地塞米松对兔急性肺损伤心肌的损伤作用

翁翠莲++刘庆华

[摘要] 目的 探討地塞米松对内毒素（ET）致急性肺损伤（ALI）兔心肌保护作用的机理。 方法 日本大白兔24只随机分为生理盐水对照组（A组）、ET组（B组）和ET致伤+地塞米松干预组（C组），每组8只。除了A组以外，B组、C组均从颈静脉给予ET（700 μg/kg），C组在给予ET前予地塞米松5 mg/kg。分别于0 h、0.5 h、1 h、2 h、4 h观察动脉血气变化。4 h后处死动物，取肺、心脏组织观察光镜下的组织病理学改变，并检测心脏中心肌型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）的变化。 结果 B组动物血氧饱和度在0.5 h明显下降（265.4±70.2）mmHg，肺组织明显渗出，水肿液形成，透明膜形成，肺间质血管内皮细胞肿胀，血管壁见较多的中性粒细胞贴壁。心肌组织细胞肿胀，心肌结构排列紊乱，局灶可见心肌细胞坏死。与A组比较，B组心组织中的H- FABP明显降低[（302.0±89.1） vs （132.6±46.9），P<0.01]。与B组比较，C组的动脉血氧饱和度显著升高，心肌中的H-FABP明显高于ET组，差异有统计学意义[分别为（236.0±88.1） vs （132.6±46.9），P<0.05]，心肌损伤较损伤组明显轻。 结论 ET所致ALI的心肌损伤作用可能与H-FABP的减少有关，使用地塞米松能增加H-FABP的含量，减轻肺损伤时的心肌受损作用。

[关键词] 急性肺损伤；心脏型脂肪酸结合蛋白；地塞米松

[中图分类号] R563 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2017）26-0034-04

Effects of dexamethasone on myocardial injury in rabbits with acute lung injury

WENG Cuilian1，2 LIU Qinghua3

1.Department of Respiratory Medicine， Fujian Provincial Hospital， Fuzhou 350000， China； 2.Department of Respiratory Medicine， the First Hospital of Xiamen University， Xiamen 361000， China； 3.E.N.T. Department， Fujian Provincial Hospital， Fuzhou 350000， China

[Abstract] Objective To investigate the mechanism of protective effect of dexamethasone on myocardium in the rabbits with endotoxin （ET） induced acute lung injury （ALI）. Methods 24 Japanese rabbits were randomly divided into normal saline control group （group A）， ET group （group B） and ET-induced injury+dexamethasone intervention group （group C）， with 8 rabbits in each group. In addition to group A， group B and group C were given ET（700 μg/kg） via the jugular vein. Group C was given dexamethasone 5 mg/kg before administration of ET. The changes of arterial blood gas were observed at 0 h， 0.5 h， 1 h， 2 h and 4 h respectively. After 4 h， animals were sacrificed， lung and heart tissues were harvested and histopathological changes were observed under light microscope. Changes in the H-FABP were detected in heart. Results The animal oxygen saturation in group B was significantly decreased at 0.5 h（265.4±70.2 mmHg）. Lung tissue was oozing significantly. Edema fluid was formed， and transparent membrane was formed. Pulmonary interstitial vascular endothelial cells were swelling. There were more neutrophils adhering to the wall in vascular wall. Myocardial tissue cells were swelling， and myocardial structure was in disorder. Myocardial cell necrosis could be seen in local focus. Compared with group A， H-FABP in group B was significantly lower than that in group A （302.0±89.1） vs （132.6±46.9，P<0.01）. Compared with group B， the arterial oxygen saturation in group C was significantly higher. The H-FABP in the myocardium was significantly higher than that in the ET group， and the difference was statistically significant [（236.0±88.1） vs （132.6±46.9， P<0.05）]. Myocardial injury was significantly milder than that in the injury group. Conclusion The myocardial injury induced by ET may be related to the decrease of H-FABP. The application of dexamethasone can increase the content of H-FABP and reduce the myocardial damage during lung injury.endprint

