体外循环低温室颤对犬肺功能的影响
【关键词】 体外循环
Effect of hypothermic ventricular fibrillation on lung function in dogs undergoing cardiopulmonary bypass
【Abstract】 AIM: To evaluate the effect of hypothermic ventricular fibrillation on lung function in dogs undergoing cardiopulmonary bypass（CPB）. METHODS: Fourteen healthy adult dogs were randomly divided into 2 groups (n=7 per group): hypothermic fibrillation group (experimental group) and cold crystalloid cardioplegia group (control group). Operation was performed through the fourth right intercostal space under general anesthesia, which was followed by systemic hypothermia to 28℃. A standard CPB was performed in the control group. Ventricular fibrillation was induced by injecting 4℃normal saline into pericardial cavity. The concentration of serum IL8 was measured by ELISA before CPB, at the 1st hour during CPB, at the end of CPB and at the 1st hour after CPB. Lung specimens were obtained before CPB and at the end of CPB. Lung compliance was used to evaluate lung function. RESULTS: The concentration of serum IL8 in the 2 groups was significantly different（P<0.05）, so was it at various time points （P<0.05）. No difference was found in the 2 groups before CPB. The serum IL8 level went up gradually after the initiation of CPB and reached its peak at the end of CPB. IL8 level decreased at the 1st hour after CPB, but it was still higher than that before CPB. Compared with that in the control group, the histopathological lesion in lungs was less severe in the experimental group. No statistical difference of lung compliance was found between the experimental and control groups before CPB, but significant difference was found at various time points between the two groups（P<0.05） after CPB. The lung compliance went down gradually after the initiation of CPB and reached the lowest point by the end of CPB. CONCLUSION: Compared with normal CPB, hypothermic ventricular fibrillation under cardiopulmonary bypass reduces the lesion of tissues and has some protective effects on lung function.
【Keywords】 CPB; lung injury; lung compliance; serum IL8; hypothermic ventricular fibrillation
【摘要】 目的：探讨体外循环低温室颤对犬肺功能的影响. 方法：健康成年杂种犬14只随机分为实验组和对照组,每组7只. 全麻，右侧第四肋间进胸，常规建立体外循环（CPB），心尖部左心引流. 实验组：不阻断升主动脉，血流降温到28℃,心包腔内注入4℃生理盐水诱导室颤；对照组：阻断升主动脉，经主动脉根部灌注停跳液. 检测不同时间点血清IL8浓度、肺顺应性，观察肺组织形态学改变，比较体外循环条件下低温室颤对肺脏的损伤程度. 结果：实验组与对照组的血清IL8的浓度水平比较差异有统计学意义（P<0.05），各时间点之间也存在差异（P<0.05）. 两组在T1时间点的IL8浓度无明显差别，转机后均开始升高，且均在T3时间点达到高峰，并于T4时间点逐渐下降，但仍然高于T1时间点水平. 肺组织形态学显示：实验组较对照组肺组织病理损伤减轻；肺顺应性：实验组与对照组肺顺应性比较差异有统计学意义（P<0.05），各时间点之间也存在差异（P<0.05）. 两组在T1时间点肺顺应性无明显差别，转机后均开始降低，且均在T3时间点达到高峰，并于T4时间点逐渐恢复，但仍然低于T1时间点水平. 结论：体外循环中应用低温室颤技术可降低组织的损伤程度,对肺功能有保护作用.
【关键词】 体外循环；肺损伤；肺顺应性；血清白介素8；低温室颤
0引言
体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)是心脏外科领域的一项重要技术, 常规CPB心脏停搏导致肺损伤已有较多报道，但在体外循环中采用低温室颤保护肺功能少见报道. 本研究旨在探讨体外循环低温室颤对肺功能的影响，为临床应用提供理论依据.
1材料和方法
1.1材料
血清IL8 ELISA试剂盒购自北京华美生物工程公司. 汇康1000型心肺机（天津医疗器械厂）， 氧合器（西京医疗器械厂），惠普M1165A监护仪（德国西门子公司）,940呼吸生理仪（芬兰DATEX公司）. 14只健康成年杂种犬，体质量（30±5）kg,雌雄不限. 随机分为2组,每组7只:实验组: 低温体外循环不阻断升主动脉室颤左室引流组；对照组: 低温体外循环阻断升主动脉常规停跳组.
1.2方法
全麻、气管插管，呼吸机控制呼吸. 经左侧股动、静脉插入动脉测压管及静脉输液管. 监测标准肢体导联心电图，留置尿管，温度探头测鼻温、肛温. 右侧第四肋间进胸，切开心包，暴露心脏，常规建立体外循环. 心尖部插左室引流管，并行循环血流降温，鼻咽温度降至28℃. 对照组：阻断升主动脉和上、下腔静脉，主动脉根部灌注冷血高钾停跳液，心脏停搏，维持120 min，复温，开放升主动脉，恢复自主心跳. 实验组：不阻断升主动脉，保持主动脉压力10.66 kPa. 并行循环，血流降温及心包腔内注入4℃生理盐水，维持鼻咽温度28℃，低温诱导室颤，维持室颤120 min，复温后恢复自主心跳. 分别在CPB前（T1），CPB 1 h（T2），CPB结束即刻（T3），CPB结束后1 h（T4）取犬血清及肺组织并记录肺功能指标.
