高原地区开胸手术对肺泡灌洗液中表面活性因子影响的研究

高原地区开胸手术对肺泡灌洗液中面活性因子影响的研究 中度高海拔地区开胸手术对肺泡表面活性 物质影响的研究 刘刚 魏秀玲 杨林江 刘国伟 邵岩 青海省人民医院胸外科 西宁 810007 摘要 目的:探讨中度高海拔地区开胸手术对肺泡表面活性物质(PS)的影响。方法:左侧开胸手术治疗的21例食管癌患者,分别于术前、术后行左、右肺支气管肺泡灌洗,测定支气管肺泡灌洗液(BALF)中PS活性水平,包括饱和卵磷脂(SatPC)、总磷脂(TCP)、总蛋白(TP)以右侧为对照组,并以饱和卵磷脂/总磷脂(SatPC/TPL)比值及饱和卵磷脂/总蛋白(SatPC/TP)比值作为判断PS活性的指标。结果:术前左、右侧BALF中的SatPC/TPL(48.75?14.39%vs48.76?12.90%)比值以及SatPC/TP(10.88?2.24%vs11.78?2.24%)比值经统计学分析(P>0.05)无明显差异;术后左侧SatPC/TPL(26.15?9.81%)较右侧SatPC/TPL(47.62?12.58%)明显减少(P<0.01)，左侧SatPC/TP(5.34?2.54%)较右侧SstPC/TP(10.15?2.28%)明显减少(P<0.01);左侧术后与术前BALF中的SatPC/TPL(26.15?9.81%vs48.75?14.39%)以及SatPC/TP(5.34?2.54%vs10.88?2.24%)比值分别经统计学分析(P<0.01)均存在明显差异;右侧术后与术前BALF中的SatPC/TPL(47.62?12.58%，48.76?12.90%)以及SatPC/TP(10.15?2.28%，11.78?2.24%)比值分别经统计学分析(P>0.05)均无明显差异。结论:在中度高海拔地区开胸手术对于患者术侧肺功能造成一定损伤，使PS活性明显下降;对非术侧肺 功能不造成损伤，对PS活性无明显影响。 关键词 中度高海拔 开胸手术 肺泡灌洗 肺泡表面活性物质 The Research of the Effect of Thoracotomy on Pulmonary Surfactant in the Moderate High Altitude Localities Liu Gang Wei Xiuling Yang Linjiang Liu Guowei Shao Yan , (Department of Thoracic Surgery, Qinhai Provincial People’s Hospital 810007) [Abstract] Objective The effect of thoracotomy on pulmonary surfactant in the moderate high altitude localities. Methods:twenty-one patients with esophageal carcinoma accept thoracotomy on the left,bilateral broneho-alveolar lavage (BAL) was carried out after intubation preoperatively and before the removal of the cannula postoperatively.Saturated phosphati- dylcholine (SatPC), total protein (TP) and Total phospholipid (TPL) in the broneho-aIveolar lavage fluid (BALF) were measured.The ratio of SatPC/TP% and SatPC/TPL% represented the activity of PS.Results: Preoperatively，the ratio of SatPC/TPL (48.75?14.39%vs48.76?12.90%)and SatPC/TP(10.88? 2.24%vs11.78?2.24%) have no significant difference on the both side of the lung.However,there was a significant difference in the ratio of SatPC/TPL(26.15?9.81%vs47.62? 12.58%) and SatPC/TP(5.34?2.54%vs10.15?2.28%) on the left side and right side postoperatively. On the left side,there was a significant difference in the ratio of SatPC/TPL(26.15? 9.81%vs48.75?14.39%) and SatPC/TP(5.34?2.54%vs10.88? 2.24%)on postoperatively and preoperatively,but on the right side, there was no significant difference.Conclusion: Thoracotomy could induce lung injury and decrease the activity of pulmonary surfactant in the operative side,but it has no influence in the non operative side in the moderate high altitude localities. KeyWords Moderate high altitude localities，Thoracotomy， Broneho-alveolar lavage，Pulmonary surfactant. 