIO2<100和PaCO2>8.0kPa时停止灌洗。然后对在同一通气环路中肺灌洗后的大鼠分别经气管内注入生理盐水(对照组)和注入不同浓度的BPS治疗，其容量均为1ml，组Ⅰ(n＝8)为生理盐水，组Ⅱ(n＝10)BPS25mg/kg，组Ⅲ(n＝10)BPS50mg/kg、组Ⅳ(n＝11)BPS100mg/kg。气管内注药后15、30、60、90、120分钟时抽动脉血作血气分析[7]。2小时后动物放血致死，根据气道压力和肺容量变化测定肺静态顺应性，测试结束后作肺组织切片检查。
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2.肺静态P-V环的测定：动物处死后留置2分钟尽量排出肺泡气。然后经气管导管注气至肺内压力逐步由0升高到0.49、0.98、1.47、1.96、2.45、2.94、3.43kPa，分别测试各压力点所注入气体总量。测试时各压力点的压力稳定30秒后再记录肺容量。用同样方法在排出肺内气体时观察各压力点压力与容量的关系，并据此作出肺的P-V环[8]。
3.肺组织形态学观察：P-V环测试结束后，剖出全肺，抽出肺内余气。经气管注入10%的福尔马林固定液，1分钟后抽出固定液，再注入空气，结扎气管后压力维持在2.45kPa，置固定液内保存。病理切片用苏木精-伊红染色。肺组织密度(tissuedensity)评判采用Nieman[9]的积点法(pointcounting)计算4个采样区落于栅栏交叉点上的肺实质点数的均值占采样区总点数的百分率。
统计分析 所有数据用均数±标准差(
±s)表示，组间差别采用方差分析(ANOV)方法进行统计学检验，并经Newman-Keuls多重比较，肺组织密度差别的检验采用卡方检验，P<0.05为有显著差异，P<0.01为有非常显著差异。
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结果
BPS的体外活性测定结果 见表1。
表1 BPS的体外活性测定结果 PS种类
比较指标
批 次
1
2
3
4
5
6
平均
BPS
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γmax(mN/m)
57.9
60.9
60.9
53.5
56.8
58.1
58.0
γmin(mN/m)
0.8
1.2
2.4
, 百拇医药
1.5
3.4
1.8
1.9
SI
1.946
1.923
1.851
1.888
1.773
1.880
1.876
BPS治疗后PaO2和PaCO2的变化 大鼠经多次肺灌洗后由于PS丢失致严重的呼吸功能障碍。PaO2从70.9kPa降至11.3kPa，PaCO2从5.3kPa升高至8.4kPa。用BPS治疗后各组的PaO2均在15分钟内迅速升高，升幅超过45kPa，其中以组Ⅳ最高，为56.6kPa，组Ⅲ、组Ⅱ次之，用药后120分钟时组Ⅳ的PaO2升幅仍维持在45kPa以上，而组Ⅲ、组Ⅱ的升幅降至35kPa以下，组Ⅱ的升幅降至最小，为31.1kPa。BPS治疗组的PaCO2在用药后15分钟内均显著下降，以组Ⅳ降幅最大，为2.9kPa，用药后120分钟与15分钟相比，三组的PaCO2无显著差异。对照组大鼠的PaO2未见改善反进一步下降，PaCO2则有上升趋势。该组有两只大鼠死亡，而治疗组大鼠无一死亡。各组大鼠用药后PaO2及PaCO2的变化见图1和图2。
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图1 BPS治疗后PaO2的变化
图2 BPS治疗后PaCO2的变化 各组大鼠肺静态压力-容量环测定 BPS治疗组大鼠的最大肺容量及在同等气道压力时的肺容量均高于对照组，尤以组Ⅳ大鼠的肺容量最大。用BPS治疗后各组与对照组肺容量出现显著性差异时的肺内压力以组Ⅳ最低，为2.45kPa，组Ⅲ为2.94kPa。虽然组Ⅱ的最大肺容量及在各气道压力下的肺容量均高于组Ⅰ，但只有最大肺容量与组Ⅰ相比有统计学意义的差异。在三个治疗组之间，仅组Ⅳ与组Ⅱ在气道压力为3.43kPa时出现肺容量显著性差异。各治疗组与对照组之间的P-V环见图3。
