涂青梅 田剛 鄭敏 姜禎珍 羅興均 趙翔
失血性休克(hemorrhagic shock,HS)是一種常見(jiàn)的并發(fā)癥,由嚴(yán)重的外傷或手術(shù)創(chuàng)傷引起。失血性休克復(fù)蘇(hemorrhagic shock followed by resuscitation,HSR)也被認(rèn)為是一種損傷,因?yàn)樗梢越?jīng)常引起全身炎性反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome,SIRS),結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致MODS,其中包括急性肺損傷(acute lung injury,ALI)。ALI是臨床醫(yī)生面臨的主要問(wèn)題,導(dǎo)致發(fā)病率和病死率明顯升高[1]。HS引起的SIRS的發(fā)病機(jī)制很復(fù)雜,與很多病理生理機(jī)制都有關(guān)系。目前被大部分人接受和認(rèn)可的機(jī)制是缺血再灌注(ischaemia and reperfusion,I/R)以及對(duì)自身免疫細(xì)胞的刺激[2]。I/R損傷本身就可以誘發(fā)炎性反應(yīng),增加細(xì)胞因子的釋放、活性氧的生成、內(nèi)皮細(xì)胞活化、一氧化氮產(chǎn)量和粘附分子的表達(dá)[2]。HS發(fā)生后,被激活的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)到受損肺部,內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子的表達(dá)增加,局部細(xì)胞因子水平也升高[1]。作為一種具有選擇性和可逆性的半胱氨酰白三烯1(cysteinyl leukotriene 1,CysLT1)受體拮抗劑,孟魯司特常被用于治療過(guò)敏性鼻炎和哮喘[3]。對(duì)消炎藥誘發(fā)的潰瘍以及阿倫磷酸鈉引起的大鼠胃黏膜損傷,孟魯司特都具有胃保護(hù)作用,原因是減輕了氧化損傷和髓過(guò)氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)的活性[4]。此外,由于其具有抗炎抗氧化作用,孟魯司特可減輕I/R引起的多種臟器的氧化損傷[5]。我們前期的研究發(fā)現(xiàn),白三烯的生物合成可以減輕HS引起的肺損傷[6]。然而,孟魯司特對(duì)HSR所致ALI的影響和作用,筆者尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。本研究觀察孟魯司特對(duì)HS大鼠肺組織丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)的影響,探討孟魯司特的肺保護(hù)作用機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組 成年健康SD大鼠(SPF級(jí))24只,體重200~250 g,雌雄不限,由湖北醫(yī)藥學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。24只大鼠隨機(jī)分為3組(n=8):假手術(shù)組(Sham組)、失血性休克復(fù)蘇致急性肺損傷模型組(HS組)、孟魯司特治療組(M組)。Sham組:在相同的時(shí)間內(nèi)接受相同的麻醉和手術(shù)過(guò)程成為休克動(dòng)物,但既不是失血性休克也不進(jìn)行液體復(fù)蘇;HS組:經(jīng)過(guò)心臟內(nèi)穿刺放血 1 h,失血量約為 50%(30 ml/kg),失血性休克后再用林格氏液復(fù)蘇1 h,然后一直保留到實(shí)驗(yàn)結(jié)束;M組:在放血前30 min接受孟魯司特7 mg/kg腹腔內(nèi)注射,在再灌注之前同樣的劑量再注射1次[5]。Sham組和HS組都接受了等量的乙醇溶液。
1.2 失血性休克模型的建立 用10%的水合氯醛350 mg/kg經(jīng)大鼠腹腔注射麻醉。從左側(cè)胸部進(jìn)行心臟內(nèi)穿刺,放血時(shí)間超過(guò)2 min以上,放血量為50%(30 ml/kg),大鼠處于休克狀態(tài)持續(xù)時(shí)間為 1 h[4],之后通過(guò)尾部靜脈輸注乳酸林格氏溶液進(jìn)行復(fù)蘇,輸液量為失血量的2倍(60 ml/h),輸液時(shí)間超過(guò)1 h以上。除了不放血和不復(fù)蘇之外,Sham組進(jìn)行所有的實(shí)驗(yàn)程序。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,大鼠均保持自主呼吸。復(fù)蘇后2 h,大鼠被再次麻醉后從胸腔打開(kāi)處放血處死,直接從心臟抽取血液樣本。保留肺組織,左肺制成勻漿儲(chǔ)存起來(lái)供研究使用;右肺用10%甲醛固定進(jìn)行組織學(xué)檢查。
