王麗晶，孫瑩杰，刁玉剛，張鐵錚，金 強

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·論著·

七氟烷預(yù)處理對失血性休克豬血漿腸脂肪酸結(jié)合蛋白、D-乳酸濃度和細(xì)菌移位的影響

王麗晶，孫瑩杰，刁玉剛，張鐵錚，金 強*

目的 探討七氟烷預(yù)處理對失血性休克豬血漿腸脂肪酸結(jié)合蛋白(I-FABP)、D-乳酸濃度和細(xì)菌移位的影響。方法 巴馬小型豬24頭，雌雄不拘，采用隨機數(shù)字表法均分為對照(C)組、失血性休克(S)組和七氟烷預(yù)處理(Sev)組。Sev組吸入七氟烷并保持2%呼出濃度30 min，C組和S組吸入空氣30 min。之后S組和Sev組制備失血性休克模型。分別于麻醉前(T0)、休克后30 min(T1)、1 h(T2)、1.5 h(T3)、2 h(T4)、3 h(T5)和4 h(T6)，應(yīng)用ELISA法測定各組血漿D-乳酸和I-FABP含量。于T6時點取腸組織行HE染色，取下腔靜脈血、腸系膜淋巴結(jié)及肝、肺、腎、脾組織行細(xì)菌培養(yǎng)，并計算遠(yuǎn)隔器官細(xì)菌移位率。結(jié)果 Sev組血漿D-乳酸、I-FABP濃度和遠(yuǎn)隔器官細(xì)菌移位率均明顯低于S組(P<0.05)，明顯高于C組(P<0.05)。HE染色顯示，S組腸黏膜損傷嚴(yán)重，Sev較之明顯減輕，C組腸黏膜結(jié)構(gòu)正常。結(jié)論 七氟烷預(yù)處理可顯著降低失血性休克豬血漿I-FABP、D-乳酸濃度和細(xì)菌移位，對腸黏膜屏障具有保護作用。

七氟烷；失血性休克；腸黏膜屏障；腸脂肪酸結(jié)合蛋白；D-乳酸；細(xì)菌移位

0 引言

失血性休克常引發(fā)心、腦、腎等重要器官功能障礙。最近研究表明，腸道不僅是失血性休克易損器官之一，腸黏膜缺血再灌注損傷引發(fā)的細(xì)菌移位更是休克病理生理發(fā)展過程中的重要不利因素[1]。目前，國內(nèi)外針對失血性休克后的腸道損傷主要采取對癥治療，但效果并不理想。而越來越多的研究顯示，圍手術(shù)期廣泛應(yīng)用的七氟烷，不僅是高效的吸入性全身麻醉藥，更具有減輕心、肺、肝等重要器官缺血再灌注損傷的作用[2-4]。本研究以失血性休克豬為研究對象，觀察七氟烷預(yù)處理對其腸黏膜屏障功能損傷特異性指標(biāo)I-FABP、D-乳酸和細(xì)菌移位的影響，探討七氟烷的腸黏膜屏障保護作用，為失血性休克時腸道缺血缺氧損傷的防治提供新思路。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 健康成年巴馬小型豬24頭(沈陽軍區(qū)總醫(yī)院醫(yī)學(xué)實驗動物科提供)，雌雄不拘，體重22～25 kg，采用隨機數(shù)字表法均分為對照(C)組、失血性休克(S)組和七氟烷預(yù)處理(Sev)組，每組8頭。

1.2 模型制備及分組處理 麻醉前實驗動物禁食水8 h。各組動物經(jīng)耳緣靜脈注射丙泊酚3 mg/kg麻醉后，經(jīng)口氣管插管(ID 7.5 mm)，行機械通氣(芬蘭Ohmeda公司，Ohmeda 9300型)，呼吸頻率25次/min，潮氣量7 mL/kg，吸入氧濃度100%。四肢接心電圖導(dǎo)聯(lián)，連接多功能監(jiān)護儀(美國GE公司，Datex-Ohmeda S/5型)，并置直腸溫度探頭行體溫監(jiān)測。手術(shù)部位碘伏消毒，1%利多卡因局部麻醉下行雙側(cè)股動脈和右頸內(nèi)靜脈剖開置管。左側(cè)股動脈導(dǎo)管經(jīng)壓力換能器連接監(jiān)護儀，連續(xù)監(jiān)測動脈血壓。Sev組吸入七氟烷并保持2%呼出濃度30 min，C組和S組吸入空氣30 min。之后，S組和Sev組在15 min內(nèi)經(jīng)右側(cè)股動脈勻速放血30 mL/kg(相當(dāng)于40%的總血容量)，制備容量控制性失血性休克模型[5]，C組不放血處理。

