引用本文： 王晓霞, 李玉兰, 沙小兰, 王晶晶. 短时间高氧机械通气对大鼠肺组织及肺表面活性蛋白 C、D 的影响. 中国呼吸与危重监护杂志, 2021, 20(1): 32-36. doi: 10.7507/1671-6205.201906057 复制
全身麻醉后肺部并发症（包括肺炎、肺不张、肺水肿、呼吸衰竭等）的发生率高达 2%～40%，而高氧血症是全身麻醉期间引起肺炎、肺不张的原因之一[1]。Meyhoff 等[2]研究报道，90% 以上患者肺不张、肺水肿的发生与肺表面活性物质（PS）的丧失及功能受损相关。PS 是肺泡Ⅱ型上皮细胞（AECⅡ）分泌的脂蛋白，其中肺表面活性蛋白（SP）是 PS 发挥生物功能的主要成分。研究证实，肺表面活性蛋白 C（SP-C）是一种疏水性多肽，仅来自于 AECⅡ，参与调节肺泡表面张力，SP-C 缺乏的小鼠易受到细菌和病毒感染[3-4]；肺表面活性蛋白 D（SP-D）具有调节免疫及炎症反应的作用，可作为肺泡细胞完整性的标志物，其含量的变化与肺组织损伤的严重程度呈正相关[5-6]。
实验证明，大鼠长时间（超过 24 h）暴露于吸入氧浓度（FiO2）为 90% 以上的环境会引起肺损伤以及 SP 的动态变化[7]。但关于短时间高氧机械通气对动物肺组织的影响，目前尚无相关报道。一项多中心临床研究表明，全身麻醉过程中高氧血症的发生率高达 83%[8]，这与术后肺部并发症的发生是否相关，值得引起重视。本实验采用高氧机械通气大鼠为模型，检测肺组织匀浆及支气管肺泡灌洗液（BALF）中的 SP-C、SP-D 浓度及肺组织病理学变化，探讨短时间高氧机械通气对肺组织的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
健康雄性 SD 大鼠 16 只，体重（200±10） g，由兰州大学医学院实验动物中心提供，动物生产许可证号：SCXK（甘）2018-0002。实验前将大鼠适应性饲养 1 周，饲养环境为：温度 20～26 ℃、相对湿度 40%～60%、12 h 明暗交替、自由摄食饮水的安静室内。本实验设计符合兰州大学第一医院动物实验伦理学标准，并取得兰州大学第一医院伦理委员会的批准（批件编号：LDYYLL2018-175）。主要试剂：大鼠 SP-C、SP-D ELISA 试剂盒（上海酶联生物科技有限公司）。主要仪器：HX-100E 小动物呼吸机（成都秦盟科技有限公司）、精密电子天平（Sartorius 公司）、干燥箱（上海实验仪器厂）、3K30 型低温高速离心机（Sigma 公司）、IMARK 型多功能酶标仪（美国 BIO-RAD 公司）。
1.2 方法
1.2.1 实验动物模型建立
健康雄性 SD 大鼠 16 只，随机分为两组（n=8）：空气组和高氧组。10% 水合氯醛（0.3 mL/100g）麻醉后，用改制的 24G 静脉留置针行气管内插管，连接 HX-100E 小动物呼吸机行机械通气，呼吸参数：潮气量 10 mL/kg，频率 40～60 次/min，吸呼比 1∶1[9]。空气组使用空气机械通气（FiO2=21%），高氧组使用高氧机械通气（FiO2=90%）。Powerlab/16sp AD Instruments 监测两组大鼠的心电图。同时，左侧颈动脉置管用于监测血气，维持高氧组的动脉氧分压（PaO2）在 180～220 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）之间，空气组的 PaO2 在 80～120 mm Hg，不符合上述标准的排除实验并补充样本。机械通气 4 h 后，放血处死大鼠，分离肺组织备用。
