間歇低氧對大鼠肝臟氧化應激損傷的研究

張禎 董麗霞 李碩 周偉 萬南生 王志強

間歇低氧對大鼠肝臟氧化應激損傷的研究

張禎 董麗霞 李碩 周偉 萬南生 王志強

目的 通過建立大鼠模型并測定間歇低氧及持續低氧大鼠肝臟中過氧化產物丙二醛(MDA)水平，探討睡眠呼吸暫停模式間歇低氧對大鼠肝臟氧化應激損傷的機制。方法 雄性Wistar大鼠96只，隨機分為3組：間歇低氧組(IH)，持續低氧組(CH)和常氧對照組(SC)。分別于暴露第2、4、6、8周隨機抽取8只大鼠麻醉處死，留取肝臟組織，應用化學比色方法檢測大鼠肝臟MDA水平。結果 大鼠肝臟MDA含量IH組明顯高于CH組和SC組(均P<0.01)，IH及CH組MDA水平隨暴露時間延長逐漸增加。結論 睡眠呼吸暫停模式間歇低氧能引起大鼠肝臟發生氧化應激反應而導致肝損傷，其損傷程度比持續低氧更為嚴重，且隨時間延長而增加。

間歇低氧；氧化應激；肝損傷

阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS)可引發冠心病、高血壓、高脂血癥和肝腎功能障礙等多器官的損害，其病理生理學基礎是慢性間歇低氧(chronic intermittent hypoxia，CIH)[1]。目前有研究認為間歇低氧可引起肝臟細胞呈現氧化應激狀態而導致肝損傷[2]。本研究模擬人OSAHS建立慢性間歇低氧大鼠動物模型，動態比較間歇低氧和持續低氧干預對大鼠肝臟中脂質過氧化產物丙二醛(MDA)變化的影響，探討其肝臟損傷的機制。

1 材料和方法

1.1 實驗分組及暴露處理 雄性Wister大鼠96只，隨機分為3組，每組32只，分別置于相同的自制動物飼養艙中。實驗對照組(SC) 以空氣(21% O2)5L/min持續充入飼養艙；持續低氧組(CH) 以低氧混合氣(10% O2)5L/min持續充入飼養艙；間歇低氧組(IH)給予低氧(10% O2)/復氧(21% O2)循環處理，每120s循環充入壓縮空氣和純氮，使艙中氧濃度30s內從21%降至10%，40s內再次恢復至21%，后維持常氧直至下個循環。各組大鼠每天暴露8 h(9：00am～5：00pm)，8 h以外室內常規飼養。分別于實驗暴露2周、4周、6周、8周末，從各組隨機抽取8只大鼠，清晨空腹，麻醉后股動脈放血處死，迅速解剖分離肝臟組織，制成肝組織勻漿并離心取上清液，測定各樣本蛋白濃度并標定稀釋至同一總蛋白濃度，液氮速凍后轉入-80℃冰箱保存待測。

1.2 大鼠肝臟MDA測定 采用化學比色法測定各標定后的組織勻漿液待測標本中MDA含量，測定試劑盒購自于南京建成生物工程研究所，操作方法嚴格按試劑盒說明書操作。

2 結果

實驗結束時，3組大鼠全部存活。間歇低氧組(IH)及持續低氧組(CH)與常氧對照組(SC)大鼠肝臟MDA含量比較，各組之間及各檢測時間點(2W,4W,6W,8W)肝組織勻漿中MDA含量的差異有統計學意義，P<0.01，IH組MDA含量顯著高于CH組及SC 組，IH組及CH組MDA含量隨暴露時間延長而呈上升趨勢。見圖1，表1。

圖1 不同低氧程度和時間大鼠肝臟MDA含量變化

表1 不同組別大鼠肝臟MDA含量變化

注：縱向比較各組與CH組比較aP<0.05，bP<0.01，各組與SC組比較cP<0.01;橫向比較，各組與2W組比較dP<0.01

3 討論

近年研究認為，間歇低氧模式是睡眠呼吸暫停綜合征造成多器官損害的主要病理生理機制。OSAHS發作時的間歇低氧表現為周期性的反復缺氧/再氧合循環，可導致活性氧簇(reactive oxygen apeeies，ROS)的產生，而后ROS介導的全身和細胞的氧化應激反應，引起一系列的級聯炎癥反應，臨床上最終發生OSAHS的多器官損傷[3,4]。法國學者Tanne等曾首先報道OSAHS是脂肪型肝炎的危險因素[5],Savransky等美國學者在一系列動物實驗中也證實了在脂代謝紊亂的基礎上慢性間歇低氧可促使模型鼠從單純性脂肪肝向脂肪型肝炎進展[6]。CIH對肝臟的損傷是一個缺氧/復氧的過程，其類似于肝臟的缺血再灌注損傷，涉及到許多調節機制和多種細胞因子的參與，使整個炎癥反應過程呈現級聯放大效應[7]。有研究認為肝臟氧化應激產生的ROS和過氧化物激活NF-κB和NF-κB介導的炎癥通路[8]，從而導致嚴重的肝臟損傷。本實驗研究結果表明間歇低氧及持續低氧均可引起脂質過氧化產物丙二醛的明顯增加，從而導致肝損傷，而嚴重的間歇低氧比持續低氧會對肝組織造成更加嚴重的損害，分析其原因可能是因為與持續低氧比較，間歇低氧以周期性的再氧合為特征，大量活性氧自由基的產生引起氧化應激反應，ROS和過氧化物作為第二信使，啟動和調節氧化還原敏感信號通道和轉錄因子，導致一系列嚴重的級聯炎癥反應，而間歇低氧條件下肝臟氧化應激與炎癥反應相互影響的機制尚需進一步研究探討。

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300052天津醫科大學總醫院重癥醫學科