A：组Ⅰ与组Ⅳ的比较 B：组Ⅰ与组Ⅲ的比较 C：组Ⅰ与组Ⅱ的比较
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图3 四组大鼠的肺P-V环的比较
四组大鼠肺标本的肉眼检查结果 组Ⅰ鼠肺萎陷，呈暗红色，而组Ⅳ鼠肺扩张良好，无局灶性肺不张，呈粉红色。组Ⅱ大鼠的全肺形态接近组Ⅰ，而组Ⅲ大鼠的全肺形态接近组Ⅳ。在同等压力下充气时，肺扩张以组Ⅳ最明显，随后依次为组Ⅲ和组Ⅱ，而组Ⅰ最差。镜检发现组Ⅰ鼠肺泡壁水肿增厚，肺泡腔内有大量的渗出积液，肺泡形态大小差异悬殊，肺泡大量塌陷等，而组Ⅳ鼠的肺泡结构清晰，肺泡壁水肿较轻，肺泡形态大小较一致，肺泡内渗液较少。组Ⅲ肺泡结构接近组Ⅳ，组Ⅱ肺泡结构接近组Ⅰ。
四组大鼠的组织密度 组Ⅰ为52.7%±5.5%，组Ⅱ为42.9%±6.1%，组Ⅲ为39.0%±6.3%，组Ⅳ为31.5%±5.7%。组Ⅰ与组Ⅳ相比，有非常显著性差异，其余各组两两相比，均无显著性差异。
讨论
本实验结果表明BPS具有显著地降低液体表面张力的功能，在用以替代治疗肺灌洗所致的ARDS时，其疗效与外源性BPS的用量有一定的关系。BPS可显著改善肺部的气体交换功能，改善肺的顺应性，使萎陷的肺泡再扩张。
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反复肺灌洗所致的急性肺损伤主要是因反复肺灌洗使肺内PS丢失，致肺泡表面张力增高，而肺的实质结构损伤较小。组织形态可见肺弥漫性肺不张，镜检见肺泡大量萎陷，肺泡内较多渗出液，肺透明膜形成等。这些病理变化与ARDS有一定的相似性[7]。由于这些特点，因而它是评价外源性PS替代治疗效果的比较敏感的动物模型之一。本实验的结果表明，从牛肺来源提取的PS，无论在用膜天平测定的体外活性方面，还是在改善肺灌洗动物模型的PaO2及PaCO2，提高肺的顺应性及降低肺实质密度方面，都具有良好的治疗效果，其疗效与BPS的用量有一定关系。
我们采用在同一呼吸环路内用不同用量的牛肺PS替代治疗肺灌洗大鼠的结果表明，多次肺灌洗后均可造成大鼠肺呼吸功能的严重障碍，表现为PaO2的降低和PaCO2的升高，肺的顺应性降低，肺实质密度增加。应用外源性PS可改善肺的通气及换气功能，其改善的程度与外源性PS的用量有一定的关系。BPS用量100mg/kg的治疗效果明显优于50mg/kg和25mg/kg。本实验结果表明，治疗组在用药后15分钟内PaO2升高达峰值，在治疗组之间的PaO2峰值并无显著性差异，但较对照组均有显著差异。其PaO2维持时间组Ⅱ在用药后30分钟及组Ⅲ在用药后60分钟开始下降，并与组Ⅳ的PaO2有显著性差异。
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从肺组织形态变化观察，对照组鼠肺因肺泡表面张力高，肺泡不易扩张，肉眼见肺呈暗红色，镜检见组Ⅰ鼠肺泡壁水肿增厚，肺泡腔内有大量的渗出积液，肺泡形态大小差异悬殊，肺泡大量塌陷等。经BPS治疗后，肺泡扩张较好，肺泡充气，肉眼检查见为粉红色，镜检见肺泡结构清晰，肺泡壁水肿较轻，肺泡形态大小较一致，肺泡内渗液较少。其中组Ⅳ治疗后大部分的萎陷肺泡得以再扩张，因而其肉眼及镜检结果接近于正常肺泡[8]。
测定肺实质密度是反映肺泡的扩张的客观参数，本实验采用Nieman的积点法计算肺实质密度。该法可定量地分析肺组织的病理学变化，结合病理学的定性描述，能更精确地了解肺的形态学变化。在肺不张，肺泡大量萎陷时，镜检可见单位面积内肺实质成分较多，因而肺实质密度较高，而肺泡充气良好时，肺实质成分所占比重降低，其肺实质密度就偏小。，本实验结果表明，经BPS治疗后，肺泡扩张良好致肺的实质密度相应减低[9]。组Ⅳ与对照组的密度分别为31.5%±5.7%和52.7%±5.5%，其间有非常明显差异。
