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[摘要]目的：建立体外循环(CPB)期间肺动脉灌注动物模型，观察肺动脉灌注添加谷胱甘肽的改良低钾右旋糖酐液(LPD液)对CPB所致肺损伤的预防作用。方法：健康杂种家兔20只，随机分为2组(n=10)：对照组(CPB无肺动脉灌注)和灌注组(CPB改良LPD液肺动脉灌注)。于CPB不同时点分别抽取血样检测肿瘤坏死因子-a(TNF-a)和动脉血气，计算氧合指数(PO2／FiO2)；停CPB后取肺组织测定丙二醛(MDA)和计算肺湿干比(W／D)。结果：随着CPB的进行，两组PO2／FiO2均呈下降趋势，而CPB90min时灌注组PO2／FiO2明显高于对照组(298±40vs252±51，P-1vs(37.96±5.78)pg・ml-1、(51.35±6.79)pg・ml-1vs(44.93±6.63)pg・ml-1，p-1・min-1)。改良LPD液成分：Na+为138mmol・L-1、K+6mmo]・L-1、Cl-142mmol・L-、Mg2+0.8mmol・L-1、SO2-40.8mmol・L-1、HPO2-40.8mmol・L-1、Ca2+0.3mmol・L-1、HCO-31mmol・L-1、右旋糖酐40 50g・L-1、葡萄糖0.9g・L-1、GSH3mmol・L-1。
1.2 方法
实验兔称重后建立静脉通路，戊巴比妥钠30mg・kg-1。耳缘静脉麻醉，固定于手术台上。气管切开后插管，接呼吸机辅助呼吸，吸入氧浓度50％，潮气量15ml・kg-1，呼吸频率20次・min-1。胸骨正中开胸，剪开并悬吊心包，显露心脏，分离主动脉、肺动脉，主、肺动脉分别套带。全身肝素化(500u・kg-1)后行主动脉插管，经右房插入静脉引流管、经左房插入左房引流管后建立CPB。阻断主动脉，经主动脉根部灌注冷停搏液，心脏停跳后灌注组阻断肺动脉近端，经肺动脉灌注4℃改良LPD液(15ml・kg-1・min-1)，灌注压为15mmHg(1mmHg=0.133kPa)，灌注液经左房引流管吸引出。主动脉阻断60min后开放，心脏复跳，CPB90min后停CPB，并立即用高钾溶液处死家兔。
1.3 观察指标
分别于CPB前和CPB90min行动脉血气检查，计算氧合指数(PO2FiO2)；分别于CPB前、CPB60min和CPB90min抽取血样测定肿瘤坏死因子-a(TNF-a)，严格按试剂盒(上海西唐生物科技有限公司)说明书进行检测。
CPB90min后停CPB，处死家兔后取左肺上叶，制成组织匀浆，测定丙二醛(MDA)，严格按试剂盒(南京建成生物工程研究所)说明书进行检测。取右肺上叶计算肺湿干比率(W／D)，评价肺水含量。
1.4 统计学处理
实验数据以均数±标准差表示，组间比较用单因素方差分析，两组比较采用￡检验，应用SPSS11.5统计软件对数据进行分析处理，P2／FiO2呈下降趋势(396+41 vs 252±51，P2／FiO2也呈下降趋势(398±38 vs 298±40，P2／FiO2下降更明显，CPB前两组PO2／FiO2无统计学差异(JP>0.05)，而CPB90min时灌注组PO2／FiO2明显高于对照组(298±40 vs 252±51，P0.05)。在CPB60min时，对照组TNF-a水平明显高于灌注组[(44.63±8.07)pg・ ml-1 vs (37.96±5.78)pg・ml-1，P-1 vs (44.93±6.63)pg・ml-1，P2O2等)，另一方面可与毒物分子及其代谢物发生结合反应降低其毒性，使含巯基酶和蛋白质处于活性状态。