七氟醚后处理对体外循环犬肺保护的作用

李冬冬 罗俊丽 陈松 游露 窦雪娇 张红

（遵义医学院附属医院麻醉科，贵州 遵义563003）

体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）导致全身炎症性反应综合征和肺缺血再灌注损伤（lung is－chaemia reperfusion injury，LIRI）是 CPB肺损伤的主要机制，由此引起的肺功能障碍，是体外循环后最常见的并发症和导致死亡的主要原因之一［1］。七氟醚是一种新型的卤族吸入麻醉药，具有诱导起效快、麻醉深度易调控，苏醒质量佳、对循环抑制轻、呼吸道刺激小、器官保护等优点，现已广泛应用于临床麻醉。研究证实［2－3］七氟醚预处理可以明显抑制中性粒细胞的聚集，能够减轻缺血组织的损伤程度，对心、肺等器官有明显的保护作用。为此，本实验通过对犬肺缺血－再灌注损伤模型给予七氟醚后处理，分析两组犬肺组织病理学改变及呼吸参数的变化，探讨七氟醚后处理对犬体外循环肺损伤的保护作用。

1 材料与方法

1.1 实验分组

健康成年杂种犬12只（由遵义医学院实验动物中心提供），雌雄不拘，体质量10～15kg；随机分为2组，每组6只（n＝6）。左肺缺血再灌注组（C组）：只建立CPB肺缺血再灌注损伤模型，不作其它处理；七氟醚后处理组（Y组），建立CPB肺缺血再灌注损伤模型，在开放左肺动脉的同时，经人工膜肺内给予七氟醚（呼气末浓度为2%），持续30min，余步骤同C组。

1.2 实验方法

1.2.1 实验准备 两组犬腹腔内注射2.5%戊巴比妥钠25mg·kg－1麻醉，行双腔气管插管机械通气，潮气量10mL·kg－1，呼吸频率16次／min，I∶E＝1∶2，FiO2：99%，监测心电图、舌粘膜氧饱和度（SpO2），右侧股静脉置管补液并监测中心静脉压（CVP），行右股动脉置管测动态平均动脉压（MAP）并测量直肠温度。

1.2.2 动物模型制备 正中劈开胸骨，暴露胸腔后剪开心包暴露心脏，股静脉给予肝素3mg·kg－1，肝素化后分别行锁骨下静脉和右心耳插管，调节变温器水温维持在31～34℃，羟乙基淀粉130／0.4氯化钠注射液（万汶）300mL及乳酸钠林格氏液100mL预充CPB管道后连接人工心肺机（WEL－1 000A人工心肺机，天津汇康）。因犬的右肺动脉位置较深，心脏阻挡手术视野，游离时需翻转、提拉心脏，极易造成恶性心率失常，研究表明建立犬左肺缺血再灌注损伤模型既提高动物的耐受性，也能反映CPB非生理循环既缺血再灌注的双重打击［4］，游 离 出 左 肺 动 脉，CPB 转 流 并 行 循 环10min后阻断左肺动脉，只行右侧肺机械通气，并适当减少潮气量、增加呼吸频率。转流60min后，开放左肺动脉，行双肺机械通气，继续并循30min后停止CPB。根据动脉血气分析结果调整酸碱平衡及电解质稳定。停机时常规应用鱼精蛋白中和肝素，予以肾上腺素、多巴胺、异丙肾上腺素等血管活性药物以维持犬生命体征的稳定，机血回收后经股静脉回输，术中经股静脉间断给予戊巴比妥钠和维库溴铵维持麻醉，2h后结束实验。

1.2.3 标本采集 两组犬均分别于CPB前（T1）、开放左肺动脉时（T2）及停机后2h（T3）三个时间点，取左肺组织福尔马林固定保存光镜观察；并抽取股动脉血3mL，行血气分析（i－stat血气分析仪，A－merican）并测算各时间点氧合指数（oxygenation index，OI）。呼吸指数（respiratory index，RI）及动态肺顺应性（Cd）。

1.3 指标检测

1.3.1 呼吸参数的检测 （1）动态肺顺应性（Cd）：机械通气下，动态肺顺应性＝潮气量／（气道峰压－呼气末正压）。（2）氧合指数（OI）＝动脉血氧分压（PaO2）／吸入氧浓度（PaO2）。（3）呼吸指数（RI）＝肺泡－动脉血氧分压差（P（A－a）O2）／动脉氧分压（PO2）。

1.3.2 肺组织光镜学检查及病理评分 取下的左肺组织经福尔马林固定、脱水、石蜡包埋、二甲苯脱蜡后HE染色，光镜下观察肺组织形态学变化，并依据改良的 Mayer及 Osman评分法［5－6］进行病理学评分。

1.4 统计学处理

采用SPSS 19.0统计学软件进行统计学分析。计量资料采用均数±标准差（x¯±s）表示，组内比较采用重复测量资料的方差分析或自身配对t检验，并进行球形检验，对于不满足球形对称性时，使用Epsilon进行校正，组间比较采用单因素方差分析或成组设计资料的t检验，P＜0.05示差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 一般资料

两组犬的体质量、行体外循环时间、灌注液体积及各项生命体征指标等差异比较均无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 两组犬氧合指数（OI）、呼吸指数（RI）、动态肺顺应性（Cd）的变化

