苦参素对感染性休克大鼠肺损伤防治作用的实验研究.doc

苦参素对感染性休克大鼠肺损伤防治作用的实验研究 作者：张鸣号，徐华，王菲，杨晓玲，张娟，李桂忠，曹军【摘要】 目的 观察苦参素(Oxymatrine，OMT)对感染性休克大鼠肺损伤的防治作用。方法 采用大鼠盲肠结扎穿孔法(cecal ligation and puncture，CLP)复制大鼠感染性休克模型，将56只大鼠随机分为假手术组、OMT对照组、模型(CLP)组、CLP+OMT 52、26、13 mg/kg剂量组、阳性对照(CLP+地塞米松)组。通过观察血气、肺组织W/D比值、肺系数及肺含水量、肺病理学检查(大体改变及肺病理组织切片)等指标，对肺损伤进行评估。结果 CLP组较假手术组比较PaO2、SaO2及BE值均降低(P0.01)；PaCO2 、HCO3 、W/D比值、肺系数及肺含水量均升高(P0.05)。CLP+OMT 52、26、13 mg/kg剂量组及CLP+地塞米松组较CLP组比较PaO2、SaO2及BE值均升高；PaCO2 、HCO3、W/D比值、PWI及肺含水量均降低(P0.01或P0.05)；CLP+OMT 52、26、13 mg/kg剂量组及大鼠双肺肉眼观察与CLP组相比，体积膨大程度有所减轻，淤血较轻，颜色较浅。结论 OMT 13、26、52 mg/kg对感染性休克大鼠肺损伤性病变有明显的抑制作用。 【关键词】 苦参素 感染性休克 肺损伤Abstract：Objective To explore the preventive and therapeutic effects of oxymatrine(OMT)on lung injury in the rat model of septic shock. Methods Fifty-six male SD rats were randomly divided into 7 groups：sham operation group，OMT control group，model(CLP)group，CLP+OMT high，middle-dose group，low-dose group，positive control group. The pulmonary function was evaluated with blood gas，the ratio between wet weight of the lung and dry weight of the lung，PWI and pulmonary moisture capacity，gross changes and pathological changes examined with lightmicroscope in the pulmonary tissue. Results OMT could significantly elevate the content of PaO2，SaO2，significantly decrease the content of PaCO2，HCO-3(P0.05)，significantly decrease the ratio between wet weight of the lung and dry weight of the lung，PWI and pulmonary moisture capacity(P0.05)，improve the condition of pulmonary hyperemia、edema，infiltrate of heterophil granulocyte and emerge of asphyxial membrane and alleviate the inflammatory reaction. Conclusion OMT could antagonize the lung injury in a rat model of septic shock.Key words：oxymatrine；septic shock；lung injury感染性休克(septic shock)，亦称脓毒性休克，是指由微生物及其毒素等产物所引起的脓毒病综合征(sepsis syndrome)伴休克。在感染性休克的发展过程中尤其是在全身炎症反应综合征时往往出现急性肺损伤(acute lung injury，ALI)，主要表现为肺部炎症和炎症反应失控所致的肺毛细血管膜通透性增加，这是导致感染性休克病人死亡的主要原因之一。由于感染性休克发生肺损伤的详细机制尚不清楚，至今亦无有效的治疗措施1。有研究发现苦参素具有止痛抗炎和抗内毒素效应及调节免疫等多方面的药理作用2，但对感染性休克肺损伤的防治作用尚未见报道。本实验在大鼠盲肠结扎穿孔法(cecal ligation and puncture，CLP)复制大鼠感染性休克模型的基础上探讨苦参素注射液对感染性休克大鼠肺损伤的防治作用。1 材料与方法1.1 实验药物苦参素注射液购于宁夏启元药业有限公司，批号：060122；地塞米松购于湖北天药药业股份有限公司，批号：20070312。1.2 动物健康雄性SD(Sprague-Dawlay)大鼠，清洁级，体重200250g，由宁夏医学院实验动物中心提供。1.3 主要仪器BP-6动物无创血压测试仪(成都泰盟科技有限公司)；AVL OMNI全自动血气分析仪；医用离心机(北京医用离心机厂)；恒温烤箱；OLYMPUS光学显微镜；TP-100型电子天平。1.4 试验方法将SD大鼠随机分成7组，每组8只，分别为假手术组、OMT对照组、模型(CLP)组、CLP+OMT 52、26、13 mg/kg剂量组和CLP+地塞米松组。使用动物无创血压仪测量大鼠的鼠尾动脉压作为其基础血压。