[Key words] Acute lung injury （ALI）； H-FABP； Dexamethasone

急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）是一个危重病综合征，其特点是急性呼吸窘迫和严重的低氧血症，每年大于100万的人患有ARDS[1]。严重的感染、败血症、严重创伤或烧伤、急性胰腺炎导致肺的直接损伤。在所有原因中，革兰阴性细菌感染造成的败血症是最常见的病因，大约有25%的ARDs是由严重败血症所致[2，3]。内毒素（ET）是革兰阴性细菌细胞壁的脂多糖成分，能引起ARDS，并演变为多脏器功能衰竭如心衰、肾衰等。心肌型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）在心肌细胞中高表达，研究表明其可以作为心肌损伤早期敏感的指标。本实验使用内毒素肺损伤（ALI）模型来监测心肌组织中H-FABP含量的变化，探讨ALI时心脏损伤的机制和地塞米松对其保护性作用。现报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料来源

内毒素（O55：B5，Sigma公司，ET）；地塞米松（Sigma公司）；H-FABP试剂盒（由北京北方生物技术研究所提供）。

1.2 动物分组

24只3月龄雄性日本大耳白兔，每组8只，其体重（2.18±0.15）kg，动物许可证号：SCXK（北京）2002-2005。随机将动物分为三组：对照组（A组生理盐水对照）、ET损伤组（B组）、ET损伤及地塞米松预处理组（C组）。

1.3 实验方法

1.3.1 日本大耳兔急性肺损伤模型 B组使用20%乌拉坦（5 mL/kg）从兔左侧耳缘静脉注射以麻醉动物，分别在左侧颈部分离颈动、静脉，插管，用于测血压、采血、给药。用2 mL生理盐水（NS）将ET 700 μg/kg溶解其中，从左侧颈内静脉内5 min注射完毕，之后再次注射NS 1次，2次的总液体量为2 mL/kg。A组给予注射2 mL/kg的NS，C组先将地塞米松以5 mg/kg溶解在NS中，后再次注射与B组等量的内毒素，2次的液体量亦为2 mL/kg。分别在0 h、0.5 h、1 h、2 h、4 h抽取动脉血进行血气分析检测，同时根据PaO2/FiO2计算出氧合指数。

1.3.2 病理学检测肺组织和心肌组织方法 在4 h末使用放血方法处死动物，使用苏木素-伊红染色，使用奥林巴斯显微镜行光镜下观察。

1.3.3 心肌组织H-FABP含量检测方法 在取兔心脏组织匀浆液，予使用50 mmol/L、pH7.5、Tris-HCl缓冲液、4 mmol/L MgCl2、25 mmol/L KCl、250 mmol/L蔗糖配置H-FABP测试液，然后根据实验试剂盒的说明书以放射免疫方法计算出心肌中H-FABP的含量。

1.4 统计学处理

采用SPSS20.0统计学软件包对氧合指数进行重复测量方差分析，对H-FABP采用单因素方差分析，采用LSD方法进行组间比较，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 氧合指数结果

实验前，三组动物PaO2/FiO2差异无显著性[A组、B组、C组分别是（433.2±36.8）mmHg、（440.2±35.4）mmHg、（445.8±31.6）mmHg，P>0.05]。A组PaO2/FiO2在整个实验过程的各时间点相对保持稳定，B组在0.5 h PaO2/FiO2最低降至（265.4±70.2）mmHg（<300 mmHg）随后的1 h、2 h、4 hPaO2/FiO2逐渐升高；C组PaO2/FiO2分别于实验后0.5 h、1 h出现下降，均值分别为[（408.2±29.7）mmHg、（440.1±45.7）mmHg]，与A组比较差异无显著性，但显著高于B组，见图1。

图1 不同时间点兔血PaO2/FiO2结果（mmHg）

注：与A组相比▲P<0.05，▲▲P<0.01；与B组相比*P<0.05，**P<0.01

2.2 三组兔肺组织病理学结果

A组兔肺组织结构大致正常，肺泡腔内无明显渗出、出血，肺组织血管壁结构大致正常。B组兔肺组织肺泡腔出现渗出，水肿液形成，透明膜形成，肺间质血管内皮细胞肿胀，血栓形成，血管壁见较多的中性粒细胞贴壁。C组兔肺组织肺泡腔渗出、水肿、出血、中性粒细胞贴壁现象明显轻于B组，见封三图3。

2.3 心肌组织病理学检查

A组兔心肌细胞结构在光镜下大致正常。B组兔心肌组织光镜下细胞肿胀，心肌结构排列紊乱，局灶可见心肌细胞坏死，心肌间质出现出血、有炎症细胞浸润。C组心肌细胞肿胀、心肌间质出血情况较B组明显减轻，见封三图4。

