肺表面活性物质对盐酸吸入性肺损伤肺渗出的影响
作者：秦晔晖 胡国昌 曾因明
单位：徐州医学院麻醉医学研究所 221002
关键词：肺表现活性物质；肺损伤；组织形态学
临床麻醉学杂志000414 摘要 目的：探讨外源性PS对盐酸吸入性损伤家兔肺组织渗出的影响。方法：健康家兔20只复制盐酸吸入肺损伤模型后随机分为二组，A组(n＝10)为PS治疗组，B组(n＝10)为治疗对照组，气管内分别注入37℃PS100mg/kg和生理盐水(NS)，对比观察PS治疗对肺水、BALF蛋白浓度及肺组织形态学改变。另设C(n＝8)组，未行盐酸吸入，而在相应时间注入同等体积的NS作为PS疗效的对照。结果：A、B组各肺水参数明显高于未损伤的C组，(P<0.01)，A组肺水低于B组，但P>0.05；A组BALF蛋白浓度为1?012.7±139.7mg/L，低于对照组的1?394.7±288.8mg/L，P<0.01。肺组织形态学变化：A组肺毛细血管充血、出血程度轻于B组，肺泡扩张程度好于B组。结论：大剂量外源性PS治疗可减轻肺毛细血管充血、出血，部分减少蛋白渗出和肺水，对盐酸吸入性肺损伤起到一定的治疗作用。
, 百拇医药
Effect of Large Dose Pulmonary Surfactant on Exudation of Rabbit Lung Injury Induced by Aspiration of Hydrochloric Acid
Qin Yehui，Hu Guochang，Zeng Yinming
Institute of Anesthesiology，Xuzhou Medical College ，Xuzhou， 221002
Abstract Objective：To observe the effect of pulmonary surfactant (PS) on exudation of rabbit lung injury induced by aspiration of hydrochloric acid (HC1).Methods：Twenty HC1 acute lung injury rabbits were divided into groups A and B and treated with PS and NS respectively.We also had group C with no HC1 aspiration.The change of BALF protein concentration，lung water and morphology were observed.Results：The lung water in group A and B was higher significantly than that in group C.The BALF protein concentration of group A was significantly lower than that of group B and higher than that of group C.The changes of lung morphology were less in group A than in group B，but more than in group C.Conclusion：PS treatment has beneficial effect on HCl acute lung injury through improving lung inflation，partly reducing lung exudation and lung water.
, 百拇医药
Key words Pulmonary surfactant Lung injury Morphology
肺表面活性物质(pulmonary surfactant，PS)目前已成功应用于新生儿呼吸窘迫综合征的治疗，对成人呼吸窘迫综合征(ARDS)的临床治疗仍处于实验阶段[1，2]。胃液误吸是危、急症病人中较为常见的并发症，同时又是ARDS的重要病因之一，死亡率仍很高[3]。为探讨PS对盐酸吸入性肺损伤的影响，我们进行了实验研究。
材料与方法
PS提取 取新鲜猪肺肺灌洗液，经高速离心氯仿-甲醇萃取和丙酮酸沉淀法提取PS，其成分为：磷脂88.7%±2.01%，蛋白质0.31%±0.13%，γmin＝9.8±1.1mN/m[4]。
, http://www.100md.com 模型复制和实验分组 健康家兔20只，体重2.0～3.0kg，麻醉后气管造口插管，颈动脉插管，稳定10分钟，记录自主呼吸条件下血气值后行纯氧机械通气(频率31次/分，吸呼比1∶2，潮气量10ml/kg)。稳定15分钟，气管内注入37℃、pH为1.0的盐酸2.0ml/kg，继续纯氧定压通气，气道峰压(PIP)为2.0kPa，其余呼吸参数不变。以后每5～10分钟测血气一次，至PaO2持续小于20kPa(PaO2/FIO2<150)时认为模型形成。随机分为两组：A组(n＝10)为PS治疗组，气管内注入37℃PS100mg/kg；B组(n＝10)为治疗对照组，气管内注入同等体积的生理盐水(NS)2.0ml/kg。另设C(n＝8)组，未行盐酸吸入，而在模型复制及治疗相应时间注入同等体积NS作为PS疗效的对照。三组动物给药后均继续纯氧机械通气，PIP为2.0kPa，持续120分钟至实验结束。
肺组织含水量测定 采用重量分析法[5]测出肺系数、肺湿干重比、血管外肺水。
