异丙酚预处理对大鼠肝缺血再灌注细胞因子的影响及肺损伤的保护作用

咸云淑,姜春玲,郑利民,林影芯,王金兰

(1.北京大学深圳医院,广东 深圳 518036;2.吉林大学中日联谊医院)

异丙酚预处理对大鼠肝缺血再灌注细胞因子的影响及肺损伤的保护作用

咸云淑1,姜春玲1,郑利民1,林影芯1,王金兰2*

(1.北京大学深圳医院,广东 深圳 518036;2.吉林大学中日联谊医院)

目的探讨异丙酚对肝缺血再灌注时TNF-α、IL-1含量的影响及其对肺损伤的保护作用。方法24只SD大鼠随机分为假手术组(s组,n=8)、缺血再灌注组(I/R组)和异丙酚处理组(P组)。阻断肝门30 min后开放血流,建立大鼠全肝缺血再灌注模型。I/R组与p组分别于肝门阻断前10 min腹腔注射异丙酚50 mg/kg或相应剂量生理盐水,于再灌注1 h取血、处死动物。假手术组不阻断肝门,于上述相应时间点注射生理盐水与取血、处死动物。放免法测定血清TNF-α、IL-1的变化,光镜下观察肺组织形态学改变,同时测定肺组织W/D比值。结果(1)与s组相比,I/R组血清TNF-α、IL-1含量与肺组织W/D比值均显著增加(P均＜0.01)。病理学方面,I/R组肺泡腔完整性破坏,间隔增厚,并可见中性粒细胞浸润。(2)与I/R组相比,P组病理学改变减轻;W/D比值、血清TNF-α、IL-1含量均显著降低(P均＜0.05)。结论TNF-a、IL-1β等细胞因子参与了肝缺血再灌注后肺损伤的发生发展过程,丙泊酚可能通过抑制炎性细胞因子的表达,对大鼠肝I/R后肺损伤发挥有保护作用。

再灌注损伤;肿瘤坏死因子-α;白细胞介素-1;异丙酚

(Chin J Lab Diagn,2010,14:1002)

本研究旨在观察异丙酚预处理对大鼠肝缺血再灌注(I/R)时细胞因子肿瘤坏死因TNF-α(TNF-α)、白细胞介素-1(IL-1)的影响,从细胞因子角度探讨异丙酚对肝缺血再灌注后肺损伤的保护作用机制。

1 材料与方法

1.1 实验动物与试剂 SPF级雄性Sprague-Dawley大鼠24只,体重250-300 g,由深圳市人民医院实验动物中心提供。异丙酚购自英国AstraZenec公司,肿瘤坏死因子-α与白细胞介素-1放免试剂盒购自北京福瑞生物工程公司。

1.2 动物模型的建立 动物于术前禁食12小时,自由饮水。以3%戊巴比妥钠50 mg/kg腹腔注射麻醉后,参照Pringle's法[1]建立大鼠全肝缺血再灌注模型,上腹正中切口后以无创血管夹将肝动脉、门静脉及胆管一并夹闭,阻断肝门30 min时开放血流,形成全肝缺血再灌注。

1.3 实验分组 采用完全随机设计法将24只SD大鼠随机分成3组(每组8只):①异丙酚组(P组):依上述方法制备模型,于全肝缺血前10 min腹腔注射异丙酚50 mg/kg,于再灌注1 h处死动物。②缺血再灌注组(I/R组):依上述方法制备模型,于全肝缺血前10 min腹腔注射相应剂量生理盐水,于再灌注1h处死动物。③假手术组(S组):动物只接受麻醉和肝门解剖、不进行阻断,并于上述各相应时点腹腔注射生理盐水与处死动物。

1.4 肺组织取材 采血5 ml后放血处死大鼠,后开胸切取双侧肺叶,左肺以10%中性福尔马林固定24 h,后石蜡包埋,连续切 4 μ m厚石蜡切片2片,用于HE染色与检测细胞凋亡。右肺称湿重后置入80℃烤箱,待测肺湿/干(W/D)重比。留取血清冻存后用于测定肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)与 IL-1浓度。

1.5 检测方法 TNF-α与IL-1浓度按试剂盒说明进行测定。肺组织W/D比值,采集肺组织后先称湿重(W),后置于80℃烤箱48 h至恒重后称干重(D),计算W/D比值。

2 结果

2.1 肺组织病理学改变 假手术组肺组织结构完好,肺泡腔完整,间隔无增厚,均匀一致,肺泡壁光滑,偶见中性粒细胞,肺泡腔中无渗出。缺血再灌注组肺泡腔完整性破坏,肺泡腔缩窄,腔内可见炎性渗出,伴局灶性不张,肺间质明显增宽伴大量中性粒细胞浸润。P组虽存在肺泡腔不完整,肺泡腔缩窄,间隔增厚,并可见中性粒细胞浸润,但其改变较缺血再灌注组明显减轻。

2.2 血清TNF-α、IL-1浓度变化及肺组织W/D比值的比较 见表1。

表1 三组各检测参数的比较(n=8,±s)

表1 三组各检测参数的比较(n=8,±s)

与S组比较,*P＜0.05,**P＜0.05;与I/R组比较,#P＜0.05,##P＜0.01

IL-1(ng/ml) TNF-α(ng/ml) W/D S组 0.13±0.01 1.67±0.12 4.51±0.21 I/R组 0.37±0.03** 2.01±0.11** 5.33±0.25**P组 0.24±0.02**##1.89±0.13*# 4.63±0.22*##