A组动物心肌组织大致正常（HE stain，×200）；B组动物心肌横纹肌结构排列紊乱，细胞水肿，心肌间质血管可见较多出血，较多粒细胞贴壁现象（HE stain，×200）；C组动物心肌细胞轻度肿胀，细胞结构大致正常（HE stain，×200）

2.4 心肌组织H-FABP测定结果

实验4 h末，B组兔心肌H-FABP显著低于A组[（132.6±46.9）ng/g vs （302.0±89.1）ng/g P<0.01]，C组兔心肌组织H-FABP显著高于B组[（236.0±88.1）ng/g vs （132.6±46.9）ng/g，P<0.05]，但与A组无差异（P>0.05），见图2。

3 讨论

本研究使用静脉注射内毒素方法导致兔ALI。B组动物给予内毒素后，出现PaO2/FiO2降低，病理见兔肺组织肺泡腔出现渗出，透明膜形成，肺间质血管内皮细胞肿胀，血栓形成，血管壁见较多的中性粒细胞贴壁现象，上述的PaO2/FiO2动态变化结果和病理改变表明，采用内毒素制作的动物模型符合ALI改变[5]。endprint

脓毒症时常伴有心肌细胞损伤，其发生率可达50%，并且在脓毒症早期就可以出现心肌损伤，这是造成脓毒症患者预后不良的重要原因之一。H-FABP是一个小分子蛋白（14～15 kDa），其基因定位在第1染色体（1p32～1p33）上，在心肌细胞的细胞质中含量丰富，占心脏全部可溶性蛋白的4%～8%，其主要作用是在心肌细胞浆中结合长链脂肪酸并将其转运至线粒体参与线粒体的能量代谢，进而为心肌细胞提供能量并降低细胞内脂肪酸含量，降低游离型脂肪酸蓄积引起的毒害作用。H-FABP同时可以作为心衰、心肌梗死的不良预后（如死亡）的指标。在心肌细胞中由于H-FABP分子量小，因此在心肌梗死早期，只要心肌细胞膜受损，H-FABP就快速分泌至血液循环中。心肌细胞受损1～3 h就可以早期监测出血液中FABP，24 h后恢复至基线水平，近年来研究表明H-FABP可以作为心肌损伤的早期敏感、特异指标，在诊断心肌损伤和心脏衰竭方面优于目前的广泛运用的心肌肌钙蛋白I、T、BNP[6-11]。H-FABP的下调可促进细胞线粒体结构紊乱并发生細胞凋亡[12，13]，实验表明在内毒素致肺损伤模型中，动物心肌细胞明显肿胀，局部心肌细胞坏死、凋亡，心肌间质血管出血，同时与对照组比较，心肌组织H-FABP含量明显减少。其减少的原因可能是内毒素导致心肌细胞明显肿胀，细胞膜受损，细胞膜通透性导致细胞内的H-FABP释放到循环中而使细胞内FABP进入血液循环，心肌组织中H-FABP减少。另外，先前的研究使用较高剂量的脂多糖处理叙利亚地鼠，16 h后H-FABP的mRNA含量降低了65%，H-FABP蛋白的含量降低23%，这表明内毒素能在分子水平上减少细胞H-FABP的合成[14]。这可能是本实验中心肌组织中FABP减少的另一个机制。在地塞米松干预组，心肌组织中H-FABP含量显著高于ET组（P<0.05），本实验研究结果与先前的一系列研究结果一致，使用地塞米松处理心肌组织后，H-FABP表达增加[15]，促进脂质摄入和氧化，提示地塞米松有促进H-FABP合成的作用，导致心肌细胞中H-FABP的量增多，使心肌细胞受游离型脂肪酸蓄积引起的毒害作用。地塞米松亦有稳定细胞膜作用，本实验的地塞米松处理组，心肌细胞轻度肿胀，细胞结构大致正常，从而减少心肌细胞中H-FABP释放入血液循环，增加心肌组织中H-FABP的含量，从而对心肌细胞产生保护作用，上述这些结果都表现了地塞米松对内毒素损伤的兔心肌细胞具有保护作用。

本实验表明地塞米松可以通过心肌中H-FABP的减少，减轻心肌细胞水肿，坏死，从而减轻内毒素肺损伤时心脏组织的损伤作用。

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（收稿日期：2017-07-06）endprint