统计学处理：数据以x±s表示，使用SAS6.0软件进行重复测量方差分析. P<0.05认为差异有统计学意义.
2结果
2.1血清IL8浓度实验组与对照组的血清IL8的浓度水平比较差异有统计学意义（P<0.05），各时间点之间也存在差异（P<0.05）. 两组在T1时间点的IL8浓度无明显差别，转机后均开始升高，且均在T3时间点达到高峰，并于T4时间点逐渐下降，但仍然高于T1时间点水平（Tab 1）.
表1两组血清IL8浓度（略）
2.2肺顺应性实验组与对照组肺顺应性比较差异有统计学意义（P<0.05），各时间点之间也存在差异（P<0.05）. 两组在T1时间点肺顺应性无明显差别，转机后均开始降低，且均在T3时间点达到高峰，并于T4时间点逐渐恢复，但仍然低于T1时间点水平（Tab 2）. 根据统计学相关性分析得知，血清IL8的浓度与相应时间点的肺顺应性成负相关（试验组r=-0.86，P<0.05；对照组r=-0.81，P<0.05）.表2体外循环中两组肺顺应性的比较（略）
2.3肺组织学实验组和对照组CPB前肺组织均结构清晰，肺泡壁完整，肺间质无渗出；CPB结束时，对照组：肺内小血管及毛细血管扩张充血，血管腔内单核细胞增多，并向血管外浸润. 肺泡腔缩小变性，泡壁破裂，肺泡塌陷实变. 肺间质水肿，大量炎细胞浸润；肺泡腔内单核巨噬细胞增多，肺泡隔及肺泡腔内有出血. 实验组肺脏病理改变较对照组减轻，肺水肿轻度，出血少见，肺间质充血、水肿减轻，肺泡和肺间质中性粒细胞浸润较少（Fig 1,2）.
3讨论
CPB肺损伤是心脏术后患者的常见并发症. 在CPB过程中肺脏被游离于全身循环之外，处于缺血状态中，又未被采取任何保护措施，导致肺泡表面活性物质合成减少（PS），血管通透性增加，蛋白渗出，肺水肿及炎性介质释放［1］. PS合成减少，加重肺水肿、肺泡萎缩及肺不张［2，3］，形成肺损伤的病理基础. 同时CPB又能导致全身炎症反应，已有研究证明缺血心肌是CPB中IL8的主要来源，而肺脏是炎性介质的消耗器官，在转流结束后出现“阻断钳松解现象”，肺再灌注炎性介质介导的“白细胞肺内隔离现象”，进一步加重基础损伤，恶化了肺功能［4］.
IL8是一种典型的促炎症介质,在炎症反应中是重要的中性粒细胞趋化因子. CPB过程中，缺血再灌注、补体激活、内毒素的释放及其他细胞因子的影响，均可刺激释放细胞刺因子IL8. 肺顺应性可以较敏感的反映肺实质的病理改变，它与肺功能的状态呈明显相关性. 故我们利用肺顺应性来作为反映肺功能的指标，血清IL8来检测全身炎症反映程度. 实验表明：血清IL8，肺顺应性在CPB前两组差异没有统计学意义，随着CPB的进行，IL8进行性升高至停机达到高峰，随后下降；肺顺应性呈相反趋势，二者相关性分析呈负相关，实验组与对照组比较有明显改善（P<0.05）, 肺组织光镜观察也提示实验组病理改变有明显减轻. 其可能机制为:IL8通过介导TNFα和IL1诱导中性粒细胞(PMN)脱颗粒反应,使毛细血管的通透性增加，及引起PMN在肺部组织的聚集,可以上调补体受体,诱导CD11b/CD18在PMN表面的表达,加剧组织损伤［3］;同时IL8通过增强内皮细胞表面的E选择素、P选择素、PMN表面的L选择素的表达,使PMN易于和血管内皮细胞黏附促进PMN内的CD11b/CD18从胞内移至表面及内皮细胞的黏附因子ICAM1的表达,增强PMN的变形、游走能力,使被趋化的PMN容易进入炎性区域,脱颗粒、释放有毒产物,形成炎性反应［5，6］. 我们认为，CPB不阻断升主动脉低温室颤技术, 使心肌在整个手术过程中得到持续较充分血液供应, 从而减轻了心肌缺血再灌注损伤，减弱了二现象的程度，减轻了由炎症介质介导的肺损伤程度，起到肺护作用.
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