参麦注射液对机械通气相关肺损伤大鼠肺炎性反应的影响

金立达，王良荣，熊响清，单鸳露，林丽娜

（温州医科大学附属第一医院 麻醉科，浙江 温州 325015）

机械通气是救治急性呼吸窘迫综合征等患者的有效措施之一，但机械通气在提供有效呼吸支持的同时，可诱发或加重肺损伤，即机械通气相关肺损伤（ventilator-induced lung injury，VILI）。VILI发生机制复杂，肺组织炎性反应及肺水代谢障碍是其重要环节。参麦注射液是临床常用的中药制剂。研究发现参麦注射液能够减轻脂多糖和缺血再灌注所致的急性肺损伤[1-2]，但其对VILI的影响鲜见报道。本研究拟探讨参麦注射液预处理对VILI大鼠肺炎性反应的影响。

1 材料和方法

1.1 实验动物及分组 健康成年雄性SD大鼠30只，体质量300～350 g（温州医科大学实验动物中心提供），随机分为3组：常规潮气量通气组（TV组，潮气量8 mL/kg）、大潮气量通气组（HV组，潮气量40 mL/kg）、大潮气量通气+参麦注射液10 mL/kg组（HS组），每组10只。

1.2 VILI模型建立 腹腔注射20%乌拉坦8 mL/kg麻醉后，开放尾静脉用于输液和给药，间断静脉注射维库溴铵维持肌松。暴露气管，用14号BD留置针行气管切开置管，接HX-300小动物呼吸机（成都泰盟科技有限公司）行机械通气，呼吸频率40次/min，吸呼比1∶2，吸入气体为空气。TV组及HV组大鼠在机械通气前30 min以微量注射泵以0.2 mL/min恒速输入0.9%氯化钠溶液4 mL，HS组以同样方式给予参麦注射液（10 mL/kg参麦注射液以0.9%氯化钠溶液稀释至4 mL）。各组大鼠行机械通气4 h。

1.3 标本采集及指标检测 机械通气4 h完毕即刻取股动脉血样1 mL行血气分析。开胸迅速取出心脏和肺，4 ℃ 0.9%氯化钠溶液冲洗。结扎左肺门，行右肺支气管肺泡灌洗，收集肺泡灌洗液（bronchoaveolar lavage fluid，BALF）5 mL，4 ℃下2 000 r/min离心10 min，取上清液-70 ℃冻存，采用ELISA法测定BALF中肿瘤坏死因子（TNF-α）、白细胞介素1β（IL-1β）、白细胞介素10（IL-10）浓度，考马斯亮兰法测定BALF及血清总蛋白浓度，计算肺通透性指数（PPI，即BALF与血清的总蛋白浓度之比）。取左肺下叶组织用滤纸吸干水分，在分析天平上精确称湿重（W）后放入80 ℃烤箱，烘烤48 h后称干重（D），计算肺组织湿/干重比（W/D）；取部分左肺上部组织固定于10%多聚甲醛，用于病理学切片观察，其余左肺上部组织称重制备10%肺组织匀浆，4 ℃下1 000 r/min离心5 min，将上清液稀释至1%，用考马斯亮蓝法蛋白定量，酶促反应，定磷后测定吸光度值，计算Na+-K+-ATP酶活性。

1.4 统计学处理方法 应用SPSS 13.0统计分析软件进行分析。计量资料以±s表示，组间比较采用单因素方差分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组间动脉血PaO2、肺组织Na+-K+-ATP酶活性、W/D和PPI比较 与TV组相比，HV组和HS组肺组织Na+-K+-ATP酶活性降低，W/D、PPI升高，HV组动脉血PaO2降低，HS组动脉血PaO2升高（P＜0.05）；与HV组比较，HS组动脉血PaO2、肺组织Na+-K+-ATP酶活性升高，W/D、PPI降低（P＜0.05）（见表1）。

表1 3组大鼠PaO2、Na+-K+-ATP酶活性、W/D和PPI比较（n=10，s）

表1 3组大鼠PaO2、Na+-K+-ATP酶活性、W/D和PPI比较（n=10，s）

与TV组比：aP＜0.05；与HV组比：bP＜0.05

组别 PaO2（mmHg）Na+-K+-ATP酶活性 W/D PPI TV组 75.6±5.0 17.46±2.51 4.0±0.2 0.08±0.02 HV组 62.0±12.3a 6.22±1.25a 5.1±0.3a 0.26±0.15a HS组 108.5±13.7ab 9.88±1.76ab 4.5±0.2ab0.15±0.04ab

