番茄紅素對大鼠肝臟缺血再灌注損傷的保護作用

武向麗

(邯鄲市中心醫院 藥學部， 河北 邯鄲 056001)

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番茄紅素對大鼠肝臟缺血再灌注損傷的保護作用

武向麗

(邯鄲市中心醫院 藥學部， 河北 邯鄲 056001)

目的 研究番茄紅素(lycopene，LP)對大鼠肝臟缺血再灌注損傷的保護作用。方法 將80只SPF級雄性SD大鼠隨機分為5組：假手術組、肝臟缺血再灌注模型對照組、番茄紅素(5、10和20 mg/kg)治療組，每組16只；術后番茄紅素各治療組連續4周灌胃給予相應劑量番茄紅素治療，假手術組和肝缺血再灌注模型組分別灌胃給予等體積的生理鹽水，每天1次。檢測各組大鼠血清中轉氨酶(ALT和AST)、堿性磷酸酶(ALP)活性，丙二醛(MDA)含量以及總抗氧化能力(T-AOC)水平；檢測肝臟組織中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)活性；通過蘇木精-尹紅(HE)染色觀察各組肝臟組織病理學改變。結果 與假手術組相比，肝臟缺血再灌注模型對照組大鼠血清中ALT、AST、ALP活性和MDA含量均顯著升高(P<0.01)，T-AOC水平顯著降低(P<0.01)；肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性均顯著降低(P<0.01)，且肝臟組織出現明顯的病理學改變。與肝臟缺血再灌注模型對照組相比，番茄紅素(5、10和20 mg/kg)治療組大鼠血清中ALT、AST活性和MDA含量均顯著降低(P<0.05，P<0.01)；番茄紅素(10和20 mg/kg)治療組大鼠血清中ALP活性均顯著降低，且T-AOC水平顯著升高(P<0.05，P<0.01)，肝臟組織中SOD和CAT活性顯著升高(P<0.05，P<0.01)；番茄紅素(20 mg/kg)治療組大鼠肝臟組織中GSH-Px活性顯著升高(P<0.01)；番茄紅素各治療組肝組織病理性改變出現不同程度的改善。結論 番茄紅素對大鼠肝臟缺血再灌注損傷具有保護作用，該作用可能與番茄紅素能夠有效改善抗氧化酶系統活性，減輕自由基損傷，改善肝功能有關。

番茄紅素；肝臟；缺血；再灌注

肝臟缺血再灌注損傷是指肝臟組織在缺血缺氧一段時間后，恢復其血流再灌注會加劇其損傷的現象，是臨床上實施肝臟手術過程中常見的一種病理生理變化[1]。目前其發病機制仍不明確，但再灌注過程所產生的大量自由基及其所誘發的氧化應激是造成再灌注損傷的重要因素[2-3]。番茄紅素(lycopene，LP)是一種具有13個雙鍵的直鏈烴化合物，為胡蘿卜素的一種，廣泛存在于番茄、胡蘿卜、葡萄等紅色蔬菜和水果中。體內和體外研究均發現，番茄紅素能夠改善抗氧化酶活性、增強自由基清除能力，從而表現出良好的抗氧化活性[4-7]，此外研究發現番茄紅素還具有抗腫瘤、保護心血管、增強機體免疫力等多種生物學效應[8-9]。本實驗旨在通過夾閉肝門靜脈和肝動脈的方法建立大鼠肝臟缺血再灌注模型，研究番茄紅素對肝臟缺血再灌注損傷的保護作用。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物：SPF級雄性SD大鼠，體質量(240±20)g，購于河北省實驗動物中心，許可證號：冀醫動字第1306025號。

1.1.2 藥物和試劑：番茄紅素(南京澤朗生物科技有限公司，純度≥96%，批號：ZL201311268a)；ALT、AST、ALP、MDA測定試劑盒購于南京建成生物工程研究所；T-AOC、SOD、GSH-Px、CAT測定試劑盒和HE染色試劑盒購于北京博奧森生物技術有限公司；烏拉坦購自北京化學試劑公司。

1.1.3 主要儀器：AU-2700型全自動生化分析儀(日本Olympus公司)；URIT-8020全自動生化分析儀(武漢天鷹醫療設備有限公司)；FA-25勻漿機(上海洽姆儀器科技有限公司)；5415D型離心機(德國Eppendorf公司)；光學顯微鏡(日本Olympus公司)；CUT4062型石蠟切片機(德國SLEE公司)。

1.2 方法

1.2.1 模型的制備：參照Taniguchi M等[10]方法，除假手術組外，其余各組大鼠經腹腔注射烏拉坦實施麻醉，仰位固定，打開腹腔，通過夾閉肝門靜脈和肝動脈、60 min后恢復血流再灌注的方法制作肝臟缺血再灌注模型。假手術組不阻斷肝門靜脈和肝動脈，其余操作同手術組。

