利多卡因對腎缺血再灌注大鼠心肌組織C-Jun氨基末端激酶和細胞外調節蛋白激酶表達的影響

朱小兵 吳 論

(中山市中醫院麻醉科，廣東 中山 528400)

利多卡因對腎缺血再灌注大鼠心肌組織C-Jun氨基末端激酶和細胞外調節蛋白激酶表達的影響

朱小兵 吳 論

(中山市中醫院麻醉科，廣東 中山 528400)

目的 評價利多卡因預先給藥對腎缺血再灌注(I/R)大鼠心肌組織C-Jun氨基末端激酶(JNK)和細胞外調節蛋白激酶(ERK)表達的影響。方法 健康Wistar大鼠36只，體重300～350 g，采用隨機數字表法分為3組(n=12)：假手術組(S組)只分離腎動脈不夾閉；I/R組，雙腎缺血60 min、恢復灌注4 h建立大鼠I/R損傷模型；利多卡因預先給藥組(L組)夾閉雙側腎動脈前60 min時前靜脈注射利多卡因5 mg/kg，隨后以2 mg·kg-1·h-1速率靜脈輸注60 min；S組和I/R組給予等容量生理鹽水。再灌注4 h時取心臟血樣，采用酶聯免疫吸附法(ELISA)法測定心肌肌鈣蛋白I(cTnI)濃度，隨后處死大鼠，取心肌組織，測定心肌丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性，采用Western法測定心肌細胞JNK和ERK的表達水平，光鏡下觀察心肌組織及腎組織病理學改變。結果 光鏡下可見I/R組呈明顯心肌及腎組織損傷的形態學變化，L組心肌組織及腎組織損傷明顯減輕。與S組比較，I/R組心肌組織JNK及ERK表達水平升高，血清cTnI濃度、心肌MDA含量升高，SOD活性降低(P<0.05)；與I/R組比較，L組心肌組織JNK表達水平降低，ERK表達水平升高，血清cTnI濃度、心肌MDA含量降低，SOD活性升高(P<0.05)。結論 利多卡因預先給藥可減輕I/R大鼠心肌損傷，其機制可能與激活MAPK信號傳導通路，上調ERK和下調JNK表達有關。

再灌注損傷；利多卡因；腎臟；心肌

腎缺血再灌注(I/R)損傷是臨床腎移植術中急性腎衰竭的重要誘因，其發生機制涉及氧自由基致細胞損傷、細胞內鈣超載、能量代謝障礙、白細胞激活及血小板聚集等多種病理生理過程。腎I/R時產生的氧自由基、細胞因子及黏附分子等大量進入體循環，造成遠隔器官如心臟的損傷〔1〕。本課題組前期研究表明，利多卡因可減輕腎I/R大鼠心肌組織損傷〔2〕，但其具體機制尚不明確。本研究觀察利多卡因預先給藥對腎I/R大鼠心肌組織C-Jun氨基末端激酶(JNK)和細胞調節蛋白激酶(ERK)表達的影響。

1 材料與方法

1.1 動物選擇與分組 健康Wistar大鼠36只〔動物合格證號：scxkc(甘)2004-0006-0000413〕，甘肅省中醫學院動物實驗中心提供，體重300～350 g，采用隨機數字表法分為假手術組(S組)，腎I/R組和利多卡因預先給藥組(L組)各12只。

1.2 大鼠腎臟I/R模型的制備 實驗室溫度25℃，大鼠實驗前禁食12 h，自由進水。腹腔注射3%戊巴比妥50 mg/kg麻醉下，股靜脈穿刺置管，注射肝素400 U/kg后，輸注林格氏液20 ml·kg-1·h-1。參照文獻〔2～4〕采用夾閉雙腎動脈60 min再灌注的方法建立大鼠腎臟I/R模型。于脊柱兩旁0.5 cm肋弓下0.5 cm各縱向切開皮膚1 cm，鈍性分離腰大肌，暴露雙側腎臟，分離腎動脈，用無創動脈夾閉雙側腎動脈，腎臟由紅褐色短時間內變成蒼白色再逐漸變成暗紫色為缺血成功的標志；60 min后松開動脈夾，恢復血流灌注，腎臟由暗紫色變為紅褐色為再灌注成功的標志。若松開動脈夾5 min后，腎臟仍未轉變為紅褐色，則為再灌注未成功，剔出本研究。

1.3 分組處理 I/R組夾閉雙側腎動脈60 min、恢復灌注4 h建立大鼠腎臟I/R損傷模型；L組夾閉雙側腎動脈前60 min靜脈注射5 mg/kg利多卡因，隨后以2 mg·kg-1·h-1速率靜脈輸注60 min。

1.4 標本采集及處理 術后再灌注4 h時，經心臟抽取血樣3 ml，肝素抗凝，3 000 r/min離心10 min，離心半徑10 cm，取上清，于-70℃凍存，采用雙抗體夾心法測定血漿心肌肌鈣蛋白I(cTnI)濃度，試劑盒由德國Roche公司提供。采血后迅速摘取心臟，于冰板上留取相同部位左心室前壁心肌組織，按重量體積比加冰生理鹽水制備10%的組織勻漿，低溫低速離心15 min后取上清液，采用硫代巴比妥法測定心肌丙二醛(MDA)含量，采用黃嘌呤氧化酶法測定心肌超氧化物歧化酶(SOD)活性，試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。心肌組織中心尖部組織和左腎皮質置于4%多聚甲醛中固定，石蠟包埋，制成厚6 μm的連續切片，取三張鄰片進行展片，共展三套切片，進行蘇木精-伊紅染色(HE)，在光鏡下觀察心肌組織形態學改變。