1.3 氧化應(yīng)激測(cè)量的組織制備 通過(guò)超聲波液體處理器使肺標(biāo)本成為均質(zhì)微粒,再用含0.1 mmol/L乙二胺四乙酸(EDTA)的磷酸鹽緩沖鹽水進(jìn)行處理,得到肺組織勻漿。4℃下,勻漿以 10 000 r/min離心15 min,保留上清以測(cè)定GSH和MDA[7]。作為脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的產(chǎn)物,通過(guò)監(jiān)測(cè)硫代巴比妥酸反應(yīng)物質(zhì)形成,從而對(duì) MDA的水平進(jìn)行分析。使用 1.56×105mol·L-1·cm-1的消光系數(shù),MDA 類似物的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)被表達(dá)出來(lái),表達(dá)形式為nmol MDA/g(組織)。使用412 nm比色法對(duì)GSH進(jìn)行測(cè)定。
1.4 組織取樣及組織病理學(xué)檢查 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),處死大鼠并取肺組織,用10%的甲醛緩沖液立即固定所有組織病理學(xué)標(biāo)本,進(jìn)行常規(guī)處理。顯微鏡下觀察部分標(biāo)本的組織病理學(xué)改變。采用Matute-Bello等[8]創(chuàng)立的評(píng)分系統(tǒng)對(duì)肺損傷程度進(jìn)行評(píng)估。該評(píng)分系統(tǒng)對(duì)肺泡間質(zhì)內(nèi)充血、肺泡內(nèi)細(xì)胞浸潤(rùn)以及肺泡出血進(jìn)行分級(jí)。每項(xiàng)指標(biāo)被分為0~3級(jí):肺泡間質(zhì)細(xì)胞,0:肺間質(zhì)細(xì)胞稀少;1級(jí):肺間質(zhì)細(xì)胞<1/3視野;2級(jí):肺間質(zhì)細(xì)胞占據(jù)1/3~2/3視野;3級(jí):肺間質(zhì)細(xì)胞>2/3視野。肺泡內(nèi)細(xì)胞浸潤(rùn):0級(jí),每視野肺泡內(nèi)皮細(xì)胞<5個(gè);1級(jí):每視野肺泡內(nèi)皮細(xì)胞5~10個(gè);2級(jí):每視野肺泡內(nèi)皮細(xì)胞11~20個(gè);3級(jí):每視野肺泡內(nèi)皮細(xì)胞>20個(gè)。肺泡出血,0級(jí):沒(méi)有出血;1級(jí):1~5個(gè)肺泡中,每個(gè)肺泡至少5個(gè)紅細(xì)胞;2級(jí):5~10個(gè)肺泡中,每個(gè)肺泡至少5個(gè)紅細(xì)胞;3級(jí):>10個(gè)肺泡中,每個(gè)肺泡至少含5個(gè)紅細(xì)胞。單項(xiàng)指標(biāo)得分相加,得到總的肺損傷評(píng)分。依據(jù)評(píng)分,肺損傷被分為三級(jí):正常(0分);輕度(1~3分);中度(4~6分);重度(7~9分)。組織學(xué)切片由病理科醫(yī)生觀察評(píng)估。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)軟件,計(jì)量資料以±s表示,采用單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 3組大鼠肺組織MDA、GSH水平變化 作為肺組織脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)的一個(gè)主要降解產(chǎn)物,HS組大鼠肺組織MDA水平與Sham組相比明顯升高(P<0.05);而與HS組相比,M組大鼠肺組織MDA水平則有明顯降低(P<0.05)。與Sham組相比,HS組大鼠肺組織GSH水平明顯降低(P<0.05),而M組則無(wú)明顯差異(P>0.05)。見(jiàn)表1。
表1 3組大鼠肺組織MDA、GSH水平比較n=8,±s
表1 3組大鼠肺組織MDA、GSH水平比較n=8,±s
注:與 Sham 組比較,*P <0.05;與 HS 組比較,#P <0.05
組別 MDA(nmol/g) GSH(μmol/g)Sham組95.0 ±2.8 4.36 ±0.27 HS 組 157.0 ±6.2* 2.12 ±0.25*M 組 115.1 ±5.2#3.54 ±0.40
