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目的:研究N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine,NAC)对体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)相关肺损伤肺微血管通透性的影响。探讨其对CPB相关肺损伤的保护作用。
方法:健康成年杂种犬24只,严格控制体重:15±1.0kg,随机分为3组(n=8):损伤对照组(C组);预防组(N1组);治疗组(N2组)。3组动物腹腔内注射戊巴比妥钠(25mg/kg),麻醉生效后,插入内径(inner diameter,ID)9.5mm带套囊气管导管,行右侧股动、静脉插管分别用于监测平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)、采取血样和监测中心静脉压(central venous pressure,CVP)。开胸前接AH-Ⅱ型呼吸机,开胸后,3组均按Williams等建立CPB肺损伤模型,C组制模作损伤对照,N1组于CPB开始前静脉注射NAC150 mg/kg,余50mg/kg静脉维持泵入至实验结束,N2组于CPB开始后复温前给予NAC用法、用量同N1组,停机时3组动物均以机器收血回输及1:1000肾上腺素0.1ml/kg、多巴胺10μg/kg/min静脉泵入辅助循环至实验结束。3组均于CPB前5 min(T0)、CPB停机后30min(T1)、CPB停机后60min(T2)3个时间点取肺组织标本,肺组织匀浆离心取上清液测丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,同时间点抽取动脉血样检测呼吸指数(respiratory index,RI)。并检测支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)白细胞计数、总蛋白含量,肺微血管通透性指数(pulmonary microvascular permeability index,PMPI)、光镜下观察肺组织病理改变及电镜下观察肺泡Ⅱ型上皮细胞(type Ⅱaveolar epithelial,AEC-Ⅱ)超微结构的变化。
结果:(1)RI:T0时3组动物RI比较差异无统计学意义(P>0.05);停机后(T1、T2),C组的RI升高幅度明显大于N1组、N2组(P<0.01),N1组低于N2组(P<0.05)。(2)肺组织MDA含量:组间比较:T0时3组肺组织中MDA比较差异无统计学意义(P>0.05),其余时间点,N1组、N2组肺组织中MDA均较C组低,差异有统计学意义(P<0.01),N1组与N2组间肺组织中MDA比较差异无统计学意义(P>0.05)。组内比较:3组CPB后MDA的含量较CPB前增高,差异有统计学意义(P<0.05),CPB后各时间点肺组织中MDA比较差异无统计学意义(P>0.05)。(3)光镜下肺组织病理改变:C组见肺组织结构紊乱,大量的炎性细胞浸润,肺泡毛细血管扩张、充血,肺泡壁明显充血,肺泡隔增宽,甚至肺泡腔内出现大量的红细胞,局灶性肿不张;N1组N2组肺组织结构清晰,见少量的炎性细胞浸润,肺泡毛细血管无扩张、充血,未见周围水肿液,肺泡结构未见明显破坏,肺组织损伤较C组明显减轻。(4)BALF白细胞计数、总蛋白含量:C组显著高于N1组、N2组(P<0.01),N1组低于N2组(P<0.05)。(5)PMPI:C组显著高于N1组、N2组(P<0.01),N1组低于N2组(P<0.05)。(6)AEC-Ⅱ超微结构:C组可见AEC-Ⅱ板层体明显排空,损伤严重,N1组偶见板层体排空,损伤明显减轻,N2组少见板层体排空,损伤也明显减轻。
结论:CPB期间引起各种炎性介质释放与ROS生成,造成肺血管内皮细胞及肺泡上皮细胞损伤,引起肺微血管通透性增高,导致肺组织损伤,NAC减轻肺组织的氧化损伤,降低肺微血管通透性,改善RI,减轻AEC-Ⅱ损伤,对体外循环相关肺损伤有明显保护作用,CPB前给NAC对肺损伤有保护的效果优于CPB中应用NAC。