本文關(guān)鍵詞： 嬰幼兒 缺血再灌注損傷 肺保護(hù) 線粒體亞細(xì)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(hù)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(dá)15-30%,CPB相關(guān)性肺損傷仍是一個(gè)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(shí)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(xì)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(duì)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(bào)道,我國每年新出生嬰兒中先心病患者可達(dá)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(dòng)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(huì)有越來越多的先心病患兒在嬰幼兒期或新生兒期進(jìn)行心內(nèi)直視手術(shù)。由于嬰幼兒肺臟不同于成人的獨(dú)特解剖和病理生理特點(diǎn),而且未成熟肺在CPB中的保護(hù)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(yuǎn)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(hù)水平對(duì)提高其手術(shù)成功率至關(guān)重要,是一個(gè)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(duì)高溫、高氧耗、高代謝狀態(tài),即缺血、缺氧狀態(tài),在肺動(dòng)脈恢復(fù)灌注后,大量氧和血進(jìn)入肺臟,氧自由基、炎癥因子、細(xì)胞酶類在肺內(nèi)大量產(chǎn)生,導(dǎo)致肺血管內(nèi)皮細(xì)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(jī)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(jī)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(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等釋放大量前炎性細(xì)胞因子。研究顯示在大量前炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-1、IL-8及ROS等通過炎性細(xì)胞表面Toll-like受體將刺激信號(hào)傳遞到胞漿后,髓核細(xì)胞分化因子MyD88在調(diào)控其下游的炎癥信號(hào)分子表達(dá)中起著非常關(guān)鍵的作用；并直接影響到靶組織中炎癥細(xì)胞的進(jìn)一步活化和趨化及靶組織中炎癥反應(yīng)的程度。 亞細(xì)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(xiàn)報(bào)道,它有三種功能相關(guān)結(jié)構(gòu)：三個(gè)輕基,一個(gè)不飽和鍵和一個(gè)竣基。AA的藥理作用包括：(1)抗炎作用其機(jī)制可能與促進(jìn)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(xì)胞凋亡有關(guān)。(2)抗損傷作用細(xì)胞內(nèi)的線粒體曾被譽(yù)為真核細(xì)胞的“動(dòng)力站”。線粒體除提供ATP、生成活性氧(ROS)、參與細(xì)胞氧化還原信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等,還調(diào)控細(xì)胞凋亡,甚至被譽(yù)為“細(xì)胞死亡的開關(guān)”,在正常組織細(xì)胞的保護(hù)和癌細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)中均發(fā)揮重要作用。Gao等認(rèn)為亞細(xì)亞酸可以清除超氧負(fù)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(hù)肝線粒體。 以上理論為臨床嬰幼兒未成熟肺損傷與保護(hù)的研究提供了理論基礎(chǔ),國內(nèi)外尚未見亞細(xì)亞酸對(duì)嬰幼兒未成熟肺保護(hù)作用的報(bào)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(jìn)一步研究其機(jī)制；再針對(duì)其損傷發(fā)生機(jī)制,觀察應(yīng)用亞細(xì)亞酸是否可以減輕未成熟兔肺缺血再灌注損傷,達(dá)到一定的肺保護(hù)作用,以此來探討一種新的針對(duì)嬰幼兒未成熟肺損傷的保護(hù)方法,對(duì)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(duì)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(duì)比,研究嬰幼兒兔未成熟肺損傷的特點(diǎn)及其可能的機(jī)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(jī)配對(duì)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(shí)間點(diǎn)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(xì)胞侵潤,肺泡細(xì)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(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)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(shí)點(diǎn)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(dá)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(jì)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(duì)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(xì)亞酸對(duì)未成熟兔肺缺血再灌注損傷的保護(hù)作用 目的：觀察亞細(xì)亞酸(Asiatic acid, AA)對(duì)嬰幼兒未成熟肺缺血再灌注損傷的保護(hù)作用,探討亞細(xì)亞酸清除氧自由基,減輕線粒體損傷,保護(hù)肺功能的機(jī)制。 方法：選用嬰幼兒(15～21天)新西蘭白兔各60只,隨機(jī)分配到Sham組、IR組、亞細(xì)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(xì)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(shí)間點(diǎn)的血樣,ELISA法檢測IL-1β、TNF-a水平。 結(jié)果：亞細(xì)亞酸干預(yù)組肺缺血再灌注損傷明顯減輕。光鏡觀察,亞細(xì)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(xì)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(xì)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(shí)點(diǎn)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(dá)也顯著下降。亞細(xì)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(xiàng)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(jì)學(xué)意義(P0.05)或顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.01),其中,中等劑量組的保護(hù)效果最好。 結(jié)論：亞細(xì)亞酸對(duì)嬰幼兒未成熟肺缺血再灌注損傷有一定的保護(hù)作用,其機(jī)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(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：R725.6

【參考文獻(xiàn)】

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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(hào)：1541537