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背景与目的实施全身麻醉以及抢救危重症患者时,机械通气是一种不可或缺的呼吸支持手段。然而,机械通气是一把双刃剑,在提供氧供的同时,其本身又可以作为一种损伤因素来诱发机械通气肺损伤(VILI,ventilator-induced lung injury)。临床及动物实验研究表明,在接受机械通气前,无论肺功能是否受损,使用呼吸机行大潮气量的机械通气都会导致不同程度的肺损伤。VILI的发生原因有很多,其是各种损伤因素相互作用的结果,具体机制尚不完全清楚。VILI包含机械伤及生物伤,其中生物伤,即肺部急性炎性损伤,是目前的研究热点。在多种损伤因素(诸如缺血、缺氧、氧化应激及炎症等)所致的肺损伤发生、发展过程中,细胞凋亡的作用日益得到重视。近年来的研究发现,MAPK信号转导通路的激活是VILI的发生机制之一,其中,c-Jun氨基末端激酶(JNK,c-Jun N-terminal kinase)信号转导通路(MAPKs家族中一条重要的通路)具有介导炎症反应以及细胞凋亡的作用,但是,它是否参与到过度机械通气诱导的肺组织细胞凋亡,与之相关的国内外报道还较少。右美托咪定(Dex,dexmedetomidine),一种新型的、高选择性的α2-肾上腺能受体激动剂,兼有抑制交感神经、镇痛、镇静以及抑制儿茶酚胺释放等作用,且有呼吸抑制作用轻微的优势。Dex可对心脏、脑以及肾脏等器官产生保护作用,且能够明显的减轻VILI时肺部的炎症反应。目前的研究也已证实,Dex具有抗组织损伤以及抗细胞凋亡的作用,但对VILI时的细胞凋亡是否有效及其具体机制(如对细胞凋亡相关的信号转导通路的激活)尚未明了。本研究拟采用大潮气量机械通气的方法来复制大鼠VILI的模型,并在进行大潮气量机械通气前干预使用不同剂量的Dex,观察Dex对VILI大鼠肺组织损伤、细胞凋亡以及JNK信号转导通路激活的影响,进一步探讨Dex对VILI大鼠的肺保护作用及其机制。材料与方法按照随机数字表法将48只健康、雄性的SD大鼠均分为6组(n=8):C组,N组,H组,H+D1组,H+D2组,H+D2+Y组。C组为保留自主呼吸组;N组为常规潮气量通气,VT 8 ml/kg,RR 70次/分;H组、H+D1组、H+D2组及H+D2+Y组均为大潮气量通气,VT 20 ml/kg,RR 50次/分。其中,在对大鼠行机械通气前,H+D1组和H+D2组分别经静脉推注(>10 min推注完毕)2.5μg/kg和5μg/kg的右美托咪定稀释液,H+D2+Y组在静脉推注右美托咪定前30 min静脉推注0.1 mg/kg的育亨宾稀释液。C组、N组和H组静脉推注同等量的生理盐水。按上述各组设置调整呼吸参数,Fi O2=21%(吸入气体为室内空气),吸呼比为1:2,通气时间为4 h。机械通气结束后,腹主动脉放血至大鼠死亡。取肺组织:右肺上叶,液氮冷冻30 min后置于-80°C冰箱保存,待做Western blot测定肺组织中JNK与p-JNK蛋白质含量;右肺中叶石蜡包埋后切片待做病理学检测、免疫组化和TUNEL;右肺下叶,称量湿重后于60°C恒温箱中放置72 h以上至恒重,称量干重,测定湿/干重比值。灌洗左肺,回收BALF,离心取适量上清液分装密封,置-80°C冰箱冻存,待测定BALF中总蛋白的含量。结果1肺组织湿/干重(W/D)比值变化与C组相比,N组大鼠肺组织W/D差异无统计学意义(P>0.05),而H组大鼠肺组织W/D明显增高,差异有统计学意义(P<0.05);与H组相比,H+D1组大鼠肺组织W/D差异无统计学意义(P>0.05),而H+D2组大鼠肺组织W/D明显降低,差异有统计学意义(P<0.05);与H+D2组相比,H+D2+Y组大鼠肺组织W/D明显增高,差异有统计学意义(P<0.05)。