早期高压氧治疗对内毒素致ARDS大鼠血清炎性因子的影响

早期高压氧治疗对内毒素致ARDS大鼠血清炎性因子的影响

王震贾萍管亚东段满林（通讯作者）

王震贾萍管亚东段满林（通讯作者）

（南京大学医学院附属金陵医院高压氧科江苏南京210002）

【摘要】目的：观察内毒素（lipopolysaccharide,LPS）致急性呼吸窘迫综合征（acuterespiratorydistresssyndrome,ARDS）大鼠经早期高压氧（hyperbaricoxygen,HBO）治疗后，血清中TNF-α、IL-1β及IL-10表达的变化，探讨HBO治疗ARDS的潜在机制。方法：健康SD大鼠72只，体重200~250g，随机分为3组：对照组由尾静脉注射生理盐水2.5ml/kg，LPS组注射LPS（0.3%）2.5ml/kg，HBO组注射同剂量LPS后30min行HBO治疗60min（2ATA）；在注射后2h、6h及12h各组随机取8只大鼠，观察肺组织病理形态，ELISA法检测血清TNF-α、IL-1β及IL-10含量。结果：LPS组肺组织病理形态符合ARDS表现，HBO组有所改善。与对照组相比，LPS与HBO组TNF-α在2h、6h和12h升高（P<0.05），HBO组在2h和6h较LPS组下降（P<0.05）;LPS与HBO组IL-1β在2h、6h和12h升高（P<0.05），HBO组在2h和6h较LPS组升高（P<0.05）;LPS组IL-10在6h和12h升高（P<0.05），HBO组在2h和6h时较LPS组升高（P<0.05）。结论：本实验条件下，早期HBO治疗可以减轻LPS致ADRS大鼠的肺组织损伤，其途径可能与抑制了致炎因子TNF-α的表达，增强了抗炎因子IL-10的表达有关。

【关键词】高压氧；ARDS，LPS；肺保护；TNF-α；IL-1β；IL-10

【中图分类号】R-332【文献标识码】A【文章编号】1004-6194（2015）01-0073-02

TheeffectofearlyHBOonseruminflammatorymediatorsinratswithLPS-inducedARDS

WANGZhen,JIAPing,GuanYa-dong，DuanMan-lin

(DepartmentofHyperbaricOxygen,JinlingHospital,NanjingUniversitySchoolofMedicine,Nanjing210002,JiangsuProvince,China)

【Abstract】Objective：ToobservetheinfluenceofearlyHBOonTNF-α,IL-1βandIL-10expressioninratswithLPS-inducedARDS,investigatetheunderlyingbiologicalmechanism.Methods：Seventy-twohealthySDrats,weighranging200to250g,wererandomlypidedintocontrol,LPSandHBOgroups.RatsinLPSgroupwereinjectedLPS(0.3%,2.5ml/kg)fromcaudalvein,thirtyminuteslater,HBOwasgiventoHBOgroup,whilenormalsalinewasadministeredtoratsinthecontrolgroup.Bloodandlungtissueswerecollectedat2,6,and12hafterinjection.ObservedLungpathologicalchangesusingHE,detectedthecontentofTNF-α、IL-1βandIL-10usingELISA.Results：LungpathologicalchangesinLPSgroupwereconsistentwithARDS.RatsinHBOgroupexhibitedlesslunginjury.Ascompariedwithcontrolgroup,TNF-αinLPSgroupwerehigherat2,6and12h(P<0.05),whiledecreasedat2and6hinHBOgroup(P<0.05);IL-1βinLPSgroupwerehigherat2,6and12h(P<0.05),increasedat2and6hinHBOgroup(P<0.05);IL-10intheLPSgroupwerehigherat6and12h(P<0.05),increasedat2and6hinHBOgroup(P<0.05).Conclusion：Underourexperimentalconditions,earlyHBOattenuatelungdamageinratswithLPS-inducedADRS.ThesebenefitsofHBOcouldbeassociatedwithsuppressionofTNF-αexpressionandincreasedexpressionofIL-10.

【Keywords】HBO;ARDS,LPS;LungProtection;TNF-α;IL-1β;IL-10

急性呼吸窘迫综合征（acuterespiratorydistresssyndrome，ARDS）是在严重感染、休克、创伤及烧伤等疾病过程中继发弥漫性肺间质及肺泡水肿，所导致的急性低氧性呼吸功能不全或衰竭，是失控的全身炎症反应在肺部的集中体现，进一步可发展成为多脏器功能衰竭，病死率高达40%[1-2]。

高压氧（hyperbaricoxygen，HBO）治疗是在高于1个大气压的环境下呼吸高浓度氧或是纯氧来治疗疾病的一种技术，研究发现，HBO治疗可有效地纠正多种方法诱发的ARDS大鼠肺水肿和低氧血症，还可以抑制IL-1β和IL-8的表达[3-5]。本实验通过观察内毒素（lipopolysaccharide，LPS）致ARDS大鼠经早期高压氧早期治疗后，血清中TNF-α、IL-1β及IL-10表达的变化，进一步探讨HBO治疗ARDS的潜在机制。

