【摘要】 目的 觀察單肺通氣（OLV）時降低吸入氧濃度（FiO2）對兔肺損傷的影響。 方法 新西蘭白兔 30 只，隨機均分為三組：60% FiO2 組（L 組）、100% FiO2 組（H 組）和對照組 即雙肺通氣（TLV）組（C 組，60% FiO2）。L 組和 H 組 TLV 30 min 后行右 OLV 3 h
C 組 TLV 30 min 后繼續 TLV 3 h。 三組于 TLV 30 min（T0）和 OLV 10 min（T1）、30 min（T2）、60 min（T3）、120 min（T4）、180 min（T5）時抽取動脈血行血氣分析并計算氧合指數（OI）。股動脈置管監測血壓 （ABP）、心率（HR），記錄氣道峰壓（Ppeak）。各組實驗結束后處死動物，取雙側肺組織行肺病理 組織學損傷評分，并測量雙側肺組織勻漿液中超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）含量。 結果 與 H 組比較，L 組動脈氧分壓（PaO2）在 T4、T5 時明顯降低，動脈氧飽和度（SaO2）在 T5 時明顯降低，T5 時 SOD 含量明顯增高，MDA 含量明顯降低，肺損傷評分降低（P＜0.05）；H 組鏡 下肺泡腔內可見大量紅細胞滲出，L 組鏡下可見較少的炎性細胞浸潤、肺泡滲出液、肺泡間質破壞。 結論 OLV 時降低 FiO2 到 60%雖然增加低氧血癥的發生率，但能顯著減輕兔肺損傷，這可能與減 輕了肺組織氧化應激水平有關。
【關鍵詞】 肺通氣； 氧； 肺疾病； 兔
單肺通氣（one-lung ventilation，OLV）在為 手術提供便利的同時，也會導致 OLV 相關性肺損 傷[1-2]。其原因主要有：手術側肺缺血缺氧，缺血再 灌注損傷，非手術側肺高灌注和過度膨脹以及高氧 引起的氧損傷[3]。高氧引起的氧損傷是其主要原因 之一，但目前臨床上 OLV 時為了減少低氧血癥的 發生率常采用純氧通氣。Miller 麻醉學第六版也建 議 OLV 時吸入純氧，但最新的 Miller 麻醉學第七 版[4]并沒有明確推薦 OLV 時的吸入氧濃度（fraction of inspired oxygen，FiO2），只是建議一旦出現任何 的并發癥，應首先將 FiO2 提高到 100%。因此，OLV 時采用多少 FiO2 較為合適，已成為 OLV 領域研究 熱點之一。為此，本研究擬在兔 OLV 模型上，觀 察 OLV 時 FiO2 降低到 60%對兔肺損傷的影響。
【材料與方法】
1. 動物與分組：選擇健康成年新西蘭白兔，雌 雄不限，體重 1.9～2.4 kg，隨機均分為三組：60% FiO2 組（L 組）、100% FiO2 組（H 組）和對照組（C 組，60% FiO2）。根據剔除標準，確保最終每組 10 只兔納入分析，并記錄各組剔除實驗動物數量。L組和 H 組 TLV（two-lung ventilation）30 min 后行 右 OLV 3 h，C 組則 60% FiO2 TLV 30 min 后繼續TLV 3 h。臨床操作中，由于低氧血癥威脅患者的安 全，若 SaO2＜90%[4]則給相應處理。本實驗模擬臨床安全標準，若任意時間點血氣分析結果顯示 SaO2 ＜90%，則將該動物剔除實驗，結果不納入分析， 但記錄剔除實驗動物數量。
