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编号:10499183
大黄对大鼠肠缺血再灌流所致肺损伤过程中TNF变化的影响
http://www.100md.com 《急诊医学》
     作者:李新宇 景炳文 陈德昌 张翔宇

    单位:贝母属 鄂北贝母 鄂贝醇 对映-贝壳杉烷 二萜

    关键词:大黄;肺毛细血管通透性;肠缺血;肿瘤坏死因子

    急诊医学990201 摘要:目的:利用大鼠小肠缺血再灌流(IIR)模型,评价肿瘤坏死因子(TNF)在IIR所致肺损伤发病过程中的作用;观察大黄对TNF影响,探讨大黄防治肠源性肺损伤的机理。方法:SD大鼠随机分为4组:1)肠缺血再灌流组(n=24);2)假手术组(n=16);3)大黄治疗组(n=24);4)安慰剂组(n=16)。以125I标记小牛血清白蛋白(BSA)肺摄取指数作为评价肺毛细血管通透性的指标,以髓过氧化物酶(MPO)作为评价多聚核白细胞(PMN)在组织中聚集的指标,采用放射免疫分析法,分别测定各组动物不同时间血浆及肺组织TNF含量。结果:大黄可明显抑制再灌流导致的肺MPO活性升高(P<0.01)及肠缺血期和再灌流早期出现的血浆及肺组织TNF水平升高(P<0.01);降低肺毛细血管通透性(P<0.01)。结论:早期应用大黄有助于防止大鼠IIR所致肺损伤的发生,这种作用至少部分是通过抑制IIR诱导的TNF释放而实现的。
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    Effect of rhubarb on tumor necrosis factor in the development of lung injury after intestinal ischemia-reperfusion in rats

    Li Xinyu,Jing Bingwen,Chen Dechang,et al.General Hospital of Lanzhou Command,rmqi 830000

    Abstract Aim:Using a rat intestinal ischemia and reperfusion(IIR)model to evaluate the possible role of tumor necrosis factor(TNF)in the development of lung injury after intestinal ischemia-reperfusion(IIR),and the effect of rhubarb on TNF and this kind of lung injury.Methods:Adult Sprague-Dawley rats were divided into four groups:1)ischemia and reperfusion alone(n=24);2)those animals receiving rhubarb 600mg/kg 30 minutes before reperfusion(n=24);3)those animals receiving NS instead of rhubarb,serving as placebo(n=16);4)the remaining 16 animals were shamly operated(laparotomy),serving as controls.Lung permeability was measured using bovine serum albumin(BSA)labeled with 125I.The concentration of plasma and lung TNF in different groups and in different time were measured by radioimmunoassay,and the activity of lung myeloperoxidase(MPO)which served as an index of polymorphonuclear(PMN)was measured by chromometry.Results:Rhubarb down regulated the activity of MPO in the development of lung injury after IIR(P<0.01),decreased the high level of TNF during ischemia and early stage of reperfusion,and attenuated the increase of the pulmonary microvascular permeability significantly(P<0.01).Conclusion:The result of this study show that using rhubarb in early stage may contribute to prevent gut-origin lung injury in rats,this protective effect may at least partly due to the inhibition of TNF.
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    Key words Rhubarb Pulmonary microvascular permeability Intestinal ischemia Tumor necrosis factor

    TNF是介导全身炎症反应的重要介质,其在多器官功能不全综合征(MODS)中的作用日益受到人们的重视。肠道因素(尤其是肠缺血再灌流)导致的远隔器官损伤是创伤、休克后MODS的主要原因之一。而TNF在肠缺血再灌流所致肺损伤发生过程中的地位和作用尚不十分清楚。本研究采用大鼠肠缺血再灌流(IIR)模型,以125I标记白蛋白肺摄取指数作为评价肺毛细血管通透性的指标,评价TNF在IIR所致肺损伤发病过程中的作用,观察大黄对TNF的影响,探讨大黄防治肠源性肺损伤的机理。

    1 材料与方法

    1.1 动物模型制备
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    参照Moore等[1]的方法复制肠缺血再灌流损伤模型。SD大鼠常规饲养,实验前禁食不禁水12h。腹腔注射100mg/kg盐酸氯胺酮麻醉,无菌条件下行右侧颈动脉插管经压力传感器与SIRECUST 960多功能监护仪相连,持续监测动脉血压及心电图。经腹正中切口,分离肠系膜上动脉(SMA),无创血管夹夹闭之,缝合切口,45min后由原切口进腹,取出动脉夹,恢复血供。

