多形核白细胞在动脉化静脉皮瓣坏死中的作用

多形核白细胞在动脉化静脉皮瓣坏死中的作用 多形核白细胞在动脉化静脉皮瓣 坏死中的作用 刘春利 袁伟伟 苑凯华 ( ) 【摘要】 目的 通过监测多形核白细胞 PMN在受到各种炎性介质激活后 ,因呼吸爆发而发生一系列吞噬氧化反应导致细胞损伤时所产生的发光强度 ,进一步探讨各种炎性因素与动脉化静脉皮瓣坏 死的关系 。方法测量 4 组不同的动脉化静脉皮瓣术后各时间段的 PMN 发光值 ,以经典动静脉皮瓣 发现在动脉化静脉皮瓣成活过程中 ,多形核粒细胞的吞噬发光活动明显高于经典动 组作对照 。结果 静脉皮瓣 。结论 有多形核粒细胞参与的炎性反应 ,在动脉化静脉皮瓣坏死过程中起着一定作用 。 【关键词】 静脉动脉化皮瓣吞噬发光 The role of polymorphonuclear neutrophile in necrosis of arterial ized veuous f lap L i u Ch u nl i , Y u an W ei2 w ei , Y u an Kai h u a . T he Depa r ment of Pl ast ic S u rgery , T he General Hos pi t al of Gu an gz hou M il i t a ry Re2 gion , PL A . Gu an gz hou 510080 【Abstract】 Objective In order to investigate t he role of so me inflammatory media in necrosis of arteri2 alized veuous flap , t he PMN induce p hagocytose luminescence and cell t rauma which were activated by so me inflammatory media and breat hing out break have been st udied. Methods Mo nitoring t he PMN p hagocytose luminescence of four group s of arterialized veuous flap s and a group of t raditio nal A - V flap in different time af ter t he operatio n. Results The p hagocytose luminescence of PMN in t he necrosis of arterializedveuous flap was discovered to be more t han in t he t raditio nal A - V flap . Conclusion The PMN inflammatio n play so me important role in t he necrosis of arterialized veuous flap . Phagocytose luminescence 【 Key words】 Arterialized flap 材料及方法动脉化静脉皮瓣优点很多 ,但因其坏死率 较高 ,而坏死的原因还不甚清楚 ,因此 ,至今不 一 、动物模型及分组能在临床上广泛应用 。从实验研究及临床应用 1 . 实验动物及模型设计 : 本实验采用兔 发现 , 动脉化静脉皮瓣在移转后皮 瓣 发 红 、发 胸部动脉化静脉网皮瓣模型 ,以侧胸部胸外 热 、肿胀等情况较经典动静脉皮瓣严重得多 ,更 静脉与胸背静脉分支形成的静脉网为基础设 易出现皮瓣花斑 、瘀血及坏死 。在皮瓣移转后 皮瓣 ,其面积约 10 cm ×10 cm 。