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P-V环的测定不仅可以计算肺的顺应性，还可以更全面地了解肺的其他力学变化情况。肺灌洗后的大鼠，因其肺内PS丢失，肺泡表面张力增高，肺容量不易随气道压力的升高而增大，而从最大肺容量开始放气时，肺泡较易塌陷，因而其放气相曲线与注气相曲线围成的面积小。在用外源性PS替代治疗后，肺泡表面张力降低，同样气道压力下的肺容量较未用PS治疗大鼠的肺容量高，BPS100mg/kg治疗组又高于50mg/kg及25mg/kg治疗组。放气相曲线与注气相曲线围成的面积较未治疗组大鼠的面积大。此外，根据LapLace定律，肺泡的扩张需达到一定的肺内压力，称临界压力点(critica l opening pressure)。低于此压力时气道压力的升高不会引起肺容量的显著变化，而超过此压力后，气道压力的变化可引起肺容量的较大变化。肺灌洗大鼠因肺泡表面张力增高，其临界压力点较高。用外源性PS替代治疗后，由于肺泡表面张力降低，其临界压力点相应降低。
本实验的P-V环测定是在不连续的气道压力下测定肺容量，因此不大可能确定各组大鼠的临界压力点的具体值。但是，本实验发现，用BPS治疗后各组大鼠在达到某一个气道压力点时，同样幅度的气道压力的升高可导致肺容量的显著上升，因此可大致确定临界压力点的范围。由于组Ⅳ、组Ⅲ和组Ⅱ分别在肺内压力为1.96～2.45kPa、2.45 ～2.94kPa和2.94～3.43kPa之间出现肺容量的显著性差异，而组Ⅰ大鼠在整个测定过程中均无肺容量的显著差异，因而可以认为，BPS治疗组大鼠的临界压力点是随着外源性PS的用量增加而降低的。
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参考文献
1，栾爱平，庄心良，徐国辉，等.羊水肺泡表面活性物质和呼气末正压通气治疗呼吸窘迫综合征的实验研究.临床麻醉学杂志，1994，10∶311-314.
2，陈武荣，庄心良，徐国辉，等.比较牛肺猪肺肺泡表面活性物质替代疗法的效果.麻醉与重症监测，1997，3∶88-90.
3，陈武荣，庄心良，徐国辉，等.肺泡表面活性物质在鼠替代治疗的研究.麻醉与重症监测，1997，3∶151-154.
4，Berggren P，Lachmann B，Curstedt T，et al .Gas exchange and lung morphology after surfactant replacement in experimental a dult respiratory distress syndrome induc ed by repeated lung lavage.Acta Anaesthe siol Scand，1986，30：321-326.
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5，King RJ，Clements JA.Surface active mat erials from dog lung.I：method of isolati on.Am J Physiol，1972，223∶707.
6，Folch J，Ascoli I，Lees M，et al.Preparat ion of lipid extracts from brain tissue. J Biol Chem，1951，91∶833.
7，Lachmann B.Animal models and clinical pilot studies of surfactant replacement in ARDS.Eur Respir J， 1989，3(Suppl)∶98-1 06.
8，Sood SL，Balaraman V，Finn KC，et al.Exog enous surfactants in a piglet model of a cute respiratory distress syndrome.Am J Respir Crit Care Med，1996，152∶820.
9，Nieman GF，Gatto LA，Paskanik AM，et al.S urfactant replacement in the treatment o f sepsis-induced adult respiratory distr ess syndrome in pigs.Crit Care Med，1996， 24∶1025.
