肠淋巴再灌注对SMAO休克大鼠多器官ICAM-1、RAGE的作用*

刘争杰 赵自刚 赵永泉 牛春雨 张玉平 司永华 张立民

肠缺血再灌注(Ischemia/Reperfusion,I/R)引起的肠系膜上动脉闭塞性(Superior Mesenteric Artery Occlusion,SMAO)休克,是临床常见的危重病理过程,常见于休克复苏、器官移植术后、严重创伤救治过程等。研究表明,肠源性细菌内毒素经肠淋巴途径移位至全身是二次打击、失血性休克导致多器官损伤的重要机制[1,2],肠淋巴液是危重病发展的桥梁[3,4]。以“肠缺血-再灌注”为基础,将“夹闭肠系膜淋巴管(Mesenteric Lymph Duct,MLD)阻断淋巴液回流1h,再行淋巴液灌注”称为“肠淋巴再灌注”(Mesenteric Lymph Reperfusion,MLR);单纯MLR对机体不造成损害,但可加剧SMAO休克这一病理过程中的多器官损伤,降低SMAO休克大鼠平均动脉压及24h存活率[5],其机制与MLR加重多个器官的自由基损伤、一氧化氮释放、组织细胞膜泵功能障碍有关[6]。为进一步探讨MLR加重SMAO休克大鼠多器官损伤的作用机制,本文观察了M LR对SMAO休克大鼠肺、心肌、肾、肝组织细胞间黏附分子-1(Intercellular Adhesion Molecule-1,ICAM-1)、晚期糖基化终末产物受体(Receptor of Advanced Glycation End-Products,RAGE)含量的影响。

1 材料与方法

1.1 动物实验方法

24只 SPF级 Wistar雄性大鼠(体重 280～330g,购自中国军事医学科学院实验动物中心)经肌肉注射1%戊巴比妥钠(50mg/kg体重,德国,北京化学试剂公司分装,批号:071201)全身麻醉后,行右股部手术,分离股动脉与股静脉,股动脉插管连压力换能器接RM6240BD型生物信号采集处理系统(成都仪器厂)动态监测平均动脉血压,股静脉给予肝素钠溶液(1ml/kg体重,即500U/kg体重)全身抗凝;行腹部手术,暴露肠系膜根部,游离肠系膜上动脉(Superior Mesenteric Artery,SMA),仔细分离与SMA相伴行的MLD。血压稳定10min后进行下述操作并依次进行分组:Sham组:在SMA和MLD下穿线,不夹闭;SMAO组:以无创血管夹夹闭SMA根部 60min后,开夹再灌注120min,复制SMAO休克大鼠模型;MLR组:以无创血管夹夹闭MLD根部 60min后,开夹再灌注120min,实施 MLR;SMAO+MLR组:同时夹闭SMA和 MLD根部60min后,开夹再灌注120min。

1.2 取材与标本制备

所有动物经再灌注120min、大量注射戊巴比妥钠(120mg/kg体重)麻醉后(Sham组在相同时间点),迅速选择固定位置,留取肺、心肌、肝、肾组织,放入无菌EP管,置于-80℃低温冰箱(Forma-86C,美国热电)冷藏。实验前取出,加5倍量冷生理盐水,用FJ-200型高速分散匀质机(上海标本模型厂)制备组织匀浆(浓度为 16.7%),使用 Labofuge 400R型高速低温离心机(德国科峻)离心后留取上清,用于相关指标检测。

1.3 指标检测方法

采用ELISA测定各器官组织匀浆中ICAM-1、RAGE含量(试剂盒由美国R&D公司生产、江苏希望生物科技有限公司代理),严格按照试剂盒说明书进行标准曲线制备、样本测定;终止反应后,将酶标板放入酶标仪(Stat Fax-2100型,美国STAT-FAX公司)槽内,选择450nm波长检测其OD值,绘制标准曲线后,计算各样本结果。各组织匀浆蛋白定量采用考马斯亮蓝法(试剂盒购自南京建成生物工程研究所)。

1.4 统计学处理

使用SPSS 16.0统计分析软件包处理,计量数据以均数±标准差(±s)表示。首先进行方差齐性检验,方差齐(P＞0.10)的资料多组间比较采用单因素方差分析,组内自身比较应用配对t检验;方差不齐者(P≤0.10),采用Kruskal Wallis检验,P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 MLR对SMAO休克大鼠各器官组织匀浆ICAM-1含量的影响