2 BALF中总蛋白含量的变化与C组相比,N组大鼠BALF中总蛋白的浓度差异无统计学意义(P>0.05),而H组大鼠BALF中总蛋白的浓度明显增高,差异有统计学意义(P<0.05);与H组相比,H+D1组大鼠BALF中总蛋白的浓度差异无统计学意义(P>0.05),而H+D2组大鼠BALF中总蛋白的浓度明显降低,差异有统计学意义(P<0.05);与H+D2组相比,H+D2+Y组大鼠BALF中总蛋白的浓度明显增高,差异有统计学意义(P<0.05)。3肺组织病理学的变化C组大鼠肺组织未见明显的病理学改变,肺组织结构正常;N组大鼠肺组织有较轻微的病理学改变,仅有少量的炎症细胞浸润;与C组大鼠相比,H组大鼠肺组织可见较严重的病理学改变,肺组织结构较紊乱,肺泡壁断裂及增厚,部分肺泡腔内有较多淡红色渗出液、出血及炎性渗液积聚,肺泡间有大量的炎症细胞浸润;H+D1组大鼠肺组织病理学改变与H组相似;与H组大鼠相比,H+D2组大鼠肺组织病理学改变明显减轻,肺泡腔内浆液和炎症细胞明显减少;与H+D2组大鼠相比,H+D2+Y组大鼠肺组织病理学改变加重,肺泡壁断裂及增厚,肺泡间的浆液和炎症细胞增多。4肺组织细胞凋亡情况(TUNEL法)C组肺组织内未见凋亡细胞;N组肺组织内可见极少量的阳性细胞;H组肺组织结构紊乱,阳性细胞数量明显增加;H+D1组肺组织内凋亡细胞情况与H组相似;H+D2组肺组织内阳性细胞较H组明显减少;H+D2+Y组肺组织内阳性细胞较H+D2组明显增多。其中,阳性细胞多为肺血管内皮细胞、肺泡上皮细胞及小气道上皮细胞,部分可见于浸润的炎性细胞及间质细胞。肺组织AI变化:H组大鼠肺组织AI较C组和N组显著增高,差异有统计学意义(P<0.05);与H组相比,H+D1组大鼠肺组织AI差异无统计学意义(P>0.05),而H+D2组大鼠肺组织AI明显降低,差异有统计学意义(P<0.05);与H+D2组相比,H+D2+Y组大鼠肺组织AI明显增高,差异有统计学意义(P<0.05)。5肺组织内p-JNK蛋白表达分布情况(免疫组化法)C组和N组肺组织内可见个别的阳性细胞;H组肺组织内阳性细胞数量显著增加,蛋白表达明显增多;H+D1组肺组织内蛋白表达情况与H组相似;H+D2组肺组织内蛋白表达较H组明显减少;H+D2+Y组肺组织内蛋白表达较H+D2组明显增多。其中,阳性细胞多分布于肺血管内皮细胞、肺泡上皮细胞及支气管上皮细胞,部分见于浸润的炎性细胞以及间质细胞。肺组织中p-JNK蛋白表达水平(a*b积分表示)变化:与C组相比,N组大鼠肺组织中p-JNK蛋白表达水平差异无统计学意义(P>0.05),而H组大鼠肺组织中p-JNK蛋白表达水平显著升高,差异有统计学意义(P<0.05);与H组相比,H+D1组大鼠肺组织中p-JNK蛋白表达水平差异无统计学意义(P>0.05),而H+D2组大鼠肺组织中p-JNK蛋白表达水平明显降低,差异有统计学意义(P<0.05);与H+D2组相比,H+D2+Y组大鼠肺组织中p-JNK蛋白表达水平明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。可见,肺组织中p-JNK蛋白表达量及分布情况与肺组织内凋亡细胞情况大体上一致。6肺组织内JNK及p-JNK蛋白表达情况(Western blot法)各组大鼠间肺组织中JNK蛋白表达差异无统计学意义(P>0.05)。与C组相比,N组大鼠肺组织中p-JNK蛋白表达量差异无统计学意义(P>0.05),而H组大鼠肺组织中p-JNK蛋白表达量显著升高,差异有统计学意义(P<0.05);与H组相比,H+D1组大鼠肺组织中p-JNK蛋白表达量差异无统计学意义(P>0.05),而H+D2组大鼠肺组织中p-JNK蛋白表达量明显降低,差异有统计学意义(P<0.05);与H+D2组相比,H+D2+Y组大鼠肺组织中p-JNK蛋白表达量明显升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论1.JNK信号转导通路的激活参与介导了VILI中肺组织细胞凋亡;2.Dex可通过阻断JNK信号转导通路,减少VILI中肺组织细胞凋亡,进而起到肺保护作用。