3 讨论

全肝血流阻断法常用于肝叶切除以及肝移植手术中,该法可降低术中出血风险,但也有部分患者术后死于肺损伤和呼吸功能衰竭[2]。本研究中,大鼠全肝缺血30min再灌注1小时肺组织已经出现明显改变,表现为病理学上肺泡腔完整性破坏,肺泡腔缩窄,间隔增厚,中性粒细胞大量浸润,部分肺泡腔内可见渗出液,而反应肺血管通透性的指标W/D比值也显著增高,提示提示全肝缺血再灌注可导致肺组织发生损伤。

肝缺血再灌注损伤是由自由基、PMN、kupffer细胞、内皮细胞以及多种细胞因子介导的,可导致多脏器功能受损的复杂病理生理过程。肝缺血再灌注损伤发生过程中,肝脏kupffer细胞在缺血缺氧以及门静脉LPS等物质刺激下产生大量TNF-a,并通过多种途径引起肺损伤。它既可诱导其它细胞因子如IL-1β、IL-6、IL-8等产生和释放 、引起“炎症因子级联放大”作用,激活更多的炎症效应细胞;也可直接损伤肺血管内皮细胞和肺泡Ⅱ型上皮细胞,增加毛细血管通透性,以及激活补体和凝血系统,促进炎症在肺组织中的扩散。本研究结果表明,全肝缺血30 min再灌注1 h血清中TNF-a与IL-1β浓度较假手术对照组已有显著升高(P＜0.05),与肺损伤的变化规律一致,提示由全肝缺血再灌注可诱发全身炎性反应并可能由此促进肺损伤的发生。

异丙酚是一种新型静脉麻醉药,其除了麻醉作用外,现认为对IRI有较强的保护作用。有研究证明,异丙酚能够影响TNF-a与 IL-1β的产生和释放[3]。本研究利用大鼠肝IRI肺损伤究了异丙酚预处理再灌注后大鼠血清细胞因子TNF-a、IL-1β与肺损伤情况的影响。结果显示,于全肝缺血前10 min腹腔注射异丙酚50 mg/kg,则缺血再灌注后引起的肺损伤明显减轻,表现为:①肺组织病理学改变减轻,;②与I/R组同时相点比较,再灌注后1h肺组织W/D显著降低,提示肺水含量降低;③与I/R组同时相点比较,血清TNF-a与IL-1明显下降。这表明异丙酚能够降低炎症反应水平,并可能由此对肝缺血再灌注后肺损伤发挥良好的防治作用。

[1]Pannen BH,Al-Adili F,BauerM,et al.Role of endothelins and nitric oxide in hepatic reperfusion injury in the rat[J].Hepatology,1998,27(3):755.

[2]阚 彤,杨申梅,童 颖.肝切除术后急性肺损伤和呼吸窘迫综合征的诊治[J].中华肝胆外科杂志,2005,11:130.

[3]Sánchez-Conde P,Rodr íguez-López JM,Nicolás JL,et al.The comparativeabilities of propofol and sevoflurane tomodulate inflammation and oxidative stress in the kidney after aortic cross-clamping[J].Anesth Analg,2008,106(2):371.

Effects of propofol pretreatment on cytokines and protection on hepatic ischemia-reperfusion-induced lung injury in rats

XIAN Yun-shu,JIANGChun-ling,ZHENGLi-min,et al.(Department of anaesthesiology,PekingUniversity ShenZhen Hospotal,Shen-Zhen518036,China)

ObjectiveTo explore the effects of propofol on tumor necrosis factor-alpha(TNF-α),interleukin-1(IL-1)in rats following hepatic ischemia/reperfusion and the protection of propofol on hepatic ischemia–reperfusion-induced lung injury.Methods24 ratswere randomly divided into 3 groups(n=8 in each group):propofol(P)group,ischemia-reperfusion(I/R)group and shamoperation(S)group.Total hepatic I/R was produced by occlusion of hepatic helium for 30 minutes,and the occlusion was then released for reperfusion.In P and I/R group,propofol(50 mg/kg)or normal saline of the same volume was administeredintraperitoneally 10 min before ischemia,the animals were killed at 1h of reperfusion.In S group,the hepatic helium wasn't occluded,normal saline was injected and the animals were killed at corresponding time.The concentration of IL-1,TNF-α in serum was determined,and the lung tissue was takenfor determinationof W/D ratio andhistological examination.Results(1)Comparedwith that in sham-operation group,the concentration of IL-1,TNF-α,W/D ratio were all significantly increased(P＜0.01).Histological examination revealedthat the alveolar architecture was destroyed with interstitial thickening and neutrophil infiltration in total hepatic I/R group.(2)Compared with that in I/R group,the concentrationof IL-1,TNF-α,W/D ratio were all significantly decreased(P＜0.05=,and the histological changes was less severe in propofol group.ConclusionPropofol can effectively suppress the production and release of inflammatory cytokines and its protective effect might be mediated by anti-inflammation.

Propofol;Reperfusion injury;Apotosis

R363.2+2

A

1007-4287(2010)07-1002-03

深圳市科技局课题(200803032)

*通讯作者

2009-05-18)