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［摘要］ 目的 建立大鼠高氧肺损伤模型,观察异丙酚对高氧肺损伤的保护作用,并探讨其机制。方法 选取SD大鼠72只,随机分为3组,每组24只。A组为空气对照组，B组为高浓度氧组(氧体积分数0.80～1.00)，C组为高浓度氧+异丙酚处理组。分别于实验第3、5、7小时每组取8只大鼠,检测血清及支气管肺泡灌洗液中超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）的活性、丙二醛(MDA)含量及白细胞介素8（IL8）浓度,同时电镜下观察各组大鼠肺组织超微结构变化。结果 与A组、C组相比较，B组SOD、GSHPx的活性显著下降,MDA含量、IL8浓度显著上升(F=5.86～18.41,ｑ＝3.15～7.17,P<0.01);与A组比较，C组SOD、GSHPx活性无明显变化，MDA含量及IL8浓度轻微上升，但无统计学差异。B组肺组织线粒体破坏，呈空泡样变,C组仅见线粒体轻微肿胀。结论 异丙酚抑制氧自由基产生和炎性细胞因子的分泌,减轻肺组织超微结构的改变，对大鼠高氧肺损伤具有一定的保护作用。
［关键词］ 高氧肺损伤;二异丙酚;活性氧;细胞结构;大鼠
INFLUENCE OF PROPOFOL ON OXYGENDERIVED FREE RADICALS, IL8 AND ULTRASTRUCTURE CHANGES OF RAT LUNG INDUCED BY HYPEROXIACHI MEIYING， PAN XIAOJUN， ZHAO YONG, et al (Department of Anesthesiology， Liaocheng Peoples Hospital, Liaocheng 252000, China)
［ABSTRACT］ObjectiveTo establish an animal model of lung injury caused by hyperoxia and to observe the preventive effect of propofol against the lung injury in rats. MethodsSeventytwo healthy male SD rats were randomly divided into three groups: group A, normal control group; group B, hyperoxia group (80%-100% oxygen); and group C, propofol group (80%-100% oxygen+ propofol 8 mg/kg BW·h-1). Blood and bronchoalveolar lavage fluid （BALF） were taken at 3rd h, 5th h and 7th h of the experiment to check the activity of SOD and GSHPx and the levels of IL8 and MDA. Morphological changes of the lung tissue were observed electronmicroscopically. ResultsCompared with group A and group C, significant increase in the levels of IL8 and MDA and decrease in the activities of SOD and GSHPx were noted in group B （F=5.86-18.41,ｑ＝3.15-7.17, P<0.01）; compared with group A, the activity of SOD and GSHPx was not changed markedly, the levels of IL8 and MDA rised slightly but with no statistically significant. Mitochondria became vacuolated and deformed in group B, slightly swollen in group C. ConclusionPropofol protects the lung from damage caused by hyperoxia in rats by decreasing oxygenderived free radicals and IL8 as well as ultrastructural changes in lung tissuse.
