不同潮气量机械通气对ALI大鼠肺的影响

陈宁1白杰1董谞楣1崔娜1王惠凌1

陈宁1白杰1董谞楣1崔娜1王惠凌1石立英2

（1.河北大学附属医院ICU071051；2.河北省保定市第三中心医院071051）

【摘要】目的研究不同潮气量机械通气对急性肺损伤大鼠肺组织的影响。方法40只健康SD大鼠随机分为2组（n=20），①小潮气量组（LV组）：潮气量8ml/kg；②大潮气量组：潮气量30ml/kg。制作急性肺损伤模型成功后，随即进行机械通气。通气2h后处死动物，取血及全肺称湿重，计算肺系数（肺湿重/体重×100）来比较肺水肿的程度；取取右下肺叶，用4%多聚甲醛固定，待病理切片检查。结果①潮气量的增加使肺脏充血明显，肺组织结构紊乱，有肺不张，多量炎性细胞浸润，肺泡腔内有红色的渗出，微血管内有血栓形成。②肺系数的变化：各组肺系数相比，HV组明显高于LV组（p＜0.01）；。结论大潮气量机械通气加重了ALI大鼠的肺损伤。

【关键词】急性肺损伤；机械通气；肺系数

目前，呼吸机的应用在大中型医院已经得到普及，已经成为抢救危重症患者必不可少的设备之一。机械通气是抢救急性肺损伤（ALI）/急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的重要手段，但随着呼吸机的应用增加，呼吸机本身所引起的肺损伤（ventilator-inducedlunginjury,VILI）发生率也逐步增加。本实验通过建立ALI的动物模型，分别应用不同潮气量8ml/kg和30ml/kg进行通气治疗，观察肺组织病理及肺系数的改变，探讨不同潮气量对ALI肺组织的影响。

1材料和方法

1.1ALI动物模型的建立

健康雄性SD（Sprague-Dawley）大鼠，体重270～320g（购自河北大学实验动物中心）。术前称重，将各组大鼠用10%水合氯醛腹腔内注射麻醉后，取仰卧位，置于手术台上。分离颈动脉、颈静脉；行动脉、静脉插管，以备测血气。应用静脉内注射油酸制作急性肺损伤模型，剂量为0.1ml/kg，用1ml微量注射器抽取进行静脉注射，静脉注射后3～5min，大鼠呼吸增快、鼻翼煽动、呼吸费力、口腔黏膜和四肢末梢紫绀。抽取动脉血气，以氧合指数PaO2/FiO2≤300，作为急性肺损伤模型成功的指标。模型建立后，分离气管，气管切开插管，连接动物用呼吸机（成都泰盟HX-300S型动物呼吸机）。

1.2机械通气

40只大鼠随机分为2组（n=20），⑴小潮气量组（LV组）：潮气量8ml/kg；⑵大潮气量组：潮气量30ml/kg，；各组大鼠除潮气量设置外，呼吸频率小潮气量组：70次/分，大潮气量组：50次/分；吸呼比（I:E）：1：2，FiO2为1.0。

1.3标本采集

通气2h后，从颈动脉处放血处死动物，然后立即开胸取肺，游离主支气管至环状软骨处，于气管分叉处上1cm剪断，剔除结缔组织，用滤纸吸干血污，称重，计算肺系数（LI，肺湿重/体重×100）。取右下肺叶，用4%多聚甲醛固定，待病理切片检查。

1.4观察指标

用HE染色法观察肺组织病理改变。

1.5统计学处理

采用SPSS11.5统计学软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用单因素方差分析，若p＜0.05认为有统计学意义，进一步进行SLD-t检验，若p＜0.05认为差异显著。

2结果

2.1大体观察

肉眼下观察，各组肺脏体积均增大，外观程暗红色充血、水肿及出血为主，双肺中、下叶较重，切面及气管内有粉红色泡沫状液体溢出。HV组肺脏明显肿胀，严重充血，双肺背侧面较重，肺脏表面可见多个出血灶，切面及气管内有多量的红色泡沫状液体溢出。

2.2光镜下HE染色切片病理学改变

LV组可见肺间隔轻度增厚，有较多的炎性细胞浸润，肺泡隔和肺泡腔内可见少量红细胞，微血管内有血栓形成，肺泡腔内有少量的渗出物；HV组病变较重，可见明显的肺不张，结构紊乱，肺泡腔内有红色的渗出物，有大量炎性细胞的浸润。（见图1—2）。

2.3肺系数的比较见表1：各组肺系数相比，HV组明显高于LV组（p＜0.01）。

表1Thechangeoflungindex（x±s）

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note：﹡comparetoLVgroupp＜0.05.

