缺血預處理與缺血后處理對大鼠腎臟的保護作用對比觀察

江志強,鮑 健,王茂龍,孫 揚,孫立江＊

(1青島大學醫學院附屬醫院,山東青島266003;2即墨市人民醫院)

研究證明[1],機體缺血再灌注損傷(IR)具有普遍性。上世紀 80年代,動物實驗發現[2]缺血預處理(IP)和缺血后處理(IPo)能增加動物心臟和腎臟對缺血的耐受性。2008～2009年,我們以大鼠為實驗對象,觀察IP和Ipo對其腎臟的保護作用,并進行比較。現報告如下。

1 材料與方法

1.1 實驗動物與主要試劑 健康Wistar大鼠24只,體質量 200～250 g,由青島大學醫學院附屬醫院動物實驗中心提供。超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)、NO、一氧化氮合酶(NOS)分型試劑盒由南京建成生物工程公司提供。

1.2 模型制備及動物分組 腎缺血再灌注模型的制備參照文獻[3]進行。實驗動物術前 12 h禁食,自由進水,8%水合氯醛5m l/kg腹腔內注射麻醉。麻醉后隨機分為4組,各6只：①假手術組(SO組)：常規消毒,取上腹正中切口,切開腹壁各層,入腹后分別于結腸肝曲外側切開腹膜暴露右側腎臟,游離腎蒂后切除右腎;與結腸脾曲外側切開外側腹暴露左側腎臟,游離腎蒂,并游離輸尿管以避免損傷,暴露

45min,用NS紗布覆蓋。②IR組：在SO組基礎上用無損傷血管夾夾閉左腎動脈(腎臟顏色變為暗紅色即可確認阻斷成功),造成腎臟缺血45 min后,松開動脈夾,腎臟由暗紅色變為鮮紅色即可確認血流恢復。夾閉和放開腎蒂時腹腔內各注射林格液20 ml/kg。③IP組：按Lee等[4]方法,在SO組基礎上造成腎臟持續缺血前先夾閉腎蒂8 min,再放開 5 min,反復3次后,余操作同IR組。④IPo組：參考尹壽杰等[5]方法,夾閉腎蒂 45min后,反復6次灌注10 s、阻斷10 s,再完全恢復血流。余操作同IR組。24 h后在麻醉下腹主動脈取血 5 ml,切取腎臟后處死大鼠。

1.3 觀測指標 測定血清Cr、BUN,采用光電比色法測定血清NO水平。取腎組織加NS,用勻漿機制成10%的組織勻漿,用硫代巴比妥酸法測定MDA水平,黃嘌呤氧化酶法測定SOD活性。

1.4 統計學方法 采用SPSS13.0統計軟件。組間比較用單因素方差分析及q檢驗。P≤0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組血清Cr、BUN和NO水平比較 詳見表1。

表1 各組缺血再灌注后血清Cr、BUN、NO水平比較(±s)

表1 各組缺血再灌注后血清Cr、BUN、NO水平比較(±s)

注：與SO組比較,＊P＜0.05;與IR組比較,△P＜0.05

組別 Cr(μmol/L) BUN(mmol/L) NO(nmol/L) SO組 53.35±6.34 5.83±0.68 75.49±6.48 IR組 161.47±13.45＊ 19.85±2.74＊ 45.17±4.69＊IP組 100.77±6.76＊△13.13±1.35＊△ 53.37±9.44＊△IPo組 108.50±11.83＊△14.11±1.82＊△ 54.92±7.96＊△

2.2 各組腎組織中SOD、MDA水平比較 見表2。

表2 各組大鼠缺血再灌注后腎組織中SOD、MDA水平比較(±s)

表2 各組大鼠缺血再灌注后腎組織中SOD、MDA水平比較(±s)

注：與SO組比較,＊P＜0.05;與IR組比較,△P＜0.05

組別 SOD(nmol/mg prot) MDA(U/mg prot) SO組 98.63±7.84 8.86±0.75 IR組 69.83±7.12＊ 17.64±0.56＊IP組 86.28±4.65＊△ 12.66±0.77＊△IPo組 88.43±5.09＊△ 13.16±0.67＊△

