The Role of Pulmonary Capillary Pressure in the Oxygen Free Radical-Induced Acute Lung Injury

산소기에 의한 급성 폐손상에서 폐모세혈관압의 역할에 관한 연구

Background: Regardless of its causes, acute lung injury is characterized pathophysiologically by increased pulmonary arterial pressure and the protein-rich edema. Many inflammatory mediators are known to be involved in the pathogenesis of acute lung injury, including oxygen free radicals (OFR). But the changes in pulmonary capillary pressure in the OFR-induced acute lung injury is not clear. While the pulmonary edema characterized by the movement of fluid and solutes is dependent on the pressure gradient and the alveolar-capillary permeability, the role of pulmonary capillary pressure in the development of pulmonary edema is also not well understood. Method: Male Sprague-Dawley rats were divided into 5 groups: normal control (n=5), xanthine/xanthine oxidase (X/XO)-treated group (n=7), catalase-pretreated group (n=5), papaverine-pretreated group (n=7), and indomethacin-pretreated group (n=5). In isolated perfused rat lungs, the sequential changes in pulmonary arterial pressure, pulmonary capillary pressure by double occlusion method, and lung weight as a parameter of pulmonary edema were determined. Results: Pulmonary arterial pressure and pulmonary capillary pressure were increased by X/XO. This increase was significantly attenuated by catalase and papaverine, but indomethacin did not prevent the X/XO-induced increase. Lung weight gain was also observed by X/XO perfusion. It was prevented by catalase. Papaverine did not completely block the increase, but significantly delayed the onset. Indomethacin had no effect on the increase in lung weight. Conclusion: These data suggest that increased pulmonary capillary pressure by OFR may aggravate pulmonary edema in the presence of increased alveolar-capillary permeability and this may not be mediated by cyclooxygenase metabolites.

연구배경 : 급성 폐손상은 원인에 상관없이 병태생리학적으로 폐동맥압의 증가와 폐부종을 특징으로 하는데 산소기를 포함한 여러 종류의 염증매개성 물질들이 급성 폐손상의 발병기전에 관여할 것으로 생각되고 있다. 그러나 산소기에 의한 급성 폐손상에서 폐모세혈관압의 변화는 확실하게 알려져 있지 않다. 또한 폐부종의 형성에는 폐포-모세혈관투과성과 함께 폐모세혈관과 폐포사이의 수압차도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 산소기에 의한 급성 폐손상에서 폐포모세혈관압의 역할에 관해서는 별로 알려져 있지 않은 실정이다. 방법 : Sprague-Dawley 백서를 정상 대조군(n=5), xanthine/xanthine oxidase 처치군(n=7), catalase 전치치군(n=5), papaverine 전처치군(n=7)과 indomethacin 전처치군(n=5)으로 나누어 격리순환폐모델에서 시간경과 따른 폐동맥압, 폐모세혈관압을 측정하고 폐의 무게 변화를 관찰하여 폐부종의 지표로 사용하였다. 폐모세혈관압은 micropuncture에 의한 방법과 일치도가 높은 것으로 알려져 있는 double occlusion법을 이용하였다. 즉, 폐동맥으로의 관류와 좌심방으로부터의 관류를 동시에 2초간 차단하여 폐동맥압과 좌심방압이 비슷한 압력에서 평형상태를 유지할 때의 압력을 폐모세혈관압으로 사용하였다. 결과 : 1) 폐동맥압과 폐모세혈관압은 각각 xanthine/xanthine oxidase 처치군에서 대조군에 비해 유의하게 높았다. 이들은 catalase와 papaverine 전처치로 각각 유의하게 완화되었으나 indomethacin 전처치로는 유의하게 완화되지 않았다. 2) xanthine/xanthine oxidase 처치군에서 관찰된 폐부종은 catalase 천처치와 papaverine 전처치로 유의하게 완화되었으나 indomethacin 전처치로는 완화되지 않았다. 결론 : 격리순환폐모델에서 산소기에 의한 백서의 급성 폐손상시 폐모세혈관압이 증가하고 이는 폐포-모세혈관투과성이 증가된 상태하에서 폐부종을 악화시키며 산소기에 의한 폐모세혈관압의 증가와 폐부종에 cyclooxygenase 대사물은 큰 역할을 하지 않을 것으로 생각된다.