开胸手术后肺损伤(post-thoracotomy lung injury)一般指各 种胸部外科手术后,表现为非心源性肺水肿和持续性低氧血症为主要 症状的临床综合征。因其经常发生于全肺切除术后，主要症状与急性 肺水肿相似，因此国外常称之为全肺切除术后肺水肿 (postpneumonectomy pulmonary oedema,PPO)。青海西宁地区(海 拔2260m,平均大气压77.14kpa)因其特殊的地理环境，对于开胸手 术患者的心肺功能要求相对较高，而且术后并发症尤其是术后肺水肿 [1]及肺部感染的发生率较平原地区明显升高。开胸手术后肺损伤 (post-thoracotomy lung injury)其产生的原因包括围手术期机体 水电解质平衡的紊乱、手术创伤对淋巴循环的破坏、术中酸性胃液的 误吸、手术操作过程中对肺组织的直接挤压损伤以及手术中不适当的 机械通气导致肺损伤(ventilation induced lung injury,VILI)等 [2][3]因素。有研究表明开胸手术由于机械通气和手术挤压等原因可造成肺损伤，从而激活多种炎症细胞因子(cytokines,CKS)的基因转录表达过程,产生炎症反应,同时可导致肺泡表面活性物质(pulmonary surfactant,PS)下降。PS的主要功能是降低肺泡表面张力,维持肺泡结构的稳定性，PS还可以减少肺泡中液体的外渗,防止肺水肿和肺不张,同时能促进气道的清除功能,抑制支气管平滑肌的收缩。近些年来研究发现PS中的表面活性蛋白( surfactant protein，SP)，包括A、B、C、D四种。SP-A和SP-D能增强肺泡巨噬细胞和单核细胞的吞噬、杀伤能力和化学趋化性。SP-A可刺激脾脏内B淋巴细胞产生IgG、 [4]IgA和IgM。此外PS还可以抑制炎性细胞因子的释放,如IL-1、IL-6和TNF-a。因此认为PS系统具有增加肺免疫功能、减轻炎症反应、 [5]提高肺抗感染能力的作用。高原地区开胸手术对肺功能影响已有报道，但对于PS的变化尚无系统性研究，我们以中度高海拔地区非肺部手术开胸病人为研究对象，通过测定术前、术后支气管肺泡灌洗液中PS有效成分变化情况，以探讨中度高海拔地区开胸手术对PS的影响。 1 资料与方法 1.1 研究对象 2013年9月-2015年4月在青海省人民医院胸外科经左胸行食管癌根治术胸内吻合术患者21例,其中男性16例,女性5例,年龄48-72岁,平均63.38岁。各病例均无原发肺部疾病,术前肺功能和肺部CT线检查均无明显异常。 1.2 麻醉 采用静脉全麻气管插管，术中不使用吸入性麻醉剂。术中患者血氧饱和度维持在95%以上。 1.3 测定方法 标本采集于手术前气管插管后,用PENTAX EB-1570K型纤维支气管镜行左肺下叶灌洗,每次灌入37?无菌生理盐水50ml后,呼吸机通气1分钟，然后用负压吸引器抽吸至无菌灌洗容器,收集灌洗液,共2次,总灌洗量100ml。用同样方法灌洗右肺下叶。手术结束后拔除气管插管前,选择与初次灌洗相同的肺叶,以同样方法灌洗和收集。回收灌洗液以无菌纱布过滤后,以1500r/min离心10min,分离出上清液,测定饱和卵磷脂(SatPC)、总磷脂(TCP)、总蛋白(TP)含量。为了修正因肺泡灌洗液对PS稀释程度的不同所导致的误差,我们取SatPC/TPL和SatPC/TP比值作为判断PS活性水平的指标。 1.4 统计学方法 采用SPSS19.0软件行统计分析，计量资料之间的比较采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。 2 结果 2.1手术前左右肺BALF回收率分别为(48.52?4.25)%和(46.94 ?4.66)%,手术后左、右肺BALF回收率分别为(50.56?5.02)%和( 51.38?4.98)%。 2.2术前左、右侧肺BALF中的SatPC/TPL(48.75?14.39%vs48.76?12.90%)比值以及SatPC/TP(10.88?2.24%vs11.78?2.24%)比值经统计学分析(P>0.05)无明显差异。 2.3术后左侧SatPC/TPL(26.15?9.81%)较右侧SatPC/TPL(47.62? 12.58%)明显减少(P<0.01)，左侧SatPC/TP(5.34?2.54%)较右侧 SstPC/TP(10.15?2.28%)明显减少(P<0.01)。 2.4左侧术后与术前BALF中的SatPC/TPL(26.15?9.81%vs48.75? 14.39%)以及SatPC/TP(5.34?2.54%vs10.88?2.24%)比值分别经 统计学分析(P<0.01)均存在明显差异; 2.5右侧术后与术前BALF中的SatPC/TPL(47.62?12.58%，48.76 ?12.90%)以及SatPC/TP(10.15?2.28%，11.78?2.24%)比值分 别经统计学分析(P>0.05)均无明显差异。 表1 手术前后左、右侧肺部BALF中的SatPC/TPL%与SatPC/TP%比较 左侧(n=21) 右侧(n=21) 术前 术后 术前 术后 SatPC/TPL% 48.75?14.39% 26.15?9.81% 48.76?12.90% 47.62?12.58% SatPC/TP% 10.88?2.24% 5.34?2.54% 11.78?2.24% 10.15?2.28% 3 讨论 PS是肺泡?型细胞产生的磷脂蛋白复合物，主要作用是降低肺 泡表面张力，提高肺的顺应性，促进气体交换，防止肺不张与肺水肿。 