在自由基大量产生时，细胞膜不饱和脂肪酸被氧化成脂过氧基，并引起一系列继发损伤。GSH可清除许多自南基，减轻自由基对组织和细胞的损伤；同时它可在过氧化氢酶和GSH过氧化物酶协同作用下清除体内的H2O2、过氧化脂质和二硫化物，抵御细胞脂质的过氧化损伤，终止连锁反应，故其在细胞抗氧化损伤中起着极为重要的作用。
肺缺血再灌注损伤的基本病理改变为肺毛细血管内皮受损，通透性增高，引起肺间质和肺泡水肿。肺W／D可反映肺水含量。我们实验结果为灌注组W／D明显低于对照组，说明灌注组肺组织水肿程度较对照组轻，可能与GSH清除了氧自由基，减轻了对肺毛细血管内皮的损伤有关。MDA是过氧化脂质降解产物，其含量高低可反映机体内自由基的数量和脂质过氧化程度。灌注组肺组织MDA含量较对照组显著降低，表明经肺动脉灌注低温改良LPD液显著提高了机体抗氧化损伤的能力，可能与GSH清除了许多自由基。减轻了自由基对细胞膜不饱和脂肪酸氧化和降低了内源性抗氧化系统的大量消耗有关。
CPB期间血液与人工管道接触以及器官缺血再灌注可导致血液成分的激活，释放多种炎症介质，TNF-a是炎症反应过程中释放最早、最重要的内源性炎症介质之一，它既可直接损伤肺毛细血管内皮细胞，叉可诱导其它细胞因子的产生和释放，并与其它细胞凶子相互作用引起肺组织损伤。在CPB过程中，肺循环中断，肺脏由支气管动脉供血，肺组织处于相对高代谢和高温缺血状态，肺动脉灌注低温改良LPD液可有效降低肺内温度、减少肺组织内ATP消耗、明显改善缺血期间肺脏代谢，通过机械作用直接将激活的巾性粒细胞从肺血管内冲走，减少参与CPB全身炎症反应的炎症细胞数量及炎症介质的释放。本研究显示：随着CPB的进行两组TNF-a水平呈上升趋势，而对照组上升更明显，表明CPB中采用低温改良LPD溶液肺动脉灌注可降低TNF-a水平，具有抑制CPB所致全身炎症反应的作用，从而减轻了CPB所致肺损伤。肺动脉灌注改良LPD液减少细胞因子释放、减轻炎症损伤的可能机制为：(1)改良LPD液中低钾对内皮细胞的损伤较轻，从而减少内皮细胞生成和释放炎症介质；(2)右旋糖酐40可覆盖在内皮细胞表面，保护血管内皮细胞，减少内皮细胞释放炎症因子；(3)GSH清除氧自由基，减少对中性粒细胞的激活，进而减少中性粒细胞释放TNF-a；(4)通过机械作用直接将激活的中性粒细胞从肺血管内冲走，减少参与CPB全身炎症反应的炎症细胞数量，从而减少炎症介质的释放。
PO2／FiO2是反映肺功能的重要指标，本研究中随着CPB的进行，两组PO2／FiO2均呈下降趋势，而对照组PO2／FiO2下降更明显，说明对照组肺损伤更严重，可能有以下原因：(1)CPB期间经肺动脉灌注低温改良LPD液减轻了CPB所引起的全身炎症反应，从而减轻了肺损伤；(2)清除了部分氧自由基，减轻了肺缺血再灌注损伤；(3)低温有效降低肺内温度、减少肺组织内ATP消耗、改善缺血期间肺脏代谢，增强了肺脏对缺血再灌注损伤的耐受能力。
本实验研究发现，CPB期间经肺动脉灌注添加GSH的改良LPD液能减轻CPB所致肺损伤，改善肺功能，为临床上CPB所致肺损伤提供了一种新的预防方法，有望应用于临床，其确切的预防机理有待更进一步的研究和探讨。
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