本文關(guān)鍵詞： 嬰幼兒 缺血再灌注損傷 肺保護 線粒體亞細亞酸　出處：《復(fù)旦大學(xué)》2012年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：研究背景：體外循環(huán)(Cardiopulmonary bypass, CPB)技術(shù)是心內(nèi)直視手術(shù)的保證和前提,目前心肌保護技術(shù)接近成熟,圍術(shù)期心血管事件已大大減少。而非心血管并發(fā)癥如肺損傷的發(fā)生不僅沒有減少,反而逐漸成為影響CPB術(shù)后恢復(fù)的主要因素。CPB術(shù)后急性肺損傷的發(fā)生率卻高達15-30%,CPB相關(guān)性肺損傷仍是一個不容忽視的問題。肺臟是在CPB過程中除心臟之外唯一未被正常灌注和得不到有效降溫的器官；同時肺臟又是直接與外界相通的臟器,易致?lián)p傷后的繼發(fā)感染；通常認(rèn)為,肺臟起著血液循環(huán)“濾過器”的作用,又易受到炎癥細胞、炎性介質(zhì)和各種微血栓等毒性物質(zhì)的損害。所以,肺臟是除心臟之外最易遭受再灌注損傷的器官。相對于成人病例的成熟肺臟,兒童病例的肺臟,特別是新生兒、嬰幼兒的肺臟發(fā)育尚未成熟,更容易受到傷害。 據(jù)報道,我國每年新出生嬰兒中先心病患者可達18萬-22萬,目前先心病的治療原則是早期一期根治,恢復(fù)其正常的血流動力學(xué),為術(shù)后重要臟器的發(fā)育提供最基本的前提條件和保障。所以會有越來越多的先心病患兒在嬰幼兒期或新生兒期進行心內(nèi)直視手術(shù)。由于嬰幼兒肺臟不同于成人的獨特解剖和病理生理特點,而且未成熟肺在CPB中的保護措施仍不完善,CPB術(shù)后急性肺損傷的發(fā)生率和損傷嚴(yán)重程度遠高于成熟肺臟,已構(gòu)成了嬰幼兒、新生兒心臟術(shù)后恢復(fù)的最大障礙,嚴(yán)重制約著新生兒、嬰幼兒心臟手術(shù)的開展。因此,如何提高嬰幼兒圍術(shù)期肺功能的保護水平對提高其手術(shù)成功率至關(guān)重要,是一個需要亟待解決的問題。 CPB后急性肺損傷(acute lung injury, ALI)是缺血再灌注過程中直接引發(fā)的,當(dāng)CPB轉(zhuǎn)流開始后,肺臟處于相對高溫、高氧耗、高代謝狀態(tài),即缺血、缺氧狀態(tài),在肺動脈恢復(fù)灌注后,大量氧和血進入肺臟,氧自由基、炎癥因子、細胞酶類在肺內(nèi)大量產(chǎn)生,導(dǎo)致肺血管內(nèi)皮細胞廣泛受損,通透性增加,最終導(dǎo)致肺缺血/再灌注損傷。目前多數(shù)研究認(rèn)為肺缺血再灌注損傷和全身炎癥反應(yīng)是CPB相關(guān)性肺損傷的最主要的發(fā)生機制。所以,如何減輕肺缺血再灌注損傷,減輕炎癥反應(yīng)是解決CPB相關(guān)性肺損傷的關(guān)鍵所在。 研究認(rèn)為,缺血再灌注導(dǎo)致ROS的過度釋放,并由此引起的氧化應(yīng)激、線粒體功能下降是缺血再灌注肺損傷的主要病理機制。在心臟直視手術(shù)過程中,多種因素可誘發(fā)單核巨噬細胞、內(nèi)皮細胞等釋放大量前炎性細胞因子。研究顯示在大量前炎性細胞因子TNF-α、IL-1、IL-8及ROS等通過炎性細胞表面Toll-like受體將刺激信號傳遞到胞漿后,髓核細胞分化因子MyD88在調(diào)控其下游的炎癥信號分子表達中起著非常關(guān)鍵的作用；并直接影響到靶組織中炎癥細胞的進一步活化和趨化及靶組織中炎癥反應(yīng)的程度。 亞細亞酸(asiatic acid, AA),是積雪草提取物中的五環(huán)三菇烯類組分。根據(jù)文獻報道,它有三種功能相關(guān)結(jié)構(gòu)：三個輕基,一個不飽和鍵和一個竣基。AA的藥理作用包括：(1)抗炎作用其機制可能與促進線粒體Cytc的釋放,激活caspase3,切割Poly聚合酶,選擇性誘導(dǎo)巨噬細胞凋亡有關(guān)。(2)抗損傷作用細胞內(nèi)的線粒體曾被譽為真核細胞的“動力站”。線粒體除提供ATP、生成活性氧(ROS)、參與細胞氧化還原信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等,還調(diào)控細胞凋亡,甚至被譽為“細胞死亡的開關(guān)”,在正常組織細胞的保護和癌細胞凋亡的誘導(dǎo)中均發(fā)揮重要作用。Gao等認(rèn)為亞細亞酸可以清除超氧負離子和羥基,劑量依賴性抑制鈣離子誘導(dǎo)的線粒體溶脹而保護肝線粒體。 以上理論為臨床嬰幼兒未成熟肺損傷與保護的研究提供了理論基礎(chǔ),國內(nèi)外尚未見亞細亞酸對嬰幼兒未成熟肺保護作用的報道。我們設(shè)想通過建立未成熟兔肺缺血再灌注模型,觀察其缺血再灌注損傷后的變化,進一步研究其機制；再針對其損傷發(fā)生機制,觀察應(yīng)用亞細亞酸是否可以減輕未成熟兔肺缺血再灌注損傷,達到一定的肺保護作用,以此來探討一種新的針對嬰幼兒未成熟肺損傷的保護方法,對于改善嬰幼兒先心病外科治療效果具有十分重要的意義。 