1材料与方法

1.1实验试剂与器材脂多糖内毒素（美国sigama公司055:B5,L2880）；TNF-α、IL-1β、IL-10酶联免疫吸附法试剂盒（南京建成科技有限公司）。

1.2方法

1.2.1ADRS大鼠模型制备健康SD大鼠72只，雌雄不限，体重200-250g，随机分为对照组、LPS和HBO组，LPS和HBO组大鼠尾静脉注射LPS（0.3%）2.5ml/kg，建立ARDS模型，对照组注射等体积生理盐水。

1.2.2HBO治疗方案HBO组尾静脉注射后30min行HBO治疗，纯氧加压至2ATA，全程吸氧共60min，其中升压、减压各10min，同时以10L/min速率用纯氧给舱内换气，检测排氧口氧浓度需高于98%；对照组及LPS组大鼠置于常压空气中。

1.2.3标本制备及检测方法各组分别在注射后2h、6h和12h随机选取8只大鼠麻醉后采血，ELISA法测定TNF-α、IL-1β及IL-10水平，剪取右肺中叶组织固定，HE染色后光镜下观察。

1.3统计学处理采用SPASS13.0统计学软件进行分析，计量资料以均数±标准差(±s)表示，数据多组间比较采用单因素方差分析，组间有差异进一步比较采用LSD-t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1一般情况对照组大鼠较实验前无明显变化；LPS组造模成功后约10min即出现精神萎靡、鼠毛竖立、进食及活动减少，伴有呼吸急促、紫绀等表现，符合ARDS的临床表现；HBO组经治疗后呼吸急促、紫绀症状改善。

2.2肺组织细胞形态（图1）

3讨论

在全身炎症反应中，TNF-α诱导了内皮细胞活化、白细胞迁移、粒细胞脱颗粒和毛细血管渗漏，IL-1β诱导细胞黏附分子表达、激活免疫细胞产生多种细胞因子、促进兴奋性氨基酸和自由基等神经毒性物质的产生和释放，IL-10可以抑制炎性细胞的黏附和浸润，并抑制TNF-α、IL-1和IL-6等细胞因子。本研究中，HBO治疗干预在早期抑制了TNF-α的表达，IL-1β在HBO处理后6h及12h较LPS组增高，IL-10在处理后2h和6h表达高于LPS组；同时HBO组肺组织损伤较LPS组改善。

潘爱军[4]、彭小刚[5]等人研究证明，单次或连续的HBO治疗对ARDS大鼠肺水肿均有改善作用，最早可在发病后6h，最晚可持续至3-7d；血气分析表明，HBO治疗最早能在3h内纠正低氧血症，在第6h改善酸中毒[5]。这与HBO减少炎性细胞在肺部的聚集、活化，减轻肺组织间水肿，同时增强了机体的有氧代谢等作用相关。HBO组IL-1β表达增强可能是由于高分压纯氧作用于机体，刺激肺组织产生特异性的炎症反应[6-7]，刘志红等[8]的研究也发现，HBO治疗使得健康和低炎症反应大鼠的血浆IL-6的表达增加，IL-10的表达减少，具有促炎作用，这一“双刃剑”效应提示我们需进一步探索不同治疗时机下的治疗强度。

故可得出结论，在本实验条件下，早期给予单次HBO治疗，可以减轻LPS致ADRS模型大鼠的肺组织损伤。其途径可能是抑制了致炎因子TNF-α的表达并增强了抗炎因子IL-10的表达。

参考文献：

[1]FergusonND,CookDJ,GuyattGH,eta1.High-frequencyoscillationinearlyacuterespiratorydistresssyndrome[J].NEnglJMed,2013,368(9):795~805.

[2]YoungD,LambSE,ShahS,eta1.High—frequencyoscillationforacuterespiratory,distresssyndrome[J].NEnglJMed,2013,368(9):806—813.

[3]PerngWC，WuCP，ChuSJ，eta1．Effectofhyperbaricoxygenonendotoxin-inducedlunginjuryinrats．Shock，2004，21：370-375．

[4]潘爱军，金魁，周树生等．高压氧对油酸诱导大鼠急性肺损伤作用的实验研究[J]．中国危重病急救医学，2010，22:422-425．

[5]彭小刚,王洪敏,等,高压氧对脂多糖内毒素致急性肺损伤大鼠的抗炎作用[J].中华物理医学与康复杂志,2011,33(2),91-94.

[6]方以群,张懿，高氧诱导的急性肺损伤研究现状及治疗靶点[J].转化医学杂志,2013,2(5):260-265.

[7]SlutskyAS.Lunginjurycausedbymechanicalventilation[J].Chest,1999,116(1Suppl):9S-15S.

[8]刘志红，冯芳，王钢.高压氧对大鼠T淋巴细胞和细胞因子的影响[J].中华急诊医学杂志，2012,21(8),846-850.

通讯作者：

段满林,E-mail:dml9001@163.com