内皮素-1受体拮抗剂(BQ-123)对大鼠肺缺血-再灌注损伤保护作用的实验研究

摘要

目的：在临床肺外科工作中，为达到最大限度切除病肺和最大限度保存健康肺组织的目的，常有一部分患者需要同期施行肺动脉成形术并支气管袖式肺叶切除，在而此操作过程中，需要暂时阻断肺动脉和/或支气管动脉血流，由此而引起的肺缺血-再灌注损伤防治的问题，已成为胸外科医生关注的热点。缺血-再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury，IRI）的防治是当今医学研究中活跃的领域，肺动脉成形术需要单纯阻断肺动脉血流，支气管袖式肺叶切除并肺动脉成形术则需要同时阻断肺动脉和支气管动脉血流。这种阻断血流和恢复灌注的过程，就不可避免地会引起肺脏的缺血-再灌注损伤，目前认为，尽量缩短肺组织缺血时间是防治这种损伤的最佳方法之一。基于肺脏的结构特点，有没有阻断血流相对的安全时限？解剖学研究发现，肺有肺动脉循环和支气管动脉循环双重血流系统，前者是肺的功能性血管，参与气体交换，后者是肺的营养性血管，供给氧气和营养物质。但上述两个系统之间存在着大量的相互交通、血管吻合。由此设想，无论支气管动脉还是肺动脉的单独阻断或同时阻断所造成的肺缺血-再灌注损伤的程度，应该是有所区别的。本研究通过建立大鼠在体肺缺血-再灌注损伤模型，分析不同缺血时段肺组织结构和功能的变化，探讨肺动脉阻断及肺动脉和支气管动脉双阻断的安全时限，为临床提供实验依据。同时，我们选用内皮素-1受体拮抗剂（BQ-123）作为干预措施，观察其对肺缺血-再灌注损伤的保护效果。 材料和方法：健康Wistar大鼠雌雄不分，共42只，体重300±50g。随机分为7组，每组6只。各组均采用气管插管，呼吸机辅助呼吸，左侧剖胸。Ⅰ组：正常对照组，仅左侧剖胸；Ⅱ组：仔细游离并阻断左肺动脉45min，开放肺动脉再灌注2h；Ⅲ组：左肺动脉阻断60min，开放肺动脉再灌注2h；Ⅳ组：在肺充气状态下结扎左侧肺门30min，同时阻断肺动脉和支气管动脉血流，开放再灌注2h；Ⅴ组：左肺门结扎45min，开放再灌注2h；Ⅵ组：静脉注射内皮素受体拮抗剂BQ-123（1mg/kg）后，左肺动脉阻断60min，开放肺动脉再灌注2h；Ⅶ组：静脉注射BQ-123（1mg/kg），左肺门结扎45min，开放再灌注2h。动物模型的制作过程：10%水合氯醛0．3ml/100g，腹腔注射，全身麻醉。麻醉生效后仰卧位固定，气管切开，插入气管插管，接动物呼吸机控制呼吸，呼吸频率55次/分，潮气量8ml，吸呼比1：2，吸入气氧浓度35%。左侧开胸，剪断3、4肋骨，彻底止血。游离左肺动脉主干，以无创血管夹夹闭，行肺动脉阻断；在肺充气状态下结扎左肺门，同时阻断肺动脉和支气管动脉，阻断时间完成后开放再灌注2小时，建立大鼠在体肺缺血-再灌注损伤的动物模型。再灌注2小时后，经颈总动脉抽血做血气分析测定PaO2、放射免疫法测定血浆中内皮素-1（ET-1）的表达，使用POWERLAB生理记录仪监测左肺动脉平均肺动脉压力（mPAP）；取左肺组织计算干湿比值（W/D），免疫组化技术检测肺组织Fas、Fas-L蛋白的表达，在光学显微镜下观察肺组织结构的变化以及在透射电镜下观察肺组织微观结构的改变。测定结果均以均数士标准差（x±S）表示，数据采用SPSS13．