气腹对家兔肺损伤作用的初步研究

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【摘要】 目的 探讨家兔气腹模型中不同气腹持续时间对肺的损伤作用。方法 以家兔为研究对象随机分为对照组(N组,假气腹组)、短时间气腹组(S组,气腹时间小于1 h)、长时间气腹组(L组,气腹时间大于3 h)。取各组血浆测血浆蛋白含量,分别取肺组织称取湿干重计算肺组织含水量、测定髓过氧化物酶(myleopemxidase,MPO)含量,取支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)离心后测定上清液蛋白含量和沉渣中白细胞,计算肺通透系数(lung permeability index,LPI)。结果 L组肺组织含水量及BALF中白细胞数大于S和N组(P

【关键词】气腹;肺损伤;肺通透系数;兔;中性粒细胞

The Effect of Pneumoperitoneum induced Lung Injury in Rabbits

BAO Yan-li,HUANG Zhong-hua,HU Jun,et al.Departmentofanesthesi ology,People’s Hospital of Guangxizhuang autonomous region,Nanning 530021,China

【Abstract】 Objective T oevaluat ethe effect of pneumoperitoneum induced lung injuryin rabbit.Methods 30rabbits were randomly assigned to following groups.The control group(N)was subjected to a sham pneumoperitoneum.The short time group(S)was subjected to 1 hour of pneumoperitoneum.The long time group(L)was subjected to 3 hours of pneumoperitoneum.After 20 min ofdesufflation subsequent to cessation of pneumoperitoneum,blood,lung,andbronchoalveolar lavage fluid(BALF)samples were obtained from every rabbit of the groups.white blood cell(WBC)count in BALF were detennined.The myleopemxidase(MPO)activity and wet to dry weight ratio(W/D)were also measured. Results Lung permeability index(LPI)and WBC count in BALF of group(L)are higher than the other t wo groups(P

【Key words】Pneumoperitoneum; Lung injury; Lung permeability index;Rabbit;Polymorphonuclear leukocyte

基金项目:广西壮族自治区科技厅科学基金资助课题(项目编号:桂科青 0728041)

作者单位:530021广西壮族自治区人民医院麻醉科

CO2 气腹注入机体引起的腹内压增高可引起腹腔内血管血流阻力增高、灌注不足而导致内脏缺血,而放气减低了腹压,增加了脏器的灌注,因而在腹腔镜手术过程中出现了类似缺血/再灌注现象 [1]。目前认为缺血/再灌注现象造成脂质过氧化,从而引起自由基增加,并造成包括肺等组织器官的损害[2~4]。本实验以家兔为研究对象,初步探讨了气腹持续时间与肺损伤的关系。

1 资料与实验方法

1.1 实验对象 普通级健康家兔30只,月龄在3~5月,雌雄不拘,体重2.2~3.2 kg。

1.2 实验分组 按照气腹时间长短将实验家兔随机分为对照组(N组)、长时间气腹组(L组,气腹时间持续3 h)、短时间气腹组(S组,气腹时间持续1 h,每组10只。剔除标准:实验中由于建立气腹技术因素而致皮下气肿者,各种原因导致围术期心跳骤停和自主呼吸停止者。实际纳入研究的家兔为N组10只、L组9只、S组9只。

1.3 麻醉及气腹建立 全组麻醉前禁食6 h,建立耳缘静脉给药通道,静脉推注丙泊酚 5~7 mg/kg诱导(注射时间>2 min),输入 0.9%生理盐水注射液(4 ml/kg•h)以补充非显性失水,待家兔四肢及尾部放松、睫毛反射消失后将动物固定于动物手术台上,给于 0.5 L/min 的鼻导管供氧,丙泊酚20~30 mg(kg•h)持续微量泵泵入维持麻醉。切开颈部正中皮肤,钝性分离各层组织,行左颈总动脉穿刺置管,连接压力换能器进行动脉有创血压监测,术中根据家兔肢体动作及血压、心率情况,酌情追加丙泊酚,力求心率、血压等各项指标接近生理值状态。使用OLYMPUS全自动气腹机建立CO2气腹模型,气腹针以20号硬膜外穿刺针替代,除对照组外CO2腹内压力恒定于8 mm Hg。

1.4 观察指标和样品采集 血浆蛋白样本采集:各组均于气腹建立前采集动脉血,用于测定血浆蛋白浓度。

支气管肺泡灌洗液(BALF)采集及处理:解除气腹后20 min加深麻醉,迅速剪开胸骨柄暴露肺组织并切断气管,止血钳夹闭右主支气管后,用注射器连接硬膜外穿刺包中的玻璃负压管插入气管,向左肺注入4℃生理盐水5 ml并反复抽吸3次,根据回收量取等量生理盐水同法操作,共灌洗3次,将所得肺泡灌洗液用2层消毒纱布过滤,置入离心管中离心(4℃ 3000 r/min 15 min),取上清液检测BALF蛋白含量,取下层沉淀液检测白细胞计数。

肺组织湿(W)干(D)重测定:结扎右肺中间叶并切除之,取其核心部位一小块组织,用滤纸吸干肺组织表面血污后放入事先称重过的玻璃试管中,称湿重后置入60℃电热恒温干燥箱中,7 d后测干重。

肺组织髓过氧化物酶(MPO)活性测定:取肺组织小块于-80 ℃ 深低温冰箱冷冻保存,用化学比色法测定肺组织髓过氧化物酶(MPO)活性。

肺组织病理切片制作:取右肺组织约 20 g10%甲醛固定、石蜡包埋、切片。

观察指标计算公式: 肺通透指数 LPI=BALF 总蛋白/血浆总蛋白

MPO 活力单位(×10.-3U/mg)=(A3-A1)/1000× 肺重(mg)