2. 實驗方法：所有動物實驗前禁飲禁食 8 h。 開放一側耳緣靜脈，麻醉采用 30%的烏拉坦 4 ml/kg 靜注，待睫毛反射消失后將其仰臥固定于動物手術 臺上，行右股動脈置管監測血壓（ABP）及心率 （HR）。第二、三氣管環之間行氣管切開，插入 內徑 3.0 mm 無套囊氣管導管，靜注順式阿曲庫銨 2 mg，連接小動物呼吸機（DW3000B，北京眾實 迪創科技發展有限責任公司）行 TLV 30 min。潮 氣量 10 ml/kg，FiO2 為 60%，呼吸頻率為 40 次/min，吸呼比為 1∶2。術中持續泵注乳酸林格液10 ml·kg-1·h-1、順式阿曲庫銨 1 mg·kg-1·h-1、 烏拉坦 1 ml·kg-1·h-1。TLV 30 min（T0）后，L、H 組改用自制支氣管封堵管法建立右 OLV 模型，然 后將實驗動物改成右側臥位，模擬臨床中右 OLV 時的手術體位。自制支氣管封堵管的制備：首先將 內徑為 3.0 mm 無套囊氣管導管尖端剪平并封堵， 在距離導管尖端 6～7 mm 處用 3-0 絲線沿管壁纏繞 以便于封堵管與支氣管壁密封嚴密，然后將導管置于水中并連接小動物呼吸機，氣道峰壓（Ppeak）顯 示 4.4 cmH2O（大約 2 倍于本實驗 OLV 時的 Ppeak）， 此時水中無氣泡溢出；最后于距導管尖端9～10 mm處剪一約 4 mm×3 mm 的橢圓形側孔以期正對右 主支氣管開（圖 1）。在兔左側 7～8 肋間行 0.5 cm 大小切口，用纖支鏡（FI-9RBS，日本 PENTAX 公 司）直接觀察左肺的塌陷情況。OLV 模型建立成功 后，L、H 組進行右 OLV 3 h，FiO2 分別為 60%及 100%，C 組繼續行 TLV 3 h，FiO2 為 60%。三組在 翻身前后及術中每隔 30 min 聽兔呼吸音，監測氣道 壓及纖支鏡觀察以確定導管位置正確。
3. 觀察指標：分別于 T0、OLV 10 min（T1）、 30 min（T2）、60 min（T3）、120 min（T4）及 180 min
（T5）采集動脈血 0.2 ml 行血氣分析，并計算氧合 指數（OI）。T5 時血氣分析后追加烏拉坦 2 ml，然 后快速放血處死動物。開胸檢查氣管導管位置和 OLV 效果，并在左右肺下葉同一層面相同位置取肺 組織（1 cm×0.5 cm×0.5 cm），一部分于液氮中保 存，待標本收集完后，根據其說明操作用酶聯免疫 吸附測定（ELISA）法檢測其勻漿液中超氧化物歧 化酶（SOD）和丙二
（MDA）含量；另一部分做 HE 染色病理組織學檢查，根據其肺泡水腫、間質水腫、中性粒細胞浸潤和肺泡充血情況進行肺損傷 評分[5]：沒有損傷 0 分，出現損傷 1 分，損傷較重
2 分，損傷嚴重 3 分，損傷極其嚴重 4 分。
4. 統計學分析：采用 SPSS 13.0 統計學軟件進 行處理，正態分布的計量資料以均數±標準差 （ x ± s ）表示，組間比較采用重復測量設計的方 差分析；肺組織損傷評分組間比較采用秩和檢驗。
1.一般情況：三組中只有 L 組有 4 只兔 SaO2 不能維持在 90%以上[6]，剔除出實驗，故 L 組共有14 只兔，最終 10 只被納入實驗。三組動物體重差異無統計學意義。三組術中順式阿曲庫銨、乳酸林 格液和烏拉坦用量差異無統計學意義（表 1）。與 C 組比較，H 及 L 組 Ppeak 在 OLV 后明顯升高（P＜ 0.05），但 H、L 兩組間差異無統計學意義（表 2）。
表 1 三組兔術中所用藥物量和補液量的比較（ x ± s ）
組別
只數
順式阿曲庫銨
乳酸林格液體
烏拉坦
(mg)
(ml)
(mg)
L 組
10
11.1±1.1
118±11
19.2±2.3
H 組
10
11.3±1.8
110±14
18.4±2.0
C 組
10
11.8±2.8
120±11
20.0±3.3
1.血氣分析：與 C 組比較，H 和 L 組在 OLV