    1.2 肺毛细血管通透性测定方法

    根据125I标记牛血清白蛋白(BSA)肺摄取指数评价肺毛细血管通透性[2]:处死动物前30min,将约1.0μCi125 I BSA经左侧颈外静脉注入;颈动脉取血1.0ml后放血处死动物,迅速开胸将心肺整块取出(此时仍有心跳),立即以20ml生理盐水经右室流出道进行匀速灌洗;取左肺及1.0ml动脉血进行125I放射活性计数(GC-911γ放射免疫计数器:中佳光电仪器公司),并按以下公式计算:
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    125I BSA肺摄取指数=肺指数(cpm)/肺重量(g)÷血计数(cpm)

    指数增大说明肺毛细血管通透性增加,它是评价肺损伤的指标[2]

    1.3 MPO测定法

    参照Caty等的方法[4,5]改良而成,放血处死动物,迅速开胸将心肺整块取出,立即以20ml生理盐水经右室流出道进行匀速灌洗;取400~600mg肺组织,加入含0.5%十六烷基三甲基溴化胺的50mmol/L磷酸钾缓冲液(pH 7.4)4ml,用超声细胞粉碎机(4×10秒)制成肺组织匀浆,12 000g离心15min,取1.0ml上清液加2.9ml 100mmol/L磷酸钾缓冲液、0.083ml 0.3%H2O2及0.041mol/L二茴香胺0.834ml;用724型分光光度计在460nm处测定3min吸光度变化值,按以下公式计算每克湿肺(gwl)MPO活性:
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    MPO活性=ΔA460×13.5/肺重量(g)

    ΔA460为反应开始后1~3min的吸光度变化。

    1.4 TNF测定方法

    由第二军医大学放射医学研究室提供TNF检测试剂盒。

    1.5 动物分组

    动物随机分4组:1)肠缺血再灌流组(IIR,n=24);2)假手术组(LAP,n=16):除不夹闭SMA外,其余手术过程均同IIR组;3)治疗组(RHU,n=24):精黄片600mg/kg制成混悬液,于恢复血供前30min经胃管灌入;4)安慰剂组(NS,n=16):以等量生理盐水代替大黄于恢复血供前30min经胃管灌入。
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    1.6 统计学处理

    数据以均数±标准差(±s)表示:采用方差分析和组间q检验作统计学分析。以P<0.05为相差显著,以P<0.01为相差非常显著。

    2 结果

    2.1 肺毛细血管通透性的变化

    各组肺毛细血管通透性(125I BSA肺摄取指数)变化如图1。IIR组再灌流2h和6h的125I BSA肺摄取指数分别较LAP组(0.032±0.0056)升高3.18倍和3.01倍(P<0.01),NS组较LAP组升高了3.04倍和3.00倍(P<0.01);RHU治疗可明显降低肺毛细血管通透性,其125I BSA肺摄取指数在再灌流2h和6h时,分别较IIR组下降66.27%和65.55%(P<0.01),较NS组下降65.09%和64.01%(P<0.01),与LAP组则无明显差异(P>0.05)。缺血45min时125I BSA肺摄取指数为0.0392±0.0144与IIR 2h及6h比相差非常显著(P<0.01)而与LAP组无明显差异(P>0.05)。
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    图1 各组肺毛细血管通透性变化

    *:与LAP,I45min及RHU组比P<0.01

    2.2 肺组织MPO变化

    LAP组肺组织MPO值为0.341±0.051U/gwl。IIR2h和6h分别较LAP组增加160.70%和174.78%(P<0.01),NS组增加167.74%和165.98%(P<0.01)。RHU组肺组织MPO活性增加的程度则明显减少,较IIR组分别下降64.57%和62.54%(P<0.01),较NS组下降65.50%和61.30%(P<0.01),并与LAP组无明显差异(P>0.05)。缺血45min时肺组织MPO值为0.408±0.089U/gwl,与IIR组相差非常显著(P<0.01)而与LAP组无明显差异(P>0.05)。
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    图2 各组肺MPO活性变化

    *:与LAP,I45min及RHU组比P<0.01

    2.3 血浆及肺组织中肿瘤坏死因子的变化

    肠缺血45min即可导致血浆及肺组织TNF明显升高,并于再灌注30min达到高峰,随后迅速回落至LAP组水平。RHU组亦可见血浆及肺组织TNF水平升高,但其升高程度均明显低于IIR组(P<0.01)。

    表1 IIR组TNF变化情况

    血浆

    肺组织

    LAPIIR(min)

    0.297±0.090
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    0.235±0.114

    0

    2.223±0.246**

    5.628±2.203**

    15

    2.845±0.172**

    9.474±0.541**

    30

    4.281±0.586*

    16.315±4.587**
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    60

    1.372±0.208

    1.509±0.291

    120

    0.311±0.142

    0.804±0.184

    360

    0.244±0.089

    0.416±0.117

    *:与LAP组比P<0.05;**:与LAP组比P<0.01表2 RHU组TNF变化情况

    血浆
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    肺组织

    LAP

    IIR(min)

