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背景缺血再灌注(IR)是临床上肺移植、体外循环、肺袖式切除、创伤、心肺复苏等情况下引起急性肺损伤(ALI)的主要原因。ALI患者即便有重症支持疗法,死亡率仍在30-40%以上。其病理表现为肺内严重的炎症反应、炎症细胞浸润、肺上皮和内皮细胞损伤以及气血屏障的失调。IR后的炎症反应是引起并加重其继发性损伤的因素之一,在炎症反应过程中,多种炎症因子和炎症介质共同参与,引起和加重IR后的损伤。胆碱能抗炎通路(CAP)是联系神经和免疫系统的调节通路,为炎症反射中的重要环节,通过激活或抑制CAP干预调节全身炎症和免疫反应,已渐渐成为联系神经与免疫系统的重要研究靶点。以超声为基础的治疗方法通过刺激了脾脏的一种固有的依赖于α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7nAchR)的CAP达到抑制炎症反应,从而减轻组织炎性反应与氧化应激反应,这为肺缺血再灌注损伤(LIRI)肺保护提供了新的思路和方法。第一部分LIPUS预处理对远隔器官肺缺血再灌注损伤的影响目的通过建立LIRI大鼠模型,探讨低强度脉冲超声(LIPUS)预处理对LIRI炎症反应的影响。方法选用雄性SD大鼠30只,8-12周龄,体重200-250g。随机分为三组,10%水合氯醛5 ml/kg腹腔注射麻醉后,气管插管接动物小动物呼吸机,呼吸频率70bpm,吸呼比为1:2,潮气量:10~12ml/kg。对照组(S组),开胸游离左肺门,未行阻断;缺血再灌注组(IR组),建立大鼠左肺缺血再灌注肺损伤实验模型。于左前胸第5肋间开胸,游离左肺门,生理盐水稀释50 U肝素至500μL经尾静脉注射,10 min后于肺充盈末用无创微血管夹夹闭左肺门,缺血45 min,再灌注180 min;低强度脉冲超声预处理组(L组),采用低强度超声波治疗仪探头直径为1.5 cm,频率1.02 MHz,其声功率为0.8 w/cm2,脉冲波。将大鼠麻醉后置于试验台,超声定位脾脏辐照30min,然后同IR组处理。实验结束后,左房放血处死动物,切开胸腔取下整个左肺组织。HE染色做肺组织病理切片,测定肺湿/干重比值;比色法测定MDA和SOD检测;酶联免疫分析(ELISA)法测定肺组织匀浆中IL-1和IL-6浓度;免疫组化法检测TNF-α蛋白的表达。结果IR后肺组织出现明显损伤,与对照组相比较,IR后肺泡壁增厚和水肿程度较大,肺组织病理学评分显著增高(P<0.05),肺组织湿/干重比升高,MDA含量增加,SOD活性被抑制,IL-1、IL-6和TNF-α炎性指标升高;给予LIPUS预处理后L组较IR组肺组织病理学评分显著降低(P<0.05),肺组织湿/干重比降低,MDA含量减少,SOD活性被抑制程度降低,IL-1、IL-6和TNF-α炎性指标明显降低(P<0.05)。结论在大鼠LIRI模型中,通过给予LIPUS预处理可以改善大鼠LIRI后肺组织炎性渗出,降低W/D值和MDA含量,减少对SOD活性的抑制,减少IL-1,IL-6和TNF-α炎性细胞因子的水平而发挥LIRI后抗炎作用,对大鼠LIRI具有保护作用。第二部分LIPUS预处理对远隔器官肺缺血再灌注损伤保护机制的研究目的通过建立LIPUS预处理LIRI大鼠模型,研究CAP在LIPUS预处理减轻LIRI中的作用,探讨LIPUS预处理的保护机制。方法选用雄性SD大鼠40只,8-12周龄,体重200-250g。随机分为四组,10%水合氯醛5 ml/kg腹腔注射麻醉后,气管插管接动物小动物呼吸机,呼吸频率70bpm,吸呼比为1:2,潮气量:10~12ml/kg。对照组(S组),开胸游离左肺门,未行阻断;缺血再灌注组(IR组),建立大鼠左肺缺血再灌注肺损伤实验模型。于左前胸第5肋间开胸,游离左肺门,生理盐水稀释50 U肝素至500μL经尾静脉注射,10 min后于肺充盈末用无创微血管夹夹闭左肺门,缺血45 min,再灌注180 min;低强度脉冲超声预处理组(L组),采用低强度超声波治疗仪探头直径为1.5 cm,频率1.02 MHz,其声功率为0.8 w/cm2,脉冲波。将大鼠麻醉后置于试验台,超声定位脾脏辐照30min,然后同IR组处理。腹腔注射α7nAchR拮抗剂甲基牛扁亭2mg/Kg组(LA组),30min后同L组处理。实验结束后,左房放血处死动物,切开胸腔取下整个左肺组织。Western Blot检测α7nAChR、NF-κB p65蛋白表达;免疫荧光检测NF-κB p65核移位情况,q-PCR检测肺组织TNF-αmRNA相对定量表达。结果在未进行IR处理,α7nAchR蛋白有少量表达,NF-κB p65主要分布在胞浆中,NF-κB p65蛋白和TNF-αmRNA仅有少量表达;当行IR处理后,α7nAchR蛋白表达有所增加,NF-κB p65从胞浆向细胞核移位,NF-κB p65蛋白表达明显增加,TNF-αmRNA表达明显增加(P<0.05);而LIPUS预处理组,α7nAchR蛋白表达明显升高,NF-κB p65的核移位受到明显抑制(P<0.05),NF-κB p65蛋白表达明显降低,TNF-αmRNA表达降低;但在给予腹腔注射α7nAChR拮抗剂甲基牛扁亭2mg/Kg后再进行LIPUS预处理和IR处理,NF-κB p65从胞浆向细胞核移位阳性细胞数明显增加,NF-κB p65蛋白表达明显增加,TNF-αmRNA表达明显增加(P<0.05)。结论在大鼠LIRI模型中,通过给予LIPUS预处理可以激活依赖于α7nAchR的胆碱能抗炎通路,抑制NF-κB移位和活化,降低炎性细胞因子TNF-αmRNA的表达水平,对LIRI发挥保护作用。