劉海,趙劍秋,彭曉靜,劉洋,劉冰冰,蔡立松
(河北省唐山市開灤總醫院麻醉科,河北 唐山 063000)
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內毒素吸附劑對失血性休克大鼠NO,IL-6及IL-12水平的影響
劉海,趙劍秋,彭曉靜,劉洋,劉冰冰,蔡立松
(河北省唐山市開灤總醫院麻醉科,河北 唐山063000)
目的:探討內毒素吸附劑對失血性休克大鼠一氧化氮(NO),白細胞介素-6( IL-)及白細胞介素-2(IL-2)水平的影響。方法:選取成年SD大鼠50只,隨機分為正常對照組10只,模型組和藥物組各20只。模型組和藥物組建立失血性休克大鼠模型,藥物組造模前30 min采用內毒素吸附劑進行灌胃。復蘇后1 h、2 h、4 h、8 h、12 h檢測所有大鼠血清NO、IL-6、IL-2及內毒素水平。結果:模型組和藥物組血清NO、IL-、IL-2及內毒素水平均高于正常對照組,且模型組高于藥物組,差異具有統計學意義(P<0.05)。結論:內毒素吸附劑可明顯降低失血性休克模型大鼠血清NO、IL-、IL-2及內毒素水平,對減輕炎性反應、減少組織損傷有顯著作用。
內毒素吸附劑;失血性休克;一氧化氮;白細胞介素-6;白細胞介素-12
失血性休克是指由多種原因如外傷、消化性潰瘍出血、婦產科疾病等引起大量失血造成的休克,如果不能及時有效的治療,可引起全身炎癥反應或多器官功能綜合征,甚至導致死亡[1]。失血性休克可造成各組織器官灌注不足,缺血缺氧的狀態會引起各組織器官功能障礙及免疫損傷,而腸道是對缺血反應最敏感的器官,在失血性休克發生后,腸道最早出現損傷、最晚得到修復。腸道功能障礙可引起菌群移位、腸道內毒素逸出,引起全身感染和內毒素血癥,最終發展為多器官功能衰竭[2-4]。因此,對感染的控制及內毒素的清除是降低失血性休克危害的關鍵。一氧化氮(nitric oxide,NO)具有細胞毒性作用,過量的NO可抑制相關抗氧化酶的活性,引起細胞氧化凋亡。失血性休克發生時,炎癥細胞受到應激刺激活化,誘發炎癥反應。白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6)及白細胞介素-12(interleukin-12,IL-12)均為在失血性休克炎癥反應中發揮重要作用的細胞炎癥因子。IL-6可誘導多種免疫細胞活化、增殖,參與機體免疫應答,促進炎性反應發生;IL-12是樹突狀細胞分泌的主要細胞因子之一,可促使T細胞活化,激發免疫應答反應[5]。因此,本研究通過建立失血性休克大鼠模型,并檢測其復蘇后血清NO、IL-、IL-2及內毒素水平,探討內毒素吸附劑對失血性休克大鼠的影響。
1.1研究對象
選取無特定病原體(specific pathogen free,SPF)級成年SD大鼠(購買自南京君科生物工程有限公司)50只,雌雄各半,周齡(6.0±1.5)周,體重(225±25)g。將所有大鼠分籠進行適應性飼養1周,自由活動與進食,以標準飼料喂養,控制室溫在(24±2)℃,室內濕度控制在50%~55%,晝夜周期為12 h。
1.2方法
1.2.1造模及實驗方法所有大鼠適應性飼養1周后,隨機分為正常對照組10只、模型組20只、藥物組20只。模型組和藥物組采用腹腔注射10 g/L戊巴比妥鈉(40 mg/kg)進行麻醉,麻醉成功后取仰臥位,固定于37℃的恒溫板上,雙側腹股溝去毛、消毒,暴露股動、靜脈,右側股動脈放置導管,連接Medlab-u/2cs生物信號采集系統持續監測大鼠的平均動脈壓(mean arterial pressure,MAP),注入500 IU/kg的肝素鈉;60 min后,左側股動脈放血,15 min內將大鼠的MAP降至40 mmHg后停止放血,維持血壓;60 min后經股靜脈緩慢回輸含有乳酸林格氏液的失血,20 min內輸完,復蘇后縫合血管及傷口,造成大鼠創傷-失血性休克模型。正常對照組與模型組行相同的手術操作,但不放血。藥物組在造模前30 min,給予內毒素吸附劑溶液3 mL灌胃,內毒素吸附劑溶液由1 mg多粘菌素B+10 mg維生素B6+0.3 g思密達溶于3 mL生理鹽水中制成。
1.2.2血清指標采集分別于復蘇后1 h、2 h、4 h、8 h、12 h采集所有大鼠靜脈血,分離血清,采用硝酸還原酶法進行血清NO水平檢測;酶聯免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)測定IL-6、IL-12水平;分光光度法測定血清內毒素水平。所有操作均嚴格按照說明書進行。
1.3統計學方法
2.1復蘇后3組大鼠血清中NO水平比較
