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体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)下心脏手术后常可出现亚临床性的急性肺损伤(acute lung injury，ALI)，其主要临床表现为肺水肿引起的低氧血症，严重者可导致急性呼吸窘迫综合症(acute respiratory distress syndrome，ARDS)。目前，研究已表明，在ALI的发生发展中细胞凋亡发挥着关键的作用，且这可能是引起CPB下心脏手术后ALI的主要原因之一。但CPB通过何种通路引起肺组织细胞凋亡仍需进一步探讨。目前对CPB所致肺损伤的发生机制及防治一直是许多学者关注的焦点。有研究结果证实，未折叠蛋白反应(unfolded protein response，UPR)在CPB所致ALI中具有重要的作用，且干预UPR可减轻ALI。七氟醚(sevoflurane，Sev)是一种新型卤族氟类吸入麻醉药，目前在临床麻醉实践中已得到广泛的使用。有研究表明，七氟醚对大鼠缺血/再灌注肺脏有一定的保护作用，但其作用机制可能有多种可能，尚未阐明，故需要进一步探讨。本研究复制大鼠CPB所致ALI模型，以Sev对动物模型进行干预，阐述其对CPB所致ALI时氧化应激、炎症反应及肺组织中UPR的影响。 目的: 本实验拟探讨Sev预先给药对大鼠CPB所致肺损伤时氧化应激、炎症反应及肺组织中UPR的影响，从而为临床上防治CPB下心脏手术患者术后肺部并发症提供参考依据。 方法: 健康成年清洁级Sprague-Dawley(SD)大鼠共45只，按照随机数字表法分为3组(n=15):Sham组大鼠仅进行动脉和静脉穿刺置管;CPB组大鼠建立CPB后流量逐步调至最大(100ml·kg-1·min-1)维持转流90min;Sev预先给药+CPB组(Sev组)大鼠先吸入2.5％七氟醚30min，15min后制备CPB模型。分别于CPB前和CPB后2h时(Sham组于动脉和静脉穿刺前和穿刺后3h)采集动脉血样，进行血气分析以测定氧分压(partial pressure of oxygen，PaO2)、二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide，PaCO2)。分别于CPB前和CPB后2h时(Sham组于动脉和静脉穿刺前和穿刺后3h)采集静脉血，采用黄嘌呤氧化酶法测定大鼠血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活力，采用硫代巴比妥酸法测定大鼠血清丙二醛(methane dicarboxylic aldehyde，MDA)含量，酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)测定髓过氧化物酶(myeloperoxidase，MPO)含量;采用ELISA测定大鼠血清肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor，TNF-α)、白介素-6(interleukin-6，IL-6)和IL-8的水平。实验结束后留取大鼠左肺，测定肺组织湿干/重比(wet weight to dry weight of lung tissue，W/D)、总肺水含量(total lung water content，TLW)。光镜检测肺组织病理学改变并测定肺组织损伤定量评估指标(index of quantitative evaluation for alveolar damage，IQA)。电镜检测肺组织超微结构改变。原位末端标记法(TdT-mediated dUTP nick end labeling，TUNEL)测定肺组织细胞凋亡情况并计算细胞凋亡指数(apoptotic index，AI)。逆转录-聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction，RT-PCR)分别测定肺组织葡萄糖调节蛋白78(glucose-regulated protein78，GRP78)、CCAAT增强子结合蛋白(C/EBP)同源蛋白[CCAAT enhancer binding protein(C/EBP)homologous proteins，CHOP]、c-Jun氨基末端蛋白激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶12(cysteinyl aspartate specific proteinase-12，caspase-12)的mRNA表达水平。蛋白免疫印迹法(Western Blot)分别检测肺组织GRP78、CHOP、磷酸化JNK(p-JNK)和caspase-12的蛋白表达水平。 结果: 1.与Sham组比较，CPB组大鼠CPB后2h时PaO2降低(P＜0.05）。与CPB组比较，Sev组大鼠CPB后2h时PaO2升高(P＜0.05）。 2.与Sham组比较，CPB组大鼠CPB后2h时血清SOD活力降低、MDA含量和MPO含量均升高(P＜0.05）。与CPB组比较，Sev组大鼠CPB后2h时血清SOD活力升高、MDA含量和MPO含量均降低(P＜0.05）。 3.与Sham组比较，CPB组大鼠CPB后2h时血清TNF-α、IL-6和IL-8水平均升高(P＜0.05）。与CPB组比较，Sev组大鼠CPB后2h时血清TNF-α、IL-6和IL-8水平均降低(P＜0.05）。 4.与Sham组比较，CPB组大鼠肺组织W/D、TLW、IQA和AI均升高(P＜0.05）。Sev组大鼠肺组织W/D、TLW、IQA和AI均较CPB组降低(P＜0.05）。 5.光镜下，Sham组大鼠肺组织形态学结构基本正常。CPB组大鼠肺组织形态学发生改变，肺泡结构遭到破坏，肺泡壁水肿、变厚，其内存在渗液，肺泡腔内红细胞及炎症细胞漏出。而Sev组大鼠上述肺组织损伤有不同程度的减轻。 6.电镜下可见，Sham组大鼠肺组织超微结构基本正常。CPB组大鼠肺组织超微结构发生改变，肺泡Ⅱ型上皮细胞肿胀，胞膜不完整，细胞表面微绒毛减少，细胞器发生水肿，板层小体减少，胞核碎裂较多，染色质分布不均。而Sev组大鼠中上述肺组织超微结构损伤有不同程度的减轻。 7.TUNEL法显示，Sham组大鼠肺组织中几乎未见凋亡细胞。CPB组大鼠肺血管内皮细胞和肺泡上皮细胞发生显著凋亡，而Sev组大鼠肺组织中凋亡的细胞则明显减少。 8.与Sham组比较，CPB组大鼠肺组织GRP78、CHOP、JNK和caspase-12表达水平均升高(P＜0.05）。而Sev组大鼠肺组织GRP78、CHOP、JNK和caspase-12表达水平均较CPB组降低（P＜0.05）。 结论: 1.炎症反应、氧化应激和UPR相关性细胞凋亡在大鼠CPB所致肺损伤中具有重要作用。 2.七氟醚预处理对CPB所致肺损伤发生的大鼠肺脏具有较好的保护作用，其机制可能与其抑制肺组织中炎症反应、氧化应激及UPR相关性细胞凋亡有关。