背景脓毒症自20世纪70年代以来已成为医学领域的重大问题之一。随着社会人口老龄化、免疫抑制药物的使用以及耐药菌的出现,脓毒症的发病率以每年1.5%的速度增长,成为危重病人主要的死亡原因之一。心肌损伤是脓毒症常见的并发症,也是影响脓毒症转归的重要因素。据统计,脓毒症合并心功能障碍使脓毒症死亡率由不合并心功能障碍的20%增长到70%-90%。因此,针对脓毒症心肌损伤的发病机制开展深入研究及早期防治,对提高脓毒症的救治水平具有重要意义。脓毒症的发病机制相当复杂,导致心肌损伤的途径多样化。普遍的观点认为并非细菌本身,而是过度的全身炎症反应造成炎症因子大量释放导致了脓毒症心肌损伤。其中,肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factorα,TNF-α)是主要由单核-巨噬细胞受细菌毒素等刺激后产生的重要炎症因子,也是脓毒症时炎症反应级联放大的重要介质。后者可进一步刺激中性粒细胞等免疫细胞,导致进一步释放大量促炎因子。在动物模型、离体心脏及心肌细胞实验中均证实,TNF-α可以通过改变细胞内Ca2+稳态而损伤心肌收缩力。其次,除免疫细胞外,内皮细胞激活也是脓毒症的重要特征。脓毒症时,组织因子κB (Nuclear factor kappa B,NF-κB)和激活物蛋白1(Activator protein 1,AP-1)等转录因子激活,进一步激活内皮细胞,导致内皮细胞进一步释放炎症因子(包括IL-1β、ICAM-1、E-selectin及VCAM-1等)。其中,内皮素-1(ET-1)是内皮细胞分泌的维持血管紧张度的强烈的缩血管肽,其主要生理功能是与舒血管物质共同维持血管紧张度。近年研究认为,ET-1可能还具有促凋亡及促炎症反应的作用,与脓毒症休克的发生及死亡率密切相关。因此,本研究重点观察了TNF-α及ET-1两种细胞因子的变化,进一步明确二者在脓毒症心肌损伤中的地位。然而,炎症因子的产生受复杂的瀑布式的网络系统控制,各种细胞因子的促炎作用也具有相互交织的效应。因此,从关键的靶点控制炎症反应的扩大才是阻止脓毒症心肌损伤的重点。p38MAPK是细胞内重要的信号转导蛋白,p38MAPK/NF-κB通路是炎症因子产生的重要通路之一,被认为是炎症通路中的重要的瓶颈环节之一,在脓毒症心肌损伤中具有重要意义。已有研究表明p38MAPK抑制剂可减少离体脓毒症心肌NF-κB激活及TNF-α表达,减轻脓毒症心肌收缩力受损程度。但在完整动物模型上,p38MAPK通路对脓毒症心肌炎症因子尤其是TNF-α及ET-1的影响仍需进一步明确。乌司他丁(Ulinastatin,UTI)是从健康男性尿液中提取的尿胰蛋白酶抑制剂,近年来已经应用于胰腺炎、创伤、体外循环及脓毒症等全身炎症反应综合症,并证实具有一定抗炎作用,但其作用机制及在体内的有效剂量并未明确。文献已经报道了UTI对脓毒症大鼠急性肺损伤、急性肾损伤具有保护作用,但关于UTI对脓毒症心肌损伤的保护作用的研究尚不多。目的探讨UTI对脓毒症心肌损伤的保护作用及可能的保护机制,为临床早期应用UTI治疗脓毒症心肌损伤提供理论依据。方法40只雄性SD大鼠随机分为5组：对照组(C组)、假手术组(S组)、脓毒症组(M组),小剂量干预组(UTI5000U/Kg, A组)和大剂量干预组(UTI20000U/Kg, B组),每组8只。采取盲肠结扎穿刺术(Cecal ligation andpuncture, CLP)建立脓毒症模型,24h后动脉采血及分离左心室心肌。观察心肌显微及超微结构改变,采用酶联免疫吸附双抗体夹心(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)方法检测大鼠血清心肌肌钙蛋白Ⅰ(Cardiac troponinⅠ,cTnⅠ)、心肌肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factorα, TNF-α),放射免疫方法(Radioimmunoassay)检测心肌内皮素-1(Endothelin-1,ET-1),免疫印迹(Western blot)方法检测心肌p-p38、p38丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase, MAPK)表达水平。