选用纯种日所发生的炎症及缺血损伤过程中有多种炎性因 大耳白兔 ,雌雄不限 ,体重 2 . 5,3 . 0 kg 。术( ) 素参与 ,如多形核白细胞 PMN 受到某些炎性 3 天仔细脱毛 , 术时用 2 . 5 %戊巴比妥耳缘 介质激活后导致“呼吸爆发”,发生一系列吞噬 脉麻醉 ,沿拟手术侧前肢上臂内侧纵轴经腋 氧化 反 应 继 而 导 致 细 胞 损 伤 。我 们 通 过 监 测 至腋前线胸外侧静脉浅面作一弧形切口 ,暴PMN 在吞噬氧化过程中的化学发光情况 ,探讨 肱动脉及胸外侧静脉 ,结扎肱动脉在上臂的 其在皮瓣坏死中的某些作用 。如下 : 支 ,从肘关节水平切断使之游离 ,远端结扎 , 端备用 。另于近腋静脉处切断胸外侧静脉 , 3 本课题获广东省自然科学基金资助 端结扎 ,远端与肱动脉近端行端端吻合 ,胸外 作者单位 :510080 广州军区总医院整形科 动脉亦予以结扎切断 。与之伴行的胸外侧神 5 . 测试 :取血 10 ml 加 Hankπs 液 1 ml ,37 ? 在切断后可再吻合 ,形成带神经的游离皮瓣模 型 。此时皮瓣上仅保留 2 条血管 , 1 条是已动 温浴 20 分钟 ,加 L uminol 1 ml ,再温浴 10 分钟 ,脉化的胸外侧静脉作为皮瓣的灌流血管 , 另 1 测基础值 10 秒后加入 0 . 1 ml 酵母多糖 ,每隔 3 分钟测 10 秒 钟 , 共 20 次 , 测 发 光 值 , 计 PMN 条是保留 下 来 的 胸 背 静 脉 作 为 皮 瓣 的 回 流 血 ( ) 数 ,计算发光强度 CPM/ 103 PMN。 管 。两者构成皮瓣的独立循环系统 。 2 . 实验分组 :根据皮瓣是否预制 、?期手术 结果时间及是否应用扩张器将动物随机分为 5 组 。 实验组每组 16 例 ,对照组 8 例 。 各组皮 瓣 均 有 PMN 吞 噬 发 光 增 强 , 术 后 ?组 :静脉动脉化与皮瓣移转一次手术完 很快上升 ,1, 2 天为高峰期 ,以后下降 ,术后 6成 。 ,7 天又有一小高峰 ,术后 10 天恢复正常 。 ? ?组 :在 ?期静脉 原 位 动 脉 化的同时 ,在 组 : 即静脉动脉化后皮瓣立即移转组 , 预构皮瓣区域埋置扩张器行皮瓣预制 ,术后 10 术 前 耳 缘 静 脉取血测量发光值平均为 17 . 82周左右预制皮瓣充分扩张后行 ?期皮瓣移转 。 ?3 . 97 ,术毕另一组取血测发光值为 38 . 24 ? ?组 : ?期静脉原位脉动化后预构皮瓣区 7 . 70 ,术后很快升高 ,第 2 天达最高为 277 . 46 ?不埋置扩张器 ,仅埋置硅胶膜 ,术后 10 周行 ? 57 . 43 ,第 3 天开始下降 ,第 7 天 PMN 发光值又期皮瓣移转 。 () 略有升高 ,第 10 天恢复至正常 22 . 58 ?5 . 83。 ?组 : ?期手术仅埋置扩张器 , 术后注水 , ?组 :即 ?期静脉原位动脉化加扩张器预 10 周左右行 ?期静脉动脉化皮瓣移转 。制 , ?期皮瓣移转组 。此组变化规律似 ?组 ,但 ?组 :即经典动静脉皮瓣对照组 。皮瓣上 发 光 值 较 低 , 术 前 PMN 发光值为 19 . 59 ? 保留的血管为胸侧外动脉及胸背静脉 ,构成正 4 . 27 ,术毕为 43 . 75 ?7 . 68 ,术后很快上升 ,第 2常循环系统 。 天达高峰 ,平均为 154 . 56 ?27 . 07 ,但远较 ?组 二 、实验方法为低 , 为 ?组峰值的 55 . 60 % , 以后很快下降 , 1 . 仪器 : SH G -I 型生物化学发光测量仪 , 第 7 天稍回升 ,为 80 . 37 ?16 . 48 ,第 10 天接近 上海技术监督局实验工厂生产 。 () 正常 25 . 43 ?5 . 86。 