3讨论

油酸型ALI/ARDS动物模型在病因上较好的模拟了严重创伤、多发性骨折、脂肪栓塞所致ALI/ARDS。动物体内注入油酸的模型最初作为脂肪栓塞综合征的模型被接受。自从Ashbaugh和Uzawa用油酸建立非心源性肺水肿的模型后，油酸导致的急性肺损伤被更多的用于ARDS的研究[1]。油酸可以激活补体C5a，促进多形核中性白细胞（PMN）在肺内扣押（sequestration）并激活PMN，释放氧自由基，损伤毛细血管内皮细胞，引起化学性炎症，激活凝血系统，导致血栓形成，机械栓塞可以引起血管痉挛，导致局部缺血，由此导致灌注不足，弥散障碍及通气/血流比例失调，引起肺泡-动脉氧分压差（PA-aO2）和肺内分流（Qs/Qt）增加及动脉氧分压下降[2-3]。研究表明，肺是最易受油酸损害的器官，油酸注入后肺毛细血管内皮和肺泡上皮细胞的损害明显重于肝细胞[4]，提示油酸的损害发生在局部（肺组织），而不是发生在全身其他组织。此结果被其它研究进一步证实。Shah[5]等认为静脉注射0.06ml/kg油酸就可以引起急性肺损伤，且不致动物短时间内死亡。本实验中各组动物在吸室内空气的情况下，注射油酸0.1ml/kg后，很快出现呼吸加快，唇紫绀，血气示PaO2、PaO2/FiO2明显下降，病理学检查有肺泡连续性被破坏、肺水肿、肺不张、肺间质炎性细胞浸润、肺充血和微血管内血栓形成等病变，这些变化与文献报道一致[6]，说明模型制备成功。

VILI的主要病理学改变是高通透性肺水肿、中性粒细胞聚集活化、肺泡出血和肺泡间隔增厚[7]。本实验发现大潮气量通气组大鼠肺泡隔不同程度的增厚及肺不张，部分肺泡有出血，肺组织有中性粒细胞为主的炎症细胞浸润。小潮气量组肺泡结构尚完整，肺组织也有少量炎症细胞浸润。

总之，在肺损伤的情况下，大潮气量机械通气可以造成肺脏的进一步损害，肺充血和水肿、出血、不张，肺内炎性细胞浸润，而小潮气量有一定的肺保护作用。

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Fig.1thechangeofpathologyafterlowtidalvolumeventilation(HEstaining,originalmagnification:×100)

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Fig.2thechangeofpathologyafterhightidalvolumeventilation(HEstaining,originalmagnification:×100)

参考文献

[1]SchusterDP.ARDS:clinicallessonsfromoleicacidmodelofacutelunginjury[J].AmJRespirCritCareMed,1994,149(1):245-260.

[2]NamNJ,BrowerRG,FesslerHE,etalBiologicalvariabilityinmechanicalventilationrateandtidalvolumedoesnotimproveoxygenationorlungmechanicsincanineoleicacidlunginjury..AmJRespirCritCareMed,2000,161(6):1797-1804.

[3]CakarN,DerKlootTV,YoungBloodM,etalOxygenationresponsetoarecruitmentmaneuverduringsupineandpronepositioninanoleic-inducedlunginjury[J].AmJRespirCritCareMed,2000,161(6):1949-1956.

[4]BeilmaneG.Pathogenesisofoleicacid-inducedlunginjuryinrat:distributionofoleicacidduringinjuryandearlyendothelialcellchanges..Lipids,1995,30:817-825,

[5]ShanNS,NakayamaDK,JacobTD,etalEfficacyofinhalednitricoxideinoleicacid-inducedacutelunginjury[J].CritCareMed,1997,25(1):153-158.

[6]Zhao-HuiZhao,BoSun,KeLin.Preventionofrabbitsacutelunginjurybysurfactant,inhalednitricoxide,andpressuresupportventilation[J].AmJRespirCritCareMed,2000,161(2):581-588.

[7]RicardJD,DreyfussD,SaumouG.Ventilator-inducedlunginjury[J].EurRespirJSuppl,2003,42:2s-9s.