The Effect of Surfactant Therapy for Acute Lung Injury Induced by Intratracheal Endotoxin Instillation in Rats

기관내 내독소 투여로 유발된 흰쥐의 급성폐손상에서 surfactant의 치료효과

Background : Acute lung injury is an hypoxic respiratory failure resulting from damage to the alveolar-capillary membrane, which can be developed by a variety of systemic inflammatory diseases. In this study the therapeutic effects of intra-tracheal pulmonary surfactant instillation was evaluated in the intratracheal endotoxin induced acute lung injury model of a rat. Methods : Twenty Sprague-Dawley rats were divided into 4 groups, and normal saline (2 ml/kg, for group 1) or LPS (5 mg/kg, for group 2, 3, and 4) was instilled into the trachea respectively. Either normal saline (2 ml/kg, for group 1 & 2, 30 min later) or bovine surfactant (15 mg/kg, 30 min later for group 3, 5 hr later for group 5) was instilled into the trachea. The therapeutic effect of intratracheal surfactant therapy was evaluated with one chamber body plethysmography (respiratory frequency, tidal volume and enhanced pause), ABGA, BAL fluid analysis (cell count with differential, protein concentration) and pathologic examination of the lung. Results : Intratracheal endotoxin instillation increased the respiration rate decreased the tidal volume and int creased the Penh in all group of rats. Intratracheal instillation of surfactant decreased Penh, increased arterial oxygen tension, decreased protein concentration of BAL fluid and decreased lung inflammation at both times of administration (30 minute and 5 hour after endotoxin instillation). Conclusion : Intratracheal instillation of surfactant can be a beneficial therapeutic modality as discovered in the acute lung injury model of rats induced by intratracheal LPS intillation. It deserves to be evaluated for treatment of human acute lung injury.

연구배경 : 급성호흡곤란증후군은 다양한 원인으로 유발된 폐포와 모세혈관 사이의 투과성 증가로 폐부종이 발생하여 저산소성 호흡부전이 유발되는 증후군으로, 여러 종류의 surfactant의 이상이 관찰되어 외부에서 기관을 통해 surfactant를 공급하는 치료방법이 많이 시도되었다. 본 연구에서는 흰쥐를 대상으로 기판내로 내독소를 주입하여 급성 폐손상을 유발한 다음 기관내로 surfactant를 투여하여 치료효과를 알아보았다. 방 법 : 흰쥐를 각각 5마리씩 네 군으로 나누어 제1군은 기관대로 생리식염수를 30분 간격으로 주입하였고, 제2군은 기관내로 내독소를 주입한 이후 30분 뒤에 기관내로 생리식염수를 주입하였으며, 제3군과 4군은 기관내로 내독소를 주입한 후 각각 30분과 5시간 뒤에 기관내로 surfactant를 주입하였다. 결 과 : 생리식영수만 기관내로 주입한 제1군에 비해서 내독소를 기관내로 주입한 제2군과 3군, 4군에서는 호흡수가 증가하고, 흡기유량이 감소하였으며, 기도저항을 나타내는 지표인 Penh은 제2군에서만 증가되었다. 동맥혈액산소분압은 제 2군에서만 유의하게 감소하였다. 기관내 내독소 투여후 24시간에 얻은 기관지폐포세척액의 단백농도는 제 2군에서만 증가하였다. 기관지폐포세척액내의 세포수는 내독소를 투여받은 제2군과 3군, 4군에서 모두 증가하였고 구성세포는 다형백혈구가 다수를 이루고 있었다. 폐조직검사에서 제2군의 폐포내로 다형백혈구를 위주로하는 염증세포의 침윤과 폐포벽의 비후소견이 관찰되었으며, 제3군 및 제4군에서도 비슷한 염증소견이 관찰되었으나 염증의 정도는 제2군에서 제일 심하였다. 결 론 : 기관내 sufactant 투여는 기관내 내독소 투여로 유발된 흰쥐의 급성폐손상에서 의미있는 치료효과를 나타내었다.