2 . 酵母多糖配制 : 将酵母多糖以 10 mg/ ml?组 :即 ?期静脉原位动脉化时不埋置扩 的浓度溶于磷酸缓冲液 ,煮沸 30 分钟 ,3 000 转张器 ,仅 埋 置 硅 胶 膜 , ?期 皮 瓣 移 转 组 。此 组 / 分离心 10 分钟 ,弃上清和 Hankπs 液 ,洗两遍 ,PMN 发光值变化规律与 ?组相似 ,仅峰值稍高 配成原浓度 , 于 4 ?贮存 。临用前取酵母多糖 达 178 . 54 ?43 . 21 , 高出 ?组 15 . 52 % ,为 ?组 加等量兔血浆 , 37 ?温浴 30 分钟 , 离心弃上清 () 的 64 . 35 % 。术后 7 天稍回升 70 . 03 ?19 . 23, 和 Hankπs 液配成原浓度 。() 第 10 天恢复正常 19 . 26 ?7 . 87。 3 . L uminol 溶液配制 : 取 L uminol 17 . 7 mg ?组 :即 ?期单纯扩张器埋置 , ?期静脉动加入 100 ml Hankπs 液中 ,超声溶解 ,避光 4 ? 脉化及皮瓣移转一次完成 。此组术前 PMN 发 保存 ,用前配成 0 . 04 mM 浓度 。 光值为 25 . 30 ?5 . 61 ,术毕达 84 . 62 ?17 . 86 ,明 显 4 . 标本留取 : 各组实验动物均在术前耳缘 高于其他组 。术后第 2 天达高峰 ,为 204 . 49 静脉取血 ;术中完成静脉动脉化及游离皮瓣后 , ?33 . 42 ,达 ?组的 73 . 70 % ,术后第 5 天出现的 在皮瓣引流静脉及皮瓣动脉化静脉上再取血 ; 两次高峰亦较其他组高 ,为 126 . 74 ?23 . 03 ,平 术后即刻 、1 天 、2 天 、3 天 、4 天 、5 天 、7 天 、10 ( 均增加 50 %左右 。术后 10 天恢复正常 34 . 26天 ,分别取耳缘静脉血 。所有标本均在取血后 ) ?10 . 07。 3 小时内测试 。 ?组 :即经典动静脉皮瓣组 ,术前 PMN 发 组别术前术毕术后 2 天术后 5 天术后 7 天术后 10 天 17 . 82 ?3 . 97?7 . 70?57 . 43?29 . 03?21 . 38?5 . 8338 . 24 277 . 46 71 . 24 96 . 29 22 . 58 ?组 19 . 59 ?4 . 27 43 . 75 ?7 . 68 154 . 56 ?27 . 07 68 . 48 ?17 . 56 80 . 37 ?16 . 48 25 . 43 ?5 . 86 ?组 ?组 18 . 27 ?3 . 84 40 . 25 ?6 . 92 178 . 54 ?43 . 21 61 . 29 ?15 . 65 70 . 03 ?19 . 23 19 . 26 ?7 . 87 ?组 25 . 30 ?5 . 61 84 . 62 ?17 . 86 204 . 49 ?33 . 42 94 . 37 ?21 . 34 126 . 74 ?23 . 03 34 . 26 ?10 . 07 ?组 13 . 47 ?4 . 24 23 . 70 ?5 . 51 76 . 39 ?15 . 58 37 . 12 ?6 . 11 40 . 52 ?7 . 26 19 . 04 ?7 . 43 光值为 13 . 47 ?4 . 24 ,术毕升至 23 . 70 ?5 . 51 。管内皮细胞局部这些物质的有效浓度起了关术后第 1 天达最高峰 ,为 76 . 39 ?15 . 58 ,随后逐 作用 。多形核白细胞所释放的氧自由基等代 渐下降 ,术后 7 天稍回升 ,为 40 . 52 ?7 . 26 ,术后 ,既可直接作用于附近的组织细胞 ,使蛋 产物 6 () 10 天接近正常 19 . 04 ?7 . 43。