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支气管肺泡灌洗液(BALF)蛋白浓度测定 实验结束时一侧肺行BAL，首次以15ml/kgNS注入肺内，抽吸3次后回收，以后每次灌洗量为前一次的回收量，共6次，收集所有BALF离心取上清液行蛋白浓度测定(lowery法)。
肺组织形态学检查 取剩余侧肺组织制备光镜标本。
统计分析 所有数据均采用平均数±标准差(
±s)表示，三组间比较行方差分析，组间两两比较行q检验，A、B组模型形成时间行两样本比较t检验，均以0.05作为显著性检验水准。
结果
基础值比较 三组动物的体重，自主呼吸血气及A、B组模型形成时间均无差异(P>0.05)(表1)。
PS对肺水的影响 盐酸吸入可使肺水明显增加，P<0.01，A组(PS治疗组)各肺水参数虽均小于B组，但P>0.05，仍明显高于C组(P<0.01)，提示PS治疗减少了部分肺水，但不能完全阻止肺水肿的发生(表2)。
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表1 三组动物体重、自主呼吸血气及模型形成时间比较(±s) 组别
体重
(kg)
自 主 呼 吸
模型形成时间
(min)
pH
PaO2(kPa)
PaCO2(kPa)
A(n＝10)
, 百拇医药
2.88±0.25
7.429±0.040
10.67±1.10
3.53±0.71
36.6±11.0
B(n＝10)
2.89±0.46
7.463±0.068
10.18±1.28
3.53±0.62
30.6±9.8
C(n＝8)
, 百拇医药
2.83±0.38
7.447±0.049
9.87±1.29
4.21±0.75
-
组间比较，P>0.05表2 三组动物肺水比较(±s) 组别
肺系数(g/kg)
肺湿/干重比(g/g)
血管外肺水(g)
A(n＝10)
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4.13±0.84**
7.17±1.38**
7.91±2.15**
B(n＝10)
4.82±1.07**
7.99±1.47**
8.84±1.91**
C(n＝8)
2.19±0.19
5.41±0.87
, 百拇医药
3.07±0.63
与C组相比，*P<0.05 **P<0.01
PS对BALF蛋白浓度的影响 A组PS治疗后BALF蛋白浓度1?012.72±139.74mg/L明显低于未治疗的B组1?394.73±288.88mg/L，P<0.01，但仍明显高于C组290.55±112.84mg/L，P<0.01。说明盐酸吸入造成了大量蛋白向肺泡腔渗出，而PS治疗可减少部分蛋白的渗出。
PS对肺组织形态学的影响 A组PS治疗后肺泡大多呈膨胀状态，少数毛细血管扩张充血，出血呈点状，见图1；未治疗的B组肺泡腔大多呈萎陷不张状态，多数肺毛细血管扩张充血，出血呈小灶性，见图2、图3；未有盐酸吸入的C组显示基本正常的肺组织结构，见图4。此结果提示盐酸吸入可造成肺毛细血管充血、出血及肺不张，PS治疗可减轻肺毛细血管充血、出血及肺不张，从而减少肺渗出，但未恢复正常水平。
, 百拇医药
讨论
本实验中，气管内吸入盐酸所造成的肺毛细血管扩张充血、出血，大量蛋白向肺泡腔渗出，肺组织含水量明显增加，与文献报道相似[6]。而在盐酸吸入形成肺损伤的早期予于外源性肺表面活性物质治疗，可降低BALF蛋白浓度、部分降低肺水。可能与PS降低了肺泡表面张力，从而改变肺机械性能，改善肺不张有关。文献报道，肺水肿时一方面水肿液可稀释内源性PS，降低肺泡表面PS浓度[7]；另一方面，水肿液中蛋白可导致PS失活，这种蛋白抑制作用可被PS浓度增高对抗[8]。以上两方面均可导致肺不张发生，本实验中补充外源性PS增加肺泡表面PS浓度，同时对抗水肿液中蛋白抑制作用，从而使肺泡表面张力降低，肺水肿的驱使压减小，肺水肿减轻。
图1 A组肺泡基本呈膨胀状态
, 百拇医药
图2 B组肺泡大多呈萎陷不张状态
图3 B组肺内小灶性出血
图4 C组基本正常肺组织结构
另外，一般认为PS的主要作用是降低肺泡表面张力，有助于肺膨胀，无助于减轻肺泡-内皮屏障损伤，但本实验肺组织形态学结果显示A组PS治疗后肺毛细血管充血及出血减轻，其机制不明，是否与PS降低肺泡表面张力后间接阻止肺不张所引起的进一步肺损伤有关，或者是否通过其它作用减轻盐酸吸入后的神经、体液反应，目前尚不清楚，需进一步研究。但肺毛细血管充血及出血减轻有利于减少水分及蛋白的渗出。
综上所述，PS治疗可减少蛋白渗出和肺水含量，但不能完全恢复正常，对盐酸吸入性肺损伤肺渗出有部分治疗作用，为临床上胃液误吸治疗提供一种新方法。但临床胃液误吸性肺损伤的发病机理较为复杂，还与酸性物质的化学灼伤、神经体液等许多因素有关，它的治疗需包括PS在内多项措施的综合治疗。
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江苏省卫生厅资助课题(H9153)
参考文献
[1] Konishi M，Fujiwara T，Naito T，et al.Surfactant replacement therapy in neonatal respiratory distress syndrome.A multicentre，randomized clinical trial：comparison of high-versus low-dose of surfactant TA.Eur J Pediatr，1988，147：20-25.