(A3-A1为第一分钟和第三分钟吸光度之差)

肺组织含水量%=(肺湿重-肺干重)/肺湿重 ×100%

1.5 统计学方法 应用SPSS 11.5 软件包进行统计学分析。计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,组间各均数的比较采用单因素方差分析。P

2 结果

2.1 N组、S组肺组织含水量无差异(P>0.05),两组均小于L组(P

2.2 N组、S组 LPI 无差异(P>0.05),均小于 L组 LPI,差异显著(P

2.3 BALF 中白细胞计数,S组与 N组无差异(P>0.05),L组明显高于 S组与 N组(P

2.4 肺组织 MPO活力,N组与 S组无差异(P>0.05),均明显小于L组(P

2.5 光镜下肺组织病理改变 L组,肺泡壁结构完整,肺组织弥漫性充血出血,肺泡腔内红细胞及中性粒细胞聚集,局灶肺间质水肿,纤维化及中性粒细胞浸润,肺泡间隔增厚,局部肺泡壁断裂,融合形成肺大泡,肺组织小血管周及部分支气管周见少许炎性细胞浸润,肺泡腔内少许蛋白液渗出; S组,肺泡结构完整,肺泡壁血管扩张充血,伴弥漫性出血及较多中性粒细胞浸润,肺泡间隔增厚,局部间隔断裂,扩张的肺泡融合形成较大的含气囊腔,间质无水肿,肺泡腔内未见明确蛋白液渗出及中性粒细胞聚集,肺组织血管及部分支气管周未见明显的炎性细胞浸润。

表1

各组肺组织MPO/含水量、BALF中白细胞、LPI等观察指标统计学处理结果

组别MPO×10.-3 U/mg.mlWBC×10.6/L肺组织含水量%LPI

N1.54±0.53 .8.71±1.07 .49.51±14.62.6.43±0.68.

S1.96±0.58.9.83±1.64.*53.23±15.46.7.23±1.56.

L4.06±1.11.*17.5±1.89.32.75±16.899.52±1.0

注:1.肺组织含水量及LPI栏为平方根反正弦变换后数据 2..P

3 结论

急性肺损伤时肺泡上皮和血管内皮细胞受损,通透性增高,使血浆及蛋白成分外渗,引起肺间质和肺泡水肿,严重者可致小血管破裂,肺泡腔出血。因此,测定血浆及 BALF 中蛋白含量,并计算肺泡膜通透指数(血浆蛋白含量/BALF 中蛋白含量比值)、肺组织含水量在某种程度上可反映肺组织损伤程度。本实验中 S组肺组织含水量和 LPI 与对照组无差异,均小于 L组,提示气腹时间超过 3 h可以导致肺损伤。

MPO 是中性粒细胞与单核细胞的标志酶,其活性与细胞数量成正比,其有弱的过氧化氢酶活性,参与中性粒细胞氧代谢,最终产物为次氯酸、O2等加重损伤,肺MPO活力常用来表示中性粒细胞肺内滞留指数,其变化可敏感反应组织早期损伤。Pross[5]等的研究指出:与无气体的腹腔镜手术相比,在CO2气腹状态下肺处于缺血、低氧状态,肺内髓过氧化物酶(MPO)持续升高更显著。肺组织MPO活性显著增高,表明肺组织有大量中型粒细胞浸润。既往的研究表明,肺脏中性粒细胞浸润与肺毛细血管通透性增高密切相关[6]。本实验研究的结果与Pross不同的是只有持续3 h的CO2气腹其肺组织MPO活力才明显升高,BALF液沉渣中WBC计数明显增多,而短时间气腹组肺组织MPO活力及BALF液沉渣中WBC计数的变化却不大,与对照组无差异,说明大于3 h的气腹使肺缺血缺氧时间延长,而PMN在肺内大量聚集可能是造成其肺损伤的原因之一。

肺组织病理切片可见在3 h CO2气腹后,肺组织血管及部分支气管周有炎性细胞浸润以及肺泡壁变薄、断裂,肺泡腔扩张、融合加剧。这种损伤的机制包括肺组织细胞缺血缺氧、组织缺血再灌注以及中性粒细胞的呼吸爆发所伴随的ATP的大量消耗等。这些影响最终导致了肺组织在超过3 h的CO2气腹后发生了损伤。

这种肺损伤是否持续至术后抑或只为一过性表现,还有待于进一步的实验研究。

参 考 文 献

[1] Glantzounis GK,Tselepis AD,Trikalinos TA,et al.Laparoscopic surgery-induced changes in oxidative stress markers in human plasma.Surg Endosc,2001(15):1315-1319.

[2] Moncure MH,Salem RC,Moncure KL,et al.Central nervous system metabolic and physiologic effects of laparoscopy.Am J Surg,1999,65(2):168-172.

[3] 稽武,陈训如,周正东,等.CO2气腹对兔肝肾功能的影响机制.世界华人消化杂志,1999,7:897-899.

[4] Sare MJ,Hamamci DG,Yilmaz IL,et al.Effects of carbon dioxide pneumoperitoneum on free radical formation in lung and liver tissues.Surgical Endoscopy,2002,16(1):188-192.

[5] Pross M,Schulz HU,Flechsig A,et al.Oxidative stress in lung tissue induced by CO(2)pneumoperitoneum in the rat.Surg Endosc,2000,14(12):1180-1184.

[6] Haziot A,Ferrero E,Kontgen F,et al.Resistance to endotoxin shock and reduced dissemination of gram-negative bacteria in CD14-deficient mice.Immunity,1996,4:407-414.