3 討論

本實驗選取對 IR刺激敏感的雄性大鼠[6],并切除一側腎臟,避免了對側腎臟的代償作用[7]。IP由一個或幾個短暫的缺血和再灌注過程所產生。我們選擇的預處理時間為8min缺血和5min再灌注,共3個周期。IPo是新近應用抗腎臟IR的一種機械性干預策略,在缺血發生后進行,簡單方便[8],但必須在再灌注1 min內實施。本實驗選擇的IPo方案為反復6次的10 s灌注、10 s阻斷,而后完全恢復腎臟血流。目前研究[9]認為,多種因素參與了腎臟的IR,其中爆發式產生的氧自由基是引起其細胞生物分子結構變化和細胞功能損傷的重要原因。細胞在缺血缺氧時會產生大量氧自由基,細胞膜磷脂降解,產生大量炎性介質,趨化中性粒細胞進入細胞或黏附于血管內皮;中性粒細胞在參與炎性反應時其本身又能釋放趨化物質,激活的中性粒細胞氧爆發增加,產生大量的自由基或溶酶體釋放加重組織損傷。SOD和MDA能較好地反映組織內氧自由基水平及氧化損傷程度[10]。SOD可清除體內過剩的氧自由基,其活力的高低間接反映了機體清除自由基的能力;MDA是脂質過氧化的終末產物,檢測其水平可反映機體內脂質過氧化的程度,并間接反映組織細胞受自由基攻擊的嚴重程度;NO是重要的細胞內信使,其下降與腎功能損害密切相關[9]。本實驗結果顯示,與IR組比較,IP和IPo組血清Cr、BUN、NO水平均明顯降低,SOD和MDA水平明顯升高,說明IP和IPo均可明顯降低腎功能損害和腎組織脂質過氧化,但IP、IPo組腎功能損害和腎組織脂質過氧化比較差異無統計學意義(P＞0.05),說明IP與IPo均可減輕大鼠腎臟IR,兩者效果相當。

綜上所述,IP和IPo均能有效預防缺血再灌注造成的腎功能異常和組織損傷,兩者相比效果相當(P＞0.05),而對于兩者是否具有疊加效應本實驗未涉及,其他學者對此存在爭論,可能與實驗動物和實驗方法選擇的不同有關[11]。

[1]靜怡,唐朝樞.缺血再灌注損傷的普遍性及其臨床意義[J].北京醫科大學學報,1990,22(2)：149-152.

[2]Murry CE,JenningsRB,Relmer KA.Pre-conditioningwith ischem ia：a delay of lethal cell injury in ischem ic myocardium[J].Circulation,1986,74(5)：1124-1136.

[3]Obal D,Dettwiler S,Favoccia C,et al.Effect of sevoflurane precondition on ischem ia/reperfusion injury in the rat kidney in vivo [J].Eur JAnaesthesiol,2006,23(4)：319-326.

[4]Lee HT,Emale CW.Protective effects of renal ischemic preconditioning and adenosine pretreatment：role ofA(1)and A(3)receptors[J].Am JPhysiol RenalPhysiol,2000,278(3)：380-387.

[5]尹壽杰,李晨光,姜華茂,等.缺血后處理對大鼠腎臟缺血再灌注損傷的影響[J].遼寧醫學院學報,2008,29(3)：202-204.

[6]Park KM,Kin JI,Ahn Y,etal.Testosterone is responsible for enhanced susceptibility ofmales to ischem ic renal injury[J].JBiol Chem,2004,279(50)：52282-52292.

[7]Toosy N,Momorris EL,Grace PA,et al.Ischaemic preconditioning protects the rat kidney from reperfusion injury[J].Br JU rol Int,1999,84(4)：489-494.

[8]Zhao ZQ.Inhibition of myocardial injury by ischem ic postconditioning during reperfusion：comparison with ischem ic preconditioning[J].Am JPhysiol Heart Circ Physiol,2003,285(2)：579-588.

[9]Araujo M,Welch WJ.Oxidative stress and nitric oxide in kidney function[J].Curr Opin Nephrol Hyperten,2006,15(1)：72-77.

[10]Zhou JF,Chen JX,Shen HC,et al.Abnormal reactions of free radicals and oxidative damages in the bodiesofpatientswith chronic glomerulonephritis[J].Biomed Environ Sci,2002,15(3)：233-244.

[11]陳立建,顧尓偉.缺血后處理及其分子機制[J].安徽醫藥, 2007,11(11)：965-967.