閆 焱 佘守章

廣州市第一人民醫(yī)院麻醉科(廣州 510180)

腹腔鏡手術(shù)由于創(chuàng)傷小、術(shù)后恢復快等優(yōu)勢，在臨床各?？剖中g(shù)中得到廣泛普及。手術(shù)過程中CO2氣腹通常維持在腹內(nèi)壓力1.33～2.0 kPa，放氣時產(chǎn)生的再灌注損傷可導致內(nèi)臟血流減少以及氧化應激引起器官缺血。對于老年病人和高?；颊?，這種缺血再灌注損傷和氧化應激反應是影響圍術(shù)期安全的隱患。

動物研究中將許多試劑用于保護氧化應激引起的器官損傷，但是這些試劑距離臨床研發(fā)和應用仍有漫長的進程[1]。右美托咪定(dexmedetomidine，Dex)是高選擇性α2腎上腺素能受體激動劑，具有鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、抗焦慮等作用，主要用于臨床圍術(shù)期麻醉及術(shù)后鎮(zhèn)痛。研究表明Dex可通過抗交感、抑制細胞凋亡、抑制氧化應激及炎性反應等多種途徑，對腦、心臟、腎臟、肝臟、肺臟等器官發(fā)揮保護作用[2-3]。

本實驗通過建立大鼠CO2氣腹模型，采用Dex進行干預治療，觀察肺功能的改變并檢測肺組織MDA和8-iso PGF2α的水平，探討Dex對CO2氣腹肺損傷的保護作用，為臨床降低腹腔鏡手術(shù)中氣腹引起的肺臟氧化應激損傷提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與分組

3～4周齡體質(zhì)量250～280 g的SD雄性大鼠54只，實驗動物由廣東省實驗動物中心提供，在廣州市第一人民醫(yī)院動物實驗中心統(tǒng)一飼養(yǎng)，遵循實驗動物倫理學并通過醫(yī)院實驗動物倫理委員會審查批準。

大鼠隨機分為三組：對照組(C組)、氣腹組(P組)、右美托咪定組(D組)(n=18)，每組中6只用于肺功能檢測并于放氣2 h提取肺臟，在氣腹前、氣腹2 h每組各6只用于提取肺臟。術(shù)前將動物置于安靜，自然光的環(huán)境飼養(yǎng)48 h以上，保持動物在室溫、12～12 h晝夜節(jié)律，自然飲水、進食。

大鼠經(jīng)腹腔注射Ketamine 80 mg/kg麻醉，行氣管切開，插入氣管導管，取仰臥位放于Buxco動物呼吸生理測試系統(tǒng)的動物倉內(nèi)，連接容量控制型小動物呼吸機(Harvard, model 683)，機械控制通氣(VT0.8～1.0 mL/100 g，f 85次/分鐘)。

1.2 動物模型的建立

麻醉后大鼠仰臥于手術(shù)臺，C組僅于臍下向腹腔內(nèi)插入20號套管針，不充入CO2氣體；P組和D組通過氣腹導管連接氣腹機(Stryker)，以1.60 kPa 壓力充入CO2氣體2 h。D組于氣腹前30min腹腔內(nèi)注射右美托咪定100 μg/kg，C組和P組注射相同容量的質(zhì)量濃度為9 g/L的生理鹽水。

1.3 標本采集

分組處理后，在氣腹前、氣腹2 h、放氣2 h提取大鼠肺臟組織。打開胸腔，分離暴露雙側(cè)肺臟及氣管，取右肺組織用冰生理鹽水漂洗、稱重，置研磨器中，加入1 mL PBS研磨至10%勻漿，離心機4 ℃，3 000 rpm離心15min，取上清分裝，-20 ℃保存待測。

1.4 觀測指標

1.4.1 肺功能指標 應用Buxco動物呼吸生理測試系統(tǒng)，分別在氣腹前(T0)、氣腹15min(T1)、氣腹60min(T2)、氣腹2 h(T3)、放氣15min (T4)、放氣60min(T5)、放氣2 h(T6)等時點，記錄：①Cdyn：動態(tài)順應性(mL/cmH2O)；②RI：肺阻力(cmH2O·(secs/mL))；③Ppeak：氣道峰壓(cmH2O)。