復蘇后,模型組和藥物組大鼠血清NO水平均明顯高于正常對照組(P<0.05),在1~12 h內,模型組血清NO水平持續緩慢升高,藥物組血清NO水平在1~4 h內緩慢升高,8 h、12 h出現下降;復蘇后1 h、2 h、4 h、8 h、12 h,藥物組血清NO水平均明顯低于模型組,差異有統計學意義(P<0.05),見表1。

表1 3組大鼠血清中NO水平比較
*P<0.05,與對照組比較;△P<0.05,與模型組比較。
2.2復蘇后3組大鼠血清中IL-6水平比較
復蘇后,模型組和藥物組血清IL-6水平均明顯高于對照組(P<0.05),模型組在1~4 h內,血清IL-6水平持續上升,4 h后出現緩慢下降,藥物組血清IL-6水平在2 h內緩慢上升,2 h之后下降;復蘇后1~12 h,藥物組血清IL-6水平均明顯低于模型組,差異有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 3組大鼠血清中IL-6水平比較
*P<0.05,與對照組比較;△P<0.05,與模型組比較。
2.3復蘇后3組大鼠血清中IL-12水平比較
復蘇后,模型組和藥物組血清IL-12水平均明顯高于正常對照組(P<0.05),模型組在1~4 h的過程中,血清IL-12水平持續較大幅度升高,4 h后出現緩慢下降,藥物組血清IL-12水平1~2 h升高,2 h之后出現明顯回落;復蘇后1~12 h,藥物組血清IL-12水平均明顯低于模型組,差異有統計學意義(P<0.05),見表3。

表3 3組大鼠血清中IL-12水平比較
*P<0.05,與對照組比較;△P<0.05,與模型組比較。
2.4復蘇后3組大鼠血清中內毒素水平比較
復蘇后,模型組和藥物組血清內毒素水平均明顯高于正常對照組(P<0.05),模型組在1~12 h的過程中,血清內毒素始終維持在較高水平,藥物組血清內毒素水平1~4 h緩慢下降,8 h后迅速下降;復蘇后1~12 h,藥物組血清內毒素水平均明顯低于模型組,差異有統計學意義(P<0.05),見表4。

表4 3組大鼠血清中內毒素水平比較±s,pg/mL)
*P<0.05,與對照組比較;△P<0.05,與模型組比較。
近年來,隨著社會工業化程度越來越高、機械化程度不斷提升,伴隨著交通運輸等行業的發展,由機械傷害、交通意外造成的外傷逐漸增多。研究[6]認為,至2020年全世界因外傷直接或間接導致的死亡人數將達840萬左右,而其中一半患者死因為外傷引起的失血性休克。失血性休克的發生通常會引起機體發生復雜的免疫應激反應,導致嚴重的免疫紊亂及炎癥反應,若不能及時控制,最終會危及生命[7]。而全身炎癥反應的發生與大量失血后腸道屏障功能減弱、腸道細菌移位、大量內毒素被釋放入血并擴散至全身各組織器官有關;復蘇后腸道黏膜易出現缺血再灌注損傷,黏膜通透性增加使組織損傷加重,刺激大量炎癥介質的產生,同時缺血再灌注刺激自由基生成活化,促進機體氧化應激反應,進一步加劇腸黏膜損傷[8-9]。因此,減輕機體炎癥反應及氧化應激反應,及時清除內毒素,是降低失血性休克危害的重點。
本研究結果發現,模型組及藥物組血清NO水平均明顯高于正常對照組,且藥物組明顯低于模型組。NO是一種內源性的血管舒張物質,當其體內含量過高時,腎上腺素、去甲腎上腺素以及血管緊張素等會出現反應性低下,引起低血壓;缺血再灌注后,組織會產生大量氧自由基,氧自由基可與NO迅速反應生成更具細胞毒性的自由基,如過氧化亞硝基等,在休克再灌注損傷的脂質過氧化反應中發揮重要作用,進一步損害細胞功能[10]。本研究發現,模型組復蘇后血清NO水平持續緩慢升高,而藥物組則在1~4 h內緩慢升高,8 h、12 h出現下降,說明內毒素吸附劑可有效降低體內NO含量,減少其對細胞功能的損害。
IL-6和IL-12均為重要的炎性因子。IL-6具有多種生物活性,可參與調節細胞分化及免疫防御、誘導急性期炎性反應發生,對IL-6濃度的監測可靈敏地反映出機體組織損傷程度[11]。IL-12是目前已知能增強自然殺傷細胞(natural killer,NK)殺傷活性的最強細胞因子,還促使T細胞向T輔助細胞轉化,激活機體免疫應答反應[12]。研究[13]證實IL-12水平可確切反應機體免疫水平,隨著失血性休克復蘇后缺血再灌注損傷,機體炎癥高反應期IL-12水平也隨之升高。因此,IL-6和IL-12的水平變化均是對炎性反應程度的重要反應,內毒素吸附劑的治療,可明顯改善機體炎癥反應,減輕組織損傷。
內毒素是一種脂多糖成分,存在于革蘭氏陰性菌細胞壁中,對機體具有細胞毒性。人體對內毒素極其敏感,微量內毒素即可引起發熱、內毒素休克及播散性血管內凝血等,還可加重炎癥反應,作用于小血管可引起微循環障礙,加重休克。內毒素吸附劑可利用配基對內毒素較高的選擇吸附作用,達到有效清除腸道及血液中內毒素的作用[14]。本研究選用內毒素吸附劑可殺滅細菌,吸附內毒素,保護腸黏膜,減少缺血再灌注損傷。多粘菌素B為多肽類抗菌素,可殺滅革蘭氏陰性菌;維生素B6可維持細胞正常代謝,并具有解毒功效;思密達顆粒小,具有良好的附著力,可對腸黏膜表面起到保護作用。