1.2.2 動物分組與給藥：將80只SPF級雄性SD大鼠按隨機數字表法隨機分為假手術組、肝臟缺血再灌注模型對照組、番茄紅素(5、10和20 mg/kg)治療組，每組16只。番茄紅素各治療組于術后立即灌胃給藥，假手術組和模型對照組灌注等體積的生理鹽水，每天1次，療程4周。

1.2.3 血清中ALT、AST、ALP活性，MDA含量及T-AOC水平的檢測：經藥物治療4周后，腹腔注射烏拉坦進行麻醉，仰位固定，經腹主動脈取血，2000 r/min離心10 min后取血清，按照試劑盒操作步驟，通過全自動生化檢測儀測定血清中ALT、AST、ALP活性，通過紫外-可見分光光度計檢測MDA含量和T-AOC水平。

1.2.4 肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性的檢測：待1.2.3取血完成后，取肝臟組織，加入適量冷裂解液后用高速勻漿器研磨勻漿，3500 r/min離心5 min，取上清液，通過紫外分光光度計檢測肝臟組織勻漿中SOD、GSH-Px、CAT活性。

1.2.5 肝組織病理形態學的觀察：經藥物治療4周后，腹腔注射烏拉坦進行麻醉，仰位固定，開腹取肝臟組織，經生理鹽水沖洗干凈后置于10%甲醛溶液中進行固定，經石蠟包埋、切片和展片后，進行HE染色，通過光學顯微鏡觀察肝臟組織形態學變化。

2 結果

2.1 番茄紅素對肝臟缺血再灌注大鼠血清中ALT、AST、ALP活性的影響 與假手術組相比，肝臟缺血再灌注模型對照組大鼠血清中ALT、AST和ALP活性顯著升高(P<0.01)；經番茄紅素(5、10、20 mg/kg)灌胃治療4周后，肝臟缺血再灌注大鼠血清中ALT、AST活性顯著降低(P<0.05，P<0.01)，其中番茄紅素(10、20 mg/kg)治療組ALP活性顯著降低(P<0.05，P<0.01)，見表1。

表1 番茄紅素對肝臟缺血再灌注大鼠血清中ALT、 AST和ALP活性的影響Tab.1 Effects of LP on the activity of ALT, AST, ALP in the serum of rat with hepatic ischemia-reperfusion ±s, U/L)

△△P<0.01，與假手術組比較，compared with sham operation group；*P<0.05,**P<0.01，與缺血再灌注模型對照組比較，compared with hepatic ischemia-reperfusion model control group

2.2 番茄紅素對肝臟缺血再灌注大鼠血清中MDA含量和T-AOC水平的影響 與假手術組相比，肝臟缺血再灌注模型對照組大鼠血清中MDA含量顯著升高且T-AOC水平顯著降低(P<0.01)；番茄紅素(5、10、20 mg/kg)治療組大鼠血清中MDA含量顯著降低(P<0.05，P<0.01)；番茄紅素(10、20 mg/kg)治療組T-AOC水平顯著升高(P<0.05，P<0.01)，見表2。

表2 番茄紅素對肝臟缺血再灌注大鼠血清中MDA含量和 T-AOC水平的影響Tab.2 Effects of LP on the content of MDA and the level of T-AOC in the serum of hepatic ischemia-reperfusion injury ±s)

△△P<0.01，與假手術組比較，compared with sham operation group；*P<0.05，**P<0.01，與缺血再灌注模型對照組比較，compared with hepatic ischemia-reperfusion control group

2.3 番茄紅素對肝臟缺血再灌注大鼠肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性的影響 與假手術組相比，肝臟缺血再灌注模型對照組大鼠肝臟組織中SOD、GSH-Px、CAT活性顯著降低(P<0.01)；經番茄紅素(10、20 mg/kg)灌胃治療4周后，大鼠肝臟組織中SOD和CAT活性顯著升高(P<0.05，P<0.01)，其中番茄紅素20 mg/kg治療組GSH-Px活性顯著升高(P<0.01)，結果見表3。

表3 番茄紅素對肝臟缺血再灌注大鼠肝臟組織中SOD、GSH-Px、 CAT活性的影響Tab.3 Effects of LP on the activity of SOD, GSH-Px, CAT in the hepar of the rat with hepatic ischemia-reperfusion ±s,U/mg·prot)

△△P<0.01，與假手術組比較，compared with sham operation group；*P<0.05，**P<0.01，與缺血再灌注模型組比較，compared with hepatic ischemia-reperfusion control group

2.4 番茄紅素對肝臟缺血再灌注大鼠肝組織細胞形態學改變的影響 通過HE染色并在光鏡下觀察發現，假手術組大鼠肝臟組織結構和肝細胞形態均未見異常；肝臟缺血再灌注模型對照組大鼠肝組織紋理不清，肝細胞出現空泡變性和壞死，胞核固縮并深染；番茄紅素各治療組肝臟組織病理形態學明顯改善。見圖1。