    0.297±0.090

    0.235±0.114

    0

    0.453±0.115

    0.731±0.310

    15

    0.574±0.053*

    1.521±0.554**

, 百拇医药     30

    1.209±0.322**

    1.374±0.550**

    60

    0.709±0.127*

    0.818±0.288

    120

    0.290±0.100

    0.610±0.221

    360

    0.264±0.084
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    0.353±0.069

    *:与LAP组比P<0.05;**:与LAP组比P<0.01

    3 讨论

    长期以来,多器官功能不全综合征(MODS)一直是导致ICU内危重病患者死亡的主要原因。其发病是多种致病因素协同作用的结果,其中肠道因素(尤其是肠缺血再灌流)导致的远隔器官损伤是创伤、休克患者发生MODS的主要原因之一。

    图3 各组肺组织TNF动态变化

    *:与RHU组比P<0.01
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    图4 各组血浆TNF水平动态变化

    *:与RHU组比P<0.01

    肠缺血可导致组织氧供耗失衡,肠粘膜屏障受损,在粘膜发生明显形态学改变之前即可有细菌及毒素侵入循环系统及组织器官;同时,IIR可激活炎性介质、细胞因子及PMN,触发全身性炎症反应,导致以广泛的微血管渗漏为特点的器官损害。研究表明,在MODS的发病过程中,肺常首先被累及,表现为肺毛细血管通透性增加、血管内皮细胞肿胀、基底膜破坏、肺间质水肿、中性粒细胞聚集、肺泡内出血及纤维蛋白沉积。这种病理改变与创伤、休克或感染等引起的急性肺损伤(ALI)以及急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的肺部病理变化相似。因此,深入研究肠源性肺损伤(GOLI)的发病机理及其防治具有十分重要的意义。

    肺损伤是IIR所致MODS的重要组成部分,PMN介导的广泛组织损伤在其发病机理中占主导地位[1]。在IIR导致PMN启动与激活的过程中,TNF可能起着十分重要的作用。
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    TNF主要由受刺激的巨噬细胞和单核细胞产生,也可由缺血器官释放的白三烯(LT)和补体片段诱导合成[6,7]。给实验动物注射TNF造成的急性肺损伤与IIR导致肺损伤的病理变化极为相似。TNF可激活PMN,促进PMN与EC表达众多的粘附分子[3,8],导致PMN在组织中聚集。此外,TNF与PLA2也存在一定程度的正相关[9]。Caty等[9]的研究结果表明,肠粘膜屏障损伤使内毒素入血,刺激巨噬细胞和单核细胞合成TNF并释放入血。在他们建立的缺血2h/再灌流2h的动物模型中,TNF的高峰浓度出现在再灌流30min。晚近,Sorkine等[10]研究发现,肠缺血1h/再灌流4h动物的血浆TNF高峰浓度同样出现于再灌流30min,预先给予抗TNF多克隆抗体或可溶性TNF受体均可抑制PMN在肺内聚集并明显减轻肺部病理损害程度。本研究结果显示,血浆及肺组织中TNF在恢复血供前即开始升高,其高峰浓度均出现在再灌流30min,随后迅速回落至LAP组水平,提示在缺血期即有某些因素诱导其合成,而有氧代谢可能促进TNF的释放。这一事实说明TNF可能是肠源性肺损伤早期的重要介质之一。早期应用大黄能明显抑制血浆及肺组织中TNF水平升高,从而阻断了由于早期TNF合成与释放增加而介导的一系列生物效应。需要指出的是,在大黄治疗组,虽然TNF产生水平较缺血组明显降低,但无论血浆还是肺组织在再灌流15min及30min时的TNF水平仍高于LAP组,这很可能是由于TNF的高峰浓度早于大黄的血药浓度高峰所致;从而更加说明早期用药的重要性。目前,许多动物实验证明[10,11]抗TNF抗体及可溶性TNF受体均可抑制TNF介导的肺损伤,但临床应用有潜在的危险性,因为TNF是介导宿主正常抗微生物免疫防御反应的重要物质,阻断其生物活性必然会影响机体的免疫功能,使各类危重病患者发生院内感染的机会增加,后者则是导致危重病患者死亡的一个重要原因[12]。中药大黄对机体免疫系统起调节作用而无明显免疫抑制作用[13]。由此看来,大黄在危重病救治方面的应用前景相当广阔。
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    参考文献

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    收稿:1998-09-14, http://www.100md.com