［KEY WORDS］ hyperoxic lung injury; propofol; active oxygen; cellular structures; rats
高浓度氧气吸入是临床麻醉和危重病人抢救中广泛应用的一种辅助治疗措施,但较长时间持续吸入高浓度氧会导致高氧肺损伤，其中氧自由基起着关键作用。新型静脉全麻药异丙酚的化学成分为2,6二异丙基甲酚,与内源性抗氧化剂(Vit E)和已知的抗氧化剂丁羟基甲苯化学结构十分相似。本研究探讨异丙酚对高氧肺损伤大鼠氧自由基、白细胞介素8（IL8）及肺组织超微结构改变的影响及其保护作用。
1 材料与方法
1.1 动物选择与分组SD大鼠72只,雄性,体质量150～250 g,由山东大学医学院动物实验中心提供。实验前禁食6 h,不禁水。随机分为3组(每组24只)：A组为空气对照组，B组为高浓度氧组（氧体积分数为0.80～1.00），C组为高浓度氧+异丙酚处理组。每组又分为实验3、5、7 h等3个亚组，每亚组8只。
1.2 大鼠高氧肺损伤模型的建立方法参照文献［1］方法，使用自制无机玻璃氧箱，大小为80 cm×50 cm×30 cm，密封，箱体前后预留气体入口和出口，调节出入气体流量,避免箱内产生高压,箱底放入钠石灰使二氧化碳体积分数在0.05以下。将大鼠放入氧箱内饲养，前2 h氧流量10 L/min，以后持续为6 L/min，每天用OX100A数字式测氧仪检测2次，保持氧体积分数在0.80以上。空气对照组同室吸入常温常压空气。C组大鼠尾静脉穿刺置管后放入氧箱中，采用微量泵连续输注异丙酚8 mg·kg-1·h-1至实验结束,A组B组输注等量生理盐水。
1.3 指标观察及方法分别于实验第3、5、7小时每组各取出8只大鼠，腹腔注射戊巴比妥钠40 mg/kg麻醉成功后，仰卧固定于实验台上，心脏穿刺抽血2 mL，离心待检。心脏穿刺取血后的大鼠，分离左主支气管，插入细塑料管并固定，向导管内缓慢注入5 mL冷无菌生理盐水(4 ℃)至出现阻力，灌洗左肺，然后轻轻回抽,重复灌洗5次，混有血液的灌洗液弃去不要，汇总5次灌洗液离心待检。采用化学比色法测定超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）的活性及丙二醛(MDA)含量,ELISA法测定IL8浓度。试剂盒由南京建成生物试剂公司提供。各组大鼠均取右上肺叶切片进行电镜下超微结构观察。
1.4 统计学处理结果均以±s表示，用SPSS 10.0统计软件包进行统计学分析，组间比较采用完全随机设计的方差分析,组内各时间点之间的比较采用配伍设计的方差分析。
2 结 果
2.1 血清中SOD和GSHPx活性、MDA含量及IL8浓度的变化与A组、C组比较,B组血清SOD、GSHPx活性在实验第3、5、7小时均明显下降(F=6.19～10.81,ｑ=3.21～6.43,P<0.01);与A组比较,C组血清SOD、GSHPx活性无明显变化(P>0.05)。与A组、C组比较,B组血清MDA含量及IL8浓度在实验第5、7小时明显升高(F=6.52、15.82,ｑ=3.46～7.17,P<0.01);与A组比较,C组血清MDA含量及IL8浓度轻微上升,但无统计学差异(P>0.05)。见表1。
2.2 支气管肺泡灌洗液(BALF)中SOD和GSHPx活性、MDA含量及IL8浓度的变化与A组、C组比较,B组BALF中SOD、GSHPx活性在实验第3、5、7小时明显下降(F=5.86～8.57,q＝3.15～4.23,P<0.01)；与A组比较,C组BALF中SOD、GSHPx的活性均无明显变化(P>0.05)。与A组、C组比较，B组BALF中MDA含量及IL8浓度在实验第3、5、7小时均明显升高(F=6.26～18.41,ｑ=5.17～6.28,P<0.01)；与A组比较，C组BALF中MDA含量及IL8浓度轻微上升,但无统计学差异(P>0.05)。见表2。