和核酸丧失活性,也可促进蛋白水解酶的 用 ,使组织成分遭到破坏 。更重要的是自由 各组皮瓣术前 、术毕及动脉化后皮瓣局部 首先与 细 胞 生 物 膜 上 的 不 饱 和 脂 肪 酸 发 生 () 血测 PMN 发光值均有变化 1。4 个实验组 用 ,启动脂质过氧化反应 ,脂质过氧化物质的 在动脉化后皮瓣完全游离 , 仅保留血管蒂时抽级产物 丙二醛与蛋白质的游离氨基酸及磷 取动脉化侧皮瓣远端血液 20 ml ,其发光值均明 显高于术前水平 , 行 t 检验相差非常显著 。皮 交链 ,使脂膜的液态性 、流动性和通透性发生瓣回植 ,手术完成后抽取耳静脉血测发光值亦 变 ,细胞破坏及组织水肿加重 。此外 ,氧自由 明显高于术前 ,对照组术后 PMN 发光亦明显高 还与血浆脂类物质作用 ,产生脂类趋化因子 , 于术前 , t 检验相差显著 。一步活化吞噬细胞 , 扩大这种损伤作用 。另 方面 ,需氧细胞均含很微量的超氧化物歧化酶 讨论 而细胞外液中仅含很微量的超氧化物歧化酶 多形核粒细胞释放出来的氧自由基将得不到 PMN 与皮瓣炎症及缺血再灌注损伤的一 、力的清除 ,使邻近细胞受损 。因此 ,动脉化静 关系皮瓣在动脉化后高压 、高氧状态下的高压 、高 多形核白细胞具有血管内皮细胞的特性 。损伤以及炎症或缺血再灌流损伤过程中 , 多 把多形核白细胞与血管内皮细胞 、成纤维细胞 核粒细 胞 参 与 炎 症 反 应 所 造 成 的 损 伤 不 容 视 。 以及肌纤维细胞一起培养 , 多形核白细胞能特 异地粘附在内皮细胞上 。这种特性 , 为中性粒 二 、多形核白细胞与动脉化静脉皮瓣坏 1 细胞损伤血管内皮细胞的生物学基础。正常 的关系 生理情况下 , 大约有 1/ 10 的白细胞通过粘附 , 本实验 5 组动物 ,前 4 组术后 PMN 发光2 离开血液轴流,部分白细胞的这种正常靠边 均出现明显高峰 。而对照组术后第 1 天其发 ( ) 贴壁作用 Marginatio n, 对血管内皮细胞不具 值虽然亦有增高 ,但整个发光曲线平缓 ,基本 有损伤作用 ,但在某些病理情况下 ,如炎症或缺 反映了经典岛状动静脉皮瓣手术时所造成的 血 ,白细胞的粘附和聚集能力都明显增强 。而 伤过程 。对照组皮瓣在手术过程中虽无完全粘附本身还可以进一步激活中性粒细胞 , 导致 ( 缺血状态 侧胸皮瓣胸外侧动脉及胸背静脉 “呼 吸 爆 发 ”, 使 氧 自 由 基 和 蛋 白 酶 释 放 增 ) 以保留 ,仅结扎胸外侧静脉及胸背动脉, 但 3 ,4 加 。而另一方面 ,由于具有损伤作用的溶酶 原有两套动静脉供血的皮瓣区域仅剩一套动 和氧自由基在毛细血管内皮细胞表面的半衰期 脉 ,而且皮瓣周缘与周围正常皮肤的交通支5 相当短,白细胞与内皮细胞的粘附 ,对维持血 ) 全部被切断 ,皮瓣还是处于相对缺血状态 ,造成< 0 . 01 , 而 静 脉 动 脉 化 后 立 即 皮 瓣 移 转 组 血 7 ,8 ,9 了一定的组织损伤, 而表现为 PMN 发光 SOD 亦较分期动脉化组低 。 值轻度升高 。而实验组在血管吻合前皮瓣处于 因此 , 在动脉化静脉皮瓣术后组织损伤皮 瓣坏死过程中 ,多形核白细胞直接参与了这种 相对缺血 、缺氧状态 ,动脉化后使缺血组织突然 有高氧血流灌入 ,使在缺血时产生的黄嘌呤氧 损伤 ,而且在静脉动脉化状态下这种损伤远较 化酶催化产生大量的自由基 , 高压动脉血对静 经典皮瓣的损伤作用为大 。提示在有关动脉化 脉瓣及血管内皮的损伤加之再灌流组织脂质过 静脉皮瓣机理及如何提高其存活率的研究中 , 氧化反应增强 ,均可使多形核白细胞粘附 ,趋化 多形核粒细胞的损伤作用是不可忽视的一个重 功能增加 , 释放大量自由基加重组织损伤 。这 要方面 ,也是一个有参考价值的观测指标 。 