2.2 各组间BALF中TNF-α、IL-1β、IL-10含量及TNF-α/IL-10比值比较 与TV组相比，HV组和HS组BALF中TNF-α、IL-1 β、IL-10及TNF-α/IL-10比值升高（P＜0.05）；与HV组比较，HS组BALF中TNF-α、IL-1β含量及TNF-α/IL-10比值降低，IL-10浓度升高（P＜0.05）（见表2）。

表2 各组实验大鼠BALF中各项指标比较（n=10，±s）

表2 各组实验大鼠BALF中各项指标比较（n=10，±s）

与TV组比：aP＜0.05；与HV组比：bP＜0.05

组别 TNF-α（ng/L）IL-1β（ng/L） IL-10（ng/L）TNF-α/IL-10 TV组 23.7±6.8 94.3±11.2 31.7±11.2 0.75±0.21 HV组 102.1±14.5a198.4±18.7a 43.5±6.6a 2.35±0.72a HS组 74.2±9.4ab 132.8±9.8ab 65.1±8.3ab 1.26±0.32ab

2.3 各组间肺组织病理损伤比较 光镜下，TV组无明显肺损伤或损伤轻微，肺泡无明显水肿，肺泡间隔均一、结构清晰，有少量炎性细胞浸润，部分肺泡扩张充气；HV组可见明显的肺间质及肺泡内渗出水肿，肺间质大量中性粒细胞、巨噬细胞浸润，肺泡隔增宽，部分肺泡间隔断裂，局灶的肺泡塌陷和肺不张，部分出现肺大泡；HS组肺组织损伤程度较HV组轻，渗出水肿减轻，肺泡隔轻度增宽，炎症细胞浸润较HV组程度轻，肺泡充气扩张（见图1）。

3 讨论

图1 大鼠肺组织显微结构改变（HE，×200）

本研究VILI模型参照文献[3]进行改良建立，大鼠参麦注射液剂量参考文献[4]。常规潮气量机械通气4 h后大鼠肺组织未见明显损伤，而大潮气量机械通气后PaO2降低，肺组织W/D值升高，光镜下肺组织出现明显损伤，提示大鼠VILI模型制造成功。

VILI发生机制错综复杂，肺内炎性反应失衡造成的生物伤是其中心环节。本研究中发现，大潮气量机械通气组大鼠肺内前炎性因子TNF-α、IL-1 β含量明显增加，机制可能为机械通气时反复的机械牵张激活多个相关信号转导通路，使细胞因子和炎性递质在肺内大量积聚[5]。在急性肺损伤的炎性反应的发生发展过程中，TNF-α是始动因素，IL-1β起协同作用，促使炎症细胞在肺组织的募集和活化，引起多种炎性因子的产生和释放。IL-10是急性肺损伤早期的抗炎递质，可以减轻炎性反应引起的肺损伤[6]。研究表明TNF-α/IL-10比值可影响急性肺损伤炎症的程度和走向[7]。本研究中HV组大鼠BALF液中TNF-α/IL-10比值明显升高，提示VILI大鼠抗炎反应不足，致炎反应过强。Na+-K+-ATP酶是一种位于细胞膜上的ATP酶，主要分布于肺泡 II型上皮细胞的基底外侧膜。研究发现，急性肺损伤时肺组织清除液体的能力下降是由于肺泡上皮细胞膜Na+-K+-ATP酶和Na+通道功能下降所致[8]，抑制炎性细胞的表达可以提高Na+-K+-ATP酶的活性[9]。本研究发现，VILI大鼠Na+-K+-ATP酶活性明显降低，PPI增加，可能为炎性递质大量表达抑制Na+-K+-ATP酶活性，使肺水代谢失衡，加重肺损伤。

参麦注射液方源于《千金药方》之生脉散，是生脉散衍变方，由人参与麦冬经超滤法和水醇法制成的纯中药制剂，其有效成分为人参皂甙、麦冬皂甙、麦冬黄酮及微量人参多糖和麦冬多糖，是中医传统的急症用药。研究证实参麦注射液能改善各重要脏器的营养性血流量，具有清除氧自由基、增强抗氧化系统的功能，保护心脑肺等重要脏器的功能[10-11]。参麦注射液还可以通过降低TNF-α等炎性因子的表达，抑制炎症反应而发挥保护作用[12]。本研究中参麦注射液预处理组大鼠BALF液中炎性因子TNF-α、IL-1 β含量降低，抑炎因子IL-10含量升高，TNF-α/IL-10比值降低，提示参麦注射液预处理改善了VILI大鼠肺组织炎性反应失衡，从而使Na+-K+-ATP酶活性升高、PPI降低、肺水肿程度减轻。参麦注射液可能通过上述机制减轻VILI。

综上所述，参麦注射液可调节肺炎性反应，改善肺水代谢，从而减轻VILI。