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目的:缺血/再灌注(I/R)损伤的防治一直是心血管领域研究的重点。在保护肺脏I/R损伤的各种措施中缺血预处理(IPC)尤为引人注目。自从Murry发现IPC保护效应之后,大量研究证明,IPC引发的效应是人和哺乳类动物普遍存在的机体内在保护机制,不仅对接受预处理的器官有保护效应,而且对远隔器官也具有相同的效应。本研究通过对猪模拟常规体外循环(CPB)心脏手术来观察肢体缺血预处理(LIPC)对肺I/R损伤的保护作用,并探讨其保护作用机制。
方法:实验用白约克猪18只,体重36-40kg,随机分成3组。禁食24小时,做好术前准备。正常对照组即NC组(n=6):建立体外循环,单纯并行循环255分钟,不阻断升主动脉;缺血/再灌注组即I/R组(n=6):建立体外循环后并行循环45分钟,阻断升主动脉及上下腔静脉90分钟,开放升主动脉及上下腔静脉,并行循环120分钟;肢体缺血预处理组即LIPC组(n=6):于阻断升主动脉前进行肢体缺血预处理,分离双下肢股动脉,无创阻断股动脉5分钟,开放10分钟,重复三次共用时45分钟,后同I/R组。
实验结束后,处死动物,取肺组织,测量肺组织含水量,光学显微镜下HE染色观察肺脏的病理形态学变化,电子显徼镜下观察肺脏超微结构的改变,测定肺组织超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量,观察细胞间粘附分子-1(ICAM-1)的表达。
结果:
1.组织含水量改变:NC组肺组织含水量为(63.4±8.66)%,I/R组为(75.7±5.77)%,LIPC组为(69.3±7.53)%。I/R组与NC组相比肺组织含水量显著增加;LIPC组与NC组比较,差别无显著性意义;而LIPC组较I/R组有所降低,有明显统计学意义。
2.肺组织病理变化:肺组织光镜观察,I/R组肺间隔增厚,间质中有大量中性粒细胞浸润,局部肺泡出现不张、肺泡水肿。LIPC组肺间质仅轻度增宽,少量中性粒细胞浸润,无肺不张或肺出血;电镜下见I/R组中I型肺泡上皮细胞胞浆薄膜增厚、毛细血管内皮细胞浆内饮液泡增多,Ⅱ型肺泡上皮细胞内线粒体肿胀,嵴断裂或消失,内质网扩张,嗜锇板层体排空。LIPC组电镜下变化较I/R组明显减轻。
3.肺组织MDA含量的变化:I/R组肺组织MDA含量为1.320±0.474nmol/mgprot,较NC组(0.846±0.16nmol/mgprot)明显增高,差异有显著性意义;与I/R组比较,LIPC组肺组织MDA的含量(0.8134±0.273nmol/mgprot)明显降低,差异有显著性意义;LIPC组与NC组相比,肺组织中的MDA含量的差异均无显著性意义。
4.肺组织SOD活性的变化:肺组织SOD活性在NC组为11.872±1.823NU/mgprot,I/R组为7.417±2.318NU/mgprot与NC组相比明显降低,LIPC组肺组织SOD活性为9.843±2.889NU/mgprot较I/R组有所增高但仍然低于NC组。
5.肺组织中ICAM-1表达:LIPC组肺组织ICAM-1表达阳性的细胞较I/R组明显减少。
结论:肢体缺血预处理可以抑制缺血再灌注后肺脏ICAM-1的表达,从而减少局部PMN浸润,减轻肺脏超微结构损害,减轻肺水肿程度,进而改善肺脏功能。