1.2.2 动脉血气分析
在机械通气 2 h 和 4 h 颈动脉采血行血气分析，记录 PaO2，并计算氧合指数 OI 值（PaO2/FiO2）。
1.2.3 湿/干重比值的测定
取右肺后叶用无菌纱布蘸去其表面血迹和水分，用精密电子天平称湿重后，置于 80 ℃ 恒温干燥箱烘干至质量不再变化后称重，即干重，计算湿干重比值（W/D）。
1.2.4 BALF 和肺组织匀浆中 SP-C、SP-D 浓度的测定
1.2.4.1 BALF 的制备
结扎大鼠气管远心端及右肺门，更换改制的无菌 24G 套管针接 5 mL 空针，注入预冷磷酸盐（PBS）缓冲液 2.5 mL 进行左侧肺泡灌洗，抽吸 2 次后，将灌洗液抽取于离心管中，重复灌洗 3 遍，收集的灌洗液在 4 ℃ 下 3000 r/min 离心 10 min，获取上清液。
1.2.4.2 肺组织匀浆的制备
称取右肺中叶组织 110 mg，生理盐水中充分洗涤并用眼科剪刀尽快剪碎，在 PBS 缓冲液中用匀浆仪制成匀浆，在 4 ℃ 下 3000 r/min 离心 15 min，收集上清液。
1.2.4.3 ELISA 法测定肺组织匀浆和 BALF 中 SP-C、SP-D 浓度
将 BALF 和肺组织匀浆离心后取上清液，按照 ELISA 试剂盒操作说明书，测定 SP-C、SP-D 浓度。
1.2.5 病理检查
分离右肺前叶组织，固定、包埋，制成 4 μm 的切片，常规脱蜡、脱水，行苏木精–伊红染色。观察肺组织形态变化，并由专业人员（不清楚实验设计及动物分组情况）根据病理学变化经盲法行病理学评分。0 分：肺泡结构、间质、肺血管均正常；1 分：肺泡结构破坏较轻，间质少量炎性细胞，间质及肺泡腔出血、水肿范围小于 25%；2 分：肺泡结构破坏较重，间质及部分肺泡腔有较多炎性细胞，间质增宽，毛细血管淤血，肺泡腔出血及水肿的范围在 25%～50%；3 分：肺泡结构破坏严重，大部分肺泡和间质有炎性细胞聚集成团，间质明显增宽，肺泡腔出血和水肿的范围在 50%～75%[10]。
1.3 统计学方法
采用 SPSS 22.0 统计软件。呈正态分布的计量数据以均数±标准差（
±s）表示，组间比较采用 t 检验，P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 PaO2 及 OI 值
与空气组相比，高氧组 2 h 和 4 h 的 PaO2 明显升高，而 OI 值明显降低，差异有统计学意义（P<0.05）。两组 PaO2 及 OI 值及比较结果见表 1。
表1
两组大鼠机械通气 2 h 和 4 h 时 PaO2、OI 的比较（n=8，mm Hg，
）
2.2 肺组织 W/D
与空气组相比，高氧组肺组织 W/D 显著升高，且差异有统计学意义（P<0.05）。两组 W/D 值及比较结果见表 2。
表2
两组大鼠肺组织病理学评分及肺组织 W/D 比较（n=8，
）
2.3 BALF 和肺组织匀浆中 SP-C、SP-D 浓度的比较
高氧组 BALF 及肺组织匀浆中 SP-C、SP-D 的浓度明显低于空气组，差异有统计学意义（P<0.05）。两组 BALF 及肺组织匀浆中 SP-C、SP-D 的浓度及比较结果见表 3。
表3
两组大鼠 BALF 及肺组织匀浆中 SP-C、SP-D 浓度比较（n=8，pg/mL，
）
