肢体缺血再灌注(IR)损伤发生于肢体挤压伤、断肢再植术等患者的转归过程中。防治IR损伤是救治此类患者的一个关键环节。研究表明,IR损伤是一种缺血后炎性损伤,主要由缺血区细胞产生释放的活性氧物质及炎症介质介导引发。在对气体信使分子一氧化碳(CO)的研究中发现,CO具有抗炎、抗氧化损伤的重要功效。本课题组先前的研究证实,给予适量外源性的CO,对肢体IR引发的远隔器官损伤,具有显著的对抗作用,但给予外源性CO对发生缺血的肢体有何影响,尚缺乏细致的观察研究。目的:观察研究吸入适量外源性CO对肢体IR损伤的防治作用。方法:健康清洁雄性SD大鼠44只,体重250-300g,随机分为:假手术(S)组,4只;IR组,20只;IR吸入CO(RC)组,20只。在后肢根部夹闭股动脉,并用橡皮筋绑扎后肢根部,使一侧后肢持续缺血4 h,去血管夹及橡皮筋行再灌注48 h,制得大鼠肢体IR模型。S组模拟手术过程,但不造成肢体缺血。S、IR组于手术后4 h时,开始持续吸入标准医用空气4 h,此后每间隔12 h吸入一次,每次4 h,共计3次,合计12 h。RC组于手术后4 h时,开始持续吸入含有CO(500p.p.m)的医用空气,吸入时间、间隔及次数,与S、IR组保持相同。各组均取一半大鼠,于再灌注到48 h时,从髋关节处截取IR肢体,做以下观测:用电子分析天平测量其湿重,并对肢体肌肉的颜色、断端渗血的颜色,进行观察、照相;其后,在60℃电热恒温培养箱中干燥7天,待肢体水分完全析出后测其干重,算得湿干重比值。各组剩余半数大鼠,于再灌注到48 h时,采血行乳酸脱氢酶(LDH)和肌酸激酶(CK)检查,以测得骨骼肌的损害程度;取IR肢体小腿肌肉行HE染色、横纹肌染色;应用流式细胞仪检测IR肢体小腿肌肉凋亡百分比及Bax、Bcl-2的表达变化。结果:(1)大体观察:S组肢体肌肉颜色暗红、形态正常,皮下无出血及渗出物;IR组肢体明显肿胀,色泽深暗,成褐色,皮下组织内、肌间隔内有血色渗出液,并可见大量浅黄色、胶状渗出物;RC组肢体的肿胀程度较IR组明显减轻,颜色较IR组显苍白,皮下组织、肌间隔内血色渗出液及胶状渗出物明显减少。(2)湿干重比值:S组< RC组< IR组。IR组和RC组相比,有统计学差异(P<0.05),RC组与S组相比,无统计学差异(P>0.05)。(3)HE染色观察:S组,骨骼肌细胞形态正常,胞浆均匀、红染,胞核无变形,核仁清晰;肌束明显,胞间无炎性细胞浸润。IR组,骨骼肌细胞胞体增大,部分肌细胞变性、坏死,肌浆溶解、破坏,胞核消失,呈空泡状;肌束断裂,胞间有大量的中性粒细胞浸润,并广泛出血。RC组,可见部分肌细胞变性,肌浆含有空泡,呈灶状溶解,大部分肌细胞肿大程度减轻,肌浆染色接近正常,胞核染色及位置趋近正常,未见核固缩;骨骼肌细胞间仅有少量单核细胞浸润,出血减轻。(4)横纹肌染色观察:S组,可见骨骼肌肌纤维排列整齐,无断裂,形态正常;高倍镜下肌纤维排列均匀、整齐,横纹清晰。IR组,肌细胞变性、坏死;肌纤维排列紊乱、扭曲,部分断裂;骨骼肌横纹结构不清,部分消失。RC组,肌纤维排列基本正常,横纹明显,整齐,仅见局灶性横纹排列紊乱。(5)血清检测结果:S组,血清LDH、CK值最低,处于基础水平,在正常参照范围之内;IR组,血清LDH、CK值最高;RC组血清LDH、CK值居中。IR组和RC组相比,有统计学差异(P<0.05);RC组和S组相比,仍有统计学差异(P<0.05)。(6)流式细胞检测结果:骨骼肌细胞凋亡百分比:S组最低,RC组居中,IR组最高;IR组和RC组相比,有统计学差异(P<0.05);RC组和S组相比,无统计学差异(P>0.05)。骨骼肌促凋亡蛋白Bax的FI值:S组最低,RC组居中,IR组最高;IR组和RC组相比,有统计学差异(P<0.05);RC组和S组相比,无统计学差异(P>0.05)。骨骼肌抗凋亡蛋白Bcl-2的FI值:S组最低,IR组居中,RC组最高;RC组和IR组相比,有统计学差异(P<0.05);RC组、IR组和S组相比,均有统计学差异(P<0.05)。结论:吸入外源性CO,能显著减轻肢体IR损伤。