1.5 統計學方法 采用SPSS13.0統計學軟件進行單因素方差分析。

2 結 果

2.1 三組大鼠腎組織病理學比較 光鏡下S組腎小球和腎小管結構完整；I/R組腎小管上皮細胞水樣和氣球樣變性，管腔內中性粒細胞浸潤，上皮細胞扁平，腎間質充血、水腫；L組腎小管腫脹為主，腎小管上皮細胞水樣變和氣球樣變輕微，無明顯壞死細胞，病理學損傷輕于I/R組。見圖1。

2.2 三組大鼠心肌組織病理學比較 光鏡下S組心肌組織纖維排列整齊，細胞核均勻一致，紋理清晰；I/R組心肌細胞腫脹，心肌纖維部分變形，斷裂，排列混亂，橫紋模糊甚至消失，細胞核增大、淡染；L組心肌組織血管輕度擴張，纖維排列整齊，間隙減小，細胞輕度腫脹，病理學損傷輕于I/R組。見圖2。

圖1 三組大鼠腎組織病理學比較(HE,×400)

圖2 三組大鼠心肌組織病理學比較(HE,× 400)

2.3 三組大鼠血清cTnI濃度、心肌MDA含量、SOD活性比較 與S組比較，I/R組血清cTnI濃度、心肌MDA含量升高，SOD活性降低(P<0.05)；與I/R組相比，L組血清cTnI濃度、心肌MDA含量降低，SOD活性升高(P<0.05)。見表1。

表1 三組大鼠血清cTnI濃度、心肌MDA含量、 SOD活性的比較

與S組比較:1)P<0.05；與I/R組比較:2)P<0.05，下表同

2.4 三組心肌組織JNK及ERK表達水平的比較 與S組比較，I/R組心肌組織JNK及ERK表達水平升高；與I/R組相比，L組JNK及ERK表達水平均降低(P<0.05)。見表2。

表2 三組心肌組織JNK及ERK表達水平比較

3 討 論

cTnI是橫紋肌收縮的重要調節蛋白，特異性存在于心肌細胞中，心肌細胞完整狀態下，cTnI不能透過細胞膜進入血循環，當心肌缺血缺氧，發生變形或壞死，細胞膜受損時，cTnI因其分子量較小而彌散進入細胞間質，從而較早地釋放至外周血，是診斷心肌損傷的敏感性和特異性指標〔5〕。本研究結果提示腎I/R導致一定程度的心肌損傷。利多卡因預先給藥后大鼠血清cTnI濃度、心肌MDA含量降低，SOD活性升高，提示利多卡因可減輕大鼠腎臟I/R所致心肌組織損傷。ERK和JNK是MAPK家族中兩個重要成員。JNK磷酸化水平升高可導致細胞凋亡增加，ERK可調節細胞生長、發育及細胞分裂。ERK和JNK通路是兩條作用相反的路徑，兩者間平衡是決定細胞生存或壞死及凋亡的關鍵因素〔6〕。本研究結果表明，靜脈注射利多卡因5 mg/kg，隨后以2 mg·kg-1·h-1速率靜脈輸注60 min可減輕大鼠腎I/R大鼠心肌組織損傷，其機制可能是利多卡因可與細胞膜上受體結合，激活PAPK通道，促進ERK表達上調，JNK表達下調，通過G蛋白耦聯受體信號途徑介導的核反應，減少心肌細胞壞死有關。綜上所述，利多卡因預處理可一定程度減輕大鼠腎I/R所致心肌損傷，其機制可能與激活MAPK信號傳導通路，上調ERK和下調JNK表達有關。

1 卜勇軍,楊靜靜,劉素芳,等.大豆異黃酮對糖尿病大鼠神闕穴再灌注損傷的影響〔J〕.中國老年學雜志,2012；32(2):309-11.

2 朱小兵,石翊颯,劉 樺,等.利多卡因預處理對腎臟缺血再灌注大鼠心肌損傷的影響〔J〕.實用醫學雜志,2010；26(8):1320-2.

3 田 蕾,孫洞簫.氟伐他汀對大鼠腎缺血再灌注損傷P27和PCNA表達的影響〔J〕.實用醫學雜志,2011；27(18):3284-5.

4 朱小兵,劉志群,吳 論,等.mito-KATP通道在利多卡因預先給藥減輕大鼠腎臟缺血再灌注損傷中的作用〔J〕.中華麻醉學雜志,2013；33(11)：1322-5.

5 黃小媛,湯勇才,廖 軍.敏感型心肌鈣蛋白I早期診斷急性心肌梗死的應用研究〔J〕.實用醫學雜志,2012；28(14):2448-9.

6 陳主初,王樹人.病理生理學〔M〕.北京：人民衛生出版社,2001:74.

〔2015-11-30修回〕

(編輯 苑云杰/曹夢園)

吳 論(1963-)，男，主任醫師，碩士生導師，主要從事麻醉藥理學研究。

朱小兵(1980-)，男，副主任醫師，碩士，主要從事麻醉與器官保護相關研究。

R33

A

1005-9202(2017)11-2644-03；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.11.019