2.4 肺组织病理学变化及评分
两组相比，空气组肺泡结构较清晰且基本完整，肺间质及肺泡腔内炎性细胞少见，肺泡间隔不宽，肺血管无明显扩张；高氧组部分肺泡壁断裂，少量肺泡融合，主要表现为肺泡间隔增宽，肺血管充血扩张，肺间质及肺泡腔内可见炎性细胞、液体渗出，见图 1。两组肺组织病理学评分比较，高氧组明显高于空气组，且差异有统计学意义（P<0.05），见表 2。
图1
两组大鼠肺组织病理比较（苏木精–伊红 ×400）
a. 空气组大鼠肺组织病理检查像，肺泡结构较清晰且完整，肺间质及肺泡腔内炎性细胞少见，肺泡间隔不宽，肺血管无明显扩张，肺泡腔内无明显渗出；b. 高氧组大鼠肺组织病理检查像，部分肺泡壁断裂，少量肺泡融合，主要表现为肺泡间隔增宽，肺血管充血扩张，肺间质及肺泡腔内可见炎性细胞、液体渗出
3 讨论
临床上，大多数短时间的全身麻醉手术时长约持续 4～6 h[11]。Sinclair 等[12]研究发现，与常氧组比较，进行大潮气量机械通气的家兔吸入浓度为 50% 的氧气 4 h 时，其肺损伤评分显著增加。一项临床观察性队列研究也报道了类似的结果：急诊重症加强治疗病房的重症患者在进行机械通气治疗的前 5 个小时，吸入高浓度氧与不良的肺部结局存在关联[13]。因此，本实验结合临床现状、相关参考文献[14]及预实验结果，选择对大鼠进行 4 h 的空气和高氧机械通气，制备更符合临床的短时间高氧通气模型。在模型建立过程中，通过测定血气分析维持高氧组大鼠处于高氧血症状态。
本实验结果显示：大鼠高氧通气 2 h 和 4 h 时的 OI 值均低于 300 mm Hg，肺组织病理学评分及肺 W/D 值明显高于空气组，提示大鼠高氧通气 4 h 可引起肺组织损伤。Ferguson 等[15]报道，OI 值可准确反映吸氧条件下机体的氧合状态，小于 300 mm Hg 提示呼吸功能障碍，其比值大小与肺组织损伤病理改变的严重程度呈正相关。尽管 OI 值在临床中已被广泛用于评估急性呼吸窘迫综合征、新生儿膈疝和心脏手术患者的预后[16-17]，但该比值仍存在不可忽视的局限性。OI 值与 FiO2 之间的关系呈非线性，当 FiO2>50% 时，OI 值随着 FiO2 的升高而逐渐降低。OI 值的影响因素不止有 FiO2，还包括 FiO2 引起的肺内分流以及呼气末正压等呼吸机相关的参数设置[18]，因此单独使用 OI 值评价肺损伤具有一定的局限性。此外，肺组织病理学评分也可用于评估肺组织损伤的程度，评分越高，损伤越重。W/D 是衡量肺组织含水量的客观指标，大于 4 提示肺组织水肿，比值越高，肺水肿程度越明显。本实验中，大鼠高氧通气 2 h 和 4 h 后 OI 值明显低于正常值，表明高氧对呼吸功能有一定的损伤，但 2 h 和 4 h 的 OI 值无明显差异，可能与肺水肿引起的肺内动静脉分流相关。4 h 高氧通气后肺组织病理学评分及肺 W/D 值显著升高，进一步说明短时间的高氧机械通气可引起肺组织病理学的损伤及肺水肿。肺水肿的形成主要是由于肺泡上皮屏障的通透性增加而造成的，是引起呼吸功能障碍的主要因素之一，而 PS 作为肺泡上皮屏障的主要成分，在肺泡液体转运过程中发挥着不容忽视的作用。由于高氧导致肺泡细胞的破坏，进而造成 PS 的结构基础、成分以及功能发生改变，肺泡上皮屏障受到严重损害形成肺水肿。