(收稿：1999-10-13), 百拇医药
单位：上海市第一人民医院麻醉科(200080)
关键词：肺灌洗；肺泡表面活性物质；急性呼吸窘迫综合征
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摘要 目的：研究牛肺泡表面活性物质(BPS) 替代治疗肺灌洗大鼠时的量效关系。方法 ：39只SD大鼠经反复肺灌洗致PaO2<13.4kPa和PaCO2>8.0k Pa，然后随机分四组，分别经气管导管注入生理盐水(组Ⅰ，n＝8)，BPS25 mg/kg(组Ⅱ，n＝10)、50mg/kg(组Ⅲ，n＝10)、100m g/kg (组Ⅳ， n＝11)。观察用药后PaO2、PaCO2及肺的压力-容量环的变化，肺 标 本经H-E染色后在光镜下计算肺实质密度。结果：组Ⅰ大鼠的PaO2、PaCO2 恶化，而组Ⅱ 、组Ⅲ、组Ⅳ的PaO2和PaCO2均在15分钟内显著改善。以组Ⅳ的疗效最明显 ，且 组Ⅳ的疗效维持时间较组Ⅱ、组Ⅲ更长。BPS治疗组的最大容量及在相同气道压力下的静 态肺容量均显著高于对照组。组Ⅱ、组Ⅲ、组Ⅳ与组Ⅰ之间肺容量出现显著性差异时的气道 压力随外源性BPS用量增加而降低，三组分别为3.43kPa、2.45kPa和1. 96kPa。肺组织大体和镜检结果以组Ⅳ最好，肺实质密度以组Ⅳ最小，其后依次为组Ⅲ 、组Ⅱ、组Ⅰ。结论：BPS对肺灌洗大鼠有明显的治疗效果，且与其用量有密切关系。B PS 100mg/kg治疗组的治疗效果明显优于BPS 50mg/kg组及BPS 2 5mg/kg组。
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Dose-response Relationship of Bovine Sur factant Replacement Therapy on ARDS Rat Models
Chen Wurong，Zhuang Xinliang，Xu Guoh ui
(Department of Anaesthesiology，Shangh ai F irst People′s Hospital，Shanghai 200080)
Abstract Objective： To evaluate the dose-r esponse relationship of bovine surfactan t (BPS) replacement therapy in rat ARDS models.Methods：39 SD rats were subjected to repeated lung lavages to PaO2<13.4k Pa and PaCO2>8.0kPa.The rats were randoml y assigned to group Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ and Ⅳ，to which 1-ml of normal saline containing the fol lowing dosage of BPS was injected via tr acheal tube：0，25mg/kg，50mg/kg and 100mg/ kg respectively.Arterial blood was taken at 15，30，60，90 and 120 minutes after BP S instillation for blood gas analysis.At the end of experiment the lung was isol ated to get P-V loop and processed for h istologic check and lung tissue density estimation.Results：The γmin of BPS wa s 1 .9 mN/m.15 minutes after BPS instillatio n，PaO2 increased and PaCO2 decreased i n group Ⅱ，Ⅲ and Ⅳ while the values in grou p Ⅰ remained unchanged.The improvement o f gas exchange was greater and longer in group Ⅳ compared with that in group Ⅱ a nd group Ⅲ.The lung volume at the same a irway pressure was larger in BPS treated groups and the largest in group Ⅳ compa red with that in the control group.Histo logic section showed that most alveolar was collapsed in group Ⅰ while in group Ⅱ，Ⅲ and Ⅳ the alveolar was recruited in different degree.The lung tissue density ，reflecting the extent of alveolar recru itment，was the least in group Ⅳ and larg est in group Ⅰ.Conclusion：Severe respira tory insufficiency due to repeatedly lun g lavage could be prevented by BPS repla cement therapy.The benifit effect of BPS 100mg/kg is superior to that of BPS 50 mg/kg and 25mg/kg.