1.3 標(biāo)本采集和測定 分別于麻醉前(T0)、休克后30 min(T1)、1 h(T2)、1.5 h(T3)、2 h(T4)、3 h(T5)和4 h(T6)，經(jīng)右頸內(nèi)靜脈采血3 mL，4 ℃下3 000 g離心10 min后，取上清液-80 ℃保存。采用ELISA法測定血漿I-FABP和D-乳酸含量(ELISA檢測試劑盒購自美國R&D公司)。休克4 h后放血處死動物，取空腸組織行HE組織病理學(xué)染色。無菌條件下取下腔靜脈血100 μL，接種于固體培養(yǎng)基。取腸系膜淋巴結(jié)、肝、肺、腎、脾組織稱重后，放入盛有l(wèi) mL生理鹽水的無菌研磨管中研成懸液，取20 μL接種于固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)24 h后鑒定有無細(xì)菌生長及細(xì)菌種類，并計算遠(yuǎn)隔器官細(xì)菌移位率，細(xì)菌移位率(%)=細(xì)菌移位陽性臟器個數(shù)/臟器總數(shù)×100%。

2 結(jié)果

2.1 血漿I-FABP和D-乳酸含量的變化 與T0時點比較，S組和Sev組血漿I-FABP濃度在T1～T6時點均顯著增高(P<0.05)，且S組在T3時點達(dá)到峰值，Sev組在T4時點達(dá)到峰值，然后呈下降趨勢。組間比較，Sev組血漿I-FABP濃度在T1～T6時點均高于C組(P<0.05)，且低于S組(P<0.05)。與T0時點比較，S組和Sev組血漿D-乳酸濃度在T2～T6時點均顯著增高(P<0.05)，Sev組高于C組(P<0.05)，且低于S組(P<0.05)。見表1。

表1 三組各時點血漿I-FABP和D-乳酸濃度的變化(n=8)

注：與T0時比較，*P<0.05；與C組比較，△P<0.05；與S組比較，#P<0.05

2.2 腸道細(xì)菌移位率檢測結(jié)果 三組從血、腸系膜淋巴結(jié)、肝、腎、肺、脾組織中共檢出大腸桿菌、腸球菌兩種細(xì)菌，均屬腸道常駐菌，見圖1。經(jīng)計算，Sev組遠(yuǎn)隔器官細(xì)菌移位率低于S組(P<0.05)，高于C組(P<0.05)。見表2。

2.3 組織病理學(xué)觀察結(jié)果 HE染色顯示，C組腸黏膜結(jié)構(gòu)正常，腺體絨毛刷狀緣整齊，黏膜無水腫充血。S組腸黏膜損傷嚴(yán)重，可見黏膜出血、大量上皮細(xì)胞壞死和炎細(xì)胞浸潤。Sev組較S組損傷明顯減輕，僅見輕度腺體擴張、上皮下間隙水腫和少量炎細(xì)胞浸潤。見圖2。

圖1 光鏡下檢出的遠(yuǎn)隔臟器細(xì)菌種類

組別動物數(shù)(只)檢測臟器數(shù)(個)腸道細(xì)菌移位臟器數(shù)(個)血腸系膜淋巴結(jié)肝肺腎脾合計細(xì)菌移位率(%)C組84803100048．33S組8482887733572．92?Sev組8480855202041．67?#

注：與C組比較，*P<0.05；與S比較，#P<0.05

圖2 各組空腸組織病理學(xué)染色結(jié)果(HE，×10)