组内比较：阻断左肺动脉后，随着缺血时间的延长和再灌注的恢复两组犬的OI和Cd逐渐降低而RI逐渐升高，与CPB前相比差异有统计学意义（P＜0.05）。组间比较：T1、T2时间点两组犬 OI、RI和Cd无明显差异（P＞0.05）；T3时点Y组OI和Cd明显高于C组（P＜0.05），并且T3时点Y组RI明显低于C组（P＜0.05）。见表1。

表1 各组实验犬不同时间点呼吸参数的比较（n＝6，¯x±s）

2.3 肺组织光镜学结果及病理评分

两组犬肺组织破坏程度随时间推移而增加，两组犬T1、T2肺组织光镜观察无明显差异。T3C组肺组织结构紊乱，肺泡腔塌陷，大量炎症细胞浸润，肺泡毛细血管壁破裂，红细胞大量漏出，肺组织破坏严重；Y组肺组织结构紊乱，肺泡腔塌陷及肺泡壁断裂，肺间质见炎性细胞以及少量红细胞，但破坏程度明显低于C组。（见图1、2）。病理评分：与T1时点比较，T2、T3两组犬肺组织病理评分逐渐增加（P＜0.05）。T1、T2两组同一时点病理评分无明显差异（P＞0.05）；T3时点 Y组病理评分明显低于C组（P＜0.05）。见表2。

表2 各组实验犬肺组织不同时点病理评分比较（n＝6，±s）

表2 各组实验犬肺组织不同时点病理评分比较（n＝6，±s）

注：与T1 比较，▲P＜0.05；与T2 比较，＃P＜0.05；与C组比较，■P＜0.05。

组别 T1 T2 T3 C组 0.3333±0.52 3.1667±0.75▲ 6.5000±0.55▲＃Y组 0.5000±0.55 3.3333±0.52▲ 5.1667±0.75▲＃■

图1 C组T3（HE×200）

图2 Y组T3（HE×200）

3 讨 论

目前已公认缺血预处理对组织缺血再灌注损伤有一定保护作用，研究证明［7］缺血预处理可减轻CPB后肺部炎症反应和肺水肿，改善CPB术后的肺功能。但预处理是在缺血前，具有不可预见性，人们又提出了缺血后处理［8］（ischemic postconditioning，IPC）概念。药物后处理是对IPC的更深一步研究，器官长时间缺血后，在恢复再灌注前或再灌注开始的几分钟内用药物来进行干预，既避免了IPC过程中所造成的血管机械性损伤［9］，又达到了减轻组织器官的再灌注损伤的目的。由于药物后处理的操作发生于缺血后，时机容易把握，具有可控、可预测及临床可行性，也更符合伦理。研究表明：0.5%～3%浓度七氟醚后处理能改善脂多糖诱导肺损伤的气体交换及减轻肺损伤［10］，本实验七氟醚呼气末浓度2%，约为1.2MAC值，是临床中七氟醚维持麻醉的常用浓度。CPB下冠状动脉旁路移植术中通过膜肺给予七氟醚处理的患者呼吸指数低于对照组，氧合指数高于对照组，呼吸支持时间明显短于对照组，表明七氟醚对患者肺功能有一定的保护作用［11］。七氟醚预处理能够改善CPB患者的肺换气功能，并提高其肺顺应性，减轻其体外循环所引起的肺损伤，主要机制则可能同炎症因子抑制关系密切［12］。

本实验结果显示：两组犬CPB后随时间延长OI和Cd均逐渐降低，RI则明显升高。七氟醚处理后，Y组的OI和Cd都明显高于C组，而RI则明显低于C组，说明七氟醚后处理可以改善CPB后的肺功能。

CPB时由于肺动脉的血供停止，肺组织处于缺血状态，同时肺组织无法得到均匀有效的降温，肺泡上皮不同程度的缺氧，能量储备下降，耗氧增加，当心脏复跳后，肺循环开放，高氧合血进入肺组织，释放大量的氧自由基可导致内皮细胞损伤，激活炎性介质和细胞因子，释放蛋白水解酶，损伤肺的超微结构，导致肺泡－毛细血管壁及内皮细胞通透性增高，造成肺间质水肿，引起肺缺血－再灌注损伤。在大鼠肺缺血再灌注模型中，七氟醚（呼气末浓度为2.1%）后处理持续30min，可减轻大鼠肺缺血再灌注损伤，效果与其预处理无差异，其机制可能与降低肺组织炎性反应，抑制细胞凋亡有关［13］。本实验两组犬CPB后肺组织HE染色结果见肺组织结构紊乱，肺泡腔塌陷、炎症细胞浸润，肺泡毛细血管壁破裂，红细胞漏出淤血。但经过七氟醚后处理后，肺组织的病理改变有所改善，七氟醚后处理组在T3时点的病理评分明显低于C组，提示七氟醚后处理对肺组织有一定的保护作用。

综上所述：七氟醚后处理能提高CPB期间肺的氧合指数及肺动态顺应性，改善CPB后肺通气及换气功能，减轻肺组织的破坏和肺水肿程度，对CPB肺损伤有保护作用，但其保护作用的机制待进一步研究。

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