结果1.脓毒症大鼠心肌损伤模型的评价CLP方法是复制脓毒症模型的经典方法之一。CLP24h后M组心肌与C组、S组比较,光镜下心肌结构排列疏松,细胞核肿胀,间质水肿、充血,炎症细胞浸润；电镜结构示心肌肌丝、肌节结构排列紊乱,间质水肿,线粒体嵴断裂,明显空泡化；同时伴有血清cTnⅠ水平显著升高,说明CLP24h后已经存在心肌损伤,该脓毒症模型可以用于脓毒症心肌损伤的研究。2.UTI对脓毒症心肌病理结构及血清cTnⅠ的影响光镜下,A组心肌充血、水肿及炎症细胞浸润程度与M组比较无明显减轻；电镜结构表现为心肌结构疏松,肌节断裂,线粒体广泛空泡化,与M组比较均无明显减轻。而B组心肌光镜下肌纤维结构排列规则,间质水肿、充血及炎症细胞浸润程度与M组及A组比较明显减轻；电镜下心肌轻度肿胀,线粒体无明显肿胀,部份线粒体空泡化,与M组及A组比较心肌病变程度减轻。C组、S组cTnⅠ分别为(1.05±0.21)ng/ml和(1.26±0.24)ng/ml,两组间无显著性差异(P=0.512),M组为(7.58±0.53)ng/ml,较C组及S组均明显升高(P=0.000)；A组浓度为(7.21±0.51)ng/ml,与脓毒症组比较无显著性差异(P=0.810)；B组cTnⅠ浓度为(4.30±0.84)]ng/ml,较C组及S组升高(P=0.000),明显低于M组(P=0.000)。3.脓毒症心肌TNF-α、ET-1水平变化及UTI的影响M组心肌匀浆TNF-α[(945.59±72.03)pg/g]、ET-1[(776.77±123.89)pg/g]水平较C组[(238.23±35.22)pg/g, (170.14±28.26)pg/g,P<0.01]及S组[(273.99±33.15)pg/g, (222.76±51.01) pg/g, P<0.01]明显升高(P<0.01),A组TNF-α、ET-1水平[(910.46±96.64)pg/g,(714.04±66.74)pg/g]与M组比较无明显下降(P>0.05),而B组TNF-α、ET-1水平[(430.45±75.64)pg/g, (377.13±38.98) pg/g]明显低于M组(P<0.01),但仍高于C组及S组(P<0.01)。4.脓毒症心肌p-p38MAPK、p38 MAPK改变及UTI的影响M组p-p38/p38灰度比值为0.79±0.12,较C组(0.34±0.15)及S组(0.28±0.15)明显升高(P=0.001),A组(0.75±0.12)与M组比较无显著性差异(P=0.682),B组p-p38/p38灰度比值为(0.36±0.0.26),明显低于M组(P=0.001),与C组及S组比较无明显差异(P=0.635和0.972)。结论1.CLP后24h,脓毒症大鼠心肌存在显著病理结构损伤,伴血清cTnⅠ明显升高,表明该模型可用于心肌损伤的研究。TNF-α及ET-1在脓毒症大鼠心肌组织浓度明显升高,二者可能与脓毒症心肌损伤关系密切。p38MAPK作为炎症通路的重要信号蛋白,在脓毒症心肌中磷酸化水平明显升高,说明p38MAPK炎症通路在脓毒症心肌损伤中发挥了重要作用。2.小剂量UTI(5000U/Kg)对脓毒症大鼠心肌结构及血清cTnⅠ的变化无显著影响,而大剂量UTI(20000U/Kg)可以明显减轻脓毒症大鼠心肌结构损伤程度,减少血清cTnⅠ水平,说明大剂量UTI对脓毒症心肌损伤具有保护作用。3.UTI对脓毒症大鼠心肌的保护作用可能与其减轻心肌p38MAPK磷酸化水平,及抑制单核-巨噬细胞分泌TNF-α和内皮细胞分泌ET-1有关。