2.2 3組大鼠急性肺損傷評(píng)分比較 Sham組大鼠的肺組織切片顯示,所有3個(gè)參數(shù)的表現(xiàn)均為正常(肺間質(zhì)細(xì)胞稀少,無(wú)肺泡內(nèi)細(xì)胞浸潤(rùn),無(wú)肺泡出血)。HS組與Sham組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),HS組總平均評(píng)分顯示為中度肺損傷。與HS組比較,M組大鼠肺損傷明顯減輕(P<0.05)??偲骄u(píng)分顯示輕度肺損傷。見(jiàn)表2。
表2 3組大鼠急性肺損傷評(píng)分比較n=8,分,±s
表2 3組大鼠急性肺損傷評(píng)分比較n=8,分,±s
注:與 Sham 組比較,*P <0.05;與 HS組比較,#P <0.05
組別 肺泡間質(zhì)充血 肺泡細(xì)胞浸潤(rùn) 肺泡出血 總分 總分分級(jí)Sham組0000正常HS組 1.50±0.34 2.50 ±0.22 1.83±0.16 5.83 ±0.60* 中度M 組 1.00 ±0.25 1.33 ± 0.42 0.50 ±0.34 2.33 ±0.56#輕度
HS會(huì)引起生化和組織學(xué)變化,從而導(dǎo)致ALI的發(fā)生。孟魯司特可以阻止HS后的生化改變,對(duì)肺組織有保護(hù)作用。Eun等項(xiàng)研究中證實(shí),脂氧合酶5通路產(chǎn)物能夠減輕 HS后的急性肺損傷[9,10]。
通過(guò)新陳代謝試驗(yàn),GSH已被證實(shí)在宿主抗氧化應(yīng)激反應(yīng)中發(fā)揮了重要作用。氧化應(yīng)激的另一個(gè)重要因素是MDA,它是自由基活化的標(biāo)志。據(jù)報(bào)道,氧化應(yīng)激可以明顯升高M(jìn)DA水平而降低GSH水平,因此氧化應(yīng)激很可能是HSR發(fā)病機(jī)制的一個(gè)重要因素[4]。本研究結(jié)果與Kilicogluet等[11]報(bào)道一致。本研究結(jié)果顯示,與HS組相比,孟魯斯特可明顯減少休克大鼠肺組織MDA水平的升高,同時(shí)明顯升高肺組織GSH的水平,這就提示孟魯斯特對(duì)HS誘導(dǎo)的氧化肺損傷有一定的保護(hù)作用。Seneret等[12]發(fā)現(xiàn),在慢性腎功能衰竭導(dǎo)致的其他器官損傷模型中,孟魯司特可明顯降低肺組織MDA水平,同時(shí)升高肺組織GSH的水平。此外,有研究證實(shí),孟魯司特通過(guò)其抗炎和抗氧化作用,可減輕大鼠肝臟、膀胱、睪丸和腎臟因I/R引起的氧化性損傷[4]。孟魯司特的抗氧化能力,一方面基于其自身作用,更重要的是因?yàn)樗目寡鬃饔茫傺准?xì)胞因子、趨化因子和被激活的補(bǔ)體因子會(huì)導(dǎo)致中性粒細(xì)胞的增加和隨后再灌注階段中性粒細(xì)胞引起的氧化應(yīng)激。通過(guò)激活信號(hào)增加IL-8的生成,LTC4可影響GSH與GSSG的比率,如果用白三烯受體拮抗劑孟魯司特預(yù)處理,可明顯抑制LTC4誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)氧化還原反應(yīng)時(shí)間依賴性變化,也通過(guò)抑制NF-κB的激活來(lái)抑制IL-8生成的上調(diào)[13]。另一方面,白三烯與炎性介質(zhì)關(guān)系密切,因?yàn)樗麄兌加性黾友芡ㄍ感缘哪芰?,這是I/R損傷的共同特征。
HS組總的平均分提示中度肺損傷,其中66.7%大鼠為中度肺損傷,33.3%大鼠為重度肺損傷。與HS組相比,孟魯司特對(duì)大鼠的治療明顯減輕了肺損傷,M組總的平均分提示輕度肺損傷。雖然沒(méi)有數(shù)據(jù)表明孟魯司特對(duì)HS大鼠肺實(shí)質(zhì)有保護(hù)作用,但Souza等證實(shí)了孟魯司特的治療可以改善退化的肺上皮細(xì)胞,明顯降低慢性腎功衰引起的多器官損傷大鼠肺部炎癥細(xì)胞的數(shù)量。此外,孟魯司特可預(yù)防發(fā)熱引起的肺損傷,因?yàn)樗梢愿纳品伍g質(zhì)出血引起的大量肺泡結(jié)構(gòu)紊亂和消失[14]。以I/R為模型的各種研究表明,孟魯司特可以延緩不同器官的組織病理學(xué)變化,包括肝臟、腎臟和睪丸。本研究中,孟魯司特的抑制作用主要?dú)w因于其平衡氧化-抗氧化狀態(tài)的能力以及減少促炎介質(zhì)的產(chǎn)生,也可能抑制了中性粒細(xì)胞的激活和滲透。
綜上所述,孟魯司特能夠減輕失血性休克復(fù)蘇大鼠肺組織MDA水平的升高,從而減輕肺損傷,具有一定的肺保護(hù)作用。
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