3 討論

急性失血是圍手術(shù)期低血容量休克的常見原因。其引發(fā)的循環(huán)血容量不足和紅細(xì)胞比容驟降，可導(dǎo)致心排血量減少、周圍血管收縮和血壓下降，進而促發(fā)器官氧供需失衡、組織無氧代謝和功能受損。既往針對失血性休克器官保護的研究，主要集中在心、腦等重要臟器。而新進研究顯示，機體為保障休克時心腦等重要器官的供血，腸循環(huán)常發(fā)生血液重新分布而更易出現(xiàn)低灌注。由于腸絨毛具有“逆流交換機制”等特點，使腸黏膜對缺血缺氧極為敏感而更易引發(fā)腸屏障受損[1]，進而導(dǎo)致腸道菌群大量移位至其他器官而加重休克。因此，腸黏膜屏障既是休克病理過程的“易受害者”，更是加劇休克的“發(fā)起者”。目前，臨床上針對休克引發(fā)的腸黏膜屏障損傷主要采用對癥治療，但療效不佳。而應(yīng)用基于藥物的器官保護策略，可能針對病理損傷機制而發(fā)揮良好的防治作用。

七氟烷是臨床上常用的吸入麻醉藥。研究表明，其對心、腦、肝、腎等器官具有保護作用[2-4]。Rodriguez-lopez等[6]研究顯示，七氟烷可明顯減少豬主動脈手術(shù)過程中低血壓和酸中毒的發(fā)生。而Stumpner等[7]的研究證實，七氟烷通過COX-2介導(dǎo)而減少心肌梗死的面積。由于失血性休克和心臟手術(shù)過程中的體外循環(huán)有相似的病理生理過程，本研究選用七氟烷，以觀察其對失血性休克腸黏膜屏障的保護作用。過高濃度的七氟烷吸入可能產(chǎn)生心肌抑制和血壓下降而加重休克，且圍手術(shù)期失血性休克常發(fā)生于全麻30 min以后的手術(shù)過程中，因此本研究選用預(yù)先吸入2%(1 MAC)七氟烷30 min的預(yù)處理方式。組織病理學(xué)染色結(jié)果顯示，失血性休克4 h后S組腸黏膜屏障顯著受損，Sev組較其明顯減輕。表明七氟烷預(yù)處理可明顯改善失血性休克引發(fā)的腸黏膜屏障破壞。

I-FABP是哺乳動物腸道黏膜微絨毛組織內(nèi)獨有的低分子蛋白質(zhì)，因其在腸黏膜缺血、缺氧早期即可大量釋放入血，所以近年來被認(rèn)為是診斷腸損傷的早期敏感指標(biāo)[8]。有研究顯示，手術(shù)結(jié)束時，高濃度血清IFABP對診斷腸壞死的敏感性為100%、特異性為98.1%[9]。本研究中，S組血漿I-FABP濃度在失血性休克后30 min即開始增加，1.5 h達(dá)峰值，并持續(xù)至4 h以上。Sev組血漿I-FABP濃度不僅顯著低于S組，且血漿峰值延后至休克后2 h，表明七氟烷預(yù)處理不僅減輕、而且延緩了失血性休克腸黏膜屏障破壞的發(fā)展。

哺乳動物體內(nèi)D-乳酸主要由腸道內(nèi)菌群發(fā)酵生成，因此，腸屏障破壞時，其血漿濃度迅速上升。Sobhian等[10-11]研究顯示，D-乳酸是預(yù)測失血性休克腸道損傷和預(yù)后的重要指標(biāo)。本研究中，S組血漿D-乳酸濃度在失血性休克后1 h開始增高，晚于I-FABP的升高時間，表明在預(yù)測腸屏障損傷方面，D-乳酸指標(biāo)稍滯后于I-FABP。由于Sev組在休克后4 h血漿D-乳酸濃度較休克后1 h升高，雖明顯低于S組，但仍高于C組，表明七氟烷預(yù)處理并未完全阻止失血性休克引發(fā)的腸黏膜屏障破壞，或者由于腸道內(nèi)菌群移位至全身而上調(diào)了D-乳酸濃度。