不同哺乳动物的 PS 组成大致相似，脂类约占 90 %，其中 80%,90% 为磷脂，磷脂中 70%,80%为卵磷脂，卵磷脂中 60%含双饱和脂肪酸， 主要是二棕榈酰卵磷脂( dipalmitoyl-phosphatidylcholine ， [6]DPPC)，此为降低肺泡表面张力的主要成分。除 DPPC外，还有其他 一些脂类包括磷脂酰甘油、中性脂类及少量的磷脂。PS 中蛋白质占 5%,10 %，与表面活性物质相关的，称表面活性蛋白( surfactant protein ，SP) ，分 A、B、C、D 四种。其中，疏水性蛋白 SP-B 和 SP-C 有助于促进磷脂在肺泡气-液界面的吸附和扩展，并促进单分子层的形成和稳定。SP-B 还通过改变磷脂膜的结构增强磷脂表面活性。亲水性蛋白 SP-A、SP-D 在宿主防御方面起着重要作用，可激活肺泡巨噬细胞，抵抗渗出到肺泡的蛋白质等对 PS 的抑制作用，促进肺泡 [7]上皮细胞再吸收PS。 PS可降低小气道及肺泡气液界面的表面张力,如果缺少了肺泡表面活性物质的作用,肺泡就会塌陷或持续膨胀,进而引起气道高压, 本实验研究选择中度高海拔地区，左侧开胸非肺部手术病人，在手术操作过程中需要进行单肺通气，以及人为对患者肺组织牵拉和挤压会造成一定程度的损伤，肺泡的完整性和功能受到损伤,从而导致肺泡II型细胞分泌肺泡表面活性物质减少,血浆蛋白渗入肺泡间隙,并使已经存在的肺泡表面活性物质失活，改变肺泡表面活性物质的组成使之不能发挥正常的生理功能,引起表面张力增加导致肺膨胀不全、肺顺应性下降，从而使表面张力增加,促使肺水肿形成，加重了术后肺 [8-9]部感染几率。 综上所述,在中度高海拔地区开胸手术对于患者术侧肺功能造成一定损伤，使PS活性明显下降，增加了高原地区开胸手术后可能出现的肺水肿及肺部感染等并发症几率，因此在对肺功能要求相对较高的高原地区开展开胸手术过程中需要特别注意肺组织的保护，并且对于近些年来一些研究中使用合成PS以及生物提取PS应用于临床上ARDS的治疗，是否可以作为高原地区开胸手术肺保护及预防术后并 发症措施，值得进一步研究探讨。 参考文献 [1] The social of high critical care medicine of altitude of China medical association. Stage standard of united diagnostic scoring system in systemic inflammatory response syndrome and acute high altitude reaction syndrome.Med J NDFNC, 2010,31(2): 83-85. [2] Jordan S. Mitchell JA. Quintan GJ.The pathogenesis of lung injury following pulmonary resection. Eur Respir J. 2000,15(7):790-799. [3] Tang F,Ford G,Rosenal F.Hypoxemia on discharge from the postanaesthetic recovery room[J].Can J Anesth，1990，37: s135-s140. [4] Weg JG, Balk RA, Tharratt RS, et al. Safety and potential efficacy of an aerosolized surfactant in human sepsis-induced acute respiratory distress syndrome. JAMA 1994，272:1433-1438. [5] Engle WA, American Academy of Pediatrics Committee on Fetus and Newborn. Surfactant-replacement therapy for respiratory distress in the preterm and term neonate [J]. Pediatrics, 2008,121(2):419-432. [6] Eichler W,Bechtel J F,Schumacher J,et al. A rise of MMP-2 and MMP-9 in bronchoalveolar lavage fluid is associated with acute lung injury after cardio-pulmonary bypass in a swine model. Perfusion,2003,18(2): 107-113. [7] James A. Russell Genetic of coagulation factors in acute lung injury. Crit CareMed, 2003，31 (suppl):s243-s247. [8] Leots JF,Jobe AH.Sunafetnat and audlt repsiratoy distress syndrome.Am Rev Rsepir DIS, 1993,147(1):218-233. [9] Albert RK,Lkashiminaryaan S,Hildebrandt J,et al Increased surfaced tension favors pulmonary edema fomration in aneshtetized dogs lungs.J Clin Invest, 1979, 63(5):1015-1018.