圖1 番茄紅素對肝臟缺血再灌注大鼠肝臟組織細胞形態學改變的影響(HE，×400)A：假手術組；B：缺血再灌注模型組；C：番茄紅素5 mg/kg治療組；D：番茄紅素10 mg/kg治療組；E：番茄紅素20 mg/kg治療組Fig.1 Effect of LP on the hepatocyte morphology in the rat with hepatic ischemia-reperfusion injury(HE,×400)A:sham operation group; B:hepatic ischemia-reperfusion control group; C:LP 5 mg/kg treated group; D:LP 10 mg/kg treated group; E:LP 20 mg/kg treated group

3 討論

肝臟是人體血流量最豐富的器官之一，對缺血再灌注損傷非常敏感，其機制尚不明確，但有研究表明再灌注過程將誘發氧自由基的產生而過剩，進而可導致生物膜脂質過氧化、蛋白質變性等損傷[11]。因此，在控制和治療缺血再灌注損傷時不可忽略氧自由基的影響。

血清中T-AOC水平能夠反映機體整體抗氧化能力[12]；而脂質過氧化終產物MDA的含量能夠反映機體受氧自由基攻擊損傷程度[13]。超氧化物歧化酶SOD被稱為體內氧自由基的“清道夫”，它能夠提供氫原子配體而催化氧自由基還原生成過氧化氫[14]，而生成的過氧化氫能夠在GSH-Px和CAT的催化作用下，進一步還原生成對人體無害的水和氧[15-16]。因此，SOD、GSH-Px和CAT共同構成了人體的抗氧化酶防御系統。血清中ALT、AST、ALP活性是臨床用來檢測肝細胞損傷的常規指標，能夠準確并敏感地反映肝臟功能[17]。

番茄紅素是一種天然存在的直鏈烴化合物，本實驗通過夾閉大鼠肝門靜脈和肝動脈的方法制作肝臟缺血再灌注大鼠模型，發現模型大鼠血清中ALT、AST、ALP活性和MDA含量顯著升高，T-AOC水平顯著降低，肝組織中SOD、GSH-Px和CAT活性顯著降低，差異均具有統計學意義；并且肝組織出現明顯的病理學改變。經番茄紅素5、10、20 mg/kg治療4周后，肝臟缺血再灌注大鼠血清中ALT、AST活性和MDA含量顯著降低，其中番茄紅素10、20 mg/kg治療組血清中ALP活性顯著降低、T-AOC水平及肝組織中SOD、CAT活性顯著升高，番茄紅素20 mg/kg治療組肝組織中GSH-Px活性顯著升高；并且番茄紅素能夠有效改善肝臟組織病理學改變，提示番茄紅素對肝臟缺血再灌注損傷大鼠具有保護作用。

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(編校：吳茜)

Protection effect of lycopene on hepatic ischemia-reperfusion injury rats

WU Xiang-li

(Department of Pharmacology, Handan Central Hospital, Handan 056001, China)

ObjectiveTo investigate the protective effects of lycopene(LP) against hepatic ischemia-reperfusion injury in rats.Methods80 SPF male SD rats were randomly divided into five groups: sham operation group, hepatic ischemia-reperfusion control group, LP (5, 10 and 20 mg/kg)treated groups, each had 16 rats.Rats in LP treated groups were given LP by intragastric administration for 4 weeks, once a day, rats in sham operation group and hepatic ischemia-reperfusion model control group were given equal volume of saline.The level of T-AOC, the activity of ALT,AST,ALP and the content of MDA in serum of hepatic ischemia-reperfusion model control group were determined; the activity of SOD,GSH-Px,CAT in hepatic tissues were determined, and the histopathological changes of the hepatic tissues were observed by HE staining.ResultsCompared with sham operation group, the activity of ALT,AST,ALP and the content of MDA in serum were all significantly increased(P<0.01), the level of T-AOC was significantly decreased (P<0.01), the activity of SOD,GSH-Px,CAT in hepatic tissues were significantly decreased (P<0.01), and the histopathological changes of the hepatic tissue was appeared.Compared with hepatic ischemia-reperfusion model control group, the activity of ALT,AST and the content of MDA in serum of LP (5, 10,20 mg/kg)treated groups were significantly decreased(P<0.05,P<0.01), the activity of ALP in serum of LP (10,20 mg/kg)treated groups were significantly decreased(P<0.05,P<0.01), the level of T-AOC were significantly increased(P<0.05,P<0.01), the activity of SOD,CAT in hepatic tissues were significantly increased(P<0.05,P<0.01), the activity of GSH-Px in hepatic tissues of LP (20 mg/kg)treated group were significantly increased(P<0.01),and the histopathological changes of hepatic tissue of LP groups were significantly improved. ConclusionLP has protective effect on hepatic ischemia-reperfusion injury rats, which perhaps related to its effects of enhancing the activity of antioxidant enzymes, reducing the damage of free radical and improving hepatic function.

lycopene; hepatic tissue; ischemia; reperfusion

武向麗，女，本科，主管藥師，研究方向：臨床藥學，E-mail：hdzxyywxl@163.com。

R285.5

A

1005-1678(2015)02-0017-04