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Key words Lung lavage Pulmonary surfacta nt Acute respiratory distress syndrome
从足月妊娠孕妇的羊水或猪肺灌洗液中提取的天然肺泡表面活性物质(PS)替代治疗PS缺乏所致的急性肺损伤动物模型具有较好的治疗效果[1，2]。初步的研究表明从牛肺中提取的PS(BPS)具有更好的替代治疗效果[3]。本文报告我院用BPS替代治疗肺灌洗大鼠所致的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)动物模型的治疗效果。从肺通气功能改善，肺静态压力-容量(P-V)环变化，以及肺组织形态学观察等方面，评定不同剂量的BPS的治疗效果。
材料与方法
BPS的制备及体外活性测定 BPS的提取采用Lachmann和King等[4，5]的方法。从新鲜屠宰的牛肺中提取粗制PS，再用Folch[6]氏法提纯，冷冻干燥后制成精制的PS，保存于-30℃。BPS体外活性采用Wilhelmy-Langmuir膜天平测定其最大、最小表面张力(γmax，γmin)，并计算BPS在低表面张力下的稳定系数(SI)。计算公式为SI＝2×(γmax-γmin)/(γmax+γmin)。
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BPS的替代治疗
1.实验方法：SD大白鼠39只，雌雄不拘，体重253～327克，3%戊巴比妥钠40mg/kg腹腔内注射后行气管和颈总动脉插管，并间断经腹腔内注潘库溴铵(1.0mg/kg)维持肌松。然后在同一呼吸环路上同时作6个动物IPPV机械通气，FIO21.0，吸气峰压(PIP)1.5kPa，呼吸频率30次/分，I∶E为1∶1。稳定20分钟后经颈总动脉抽血作血气分析，然后用37℃的生理盐水间断灌洗肺8～10次，每次灌洗量为35ml/kg，并于首次灌洗后加PEEP＝0.5kPa，PIP调至2.5kPa。至PaO2<13.3kPa、PaO2/FIO2<100和PaCO2>8.0kPa时停止灌洗。然后对在同一通气环路中肺灌洗后的大鼠分别经气管内注入生理盐水(对照组)和注入不同浓度的BPS治疗，其容量均为1ml，组Ⅰ(n＝8)为生理盐水，组Ⅱ(n＝10)BPS25mg/kg，组Ⅲ(n＝10)BPS50mg/kg、组Ⅳ(n＝11)BPS100mg/kg。气管内注药后15、30、60、90、120分钟时抽动脉血作血气分析[7]。2小时后动物放血致死，根据气道压力和肺容量变化测定肺静态顺应性，测试结束后作肺组织切片检查。
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2.肺静态P-V环的测定：动物处死后留置2分钟尽量排出肺泡气。然后经气管导管注气至肺内压力逐步由0升高到0.49、0.98、1.47、1.96、2.45、2.94、3.43kPa，分别测试各压力点所注入气体总量。测试时各压力点的压力稳定30秒后再记录肺容量。用同样方法在排出肺内气体时观察各压力点压力与容量的关系，并据此作出肺的P-V环[8]。
3.肺组织形态学观察：P-V环测试结束后，剖出全肺，抽出肺内余气。经气管注入10%的福尔马林固定液，1分钟后抽出固定液，再注入空气，结扎气管后压力维持在2.45kPa，置固定液内保存。病理切片用苏木精-伊红染色。肺组织密度(tissuedensity)评判采用Nieman[9]的积点法(pointcounting)计算4个采样区落于栅栏交叉点上的肺实质点数的均值占采样区总点数的百分率。
统计分析 所有数据用均数±标准差(
±s)表示，组间差别采用方差分析(ANOV)方法进行统计学检验，并经Newman-Keuls多重比较，肺组织密度差别的检验采用卡方检验，P<0.05为有显著差异，P<0.01为有非常显著差异。, 百拇医药