0统计软件进行统计处理，各组间比较采用单因素方差分析（oneway-ANOVA test），P<0．05为差异有统计学意义。 结果：Ⅱ组中W/D比值、mPAP、血浆中ET-1、Fas、Fas-L蛋白的表达及PaO2较正常对照组差异无显著性（P>0．05），光学显微镜下及透射电镜下观察见肺组织结构大致正常：Ⅲ组较Ⅰ组PaO2下降约60mmHg（P<0．05）、ET-1含量增加约200pg/ml、mPAP上升约10mmHg、W/D比值上升、Fas、Fas-L蛋白的表达增加（P<0．05），光学显微镜下可见肺泡和间质散在出血，肺间质和肺泡腔有水肿液，肺泡腔和肺间质内可见大量炎性细胞聚集，电镜下观察肺组织超微结构可见血管内皮凋亡，细胞核崩解，异染染色质边聚，颜色加深。Ⅱ型肺泡上皮细胞内板层小体空泡化，线粒体水肿变性、嵴消失，细胞间连接增宽，伴胶原纤维大量增生：Ⅳ组中W/D比值、mPAP、血浆中ET-1、Fas、Fas-L蛋白的表达及PaO2较正常对照组差异无显著性（P>0．05），光学显微镜及电镜下观察见肺组织结构大致正常；Ⅴ组中反映缺血-再灌注损伤的各项指标W/D比值、ET-1含量、mPAP、Fas、Fas-L蛋白的表达增加（P<0．05），PaO2下降（P<0．05），光学显微镜及电镜下均可见肺组织结构的破环。在血管阻断前，静脉注射内皮素-1受体拮抗剂（BQ-123）以后，Ⅵ组及Ⅶ组中反应肺缺血-再灌注损伤的指标W/D比值、ET-1含量、mPAP，Fas、Fas-L蛋白的表达减少（P<0．05），PaO2上升（P<0．05），光学显微镜下见肺间质和肺泡腔有水肿液减少，肺泡壁肿胀不明显、肺泡腔和肺间质内可见少量炎性细胞浸润，显示肺损伤程度大大减轻。透射电镜下观察肺组织显微结构可见内皮细胞结构完整，细胞核居中，细胞间连接无明显增宽，胶原纤维未见增生。同时，比较Ⅱ组与Ⅴ组的检测结果，后者W/D比值、ET-1含量、mPAP、Fas、Fas-L蛋白的表达增加（P<0．05），PaO2下降（P<0．05），光学显微镜下病理切片HE染色可见肺组织损伤明显加重。提示在相同时段内肺动脉和支气管动脉双阻断较肺动脉单独阻断更容易产生缺血再灌注损伤。 结论： 1．肺动脉阻断45分钟、肺动脉和支气管动脉双阻断30分钟内，缺血-再灌注损伤对肺组织结构和功能的影响较小； 2．肺动脉阻断至60分钟、肺动脉和支气管动脉双阻断至45分钟，缺血-再灌注损伤对肺组织结构和功能有明显的影响； 3．内皮素-1受体拮抗剂BQ-123，对肺缺血-再灌注损伤有一定的保护作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章研究背景

第二章内皮素-1受体拮抗剂(BQ-123)对大鼠肺缺血再灌注损伤的保护作用

第1部分大鼠单侧肺动脉阻断与肺动脉和支气管动脉双阻断不同时限肺功能和组织结构的变化

材料与方法

结果

讨论

结论

附表

附图

第2部分内皮素-1受体拮抗剂对肺缺血-再灌注损伤的保护作用

材料与方法

结果

讨论

结论

附表

附图

参考文献

第三章内皮素-1受体拮抗剂与肺缺血-再灌注损伤的肺保护(综述)

1、血管内皮素的一般概况

2、血管内皮素-1(ET-1)导致肺缺血-再灌注损伤的机制

3、缺血-再灌注损伤的防治原则

4、内皮素受体拮抗剂在心血管病中的应用进展

参考文献

硕士期间发表文章

致谢