[2] Lachmann B.Animal models and clinical pilot studies of surfactant replacement in adult respiratory distress syndrome.Eur Respir J, 1989 37(Suppl)：98-103.
, http://www.100md.com
[3] Shale DJ.The adult respiratory distress syndrome 20 years on.Thoraxm，1987，42：642-645.
[4] 胡国昌，郭忠民，汪曙蕖，等.猪肺表面活性物质提取及评价.徐州医学院学报，1995，15：331-333.
[5] 丁延楷，唐亦奇.肺血管外肺水量的重量分析法及其应用.中国病理生理学杂志，1987，4：254-255.
[6] Goldman G，Welbourn R，Klausner JM，et al.Attenuation of acid aspiraton edema with phalloidin.Am J Physiol，1990，259：1378-1383.
[7] Tashiro K，Li WZ，Yamada K，et al.Surfactant replacement reverses respiratory failure induced by intratracheal endotoxin in rats.Critical Care Medicine，1995，23：149-156.
[8] Holm BA，Enhorning GE，Notter RH.A biophysical mechanism by which plasma proteins inhibit surfactant activity.Chemistry and Physics of Lipids，1988，49：49-55.
收稿：1999-01-02
修回：1999-04-10, http://www.100md.com
单位：徐州医学院麻醉医学研究所 221002
关键词：肺表现活性物质；肺损伤；组织形态学
临床麻醉学杂志000414 摘要 目的：探讨外源性PS对盐酸吸入性损伤家兔肺组织渗出的影响。方法：健康家兔20只复制盐酸吸入肺损伤模型后随机分为二组，A组(n＝10)为PS治疗组，B组(n＝10)为治疗对照组，气管内分别注入37℃PS100mg/kg和生理盐水(NS)，对比观察PS治疗对肺水、BALF蛋白浓度及肺组织形态学改变。另设C(n＝8)组，未行盐酸吸入，而在相应时间注入同等体积的NS作为PS疗效的对照。结果：A、B组各肺水参数明显高于未损伤的C组，(P<0.01)，A组肺水低于B组，但P>0.05；A组BALF蛋白浓度为1?012.7±139.7mg/L，低于对照组的1?394.7±288.8mg/L，P<0.01。肺组织形态学变化：A组肺毛细血管充血、出血程度轻于B组，肺泡扩张程度好于B组。结论：大剂量外源性PS治疗可减轻肺毛细血管充血、出血，部分减少蛋白渗出和肺水，对盐酸吸入性肺损伤起到一定的治疗作用。
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Effect of Large Dose Pulmonary Surfactant on Exudation of Rabbit Lung Injury Induced by Aspiration of Hydrochloric Acid
Qin Yehui，Hu Guochang，Zeng Yinming
Institute of Anesthesiology，Xuzhou Medical College ，Xuzhou， 221002
Abstract Objective：To observe the effect of pulmonary surfactant (PS) on exudation of rabbit lung injury induced by aspiration of hydrochloric acid (HC1).Methods：Twenty HC1 acute lung injury rabbits were divided into groups A and B and treated with PS and NS respectively.We also had group C with no HC1 aspiration.The change of BALF protein concentration，lung water and morphology were observed.Results：The lung water in group A and B was higher significantly than that in group C.The BALF protein concentration of group A was significantly lower than that of group B and higher than that of group C.The changes of lung morphology were less in group A than in group B，but more than in group C.Conclusion：PS treatment has beneficial effect on HCl acute lung injury through improving lung inflation，partly reducing lung exudation and lung water.