结果
BPS的体外活性测定结果 见表1。
表1 BPS的体外活性测定结果 PS种类
比较指标
批 次
1
2
3
4
5
6
平均
BPS
, 百拇医药
γmax(mN/m)
57.9
60.9
60.9
53.5
56.8
58.1
58.0
γmin(mN/m)
0.8
1.2
2.4
, 百拇医药
1.5
3.4
1.8
1.9
SI
1.946
1.923
1.851
1.888
1.773
1.880
1.876
BPS治疗后PaO2和PaCO2的变化 大鼠经多次肺灌洗后由于PS丢失致严重的呼吸功能障碍。PaO2从70.9kPa降至11.3kPa，PaCO2从5.3kPa升高至8.4kPa。用BPS治疗后各组的PaO2均在15分钟内迅速升高，升幅超过45kPa，其中以组Ⅳ最高，为56.6kPa，组Ⅲ、组Ⅱ次之，用药后120分钟时组Ⅳ的PaO2升幅仍维持在45kPa以上，而组Ⅲ、组Ⅱ的升幅降至35kPa以下，组Ⅱ的升幅降至最小，为31.1kPa。BPS治疗组的PaCO2在用药后15分钟内均显著下降，以组Ⅳ降幅最大，为2.9kPa，用药后120分钟与15分钟相比，三组的PaCO2无显著差异。对照组大鼠的PaO2未见改善反进一步下降，PaCO2则有上升趋势。该组有两只大鼠死亡，而治疗组大鼠无一死亡。各组大鼠用药后PaO2及PaCO2的变化见图1和图2。
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图1 BPS治疗后PaO2的变化
图2 BPS治疗后PaCO2的变化 各组大鼠肺静态压力-容量环测定 BPS治疗组大鼠的最大肺容量及在同等气道压力时的肺容量均高于对照组，尤以组Ⅳ大鼠的肺容量最大。用BPS治疗后各组与对照组肺容量出现显著性差异时的肺内压力以组Ⅳ最低，为2.45kPa，组Ⅲ为2.94kPa。虽然组Ⅱ的最大肺容量及在各气道压力下的肺容量均高于组Ⅰ，但只有最大肺容量与组Ⅰ相比有统计学意义的差异。在三个治疗组之间，仅组Ⅳ与组Ⅱ在气道压力为3.43kPa时出现肺容量显著性差异。各治疗组与对照组之间的P-V环见图3。
A：组Ⅰ与组Ⅳ的比较 B：组Ⅰ与组Ⅲ的比较 C：组Ⅰ与组Ⅱ的比较
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图3 四组大鼠的肺P-V环的比较
四组大鼠肺标本的肉眼检查结果 组Ⅰ鼠肺萎陷，呈暗红色，而组Ⅳ鼠肺扩张良好，无局灶性肺不张，呈粉红色。组Ⅱ大鼠的全肺形态接近组Ⅰ，而组Ⅲ大鼠的全肺形态接近组Ⅳ。在同等压力下充气时，肺扩张以组Ⅳ最明显，随后依次为组Ⅲ和组Ⅱ，而组Ⅰ最差。镜检发现组Ⅰ鼠肺泡壁水肿增厚，肺泡腔内有大量的渗出积液，肺泡形态大小差异悬殊，肺泡大量塌陷等，而组Ⅳ鼠的肺泡结构清晰，肺泡壁水肿较轻，肺泡形态大小较一致，肺泡内渗液较少。组Ⅲ肺泡结构接近组Ⅳ，组Ⅱ肺泡结构接近组Ⅰ。
四组大鼠的组织密度 组Ⅰ为52.7%±5.5%，组Ⅱ为42.9%±6.1%，组Ⅲ为39.0%±6.3%，组Ⅳ为31.5%±5.7%。组Ⅰ与组Ⅳ相比，有非常显著性差异，其余各组两两相比，均无显著性差异。
讨论
本实验结果表明BPS具有显著地降低液体表面张力的功能，在用以替代治疗肺灌洗所致的ARDS时，其疗效与外源性BPS的用量有一定的关系。BPS可显著改善肺部的气体交换功能，改善肺的顺应性，使萎陷的肺泡再扩张。
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反复肺灌洗所致的急性肺损伤主要是因反复肺灌洗使肺内PS丢失，致肺泡表面张力增高，而肺的实质结构损伤较小。组织形态可见肺弥漫性肺不张，镜检见肺泡大量萎陷，肺泡内较多渗出液，肺透明膜形成等。这些病理变化与ARDS有一定的相似性[7]。由于这些特点，因而它是评价外源性PS替代治疗效果的比较敏感的动物模型之一。本实验的结果表明，从牛肺来源提取的PS，无论在用膜天平测定的体外活性方面，还是在改善肺灌洗动物模型的PaO2及PaCO2，提高肺的顺应性及降低肺实质密度方面，都具有良好的治疗效果，其疗效与BPS的用量有一定关系。