1.4.2 肺臟氧化應激指標 用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測T0、T3、T6時點肺臟組織MDA、8-iso PGF2α水平。取步驟1.3制備好的10%肺組織勻漿，大鼠組織MDA和8-iso PGF2α ELISA檢測試劑盒購自美國Cayman公司，按照試劑盒上的步驟測定肺組織中MDA和8-iso PGF2α的含量。

1.5 統(tǒng)計學處理

2 結(jié) 果

2.1 Dex降低氣腹大鼠肺組織氧化應激指標MDA和8-iso PGF2α水平的升高

氣腹前(T0)MDA、8-iso PGF2α組間比較無差異。在氣腹2 h(T3)時P組和D組增高，高于氣腹前(T0)(P=0.001)，且P組高于D組和C組(P=0.001)。放氣2 h(T6)時測得P組和D組MDA下降，P組低于T3(P=0.001)，但高于T0(P=0.001)，且高于D組和C組同時點(P=0.001)；D組在T6時點下降，仍高于T0水平和C組同時點(P=0.001)。見表1及圖1。

2.2 Dex能夠改善氣腹所致大鼠肺功能指標的改變

P組和D組T1時點與T0相比較，Ppeak和RI增高，氣腹過程中持續(xù)增高趨勢，T3時點達最高值，P組RI增高幅度達42%，高于D組的25%；T4時點D組已接近T0水平，而P組在T5時點才降至T0水平。見圖2 A。P組和D組Cdyn隨著氣腹的延長下降，P組(38%)低于D組(21%)(t=8.218，P=0.001)，D組Cdyn值在T4時點恢復至T0值(t=2.472，P=0.216)，P組在T5時點與C組差異(t=2.549，P=0.079)。見圖2 B。

2.3 肺組織MDA、8-iso PGF2α水平與RI和Cdyn具有一定的相關(guān)性

MDA、8-iso PGF2α水平與RI呈正相關(guān)(r=0.778，0.802，P=0.001)，與Cdyn呈負相關(guān)(r=- 0.841，- 0.823，P=0.001)。見圖3(A-D)。

表1 三組各時點MDA、8-iso PGF2α水平比較

組內(nèi)比較：與同組T0相比，※P<0.05，※※P<0.01；與同組T3相比，*P<0.05，**P<0.01

組間比較：與C組同時點相比，△P<0.05，△△P<0.01；與D組同時點相比，#P<0.05，##P<0.01

F1、P1：組內(nèi)各時點兩兩比較；F2、P2：組間相同時點比較

圖1 三組不同時點肺臟MDA、8-iso PGF2α水平組內(nèi)比較：與氣腹前相比，※P<0.05，※※P<0.01組間比較：與C組同時點相比，△P<0.05，△△P<0.01；與D組同時點相比，#P<0.05，##P<0.01

圖2 三組各時點RI、Cdyn變化趨勢組內(nèi)比較：與同組T0相比，※P<0.05，※※P<0.01組間比較：與C組同時點相比，△P<0.05，△△P<0.01；與D組同時點相比，#P<0.05，##P<0.01

圖3 A MDA與RI相關(guān)性

圖3 B MDA與Cdyn相關(guān)性

圖3 C 8-iso PGF2α與RI相關(guān)性

圖3 D 8-iso PGF2α與Cdyn相關(guān)性

3 討 論

腹腔鏡手術(shù)過程中，CO2氣腹可引起缺血-再灌注損傷，這種缺血-再灌注可引起多種自由基的產(chǎn)生，損害細胞功能，活性氧自由基(ROS)與抗氧化物之間失衡，從而導致氧化應激反應。與其他組織相比，肺臟處于較高氧濃度下，對于氧化應激反應尤其敏感。肺臟每天要暴露在10～15 000 L的空氣中，每次呼吸都含有大量的外源氧化化合物，如污染物、煙霧和過敏原[4]，這些外源因素刺激炎性細胞產(chǎn)生自由基。在這種環(huán)境下，諸如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶、骨髓過氧化物酶、黃嘌呤氧化酶和嗜酸性細胞過氧化物酶等酶反應途徑被激活，生成內(nèi)源性ROS[5]?；诖?，肺臟形成了許多抗氧化防御機制以減少氧化物和維持肺臟的氧化平衡。然而我們必須清楚的是若ROS的產(chǎn)生大于細胞的清除能力時，這些復雜的抗氧化機制會不堪重負，導致氧化應激反應的發(fā)生[6]。有許多生物標記物可以用來量化氧化應激水平，通過多模型、多實驗室的氧化應激生物標記物研究，對許多生物標記物進行比較，發(fā)現(xiàn)最具指示性的標記物是異構(gòu)前列腺素，特別是8-異構(gòu)前列腺素F2α (8-iso-PGF2α)[7]。8-iso-PGF2α濃度的增加是呼吸系統(tǒng)病變的共同特征，如哮喘、COPD、肺動脈高壓、ARDS等。MDA 是自由基脂質(zhì)過氧化反應的最終產(chǎn)物，MDA水平可評估缺血-再灌注所產(chǎn)生的自由基造成的損傷程度[8]，其水平高低可反應氧化應激損傷的程度。

