目的:大量研究表明,再灌注可以触发一系列损伤反应,引起相应脏器致命性损伤。人们发现肺移植、体外循环手术、肺动脉血栓内膜剥除术、肺栓塞溶栓治疗等多种临床情况下发生肺缺血后再灌注,肺损伤不但没有减轻反而加重,临床上将这种现象称为肺缺血再灌注损伤(ischemia-reperfusion lung injury, IRLI)。其特征性变化是肺毛细血管内皮细胞受损,表现为肺血管通透性增加、肺血管阻力增加、肺动脉高压等。目前,再灌注肺损伤的确切发生机制尚不十分清楚,可能与炎性介质、氧自由基、肺泡上皮和肺血管内皮损伤等多种因素有关。热休克蛋白(heat shock protein, HSP)是细胞在遭受到热或其他损伤因素(如缺血、缺氧、重金属)作用后诱导生成的一组蛋白质。在维持组织细胞的自身稳定和环境适应性及抵御外界损伤等方面具有保护作用。研究发现,热休克蛋白对心肌、肝脏、脑的缺血再灌注损伤有一定的保护作用,但对肺的缺血再灌注损伤的保护作用尚有待于进一步研究。本文旨在探讨兔肺动脉栓塞缺血再灌注模型中血管内皮损伤时释放的因子内皮素-1(endothelin-1, ET-1),一氧化氮(nitric oxide, NO),血管假血友病因子(von Wilebrand factor, vWF)的变化和热休克蛋白(heat shock protein, HSP)的表达研究肺损伤的可能机制及热休克蛋白的保护作用。方法:选取健康新西兰白兔30只,体重2.5~3.5kg,雌雄不拘。将Berman球囊漂浮导管的球囊置于左下肺动脉开口处,充盈球囊,堵塞左下肺动脉,建立肺动脉栓塞模型。然后球囊放气,复制肺动脉栓塞缺血再灌注模型。随机分为5组:(1)假手术组(n=6),(2)肺动脉栓塞1h组(n=6),(3)肺动脉栓塞2h组(n=6),(4)肺动脉栓塞2h再灌注1h组(n=6),(5)肺动脉栓塞2h再灌注2h组(n=6)。各组动物分别于栓塞前、栓塞1h、栓塞2h、栓塞2h再灌注1h、栓塞2h再灌注2h抽取静脉血,抗凝、离心、取上清液,分装后放入-20℃保存,分别采用放射免疫法测定血浆内皮素(ET)的含量,酶联免疫法测定血管性假血友病因子(vWF)的含量,硝酸还原酶显色法测定一氧化氮(NO)的含量。实验动物分别在相应时间点处死,取少量左肺组织分别用4%多聚甲醛、4%戊二醛固定,采用免疫组织化学方法测定热休克蛋白(HSP70)的表达及进行组织病理分析观察组织超微结构变化。采用SPSS 11.5版统计软件处理数据。结果:(1)血浆中ET-1、NO及NO/ET-1比值的变化:除假手术组外,肺栓塞1h组、肺栓塞2h组、肺栓塞2h再灌注1h组、肺栓塞2h再灌注2h组血浆中的ET-1、NO含量均高于栓塞前水平,有统计学意义。与假手术组相比,肺栓塞1h、2h血浆中ET-1、NO的含量明显增多;再灌注后进一步增高,再灌注2h升高最为明显。与栓塞前及假手术组相比,肺栓塞1h、栓塞2h、再灌注1h、再灌注2h血浆中NO/ET-1明显降低。(2)各组血浆中vWF的含量变化:除假手术组外,肺栓塞1h组、肺栓塞2h组、肺栓塞2h再灌注1h组、肺栓塞2h再灌注2h组血浆中的vWF含量均高于栓塞前水平,有统计学意义(P<0.05)。与假手术组相比,肺栓塞1h、2h血浆中vWF的含量明显增多;再灌注1h后进一步增高,并于再灌注2h达到高峰。(3)肺缺血再灌注的发生,免疫组织化学染色显示兔肺组织中HSP70阳性细胞主要在肺泡上皮细胞、部分支气管上皮细胞内大量表达。与假手术相比,肺栓塞1h、2h、再灌注1h、2h时,兔肺组织HSP70的阳性面积均显著增高(P<0.05)。并且再灌注1h、2h组明显高于栓塞1h、2h组,再灌注2h组高于再灌注1h组(P<0.05)。(4)肺栓塞再灌注后透射电镜显示超微结构毛细血管内皮细胞肿胀、空泡化、部分胞浆溶解,核染色质浓缩,线粒体部分或大部分嵴和膜融合消失。结论:(1)本实验通过介入方法使用Berman球囊漂浮导管成功制作肺缺血再灌注动物模型,具有可控性强、重复性好的优点,是基础研究的理想动物模型。(2)肺电镜超微结构变化提示肺缺血再灌注过程中存在血管内皮损伤。(3)ET-1、NO、vWF均可作为内皮细胞损伤的标志,本文结果显示内皮细胞损伤及功能障碍参与肺缺血再灌注损伤。(4)HSP70在肺栓塞缺血再灌注过程中表达增加,推测HSP70参与了肺缺血再灌注损伤的保护。