高氧状态下，AECⅡ遭到过量活性氧的攻击后，AECⅡ的结构和功能受损引起 SP 分泌的减少。由 10% SP 和约 90%磷脂构成的 PS，具有降低肺泡表面张力、维持肺泡稳定性、抑制炎症反应及增强肺泡巨噬细胞吞噬功能的作用，当其中 SP 含量发生改变时，会导致肺功能障碍、肺不张的发生[19]。SP-C 作为 AECⅡ分泌的特有疏水性糖蛋白，可促进磷脂吸附和分布到肺泡气–液界面，保证肺泡结构完整性，参与 PS 的分解代谢，辅助 PS 发挥正常的生理功能[20]。Zhang 等[21]研究证实，长时间处于高氧环境中的大鼠，SP-C 在肺组织中的表达随暴露时间的延长而增加，但由于高氧抑制了 AECⅡ中 SP-C 的释放，导致 BALF 中 SP-C 的浓度显著下降。SP-D 对维持肺泡结构及肺部正常免疫功能具有重要意义，SP-D 缺陷的小鼠易受到高氧的攻击而发生肺组织的损伤，且 SP-D 浓度下降与肺部炎症的发生率增高有关[6, 22]。
本实验中，4 h 的高氧机械通气后，一方面，高氧的吸入引起大鼠肺泡的损伤，推测 AECⅡ的结构可能遭到破坏，AECⅡ中 SP-C、SP-D 的消耗增多，释放受到抑制，导致肺组织匀浆及 BALF 中 SP-C、SP-D 的浓度明显降低，肺上皮细胞屏障破坏，肺水转运能力下降，引起肺水肿的发生；另一方面，首先由于 SP-C、SP-D 浓度的改变，AECⅡ上 PS 系统构成发生变化，导致 PS 不能发挥降低肺泡表面张力及维持肺泡容积相对稳定的作用，造成肺组织结构和功能的异常，引起呼吸功能障碍。其次，SP-C、SP-D 的浓度显著下降后，肺组织抵抗氧化刺激的防御能力明显减退，更易受到高氧的损伤。上述两方面形成恶性循环，加重了肺水肿，促进了肺组织学损伤的形成。
综上所述，大鼠高氧机械通气 4 h 可造成肺组织学的损伤、肺组织匀浆及 BALF 中 SP-C、SP-D 浓度显著下降，导致呼吸功能受损及肺组织水肿。这提示我们，短时间的机械通气过程中也需要合理调节氧气浓度，避免高氧肺损伤的发生。
利益冲突：本研究不涉及任何利益冲突。
全身麻醉后肺部并发症（包括肺炎、肺不张、肺水肿、呼吸衰竭等）的发生率高达 2%～40%，而高氧血症是全身麻醉期间引起肺炎、肺不张的原因之一[1]。Meyhoff 等[2]研究报道，90% 以上患者肺不张、肺水肿的发生与肺表面活性物质（PS）的丧失及功能受损相关。PS 是肺泡Ⅱ型上皮细胞（AECⅡ）分泌的脂蛋白，其中肺表面活性蛋白（SP）是 PS 发挥生物功能的主要成分。研究证实，肺表面活性蛋白 C（SP-C）是一种疏水性多肽，仅来自于 AECⅡ，参与调节肺泡表面张力，SP-C 缺乏的小鼠易受到细菌和病毒感染[3-4]；肺表面活性蛋白 D（SP-D）具有调节免疫及炎症反应的作用，可作为肺泡细胞完整性的标志物，其含量的变化与肺组织损伤的严重程度呈正相关[5-6]。
实验证明，大鼠长时间（超过 24 h）暴露于吸入氧浓度（FiO2）为 90% 以上的环境会引起肺损伤以及 SP 的动态变化[7]。但关于短时间高氧机械通气对动物肺组织的影响，目前尚无相关报道。一项多中心临床研究表明，全身麻醉过程中高氧血症的发生率高达 83%[8]，这与术后肺部并发症的发生是否相关，值得引起重视。本实验采用高氧机械通气大鼠为模型，检测肺组织匀浆及支气管肺泡灌洗液（BALF）中的 SP-C、SP-D 浓度及肺组织病理学变化，探讨短时间高氧机械通气对肺组织的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
