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背景与目的：骨骼肌缺血再灌注（ischemia-reperfusion，IR）损伤是临床常见的病理生理过程，缺血部位的循环重新建立后，局部组织细胞的结构、功能损伤可能会进一步加重，还将导致多种远隔脏器的损伤，甚至引起全身炎症反应综合症（systemic inflammatory response syndrome, SIRS）、器官功能障碍综合征(Multiple organ dysfunction syndrome, MODS)，危及患者生命。肺是最易受损的远隔器官之一，肺损伤是骨骼肌IR、下肢严重创伤的常见并发症，严重时可出现急性肺损伤(acute lung injury，ALI)/急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distresssyndrome，ARDS)，与危重患者的高病死率明显相关。骨骼肌缺血再灌注后肺损伤的发生机制错综复杂，可能涉及炎症反应、水肿、氧化应激、神经体液因子的激活、免疫紊乱以及硫化氢（hydrogen sulfide，H2S）/胱硫醚-γ-裂解酶(cystathionine-γ-lyase，CSE)体系的下调、肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renninangiotensin aldosterone system，RAAS）的激活等多个环节，共同作用导致肺功能的急剧减退。然而骨骼肌缺血再灌注后肺损伤的早期诊断及治疗并不理想，其中的免疫炎性损伤、水代谢障碍机理，以及与H2S/CSE体系、RAAS的关系尚未明确，一直都是临床及科研工作研究的热点。本研究通过：一、以我院双侧全膝关节置换术患者为研究对象，联合采用Calra细胞分泌蛋白(Clara cell secretionprotein, CC16)及肿瘤坏死因子α (Tumor necrosis factor, TNF α)、白介素(Interleukin, IL)中IL-1β、IL-6、IL-8炎性因子水平作为肺损伤外周血标记物，探讨双侧全膝关节置换术后炎性损伤及肺泡-毛细血管膜受损在肺损伤过程的作用。二、在双膝关节置换术临床观察的基础之上，建立大鼠后肢IR及复合创伤模型，模拟止血带所致的缺血再灌注及双膝关节置换术中骨及软组织的复合创伤的病理生理过程，观察单纯IR及复合创伤所致肺损伤的程度，及肺组织损伤标记物CC16水平的差异，同时关注水通道蛋白1(Aquaporins1，AQP1)、水通道蛋白5(Aquaporin5，AQP5)及TLR4(Toll-like receptors4)-髄样分化初级反应基因88(Myeloid differentiation primary-response gene88, MyD88)-核因子κB(nuclearfactor-κB, NF-κB)通路的表达，进一步探讨骨骼肌缺血再灌注及复合创伤后肺组织免疫炎性反应、肺组织水转运障碍的机制。三、给予硫氢化钠(sodium hydrosulfide, NaHS)及炔丙基甘氨酸(DL-propargylglycine, PPG)干预肺组织内源性H2S水平，或给予螺内酯拮抗醛固酮（aldosterone，Ald）受体，深入寻求缺血再灌注损伤过程中介导肺组织损伤的关键分子和信号通路，探索干预及治疗肺损伤的可行、有效的靶点。方法：第一部分：行双膝关节置换手术病人15例，以Elisa或Liminex观察术前、术后4h、术后12h外周血肺泡-毛细血管膜损伤的特异性标记物CC16及TNFα、IL-1β、IL-6、IL-8炎性损伤标记物变化。第二部分：雄性Wistar大鼠22只，制备大鼠双侧后肢IR模型及后肢复合创伤模型，随机分为3组，即①正常对照组(n=8)；②IR组(n=8)；③复合创伤组(n=6)。观察肺组织HE染色及电镜结果、以Real-time PCR法检测肺组织CC16mRNA表达来评估肺损伤程度；计算肺组织湿/干重比值，采用免疫组化、Real-time PCR方法Western-blot、Real-time PCR方法检测肺组织AQP1、AQP5的表达，评价肺水肿的形成，探讨水转运障碍机制；以类似方法检测TLR4-Myd88-NF-κB通路mRNA及蛋白水平的变化，探究肺组织免疫炎性损伤机制。