.PaO2、SaO2、OI 下降（P＜0.05）。與 H 組比較， L 組 PaO2 在 T4、T5 時明顯降低（P＜0.05），SaO2
在 T5 時明顯降低（P＜0.05），但兩組間 OI 差異無統計學意義（表 3）。
3. 病理組織學檢查及肺損傷評分：C 組鏡下可 見肺泡結構大多完整，炎癥細胞浸潤較少。與 C 組 比較，OLV 3 h 后 H 組和 L 組鏡下可見較多的炎性 細胞浸潤，肺泡滲出液，肺泡間質破壞，但 L 組雙 肺損傷輕于 H 組（圖 2）。損傷評分：C、H、L 組 左肺平均秩次分別為 11.1、21.2、14.3，三組數據 差異具有統計學意義（P＜0.05）；C、H、L 組右肺 平均秩次分別為 10.8、20.3、15.5，三組數據差異具有統計學意義（P＜0.05）。
4. SOD 和 MDA 含量：雙側肺組織氧化應激 水平比較：OLV 3 h，L 及 H 組 SOD 含量低于 C組、MDA 含量高于 C 組（P＜0.05）；OLV 3 h L組 SOD 含量明顯高于 H 組，MDA 含量明顯低于 H 組（P＜0.05）（表 4）。
表 4 三組兔肺組織勻漿液中 SOD 和 MDA 含量的比較（ x ± s ）
組別
只數
部位
SOD(ng/ml)
MDA(nmol/ml)
L 組
10
非通氣側肺
7.01±2.21ab
5.44±1.45ab
通氣側肺
8.47±2.89ab
5.15±1.70ab
H 組
10
非通氣側肺
3.54±1.73a
7.32±1.20a
通氣側肺
4.05±1.37a
8.52±2.43a
C 組
10
左肺
10.38±2.87
3.11±1.41
右肺
11.11±3.29
2.70±1.15
注：與 C 組比較，aP＜0.05；與 H 組比較，bP＜0.05
結論
本實驗采取的是自制支氣管封堵法制備兔 OLV 模型，經過調整氣管導管位置，OLV 模型成功率為 80%。與文獻報道中常用的過深法 OLV 模 型[6-8]相比，封堵法可以很好解決過深法可能造成的右肺上葉不張的問題，減少外在因素導致的 OLV 失敗。
表 2
三組實驗動物 Ppeak、HR、MAP 的比較（ x ± s ）
組別
只數
指標
T0
T1
T2
T3
T4
T5
L 組
10
Ppeak(cmH2O)
1.75±0.16
1.98±0.17a
1.98±0.11a
1.95±0.15a
1.92±0.17a
1.94±0.12a
HR(次/min)
240±12
222±19
222±20
221±17
215±29
205±26
MAP(mmHg)
76±10
72±9
73±9
75±9
75±9
76±9
H 組
10
Ppeak(cmH2O)
1.65±0.26
2.05±0.23a
2.04±0.27a
2.10±0.32a
2.05±0.40a
2.13±0.43a
HR(次/min)
223±22
234±23
236±16
221±13
214±29
199±28
MAP(mmHg)
69±12
74±12
72±12
73±11
71±11
73±8
C 組
10
Ppeak(cmH2O)
1.64±0.16
1.69±0.18
1.63±0.11
1.67±0.09
1.68±0.11
1.68±0.12
HR(次/min)
241±28
236±26
227±19
222±20
208±25
209±26
MAP(mmHg)
77±10
78±14
78±12
76±14
76±11
77±13
注：與 C 組比較，aP＜0.05
表 3
三組實驗動物 PaO2、SaO2、OI 的比較（ x ± s ）
組別
只數
指標
T0
T1
T2
T3
T4
T5