2.3 肺组织超微结构变化B组肺组织电镜检查可见线粒体肿胀、基质变浅，双层膜变薄，嵴断裂或消失，有空泡样变(图1)；Ⅰ型上皮细胞破坏、Ⅱ型上皮细胞有排空现象(图2)；基底膜破坏，肺泡间质水肿，中性粒细胞(PMN)聚集(图3)。C组肺组织超微结构损害较B组明显减轻，可见线粒体轻微肿胀，少量PMN浸润(图4)。A组肺超微结构正常。
3 讨 论
高氧对肺脏的影响已经在实验室和临床上得到证实，但高氧肺损伤的机制仍不清楚，目前认为与活性氧抗氧化系统、炎性细胞激活和分子生物因子的参与介导有关［2,3］。吸入高浓度氧时肺泡及血液内氧分压增高, 氧表1 各组血清中SOD和GSHPx活性、MDA含量及IL8浓度的变化表2 各组BALF中SOD和GSHPx活性、MDA含量及IL8浓度的变化自由基产生增加,氧自由基引发脂质过氧化反应,产生脂质过氧化物(AHP)及MDA,检测血清中MDA是测定氧自由基产生速度和强度的依据，而MDA水平又间接反映机体细胞膜受氧自由基攻击和破坏的程度。正常机体内存在氧化抗氧化酶系统，SOD和GSHPx是机体抗氧化防御机制的重要组成部分。检测SOD和GSHPx水平可以反映机体内抗氧化酶的活性及其清除氧自由基的能力。本实验结果显示，B组大鼠血清及BALF中SOD和GSHPx活性比A组明显下降,MDA含量明显上升,肺超微结构改变,并且随时间延长各项指标变化越来越明显，说明本研究建立的大鼠高氧肺损伤模型是成功的。氧自由基产生过多,超过机体抗氧化能力是高氧肺损伤发病机制之一,这与有关文献报道一致［4］。B组大鼠血清及BALF中IL8浓度较A组明显上升,提示细胞因子IL8参与介导了高氧肺损伤的发生和发展。高氧暴露时活性氧激活核因子κB(NFκB),促进CK mRNA合成,进一步合成促炎性细胞因子IL6、IL8、TNFα等和抑炎性细胞因子IL10、IL11等。DANGIO等［5］观察了新生小鼠在高氧肺损伤时细胞因子的变化，发现在早期即有IL6 mRNA表达增加的现象，并认为急性细胞因子反应可能是调节高氧肺损伤的重要环节。IL8是PMN最有效和最主要的趋化剂,有学者证明在动物模型中,IL8的表达高峰是在炎症高峰期,与相应时期BALF中中性粒细胞和巨噬细胞的数目明显相关，并且巨噬细胞是BALF中IL8的重要来源［6］,本实验与其基本一致。本实验C组大鼠血清及BALF中MDA含量较B组明显下降,SOD、GSHPx活性明显上升,说明异丙酚的抗氧化作用机制之一可能是直接清除氧自由基和激活SOD、GSHPx,进一步证实了ANSLEY等［7］的推测。异丙酚的化学成分为2,6二异丙基甲酚,与内源性抗氧化剂(Vit E)和已知的抗氧化剂丁羟基甲苯化学结构十分相似,也具有抗氧化作用。C组大鼠血清及BALF中IL8浓度较B组明显下降,肺超微结构损害较高氧组明显减轻，线粒体轻微肿胀，有少量空泡样变，肺泡基底膜和肺间质轻度水肿，少量中性粒细胞浸润。说明异丙酚可以抑制炎性细胞聚集,进而减少炎性细胞因子的产生，还能抑制线粒体膜渗透通道开放,对线粒体有保护作用［8］。总之,异丙酚具有抗氧化作用，能抑制炎性细胞因子(IL8)的合成和释放以及减轻高浓度氧对线粒体的损害,对大鼠高氧肺损伤具有显著的保护作用,但其适宜的应用剂量尚需进一步研究。
［参考文献］
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［7］ ANSLEY D M, SUN J,VISSER W A, et al. High dose propofol enhances red cell antioxidant capacity during CPB in humans［J］. Can J Anaesth, 1999,46:641648.
［8］ 何信佳,修天德,焦升超. 不同吸氧方式对小鼠骨髓放射效应的影响［J］. 齐鲁医学杂志， 2005，20(4):315317.
（1 聊城市人民医院麻醉科，山东 聊城 252000； 2 山东大学齐鲁医院麻醉科）
（本文编辑 马伟平）