失血性休克發(fā)生后，腸黏膜屏障的嚴(yán)重受損可導(dǎo)致腸道正常菌群或內(nèi)毒素向腸外轉(zhuǎn)移而加重休克。因此，保護腸黏膜屏障功能，減少細(xì)菌與毒素移位，是低血容量休克治療的重點[12]。研究表明，機體免疫功能受抑、腸黏膜免疫屏障受損，是細(xì)菌移位的重要條件和主要原因[13]。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，臨床上常用的吸入麻醉藥均可抑制單核和巨噬細(xì)胞釋放細(xì)胞因子而發(fā)揮抗炎作用[14]。亦有研究表明，七氟烷預(yù)處理可以通過抑制炎癥反應(yīng)而降低感染性休克大鼠的死亡率[15]。本研究中，S組血液、肝、腎等臟器中檢出2種腸道菌群，Sev組細(xì)菌移位率明顯低于S組，表明七氟烷預(yù)處理可明顯降低失血性休克引發(fā)的腸道細(xì)菌移位，提示七氟烷可能通過減輕失血性休克引發(fā)的炎性反應(yīng)而改善腸屏障功能。

本研究中，Sev組血漿I-FABP、D-乳酸濃度和細(xì)菌移位雖明顯低于S組，但仍明顯高于C組，說明2%七氟烷30 min預(yù)處理，能減輕但不能完全阻止失血性休克豬腸黏膜屏障損傷的發(fā)生。增加七氟烷吸入濃度和吸入時間、七氟烷預(yù)處理是否可以完全阻止失血性休克引發(fā)的腸黏膜屏障損傷，需要進一步研究證實。

綜上所述，七氟烷預(yù)處理可顯著降低失血性休克豬血漿I-FABP、D-乳酸濃度和細(xì)菌移位，對腸黏膜屏障具有保護作用。

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Effect of sevoflurane preconditioning on the concentration of plasma I-FABP and D-lactate and bacterial translocation in hemorrhagic shock pigs

WANG Li-jing,SUN Ying-jie,DIAO Yu-gang,ZHANG Tie-zheng,JIN Qiang*

(Department of Anesthesiology,The General Hospital of Shenyang Military Region,Shenyang 110016,China)

Objective To investigate the effect of sevoflurane preconditioning on the concentration of plasma I-FABP and D-lactate and bacterial translocation in hemorrhagic shock pigs.Methods Twenty four Bama miniature pigs with male and female informal were equally divided into control (C) group,hemorrhagic shock (S) group and sevoflurane precondition (Sev) group using random number table method.Pigs from group Sev inhaled 2% sevoflurane 30 min while animals from group C and group S inhaled air.Afterwards, the hemorrhagic shock model was established in group S and group Sev.The concentration of plasma I-FABP and D-lactate were measured using ELISA method before anesthesia (T0) and at 30 min (T1),1 h (T2),1.5 h (T3),2 h (T4),3 h (T5),4 h (T6) after the hemorrhagic shock model was made.The jejunum sample was obtained for HE staining at T6,and the inferior vena venous blood,mesenteric lymph nodes,live,lung,kidney and spleen samples were obtained for bacterial culture at the same time.Afterwards,the bacterial translocation rate was calculated.Results The concentration of plasma D-lactate,I-FABP and the rate of bacterial translocation in group Sev were lower than those of group S (P<0.05) and higher than those of group C (P<0.05).HE staining showed obvious intestinal mucosa injury in group S.The injury was alleviated in group Sev while the tissue structure in group C was normal.Conclusion Sevoflurane preconditioning can significantly decrease the concentration of plasma I-FABP,D-lactate and bacterial translocation,and has gut mucosal barrier protection effect on hemorrhagic shock pigs.

Sevoflurane;Hemorrhagic shock;Gut mucosal barrier;I-FABP;D-lactate;Bacterial translocation

2015-04-18

沈陽軍區(qū)總醫(yī)院麻醉科，沈陽 110016

軍隊后勤科研重點項目(BWS12J008)；國家自然科學(xué)基金(81471121)

10.14053/j.cnki.ppcr.201511001

*通信作者