研究表明,再灌注可以触发一系列损伤反应,引起相应脏器致命性损伤。人们发现肺移植、体外循环手术、肺动脉血栓内膜剥除术、肺栓塞溶栓治疗等多种临床情况下发生肺缺血后再灌注,肺损伤不但没有减轻反而加重,临床上将这种现象称为肺缺血再灌注损伤(Lung Ischemia-Reperfusionlung Injury, LIRI)。再灌注肺损伤的确切发生机制尚不十分清楚,可能与炎性介质、氧自由基、肺泡上皮和肺血管内皮损伤等多种因素有关。由于大量炎性介质和细胞因子的释放在再灌注早期可能导致肺微血管通透性增加。目前尚存在一些有待进一步研究和解决的问题,如能更深入地探讨其发生机制、寻找更加有效的防治方法,对降低病死率,提高治愈率具有十分积极的意义。近年来,不断探索寻找干预措施和药物以减轻再灌注损伤,研究发现缺血后处理(ischemic postconditioning)是其中最有力的保护机制,已成为新的研究热点。再灌注在临床上是个可以预见并且可以控制的过程,有学者研究发现通过“温和再灌注”可以减少梗塞面积、减轻水肿、避免无复流反应,提出了缺血后适应的概念。为此,我们以新西兰大耳白兔,参考Eppinger的方法,通过夹闭阻断一侧肺门(肺动脉、肺静脉、支气管动脉和支气管),造成一侧肺组织完全缺血和停止通气,而后再开放肺门以形成肺组织的再灌注来建立在体兔肺缺血再灌注损伤模型,从肺实质损伤、肺血管通透性、肺间质改变、阐明肺缺血/再灌注肺损伤的发生机制,为寻找更加有效的防治方法,进一步降低病死率,提高治愈率提供理论依据。同时药物的应用是围手术期的重要环节,己有研究发现某些药物如利多卡因,地塞米松,山莨菪碱预处理对肺缺血再灌注损伤致急性肺损伤(ALI)具有保护作用,但仍有争议,有关其后处理作用的研究较少,所以深入研究常用药物对肺缺血再灌注损伤致ALI的影响具有重要的临床意义。本研究采用兔肺缺血再灌注损伤模型,探讨利多卡因,地塞米松,山莨菪碱预处理及后处理的肺保护作用,以期为临床合理选择药物提供理论依据,为药物脏器保护作用的深入研究开辟思路。实验内容主要包括以下二部分：第一章兔肺缺血再灌注损伤致ALI模型的建立及免疫发病机制研究目的：探讨肺缺血/再灌注肺损伤致ALI的发生机制方法：本实验以新西兰大耳白兔,参考Eppinger的方法,通过夹闭阻断一侧肺门(肺动脉、肺静脉、支气管动脉和支气管),造成一侧肺组织完全缺血和停止通气,而后再开放肺门以形成肺组织的再灌注来建立在体兔肺缺血再灌注损伤模型。观察肺组织形态学变化、十湿重比、肺组织和BALF中TNF-a,IL-1,IL-6,IL-8的动态变化；采用免疫组织化学和原位杂交办法研究了肺缺血再灌注过程中TNF-a, IL-1,IL-6,IL-8肺组织中的分布。结果：①BALF中白细胞计数：与对照组相比,肺缺血60min、BALF中白细胞数量明显增多；再灌注60min后进一步增高,并于再灌注120mmin达到高峰(22.36±1.65,24.17±1.28,54.93±3.65,P<0.01)。再灌注60min、再灌注120min明显高于缺血60min、120min水平,再灌注120min明显高于再灌注60min水平(P均<0.01)。②肺缺血60min、120min BALF中PMN比例明显增多,再灌注60min、再灌注120min持续增高,并于再灌注120min达到峰值(0.88±0.24,1.26±0.84,8.42±0.68,P<0.01)。③肺组织W/D：肺缺血60mmin、120min组明显高于对照组和假手术组；再灌注60min组和再灌注120min组(3.90±0.10,4.19±0.12,5.42±0.66,P<0.01)的W/D比前两组增高更明显。④TNF-a的变化：与对照组相比,肺组织匀浆中TNF-a在肺缺血60min时无明显变化(7.90±1.89,P>0.05),缺血120min时增高,再灌注60min后继续增高,并于再灌注120mmin达到高峰(6.03±1.24,7.20±1.48,11.56±2.55,P<0.05)。再灌注120min组TNF-a高于再灌注60mmin组(P<0.05),并且明显高于肺缺血60mmin组和120min组(P<0.05)。BALF中TNF-a的变化趋势与肺组织匀浆中TNF-a的动态改变相同。⑤IL-I,IL-6,IL-8的变化：与对照组相比,肺组织匀浆中IL-1,IL-6,IL-8在肺缺血60min时明显升高(0.38±0.09,P<0.05),缺血120min时升高,再灌注60min后继续升高,并于再灌注120min最为明显(0.29±0.09,0.39士0.12,1.45±0.33,P<0.05)：并且再灌注120mmin时明显高于缺血120min(P<0.05)。BALF中IL-1,IL-6,IL-8的变化趋势亦与肺组织匀浆中IL-1,IL-6,IL-8的动态改变相同。⑥免疫组织化学染色显示：兔肺组织中TNF-a阳性细胞主要在肺泡上皮细胞、部分支气管上皮及炎细胞(单核细胞、粒细胞)内大量表达。与对照组相比,肺缺血60min、120min、再灌注60min、120mmin时,兔肺组织TNF-a的表达均显著增高(P<0.01)。