我们采用在同一呼吸环路内用不同用量的牛肺PS替代治疗肺灌洗大鼠的结果表明，多次肺灌洗后均可造成大鼠肺呼吸功能的严重障碍，表现为PaO2的降低和PaCO2的升高，肺的顺应性降低，肺实质密度增加。应用外源性PS可改善肺的通气及换气功能，其改善的程度与外源性PS的用量有一定的关系。BPS用量100mg/kg的治疗效果明显优于50mg/kg和25mg/kg。本实验结果表明，治疗组在用药后15分钟内PaO2升高达峰值，在治疗组之间的PaO2峰值并无显著性差异，但较对照组均有显著差异。其PaO2维持时间组Ⅱ在用药后30分钟及组Ⅲ在用药后60分钟开始下降，并与组Ⅳ的PaO2有显著性差异。
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从肺组织形态变化观察，对照组鼠肺因肺泡表面张力高，肺泡不易扩张，肉眼见肺呈暗红色，镜检见组Ⅰ鼠肺泡壁水肿增厚，肺泡腔内有大量的渗出积液，肺泡形态大小差异悬殊，肺泡大量塌陷等。经BPS治疗后，肺泡扩张较好，肺泡充气，肉眼检查见为粉红色，镜检见肺泡结构清晰，肺泡壁水肿较轻，肺泡形态大小较一致，肺泡内渗液较少。其中组Ⅳ治疗后大部分的萎陷肺泡得以再扩张，因而其肉眼及镜检结果接近于正常肺泡[8]。
测定肺实质密度是反映肺泡的扩张的客观参数，本实验采用Nieman的积点法计算肺实质密度。该法可定量地分析肺组织的病理学变化，结合病理学的定性描述，能更精确地了解肺的形态学变化。在肺不张，肺泡大量萎陷时，镜检可见单位面积内肺实质成分较多，因而肺实质密度较高，而肺泡充气良好时，肺实质成分所占比重降低，其肺实质密度就偏小。，本实验结果表明，经BPS治疗后，肺泡扩张良好致肺的实质密度相应减低[9]。组Ⅳ与对照组的密度分别为31.5%±5.7%和52.7%±5.5%，其间有非常明显差异。
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P-V环的测定不仅可以计算肺的顺应性，还可以更全面地了解肺的其他力学变化情况。肺灌洗后的大鼠，因其肺内PS丢失，肺泡表面张力增高，肺容量不易随气道压力的升高而增大，而从最大肺容量开始放气时，肺泡较易塌陷，因而其放气相曲线与注气相曲线围成的面积小。在用外源性PS替代治疗后，肺泡表面张力降低，同样气道压力下的肺容量较未用PS治疗大鼠的肺容量高，BPS100mg/kg治疗组又高于50mg/kg及25mg/kg治疗组。放气相曲线与注气相曲线围成的面积较未治疗组大鼠的面积大。此外，根据LapLace定律，肺泡的扩张需达到一定的肺内压力，称临界压力点(critica l opening pressure)。低于此压力时气道压力的升高不会引起肺容量的显著变化，而超过此压力后，气道压力的变化可引起肺容量的较大变化。肺灌洗大鼠因肺泡表面张力增高，其临界压力点较高。用外源性PS替代治疗后，由于肺泡表面张力降低，其临界压力点相应降低。
本实验的P-V环测定是在不连续的气道压力下测定肺容量，因此不大可能确定各组大鼠的临界压力点的具体值。但是，本实验发现，用BPS治疗后各组大鼠在达到某一个气道压力点时，同样幅度的气道压力的升高可导致肺容量的显著上升，因此可大致确定临界压力点的范围。由于组Ⅳ、组Ⅲ和组Ⅱ分别在肺内压力为1.96～2.45kPa、2.45 ～2.94kPa和2.94～3.43kPa之间出现肺容量的显著性差异，而组Ⅰ大鼠在整个测定过程中均无肺容量的显著差异，因而可以认为，BPS治疗组大鼠的临界压力点是随着外源性PS的用量增加而降低的。
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参考文献
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(收稿：1999-10-13), 百拇医药