健康雄性 SD 大鼠 16 只，体重（200±10） g，由兰州大学医学院实验动物中心提供，动物生产许可证号：SCXK（甘）2018-0002。实验前将大鼠适应性饲养 1 周，饲养环境为：温度 20～26 ℃、相对湿度 40%～60%、12 h 明暗交替、自由摄食饮水的安静室内。本实验设计符合兰州大学第一医院动物实验伦理学标准，并取得兰州大学第一医院伦理委员会的批准（批件编号：LDYYLL2018-175）。主要试剂：大鼠 SP-C、SP-D ELISA 试剂盒（上海酶联生物科技有限公司）。主要仪器：HX-100E 小动物呼吸机（成都秦盟科技有限公司）、精密电子天平（Sartorius 公司）、干燥箱（上海实验仪器厂）、3K30 型低温高速离心机（Sigma 公司）、IMARK 型多功能酶标仪（美国 BIO-RAD 公司）。
1.2 方法
1.2.1 实验动物模型建立
健康雄性 SD 大鼠 16 只，随机分为两组（n=8）：空气组和高氧组。10% 水合氯醛（0.3 mL/100g）麻醉后，用改制的 24G 静脉留置针行气管内插管，连接 HX-100E 小动物呼吸机行机械通气，呼吸参数：潮气量 10 mL/kg，频率 40～60 次/min，吸呼比 1∶1[9]。空气组使用空气机械通气（FiO2=21%），高氧组使用高氧机械通气（FiO2=90%）。Powerlab/16sp AD Instruments 监测两组大鼠的心电图。同时，左侧颈动脉置管用于监测血气，维持高氧组的动脉氧分压（PaO2）在 180～220 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）之间，空气组的 PaO2 在 80～120 mm Hg，不符合上述标准的排除实验并补充样本。机械通气 4 h 后，放血处死大鼠，分离肺组织备用。
1.2.2 动脉血气分析
在机械通气 2 h 和 4 h 颈动脉采血行血气分析，记录 PaO2，并计算氧合指数 OI 值（PaO2/FiO2）。
1.2.3 湿/干重比值的测定
取右肺后叶用无菌纱布蘸去其表面血迹和水分，用精密电子天平称湿重后，置于 80 ℃ 恒温干燥箱烘干至质量不再变化后称重，即干重，计算湿干重比值（W/D）。
1.2.4 BALF 和肺组织匀浆中 SP-C、SP-D 浓度的测定
1.2.4.1 BALF 的制备
结扎大鼠气管远心端及右肺门，更换改制的无菌 24G 套管针接 5 mL 空针，注入预冷磷酸盐（PBS）缓冲液 2.5 mL 进行左侧肺泡灌洗，抽吸 2 次后，将灌洗液抽取于离心管中，重复灌洗 3 遍，收集的灌洗液在 4 ℃ 下 3000 r/min 离心 10 min，获取上清液。
1.2.4.2 肺组织匀浆的制备
称取右肺中叶组织 110 mg，生理盐水中充分洗涤并用眼科剪刀尽快剪碎，在 PBS 缓冲液中用匀浆仪制成匀浆，在 4 ℃ 下 3000 r/min 离心 15 min，收集上清液。
1.2.4.3 ELISA 法测定肺组织匀浆和 BALF 中 SP-C、SP-D 浓度
将 BALF 和肺组织匀浆离心后取上清液，按照 ELISA 试剂盒操作说明书，测定 SP-C、SP-D 浓度。
1.2.5 病理检查
分离右肺前叶组织，固定、包埋，制成 4 μm 的切片，常规脱蜡、脱水，行苏木精–伊红染色。观察肺组织形态变化，并由专业人员（不清楚实验设计及动物分组情况）根据病理学变化经盲法行病理学评分。0 分：肺泡结构、间质、肺血管均正常；1 分：肺泡结构破坏较轻，间质少量炎性细胞，间质及肺泡腔出血、水肿范围小于 25%；2 分：肺泡结构破坏较重，间质及部分肺泡腔有较多炎性细胞，间质增宽，毛细血管淤血，肺泡腔出血及水肿的范围在 25%～50%；3 分：肺泡结构破坏严重，大部分肺泡和间质有炎性细胞聚集成团，间质明显增宽，肺泡腔出血和水肿的范围在 50%～75%[10]。