参 考 文 献种损伤作用在静脉动脉化后立即皮瓣转移时尤 为严重 ,术后 PMN 发光值明显升高 ,约为经典 1 Hogg J C. Neut rop hil kinet scs and lung injury. Physiol Rev , 皮瓣的 3 . 6 倍 , ?组皮瓣虽然静脉动脉化及皮 1987 ,67 :1249 88 . 瓣移转亦为同时完成 ,但 ?期手术时由于在预 2 Hartan J M . L eukocyte endot helial interactio n . Bloo d ,1985 , 65 :513 25 . 构皮瓣区埋置皮肤扩张器预制 , 使预制区组织 3 Wo rt hen G S. L ung vascular injury induced by chemotactic fac2 血管密度增加 ,术后早期毛细血管开放的比例 to rs : enhancement by bacteriaendoto xins. Fed Proc ,1986 ,45 :7 虽不变 ,但因血管密度大 ,开放血管的绝对数实 12 . 际上增多 ,使组织的缺氧程度相对减少 ,损伤亦 Wo rt hen G S. Lipid mediato rs , neut rop hils and endot helial in2 4 少 ,术后 PMN 发光值亦相应减小 , 为 经 典 皮 jury. Am Respir Dis ,1987 ,163 :455 458 . 5 Reget G. Phagocytic f uncto ro n of polymo rp ho nuclear neutocytes 瓣 的 2 . 7 倍 。而 ?、?组皮瓣在 ?期手术时就 and t he R ES in endoto xemia . J Surg Res ,1987 ,42 :74 84 . 已使皮瓣静脉原位动脉化 , 到 ?期手术时因高 6 莫 简. 医 用 自 由 基 生 物 学 导 论. 北 京 : 人 民 卫 生 出 版 社 ,压高氧动脉血造成的组织损伤基本上恢复 , 病 1989 . 89 94 . 理可见 裂 开 的 静 脉 内 膜 已 有 内 皮 细 胞 爬 行 覆 候之启 ,钟世镇 ,孙博审校. 皮瓣静脉回流解剖学研究概述.7 中华显微外科杂志 ,1986 ,9 :47 49 . 盖 ,静脉毛细血管系统对倒灌动脉血已基本适 8 应 , ?期皮瓣移转术后皮瓣发红 、肿胀等炎症反 Hjo rt dal V E ,Sinclair T , Kerrigan C L ,et al . Arterial ischemia in skin flap s : microcirculato ry int ravascular t hro mbo sis. Plast () 应亦明显减轻 但仍较经典皮瓣为重。因此术 Reco nst r Surg ,1994 ,2 :375 85 . 后测得 PMN 发光值亦较 ?组皮瓣为小 , ?组皮 9 Byun J S ,Co nstantinescu M A ,L ee W P ,et al . Effect s of delay 瓣发光峰值为经典皮瓣的 2 . 3 倍 , ?组皮瓣因 p rocedures o n vasculat ure and survival of arterialized veno us 早期除原位动脉化外还有扩张器的预制作用 , flap s : an experimental st udy in rabbit s. Plast Reco nst r Surg. 故发光峰值更低 ,为经典皮瓣的 2 . 0 倍 。4 个实 1995 ,96 : 1650 1659 . ( ) 收稿 :1998 - 02 - 05 修回 :1998 - 02 - 27( 验组发光值与经典皮瓣相比均有显著差别 P