Dex用于臨床鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛及全麻輔助用藥，其肺保護作用日益得到臨床認可和關(guān)注，可減少MDA含量，進而減輕氧化應激損傷發(fā)揮肺保護作用[9]。本研究中我們應用Dex 100 μg/kg預處理CO2氣腹模型大鼠，檢測大鼠肺組織MDA和8-iso-PGF2α水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)氣腹前三組組間比較無差異，氣腹2 h時P組和D組MDA、8-iso PGF2α水平較C組和氣腹前升高，且P組高于D組和C組；放氣2 h時肺組織中MDA和8-iso PGF2α濃度已降低，D組低于P組，但仍高于氣腹前水平和C組。結(jié)果表明氣腹前30min給予Dex預處理，可降低氧化應激標記物MDA和8-iso-PGF2α水平，減輕肺組織氧化應激反應的發(fā)生。

Dex對肺臟保護作用的研究多集中在降低炎癥反應、抗氧化應激、抑制細胞凋亡等方面，對肺功能指標的影響卻少有報道。本研究在觀察CO2氣腹大鼠肺臟氧化應激反應的同時，應用Buxco動物呼吸生理測試系統(tǒng)記錄不同時點氣道峰壓(Ppeak)、肺動態(tài)順應性(Cdyn)、肺阻力(RI)等肺功能指標，評價Dex對氣腹下肺功能的影響。

CO2氣腹下腹內(nèi)壓力升高，可致呼吸力學參數(shù)的改變。Ppeak 是機械通氣時每個呼吸周期中所通過的氣流對氣道壁所產(chǎn)生的最大壓力，與肺動態(tài)順應性(Cdyn) 關(guān)系密切，肺順應性是由每單位肺壓改變所引起的肺容量的改變，兩者共同反映肺的呼吸運動功能；肺阻力(RI)評價氣道高反應性。有報道[10]當腹內(nèi)壓力為2.0 kPa時，呼吸系統(tǒng)順應性可減少27%，吸氣峰壓增加35%，放氣后90分鐘內(nèi)恢復至正常水平。Dex可減少無效腔氣量，增加肺順應性和氧合[11]，在胸科手術(shù)單肺通氣時可降低肺內(nèi)分流，從而達到肺保護的作用[12]。我們研究發(fā)現(xiàn)RI和Cdyn隨氣腹時間的延長變化明顯，D組Ppeak、RI高于C組，增加幅度卻低于P組；Cdyn下降幅度小于P組。此肺功能指標的改變隨氣腹時間的延長而加劇，氣腹2 h時P組RI增加42%，Cdyn下降38%，明顯高于D組的25%和21%，說明Dex預處理對氣腹產(chǎn)生的肺功能改變有一定的保護作用。同時我們將肺組織氧化應激標記物水平與肺功能指標間進行了相關(guān)分析，結(jié)果表明兩者之間具有相關(guān)性，MDA、8-iso PGF2α水平與RI呈正相關(guān)，與Cdyn呈負相關(guān)。提示我們肺功能指標的變化在一定程度上是肺臟氧化應激反應的結(jié)果。

綜上所述，使用右美托咪定可減輕CO2氣腹誘發(fā)大鼠肺臟的氧化應激反應，有效保護CO2氣腹大鼠肺組織，減輕氣腹對肺組織呼吸運動能力的損傷，臨床腹腔鏡手術(shù)應作為常規(guī)麻醉用藥推廣。