1.3 统计学方法
采用 SPSS 22.0 统计软件。呈正态分布的计量数据以均数±标准差（±s）表示，组间比较采用 t 检验，P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 PaO2 及 OI 值
与空气组相比，高氧组 2 h 和 4 h 的 PaO2 明显升高，而 OI 值明显降低，差异有统计学意义（P<0.05）。两组 PaO2 及 OI 值及比较结果见表 1。
表1
两组大鼠机械通气 2 h 和 4 h 时 PaO2、OI 的比较（n=8，mm Hg，）
2.2 肺组织 W/D
与空气组相比，高氧组肺组织 W/D 显著升高，且差异有统计学意义（P<0.05）。两组 W/D 值及比较结果见表 2。
表2
两组大鼠肺组织病理学评分及肺组织 W/D 比较（n=8，）
2.3 BALF 和肺组织匀浆中 SP-C、SP-D 浓度的比较
高氧组 BALF 及肺组织匀浆中 SP-C、SP-D 的浓度明显低于空气组，差异有统计学意义（P<0.05）。两组 BALF 及肺组织匀浆中 SP-C、SP-D 的浓度及比较结果见表 3。
表3
两组大鼠 BALF 及肺组织匀浆中 SP-C、SP-D 浓度比较（n=8，pg/mL，）
2.4 肺组织病理学变化及评分
两组相比，空气组肺泡结构较清晰且基本完整，肺间质及肺泡腔内炎性细胞少见，肺泡间隔不宽，肺血管无明显扩张；高氧组部分肺泡壁断裂，少量肺泡融合，主要表现为肺泡间隔增宽，肺血管充血扩张，肺间质及肺泡腔内可见炎性细胞、液体渗出，见图 1。两组肺组织病理学评分比较，高氧组明显高于空气组，且差异有统计学意义（P<0.05），见表 2。
图1
两组大鼠肺组织病理比较（苏木精–伊红 ×400）
a. 空气组大鼠肺组织病理检查像，肺泡结构较清晰且完整，肺间质及肺泡腔内炎性细胞少见，肺泡间隔不宽，肺血管无明显扩张，肺泡腔内无明显渗出；b. 高氧组大鼠肺组织病理检查像，部分肺泡壁断裂，少量肺泡融合，主要表现为肺泡间隔增宽，肺血管充血扩张，肺间质及肺泡腔内可见炎性细胞、液体渗出
3 讨论
临床上，大多数短时间的全身麻醉手术时长约持续 4～6 h[11]。Sinclair 等[12]研究发现，与常氧组比较，进行大潮气量机械通气的家兔吸入浓度为 50% 的氧气 4 h 时，其肺损伤评分显著增加。一项临床观察性队列研究也报道了类似的结果：急诊重症加强治疗病房的重症患者在进行机械通气治疗的前 5 个小时，吸入高浓度氧与不良的肺部结局存在关联[13]。因此，本实验结合临床现状、相关参考文献[14]及预实验结果，选择对大鼠进行 4 h 的空气和高氧机械通气，制备更符合临床的短时间高氧通气模型。在模型建立过程中，通过测定血气分析维持高氧组大鼠处于高氧血症状态。