L 組
10
PaO2(mmHg)
316±29
102±33a
68±16a
81±24a
95±24ab
102±29ab
SaO2(%)
100±0
98±2a
94±3a
96±3a
97±2a
98±2ab
OI
527±49
168±52a
113±26a
135±40a
159±41a
170±48a
H 組
10
PaO2(mmHg)
319±32
128±42a
91±29a
107±36a
138±45a
169±56a
SaO2(%)
100±0
98±2a
95±2a
97±2a
98±2a
99±1
OI
531±54
128±42a
91±29a
107±36a
138±45a
169±57a
C 組
10
PaO2(mmHg)
329±23
336±21
335±38
335±30
344±26
344±28
SaO2(%)
100±0
100±0
100±0
100±0
100±0
100±0
OI
549±39
560±35
558±64
559±51
575±43
573±46
注：與 C 組比較，aP＜0.05；與 H 組比較，bP＜0.05
目前許多學者認為吸入高濃度的氧對人體有 不良影響，主要包括吸入性肺不張和氧中毒[9-11]。吸入高濃度氧的時候，體內產生大量的活性氧自由 基（ROS）[12]，ROS 能夠攻擊脂質雙分子層，導致細胞損傷，這是氧中毒的主要原因。在全麻 TLV 時，考慮到高氧損傷，多采用比較低的 FiO2，推薦不超 過 60%[13]。OLV 是一種非生理的通氣方式，易導致肺內分流增加，PaO2 降低，由于低氧血癥的顧慮，OLV 期間經常吸入純氧，但吸入純氧也可能造成高 氧性肺損傷[14-15]。Yang 等[16]對 100 例 ASAⅠ或Ⅱ級行肺葉切除患者的研究發現，OLV 期間低氧組雖 然有 58%的患者需要將氧濃度提高到 100%，以維 持足夠的氧合，但其肺部并發癥（包括肺滲出和肺 不張）的發生率低于純氧組。
高氧性肺損傷與 PaO2 的高低（尤其是 PaO2＞450 mmHg 或者 FiO2＞60%）和暴露時間的長短成 正比[17]，因此本實驗將 L 組 FiO2 設定為 60%。將 FiO2 作為單一因素，旨在觀察 OLV 時降低 FiO2 至60%對兔肺損傷的影響。結果顯示降低 FiO2 到 60% 時會使低氧血癥的發生率增加，L 組 PaO2 在 T4、 T5 時明顯降低，SaO2 在 T5 時明顯降低，但 OI 沒有 明顯差異。肺病理組織學檢查顯示：與 H 組比較， L 組鏡下可見較少的炎性細胞浸潤，肺泡滲出液， 肺泡間質破壞，損傷評分明顯降低，提示降低 FiO2 可減輕急性肺損傷。
MDA 與 SOD 是臨床上常用的氧化與抗氧化指 標。MDA 是脂質過氧化的產物[18]，也可以看做是自由基鏈反應的終產物，SOD 能夠有效清除氧離子 自由基[19]，從而保護細胞和組織免受氧化應激損傷。測量 MDA 與 SOD 濃度可以間接反映體內的氧 化水平。Misthos 等[20]發現血漿中 MDA 的含量和OLV 持續的時間成正比。本實驗結果顯示：降低FiO2 至 60%，OLV 3 h L 組肺組織勻漿液 SOD 含量 明顯高于 H 組、MDA 含量明顯低于 H 組，提示低 氧組氧化應激損傷輕于純氧組，這與肺病理組織學 檢查結果是一致的。綜上所述，OLV 時降低 FiO2 到 60%，可以顯 著減輕兔急性肺損傷，這可能與減輕了肺組織氧化 應激反應有關。
來源：北京眾實迪創科技發展有限責任公司
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