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Key words Pulmonary surfactant Lung injury Morphology
肺表面活性物质(pulmonary surfactant，PS)目前已成功应用于新生儿呼吸窘迫综合征的治疗，对成人呼吸窘迫综合征(ARDS)的临床治疗仍处于实验阶段[1，2]。胃液误吸是危、急症病人中较为常见的并发症，同时又是ARDS的重要病因之一，死亡率仍很高[3]。为探讨PS对盐酸吸入性肺损伤的影响，我们进行了实验研究。
材料与方法
PS提取 取新鲜猪肺肺灌洗液，经高速离心氯仿-甲醇萃取和丙酮酸沉淀法提取PS，其成分为：磷脂88.7%±2.01%，蛋白质0.31%±0.13%，γmin＝9.8±1.1mN/m[4]。
, http://www.100md.com 模型复制和实验分组 健康家兔20只，体重2.0～3.0kg，麻醉后气管造口插管，颈动脉插管，稳定10分钟，记录自主呼吸条件下血气值后行纯氧机械通气(频率31次/分，吸呼比1∶2，潮气量10ml/kg)。稳定15分钟，气管内注入37℃、pH为1.0的盐酸2.0ml/kg，继续纯氧定压通气，气道峰压(PIP)为2.0kPa，其余呼吸参数不变。以后每5～10分钟测血气一次，至PaO2持续小于20kPa(PaO2/FIO2<150)时认为模型形成。随机分为两组：A组(n＝10)为PS治疗组，气管内注入37℃PS100mg/kg；B组(n＝10)为治疗对照组，气管内注入同等体积的生理盐水(NS)2.0ml/kg。另设C(n＝8)组，未行盐酸吸入，而在模型复制及治疗相应时间注入同等体积NS作为PS疗效的对照。三组动物给药后均继续纯氧机械通气，PIP为2.0kPa，持续120分钟至实验结束。
肺组织含水量测定 采用重量分析法[5]测出肺系数、肺湿干重比、血管外肺水。
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支气管肺泡灌洗液(BALF)蛋白浓度测定 实验结束时一侧肺行BAL，首次以15ml/kgNS注入肺内，抽吸3次后回收，以后每次灌洗量为前一次的回收量，共6次，收集所有BALF离心取上清液行蛋白浓度测定(lowery法)。
肺组织形态学检查 取剩余侧肺组织制备光镜标本。
统计分析 所有数据均采用平均数±标准差(
±s)表示，三组间比较行方差分析，组间两两比较行q检验，A、B组模型形成时间行两样本比较t检验，均以0.05作为显著性检验水准。结果
基础值比较 三组动物的体重，自主呼吸血气及A、B组模型形成时间均无差异(P>0.05)(表1)。
PS对肺水的影响 盐酸吸入可使肺水明显增加，P<0.01，A组(PS治疗组)各肺水参数虽均小于B组，但P>0.05，仍明显高于C组(P<0.01)，提示PS治疗减少了部分肺水，但不能完全阻止肺水肿的发生(表2)。
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表1 三组动物体重、自主呼吸血气及模型形成时间比较(
±s) 组别体重
(kg)
自 主 呼 吸
模型形成时间
(min)
pH
PaO2(kPa)
PaCO2(kPa)
A(n＝10)
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2.88±0.25
7.429±0.040
10.67±1.10
3.53±0.71
36.6±11.0
B(n＝10)
2.89±0.46
7.463±0.068
10.18±1.28
3.53±0.62
30.6±9.8
C(n＝8)
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2.83±0.38
7.447±0.049
9.87±1.29
4.21±0.75
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组间比较，P>0.05表2 三组动物肺水比较(
±s) 组别肺系数(g/kg)
肺湿/干重比(g/g)
血管外肺水(g)
A(n＝10)
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4.13±0.84**
7.17±1.38**
7.91±2.15**
B(n＝10)
4.82±1.07**
7.99±1.47**
8.84±1.91**
C(n＝8)
2.19±0.19
5.41±0.87
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3.07±0.63
与C组相比，*P<0.05 **P<0.01
PS对BALF蛋白浓度的影响 A组PS治疗后BALF蛋白浓度1?012.72±139.74mg/L明显低于未治疗的B组1?394.73±288.88mg/L，P<0.01，但仍明显高于C组290.55±112.84mg/L，P<0.01。说明盐酸吸入造成了大量蛋白向肺泡腔渗出，而PS治疗可减少部分蛋白的渗出。