第一部分缺血再灌注損傷對未成熟兔肺的影響 目的：通過嬰幼兒兔和成年兔肺缺血再灌注損傷的對比,研究嬰幼兒兔未成熟肺損傷的特點及其可能的機制。 方法：選用成年(5～6月)和嬰幼兒(15～21天)新西蘭白兔各24只,隨機配對分組：成年Sham組、成年IR組、嬰幼兒Sham組、嬰幼兒IR組。建立單肺缺血再灌注模型,肺門血管阻斷1h,開放再灌注4h。術(shù)畢收集肺組織,光鏡和電鏡觀察其組織病理和超微結(jié)構(gòu)改變；提取肺組織中的線粒體,行膜電位(△ψ m)、腫脹率及游離鈣水平測定；測定肺組織MDA, ROS-HR濃度及SOD, GSH-PX活性；Western Blot檢測MyD88和NF-κB水平；收集各時間點的血樣,ELISA法檢測IL-1β、TNF-a水平。 結(jié)果：未成熟肺組織缺血再灌注后損傷明顯。與成年IR組相比,嬰幼兒IR組兔肺組織有更多的白細胞侵潤,肺泡細胞與間隔組織腫脹明顯,肺泡腔內(nèi)有較多的滲液,部分肺泡腔塌陷；出血多見；超微結(jié)構(gòu)改變明顯,部分肺泡上皮細胞及內(nèi)皮細胞脫落,線粒體腫脹明顯,嵴破裂,甚至消失。嬰幼兒IR組線粒體膜電位下降明顯,游離鈣濃度明顯升高；MDA, ROS-HR濃度升高明顯；SOD,GSH-PX活性下降；各時點的IL-1β、TNF-a水平也有不同程度升高,特別是再灌注后的2h、4h,(P0.01)；肺組織中MyD88和NF-κB表達也顯著升高。嬰幼兒IR組和成年IR組之間的差異有顯著的統(tǒng)計學(xué)意義(P0.01)。 結(jié)論：缺血再灌注可導(dǎo)致急性肺損傷；與成熟肺相比,嬰幼兒未成熟肺損傷更為嚴(yán)重。這可能與嬰幼兒產(chǎn)生更多的ROS,相對低的抗氧化能力和炎性反應(yīng)嚴(yán)重有關(guān)。 第二部分亞細亞酸對未成熟兔肺缺血再灌注損傷的保護作用 目的：觀察亞細亞酸(Asiatic acid, AA)對嬰幼兒未成熟肺缺血再灌注損傷的保護作用,探討亞細亞酸清除氧自由基,減輕線粒體損傷,保護肺功能的機制。 方法：選用嬰幼兒(15～21天)新西蘭白兔各60只,隨機分配到Sham組、IR組、亞細亞酸低劑量、中劑量和高劑量組。建立單肺缺血再灌注模型,肺門阻斷1h后,開放再灌注4h。亞細亞酸按7.5mg/kg、15mg/kg和30mg/kg三種劑量術(shù)前三天給予。術(shù)畢收集肺組織,光鏡和電鏡觀察其組織病理和超微結(jié)構(gòu)改變；提取肺組織中的線粒體,行線粒體膜電位(△ψ m)、腫脹率及游離鈣水平測定；測定肺組織MDA, ROS-HR濃度及SOD,GSH-PX活性；Western Blot檢測MyD88和NF-κB水平；收集各時間點的血樣,ELISA法檢測IL-1β、TNF-a水平。 結(jié)果：亞細亞酸干預(yù)組肺缺血再灌注損傷明顯減輕。光鏡觀察,亞細亞酸預(yù)處理組肺泡與肺泡間隔腫脹程度明顯輕于缺血再灌注組,肺泡腔滲液減少,出血少見。電鏡觀察,肺泡上皮與血管內(nèi)皮細胞脫落明顯減少,線粒體形態(tài)趨于正常,腫脹減輕,嵴破裂少。亞細亞酸預(yù)處理,明顯抑制缺血再灌注損傷所致的線粒體膜電位(△ψm)的下降,線粒體的腫脹明顯減輕,與電鏡觀察下的肺超微結(jié)構(gòu)改變一致。肺組織中MDA, ROS-HR濃度明顯降低,SOD及GSH-PX活性明顯升高；各時點的IL-1β、TNF-a水平也有不同程度下降,特別是再灌注后的2h、4h,(P0.01)；肺組織中MyD88和NF-κB表達也顯著下降。亞細亞酸干預(yù)組的生存率(66.7%～75%)明顯高于缺血再灌注損傷組(50%),三種劑量干預(yù)組的各項指標(biāo)和IR組相比,均有好轉(zhuǎn),指標(biāo)之間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P0.05)或顯著的統(tǒng)計學(xué)意義(P0.01),其中,中等劑量組的保護效果最好。 結(jié)論：亞細亞酸對嬰幼兒未成熟肺缺血再灌注損傷有一定的保護作用,其機制與清除氧自由基,減輕線粒體損傷和減輕全身炎性反應(yīng)有關(guān)。
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【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R725.6

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 楊麗麗,戢新平,劉志;Effects of hypercapnia on nuclear factor-κB and tumor necrosis factor-α in acute lung injury models[J];Chinese Medical Journal;2004年12期

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本文編號：1541537