模型制备：假手术组 无菌条件下打开腹腔暴露并辨认盲肠，关腹，手术后尾静脉推注生理盐水5mL/kg(与给药组补液的容量相同)；OMT对照组 无菌条件下打开腹腔暴露并辨认盲肠，关腹，手术后尾静脉推注OMT 26 mg/kg；模型(CLP)组 参照文献3采用CLP法复制大鼠感染性休克的动物模型，大鼠腹腔注射戊巴比妥钠40 mg/kg麻醉后，无菌条件下作中下腹正中切口23cm将盲肠移出腹腔，在血管弓内侧结扎末端20盲肠，20号针头穿透结扎线远端阑尾根部的两侧肠壁，使少量肠内容物自穿刺处溢出，将盲肠还纳腹腔，逐层缝合关腹。术后监测鼠尾动脉压，以大鼠血压降到基础血压的2/3，脉压小于20mmHg作为判断休克状态即模型成功的标准。同时尾静脉推注生理盐水5 mg/kg；CLP+OMT 52、26、13 mg/kg剂量组 CLP法复制大鼠感染性休克的动物模型。手术后使用动物无创血压仪监测血压，当血压降到基础血压的2/3，脉压小于20mmHg时，尾静脉分别推注OMT注射液52、26、13mg/kg；CLP+地塞米松组 CLP法复制大鼠感染性休克的动物模型，手术后使用动物无创血压仪监测血压，当血压降到基础血压的2/3，脉压小于20mmHg时，尾静脉推注地塞米松注射液10 mg/kg。1.5 观察指标及方法尾静脉给药后2h用20的乌拉坦腹腔麻醉(10mL/kg)，肝素生理盐水抗凝，开胸左心室采血测动脉血气；摘取右肺组织仔细剔除肺以外其它组织，滤纸洗干表面水分，称取肺重，计算肺系数(肺重/体重100)，恒温烤箱烤至恒重后(60，48h)计算肺湿/干重比(W/D)及肺组织含水量：(1-干重/湿重)100。同时肉眼观察肺组织病理变化(肺淤血程度、被膜、肿大程度)，取左肺组织用4甲醛固定，石蜡切片，HE染色进行肺病理组织学检查。1.6 统计学方法数据以(s)表示，采用SPSS 11.5统计软件对各组参数进行单因素方差分析，结果以P0.05为差异有统计学意义。2 结果2.1 血气分析结果假手术组与OMT对照组比较各指标差异无统计学意义。CLP组与假手术组各指标比较差异有统计学意义，其中PaO2、SaO2及BE值均降低(P0.01)；PaCO2 、HCO3均升高(P0.05)。CLP+OMT 52、26、13 mg/kg剂量组及CLP+地塞米松组与CLP组各指标比较差异有统计学意义，其中PaO2、SaO2及BE值均升高；PaCO2 、HCO3均降低(P0.01或P0.05)，见表1。表1 对感染性休克大鼠动脉血气的影响(略)2.2 肺组织W/D比值、肺系数及肺含水量测定结果假手术组与OMT对照组各指标比较差异无统计学意义。CLP组与假手术组各指标比较W/D比值、肺系数及肺含水量均升高(P0.05)。CLP+OMT 52、26 mg/kg剂量组及CLP+地塞米松组与CLP组各指标比较差异有统计学意义，其中W/D比值、PWI及肺含水量均降低(P0.05)，见表2。表2 OMT对感染性休克大鼠肺W/D比值、肺系数及肺含水量变化的影响(略)2.3 肺组织病理学检查假手术组与OMT对照组大鼠肺未见异常(图1、2，见封3)。CLP组肺外形膨大、淤血，肺表面可见大小不等的暗红色斑块状或点状病灶，被膜光亮、湿润，呈弥漫性暗红色，只有边缘有些透亮，颜色较浅。镜下肺泡壁破坏严重，肺泡隔增厚，肺间质及肺泡腔严重水肿、渗出及出血，大量粒细胞浸润及透明膜形成(图3，见封4)。CLP+OMT 52、26、13 mg/kg剂量组及大鼠双肺肉眼观察与CLP组相比，体积膨大程度有所减轻，淤血较轻，颜色较浅，但有多个散在淤血点。光镜下，肺泡壁多数完整，肺泡隔较阳性对照组明显变窄。腔内少许出血、渗出及细胞浸润(图3-6，见封3)。CLP+地塞米松组大鼠双肺体积轻度增大，未见明显饱满、肿胀，表面仅有少量的散在的淤血点。光镜下，肺泡壁多数完整，肺泡隔较阳性对照组明显变窄。腔内少许出血、渗出及细胞浸润(图7，见封3)。3 讨论感染性休克是以低血压、低氧血症、代谢性酸中毒、全身性炎性反应和多器官功能障碍为特征的复杂病理生理过程1。当机体抵抗力降低时，侵入机体或体内正常寄居的病原得以大量繁殖，释放其毒性产物如G-菌胞壁脂多糖(Lipopoly saccharide，LPS)、G+菌菌壁磷壁酸(teichoicacid)及肽糖酐(pepticlog lycan)；霉菌的酵母多糖(Zymosan)；金葡菌的毒素(中毒休克综合征毒-1，TSST-1)等并以其为动因激活人体体液和细胞介导的反应系统，产生各种炎性介质4-5，如TNF-、IL-6、IL-1、IL-19及组胺、PGS、PGI2、TXA2等，引起全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)。SIRS时肺往往是最先受累的器官，主要病理变化为急性炎症导致的呼吸膜的损伤，突出表现为肺泡内毛细血管DIC、肺水肿形成、肺泡微萎陷和透明膜形成等。苦参素的主要成分是氧化苦参碱(Oxymatrine，OMT)，分子式为C15H24N2O2是从西北地区特有的苦参(Sophora flavescensAit)、广豆根中提取的豆科槐属类生物碱。研究表明，OMT具有抗心律失常、正性肌力、改善血流动力学、抑制脂质过氧化，降压、降低心率、抗柯萨奇病毒和调节免疫等作用6，且在抗感染方面具有很好的疗效：OMT对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、鼠伤寒沙门菌、无乳链球菌、多杀性巴氏杆菌均有一定的抑制作用，且与浓度呈正相关性7；OMT可通过抑制P38 MAPK通路抑制致炎细胞因子(如TNF-)的产生从而减轻油酸诱导的大鼠ALI8；OMT可通过调节LPS受体(CD14、SR-A)的表达减轻内毒素导致的肺损伤小鼠的病理损害2。同时氧化苦