并且再灌注60mmin、120min组明显高于肺缺血60min、120rmin组,再灌注120min组高于再灌注60min组(P<0.01)。(7)相关性分析表明,TNF-a表达水平分别与W/D、肺组织中TNF-a的含量、BALF中的PMN比例及BALF中TNF-a,含量呈显著负相关,r值分别为-0.95,-0.93,-0.97,-0.91,P均<0.01：TNF-a表达水平与肺组织及BALF中IL-1,IL-6,IL-8的含量呈显著正相关,r值分别为0.91和0.94,P均<0.05。(TNF-a阳性表达越高而灰度值越低)(8)透射电镜显示超微结构毛细血管内皮细胞肿胀、空泡化、部分胞浆溶解,核染色质浓缩；II型上皮细胞膜表面微绒毛数量显著减少,嗜锇性板层小体几乎全部空化,线粒体部分或大部分嵴和膜融合消失。结论：①本试验以新西兰大耳白兔,参考Eppinger的方法成功地建立肺缺血/再灌注的动物模型,动态观察了肺缺血、再灌注过程中动脉氧分压的变化特点。②从肺湿/干重比、组织形态学变化说明肺缺血/再灌注两个过程中均存在肺损伤,并且再灌注后损伤更为明显。③PMN、氧自由基均参与了肺缺血/再灌注肺损伤的过程。④TNF-a,IL-1,IL-6,IL-8异常表达在肺缺血/再灌注损伤中起一定作用,推测肺缺血/再灌注肺损伤的可能机制之一PMN肺内聚积、氧自由基爆发性呼吸介导TNF-a活化而调控TNF-a,IL-1,IL-6,IL-8异常表达,导致肺损伤发生。第二章药物干预兔肺缺血再灌注损伤致ALI的实验研究目的：目前肺缺血再灌注损伤致ALI仍然是困扰心胸外科手术的难题,有关其防治措施的研究尚未获得理想进展。药物的应用是围手术期的重要环节,己有研究发现某些药物如利多卡因,地塞米松,山莨菪碱预处理对肺缺血再灌注损伤致ALI具有保护作用,但仍有争议,有关其后处理作用的研究较少,所以深入研究常用药物对肺缺血再灌注损伤致ALI的影响具有重要的临床意义。本研究采用兔肺缺血再灌注损伤模型,探讨利多卡因,地塞米松,山莨菪碱预处理及后处理的肺保护作用,以期为临床合理选择药物提供理论依据,为药物脏器保护作用的深入研究开辟思路。方法：成年新西兰大白兔32只,随机分为4组(n=32)。(1)缺血再灌注组(1/R组)：开胸游离左肺门后,阻断左肺门60min,而后松开血管夹形成再灌注；(2)利多卡因预处理组(lido—Pre组)：前1 0min分别注射利多卡因1.2mg/kg,并分别以1.0mg/(kg·h)维持30min后,阻断左肺门60min,然后松开血管夹形成再灌注;(3)山莨菪碱后处理组(ansi—PoS组)：开胸游离左肺门后,阻断左肺门60min,而后松开血管夹形成再灌注;在恢复灌注同时,立即予以山蓑若碱2mg/kg随后以1mg/kg/h静脉维持30mmin：(4)地塞米松预处理和后处理注(dex—Pre—PoS组)耳缘静脉注入地塞米松0.075mg/kg,30min后,阻断左肺门60min,然后松开血管夹形成再灌注;在恢复灌注同时,地塞米松0.075mg/kg h静脉维持30mmin。各组均于再灌注0min、30min、60min、120mmin、240min共5个时点分别处死动物,留取动脉血、肺组织和肺泡灌洗液标本,测定动脉血氧分压,肺泡灌洗液中炎性细胞计数、中性粒细胞百分比和蛋白含量,肺组织细胞因子TNF-a、IL-1、IL-6,IL-8的浓度和肺泡灌洗液中细胞因子TNF-a、IL-1、IL-6.IL-8的表达变化;并行光镜、电镜观察肺组织病理形态学改变,免疫组化和原位杂交。结果：I/R组、lido—Pre组、ani—PoS组、dex—Pre—Pos组均随着再灌注时间的延长表现出明显的肺损伤变化,动脉血氧分压下降,TNF-a、IL-1、1L一6,IL-8,以及肺泡灌洗液中炎性细胞计数、中性粒细胞百分比和蛋白含量均明显增高,TNF-a、IL-1、IL-6,IL-8的表达增加。与I/R组相比,利多卡因,地塞米松,山莨菪碱组各项观察指标在不同时间点均存在统计学差异。利多卡因,地塞米松,山莨菪碱组相比无显著差异。病理切片显示,1/R组肺泡和肺间质内白细胞聚集成团,肺泡结构破坏,间隔增宽,肺泡腔严重出血水肿,肺损伤较利多卡因,地塞米松,山莨菪碱组更加严重。透射电镜也显示1/R组II型肺泡上皮细胞板层小体空泡化,线粒体结构破坏,其改变与利多卡因,地塞米松,山莨菪碱组存在差异。结论：利多卡因,地塞米松,山莨菪碱预处理和后处理均能减轻兔肺缺血再灌注损伤,具有明确的肺保护作用。其对再灌注后肺组织损伤的保护作用可能是通过抑制炎症反应,减少中性粒细胞的浸润、粘附与迁移,降低肺组织细胞因子TNF-a、IL-1、IL一6,IL-8的表达与释放,下调肺缺血再灌注损伤所致的表达,进而减少多形核白细胞(PMN)在肺内炎症部位的聚集,降低肺组织的通透性,减少肺组织细胞一特别是肺泡11型上皮细胞的凋亡而实现的。利多卡因,地塞米松,山莨菪碱不同的处理时机一即预处理与后处理,其所产生的对肺缺血再灌注损伤的保护作用大致相似,推测可能是通过相似甚或相同的作用机制发挥肺保护作用。