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现代战争中肢体爆炸伤发生率高,且多存在血管、神经和广泛的软组织损伤,是战时创伤性截肢的主要原因。肢体爆炸伤由于其特殊的致伤机理,常导致全身免疫系统过度激活,进而导致远隔器官损伤。其中,以肺损伤的发生率最高,且常常是多器官功能损害的先兆,因此减轻或预防肺损伤的发生成为改善肢体爆炸伤伤员预后的关键。既往研究表明,控制性全身低温可明显减轻脓毒症、内毒素和缺血—再灌注等引起的肺损伤,但对于有活动性出血的肢体爆炸伤而言,长时间低温可能导致致命性出血。近期研究发现对于急性肺损伤的救治,低温维持时间并非越长越好,相反短时间全身低温(2h)肺保护作用优于长时间全身低温(5h)。全身降温30min也可明显增强组织对缺血的耐受。另外,前期研究提示损伤局部短暂低温可通过抑制全身失控性炎症反应和氧化损伤减轻肺和肠道屏障功能损害。因此,本研究拟通过制作肢体远端爆炸伤动物模型,观察全身短暂低温和损伤局部短暂低温对肺损伤的作用,并初步探讨其机制。内源性保护机制受损在创伤后脏器功能损害中的作用日益受到人们的关注。NF-E2相关因子(Nrf2)是决定细胞内源性抗损伤能力的关键转录因子,具有抗氧化、抗炎等作用。最新研究发现Nrf2转录调节活性增强在动物冬眠时缺血缺氧的耐受过程中具有重要作用,提示控制性低温可能是通过增强Nrf2转录调节活性,进而发挥保护效应。但Nrf2在肢体爆炸伤后肺损伤及低温脏器保护作用中的相关研究目前尚未见报道。针对上述问题,本研究分为四个部分:①采用80mg DDNP纸质点爆源紧贴大鼠左后肢下段引爆制作肢体爆炸伤动物模型,观察全身短暂低温(30min)或损伤局部短暂低温(30min)对肢体爆炸伤后肺损伤的作用。②全身短暂低温或损伤局部短暂低温对肢体爆炸伤后肺Nrf2转录调节活性的影响。③培养肺微血管内皮细胞,通过给予肺微血管内皮细胞不同剂量的H2O2或TNFα,观察Nrf2转录调节活性的变化,初步探讨全身短暂低温和损伤局部短暂低温是否通过减少肺自由基和炎症因子的产生,进而参与Nrf2转录调节活性的调控。④采用RNAi技术阻断肺微血管内皮细胞Nrf2表达,研究Nrf2在抗炎症损伤和抗氧化损伤中的作用;探讨Nrf2在低温肺保护中的作用。主要结果结论如下:1.大鼠肢体爆炸伤后早期可引起肺组织出现以炎症损伤、氧化损伤、炎症细胞浸润和肺水肿为主要表现的继发肺损伤早期改变;肺组织MDA含量和MPO活性明显升高(p<0.05),SOD活性明显下降;肺组织TNFα、IL-6和IL-10水平均明显升高(p<0.01)。2.全身短暂低温或损伤局部短暂低温可明显减轻肢体爆炸伤后肺组织炎症细胞浸润,肺水肿;降低肺组织MDA含量和MPO活性(p<0.01),增高SOD活性;降低肺组织TNFα、IL-6和IL-10水平(p<0.01)。说明全身短暂低温或损伤局部短暂低温可通过抑制氧化应激和炎症反应,减轻肢体爆炸伤后肺损伤。3.肢体爆炸伤后肺Nrf2转录调节活性增强,全身短暂低温或损伤局部短暂低温可进一步增强肺Nrf2的转录调节活性,但对肺Nrf2 mRNA表达水平没有明显影响,说明全身短暂低温或损伤局部短暂低温对肢体爆炸伤后肺Nrf2转录调节活性的调控并非发生在基因转录水平。4.采用不同剂量H2O2或TNFα处理肺微血管内皮细胞后,Nrf2转录调节活性发生不同的改变:中、低剂量H2O2(0.125、0.25、0.5mM)或TNFα(2.5、5、10ng/ml)引起Nrf2转录调节活性呈剂量依赖性升高,而高浓度H2O2(1、2mM)或TNFα(20、40ng/ml)引起Nrf2转录调节活性下降。结合全身短暂低温或损伤局部短暂低温可明显抑制肢体爆炸伤后肺组织氧化损伤和炎症反应的实验结果,我们认为全身短暂低温或损伤局部短暂低温可能通过抑制肢体爆炸伤后肺自由基和炎症因子的产生,从而增强Nrf2的转录调节活性。5.采用RNAi技术阻断肺微血管内皮细胞Nrf2的表达后,TNFα或H2O2引起肺微血管内皮细胞更为严重的炎症损伤和氧化损伤:与野生对照细胞和转染空质粒的细胞比较,Nrf2表达下降的细胞凋亡率增高,LDH水平升高;MDA含量升高;IL-6水平升高,IL-10水平下降;GSH含量下降;且上述指标的变化幅度与Nrf2表达受抑程度一致,说明Nrf2在细胞抗氧化损伤和炎症损伤过程中具有重要作用,而氧化损伤和炎症反应恰好是引起肢体爆炸伤后肺损伤的重要原因,因此Nrf2转录调节活性增强是全身短暂低温或损伤局部短暂低温减轻肢体爆炸伤后肺损伤的重要机制之一。全身短暂低温或损伤局部短暂低温通过增强肺Nrf2转录调节活性,发挥长时程保护作用,减轻肢体爆炸伤后肺损伤。