本实验结果显示：大鼠高氧通气 2 h 和 4 h 时的 OI 值均低于 300 mm Hg，肺组织病理学评分及肺 W/D 值明显高于空气组，提示大鼠高氧通气 4 h 可引起肺组织损伤。Ferguson 等[15]报道，OI 值可准确反映吸氧条件下机体的氧合状态，小于 300 mm Hg 提示呼吸功能障碍，其比值大小与肺组织损伤病理改变的严重程度呈正相关。尽管 OI 值在临床中已被广泛用于评估急性呼吸窘迫综合征、新生儿膈疝和心脏手术患者的预后[16-17]，但该比值仍存在不可忽视的局限性。OI 值与 FiO2 之间的关系呈非线性，当 FiO2>50% 时，OI 值随着 FiO2 的升高而逐渐降低。OI 值的影响因素不止有 FiO2，还包括 FiO2 引起的肺内分流以及呼气末正压等呼吸机相关的参数设置[18]，因此单独使用 OI 值评价肺损伤具有一定的局限性。此外，肺组织病理学评分也可用于评估肺组织损伤的程度，评分越高，损伤越重。W/D 是衡量肺组织含水量的客观指标，大于 4 提示肺组织水肿，比值越高，肺水肿程度越明显。本实验中，大鼠高氧通气 2 h 和 4 h 后 OI 值明显低于正常值，表明高氧对呼吸功能有一定的损伤，但 2 h 和 4 h 的 OI 值无明显差异，可能与肺水肿引起的肺内动静脉分流相关。4 h 高氧通气后肺组织病理学评分及肺 W/D 值显著升高，进一步说明短时间的高氧机械通气可引起肺组织病理学的损伤及肺水肿。肺水肿的形成主要是由于肺泡上皮屏障的通透性增加而造成的，是引起呼吸功能障碍的主要因素之一，而 PS 作为肺泡上皮屏障的主要成分，在肺泡液体转运过程中发挥着不容忽视的作用。由于高氧导致肺泡细胞的破坏，进而造成 PS 的结构基础、成分以及功能发生改变，肺泡上皮屏障受到严重损害形成肺水肿。
高氧状态下，AECⅡ遭到过量活性氧的攻击后，AECⅡ的结构和功能受损引起 SP 分泌的减少。由 10% SP 和约 90%磷脂构成的 PS，具有降低肺泡表面张力、维持肺泡稳定性、抑制炎症反应及增强肺泡巨噬细胞吞噬功能的作用，当其中 SP 含量发生改变时，会导致肺功能障碍、肺不张的发生[19]。SP-C 作为 AECⅡ分泌的特有疏水性糖蛋白，可促进磷脂吸附和分布到肺泡气–液界面，保证肺泡结构完整性，参与 PS 的分解代谢，辅助 PS 发挥正常的生理功能[20]。Zhang 等[21]研究证实，长时间处于高氧环境中的大鼠，SP-C 在肺组织中的表达随暴露时间的延长而增加，但由于高氧抑制了 AECⅡ中 SP-C 的释放，导致 BALF 中 SP-C 的浓度显著下降。SP-D 对维持肺泡结构及肺部正常免疫功能具有重要意义，SP-D 缺陷的小鼠易受到高氧的攻击而发生肺组织的损伤，且 SP-D 浓度下降与肺部炎症的发生率增高有关[6, 22]。
本实验中，4 h 的高氧机械通气后，一方面，高氧的吸入引起大鼠肺泡的损伤，推测 AECⅡ的结构可能遭到破坏，AECⅡ中 SP-C、SP-D 的消耗增多，释放受到抑制，导致肺组织匀浆及 BALF 中 SP-C、SP-D 的浓度明显降低，肺上皮细胞屏障破坏，肺水转运能力下降，引起肺水肿的发生；另一方面，首先由于 SP-C、SP-D 浓度的改变，AECⅡ上 PS 系统构成发生变化，导致 PS 不能发挥降低肺泡表面张力及维持肺泡容积相对稳定的作用，造成肺组织结构和功能的异常，引起呼吸功能障碍。其次，SP-C、SP-D 的浓度显著下降后，肺组织抵抗氧化刺激的防御能力明显减退，更易受到高氧的损伤。上述两方面形成恶性循环，加重了肺水肿，促进了肺组织学损伤的形成。
综上所述，大鼠高氧机械通气 4 h 可造成肺组织学的损伤、肺组织匀浆及 BALF 中 SP-C、SP-D 浓度显著下降，导致呼吸功能受损及肺组织水肿。这提示我们，短时间的机械通气过程中也需要合理调节氧气浓度，避免高氧肺损伤的发生。
利益冲突：本研究不涉及任何利益冲突。