本研究通過對50例失血性休克大鼠進行觀察,證實了內毒素吸附劑可明顯降低失血性休克模型大鼠血清NO、IL-6、IL-12及內毒素水平,對減輕炎性反應、減少組織損傷有顯著作用。在下一步研究中,將進行分子機制方面研究,為本研究所反映的現象做出進一步論證和分析。
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(學術編輯:楊小霖)
Influence of endotoxin adsorbent on the levels of NO,IL-6 and IL-12 in hemorrhagic shock rats
LIU Hai,ZHAO Jian-qiu,PENG Xiao-jing,LIU Yang,LIU Bing-bing,CAI Li-song
(DepartmentofAnesthesiology,KailuanGeneralHospital,Kailuan063000,Hebei,China)
Objective:To explore the influence of endotoxin adsorbent on the levels of nitric oxide (NO),interleukin-6 (IL-6) and interleukin-2 (IL-12) level in hemorrhagic shock rats.Methods:Fifty adult SD rats were selected and randomly divided into control group (10 cases),model group (20 cases) and drug group (20 cases).The model of hemorrhagic shock rats model was established in the model group and drug group of Endotoxin adsorbent was given by intragastric administration in the drug group 30 min before the model was established.The levels of NO,IL-,IL-2 and endotoxin were tested 1 h,2 h,4 h,8 h and 12 h after recovery.Results:The levels of NO,IL-,IL-2 and endotoxin were higher both in the model group and drug group than those in the control group(P<0.05).The levels of NO,IL-,IL-2 and endotoxin in the model group were significantly higher than those in the drug group (P<0.05).Conclusion:Endotoxin adsorbent can significantly reduce the serum levels of NO,IL-,IL-2 and endotoxin in rats with hemorrhagic shock,which has a significant effect on the reduction of inflammatory response and tissue damage.
Endotoxin adsorbent;Hemorrhagic shock;Nitric oxide;Interleukin-6;Interleukin-2
10.3969/j.issn.1005-3697.2016.03.017
河北省2014年度醫學科學研究重點課題計劃(ZD20140064)
2016-01-28
劉海(1984-),男,碩士,主治醫師。E-mail:tsliuhai123@163.com
時間:2016-6-1617∶46
http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20160616.1746.034.html
1005-3697(2016)03-0348-04
R614
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