PS对肺组织形态学的影响 A组PS治疗后肺泡大多呈膨胀状态，少数毛细血管扩张充血，出血呈点状，见图1；未治疗的B组肺泡腔大多呈萎陷不张状态，多数肺毛细血管扩张充血，出血呈小灶性，见图2、图3；未有盐酸吸入的C组显示基本正常的肺组织结构，见图4。此结果提示盐酸吸入可造成肺毛细血管充血、出血及肺不张，PS治疗可减轻肺毛细血管充血、出血及肺不张，从而减少肺渗出，但未恢复正常水平。
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讨论
本实验中，气管内吸入盐酸所造成的肺毛细血管扩张充血、出血，大量蛋白向肺泡腔渗出，肺组织含水量明显增加，与文献报道相似[6]。而在盐酸吸入形成肺损伤的早期予于外源性肺表面活性物质治疗，可降低BALF蛋白浓度、部分降低肺水。可能与PS降低了肺泡表面张力，从而改变肺机械性能，改善肺不张有关。文献报道，肺水肿时一方面水肿液可稀释内源性PS，降低肺泡表面PS浓度[7]；另一方面，水肿液中蛋白可导致PS失活，这种蛋白抑制作用可被PS浓度增高对抗[8]。以上两方面均可导致肺不张发生，本实验中补充外源性PS增加肺泡表面PS浓度，同时对抗水肿液中蛋白抑制作用，从而使肺泡表面张力降低，肺水肿的驱使压减小，肺水肿减轻。
图1 A组肺泡基本呈膨胀状态
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图2 B组肺泡大多呈萎陷不张状态
图3 B组肺内小灶性出血
图4 C组基本正常肺组织结构
另外，一般认为PS的主要作用是降低肺泡表面张力，有助于肺膨胀，无助于减轻肺泡-内皮屏障损伤，但本实验肺组织形态学结果显示A组PS治疗后肺毛细血管充血及出血减轻，其机制不明，是否与PS降低肺泡表面张力后间接阻止肺不张所引起的进一步肺损伤有关，或者是否通过其它作用减轻盐酸吸入后的神经、体液反应，目前尚不清楚，需进一步研究。但肺毛细血管充血及出血减轻有利于减少水分及蛋白的渗出。
综上所述，PS治疗可减少蛋白渗出和肺水含量，但不能完全恢复正常，对盐酸吸入性肺损伤肺渗出有部分治疗作用，为临床上胃液误吸治疗提供一种新方法。但临床胃液误吸性肺损伤的发病机理较为复杂，还与酸性物质的化学灼伤、神经体液等许多因素有关，它的治疗需包括PS在内多项措施的综合治疗。
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参考文献
[1] Konishi M，Fujiwara T，Naito T，et al.Surfactant replacement therapy in neonatal respiratory distress syndrome.A multicentre，randomized clinical trial：comparison of high-versus low-dose of surfactant TA.Eur J Pediatr，1988，147：20-25.
[2] Lachmann B.Animal models and clinical pilot studies of surfactant replacement in adult respiratory distress syndrome.Eur Respir J, 1989 37(Suppl)：98-103.
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[3] Shale DJ.The adult respiratory distress syndrome 20 years on.Thoraxm，1987，42：642-645.
[4] 胡国昌，郭忠民，汪曙蕖，等.猪肺表面活性物质提取及评价.徐州医学院学报，1995，15：331-333.
[5] 丁延楷，唐亦奇.肺血管外肺水量的重量分析法及其应用.中国病理生理学杂志，1987，4：254-255.
[6] Goldman G，Welbourn R，Klausner JM，et al.Attenuation of acid aspiraton edema with phalloidin.Am J Physiol，1990，259：1378-1383.
[7] Tashiro K，Li WZ，Yamada K，et al.Surfactant replacement reverses respiratory failure induced by intratracheal endotoxin in rats.Critical Care Medicine，1995，23：149-156.
[8] Holm BA，Enhorning GE，Notter RH.A biophysical mechanism by which plasma proteins inhibit surfactant activity.Chemistry and Physics of Lipids，1988，49：49-55.
收稿：1999-01-02
修回：1999-04-10, http://www.100md.com