第三部分：雄性Wistar大鼠40只，制备大鼠双侧后肢IR模型，随机分为5组，每组8只，即①正常对照组；②IR组；③IR+NaHS组：IR模型制作前腹腔注射NaHS0.78mg/kg；④IR+PPG组：IR模型制作前腹腔注射PPG60mg/kg；⑤IR+螺内酯组：IR模型制作前每天予螺内酯20mg/kg灌胃，共持续6天，评价肺损伤及肺水肿程度，采用免疫组化、Real-time PCR，以及Western-blot方法检测肺组织AQP1、AQP5的表达，以及TLR4-Myd88-NF-κB通路mRNA及蛋白水平的变化，探讨可行的干预措施及调节机制。结果：第一部分：①双侧膝关节置换术后4小时患者血清CC16水平较术前明显升高（P<0.05），约是术前的2倍，术后12小时与正常组比较无明显统计学差异（P>0.05）。②术后4小时血清TNF-α、IL-6、IL-8浓度较术前明显升高（P<0.05），12小时后TNF-α恢复正常（与术前比较P>0.05），IL-8水平下降但仍然高于术前水平（P<0.05），IL-6水平较术后4小时继续上升(P<0.05)。术后IL-1β水平较术前比较无明显差异（P>0.05）。第二部分：①与正常组比较，IR组大鼠出现炎性细胞浸润、肺泡隔增宽、肺水肿形成，肺组织CC16mRNA水平减低（P<0.05），复合创伤组大鼠肺组织炎细胞浸润及肺损伤程度进一步加重，CC16mRNA水平减低更为明显（与IR组比较，P<0.05），标志着肺泡上皮损伤加重。②与正常组比较，缺血再灌注组大鼠肺组织湿/干重比增加（P<0.05），肺组织出现水肿，肺组织AQP1、AQP5mRNA及蛋白水平减低（P<0.05），复合创伤组肺湿干重增加更为明显（与IR组比较，P<0.05），AQP1、AQP5的表达进一步下调（与IR组比较，P<0.05），肺水转运障碍及肺水肿程度加重。③与正常组比较，IR组TLR4及MyD88的mRNA水平增加（P<0.05），TLR4及p-NF-κB p65的蛋白合成增加（P<0.05），这些变化在复合创伤组更为明显（P<0.05）。第三部分：①与IR组比较，IR+NaHS组及IR+螺内酯组大鼠肺损伤减轻，肺组织CC16mRNA水平增加（P<0.05），IR+PPG组肺组织损伤及水肿程度加重，CC16mRNA的合成更加减少（P<0.05）。②与IR组比较，IR+NaHS组肺湿/干重比下降（P<0.05），肺AQP1及AQP5蛋白及mRNA水平上调（P<0.05）；IR+螺内酯组肺湿/干重比下降（P<0.05），AQP5蛋白及mRNA水平、AQP1mRNA水平增加(P<0.05)，AQP1蛋白水平无明显变化（P>0.05）；IR+PPG组后肺湿/干重比升高P<0.05），AQP1蛋白及mRNA水平、AQP5mRNA水平下降(P<0.05)，AQP5蛋白水平无改变（P>0.05）。③与IR组比较，IR+NaHS组及IR+螺内酯大鼠肺TLR4、p-NF-κB p65的蛋白表达及TLR4、MyD88mRNA水平明显减低(P<0.05)，IR+PPG组大鼠较IR组进一步增加(P<0.05)。结论：1.双侧全膝关节置换术后早期患者外周血CC16、TNF-α、IL-6及IL-8水平明显升高，标志着双侧全膝关节置换术术后早期即出现肺泡-毛细血管膜的损伤及炎性反应的激活，提示着肺炎性损伤的发生。2.骨骼肌缺血再灌注可导致肺组织水肿、炎性细胞浸润及损伤，复合创伤可使肺组织的损伤水肿程度进一步加重。3.骨骼肌缺血再灌注后肺组织AQP1、AQP5表达降低，TLR4-Myd88-NF-κB通路激活，大鼠后肢复合创伤可使AQP1、AQP5、TLR4-Myd88-NF-κB通路的变化更为明显，导致肺组织水转运障碍免疫炎性损伤，是骨骼肌缺血再灌注及创伤后肺损伤的重要环节。4. NaHS和螺内酯可改善下肢骨骼肌缺血再灌注肺损伤、减轻肺水肿程度，PPG可加重肺损伤及肺水肿程度，这种调节作用至少部分是通过调节TLR4-Myd88-NF-κB通路以及AQP1、AQP5的表达来实现的。NaHS及螺内酯作为骨骼肌缺血再灌注后肺损伤的防治措施，具有一定的可行性及有效性。