MLR组肺、肾、肝、心肌组织匀浆中的 ICAM-1含量与Sham组比较无统计学差异;SMAO组和SMAO+MLR组肺、肾、肝、心肌组织匀浆中ICAM-1含量高于Sham组及MLR组(P＜0.01),且SMAO+MLR组肺、肾、肝、心肌组织匀浆ICAM-1含量显著高于SMAO组(P均＜0.01),见表1。

表1 MLR对SMAO休克大鼠各器官组织匀浆ICAM-1含量的影响(ng/g protein,±s,n均=6)

表1 MLR对SMAO休克大鼠各器官组织匀浆ICAM-1含量的影响(ng/g protein,±s,n均=6)

注:与Sham 组比较,1)P＜0.01;与M LR组比较,2)P＜0.01;与SM AO组比较,3)P＜0.01

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2.2 MLR对SMAO休克大鼠各器官组织匀浆RAGE含量的影响

由表2可见,MLR组与Sham 组肺、肾、肝、心肌组织匀浆中RAGE含量无显著差异;SMAO组与SMAO+MLR组肺、肾、肝、心肌组织匀浆RAGE含量均显著高于Sham组与M LR组(P＜0.01),且SMAO+MLR 组肺 、肾、肝 、心肌组织匀浆RAGE含量均显著高于SMAO组(P＜0.01)。

表2 MLR对SMAO休克大鼠各器官组织匀浆RAGE含量的影响(ng/g protein,±s,n均=6)

表2 MLR对SMAO休克大鼠各器官组织匀浆RAGE含量的影响(ng/g protein,±s,n均=6)

注:与Sham 组比较,1)P＜0.01;与M LR组比较,2)P＜0.01;与SM AO组比较,3)P＜0.01

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3 讨 论

随着对肠淋巴系统在危重病发病学中作用的深入研究[3～8],现已认识到肠淋巴液回流参与了肠I/R后SMAO休克致远隔器官的炎症反应与组织损伤。Cavriani等[9]夹闭SMA 45min、开夹再灌注2h后发现,肠I/R可致肺的多形核中性粒细胞(Polymerphonuclear Neutrophil,PMN)聚集、微血管通透性增高、炎症介质水平升高;而结扎大鼠MLD可减轻肠I/R及其导致的肺损伤;Badami等[10]的研究也表明,结扎MLD可提高SMAO大鼠的存活率;Cox等[11]将犬肠缺血1h、再灌注3h,其心肌含水量较基础值增高、等容舒张及-dp/dtmax显著降低、PMN生成的过氧化产物增多、心肌髓过氧化物酶活性增强,而淋巴液转流的犬,其肠I/R后心肌的上述各指标均接近基础值,提示肠I/R所引起的心功能紊乱是由于淋巴液回流所引起。这些研究均表明,肠I/R后的肠淋巴液回流均参与了其后的远隔器官炎症和损伤。

本项目组在针对肠淋巴途径与SMAO休克多器官损伤发病学的研究中发现,SMAO休克的发生与有无MLR的影响有很大相关性,提示临床在I/R损伤的防治策略中,应充分考虑肠淋巴途径的发病学作用,在可能引起I/R损伤的诸多治疗中,有效防止淋巴管挤压及其后的再灌注,对预防I/R导致远隔器官的损伤、提高治愈率可能是有效途径之一[5,6,12]。鉴于MLR加重SMAO休克多器官损伤的作用机制与加剧炎症反应有关,本研究从启动炎症反应的多个环节,探讨MLR加重SMAO休克器官炎症反应的作用机制。

研究表明,PMN作为炎性因子释放的炎细胞,在炎症反应的网络效应中起重要作用,因此,PMN扣押于组织,是组织器官炎症反应失衡的重要因素[13]。本项目组在前期研究中发现 MLR加重SMAO休克器官损伤的作用机制与髓过氧化物酶增高有关[6],提示MLR可引起PMN在组织器官的扣押;同时,由于ICAM-1表达上调可促使PMN和血管内皮细胞的黏附与激活,并跨越血管壁,穿出血管外,在组织中聚集和浸润,引起局部组织释放更多的炎症介质[14],进一步加重组织损伤。本研究应用ELISA检测各器官组织匀浆的ICAM-1水平后发现,单纯MLR组与Sham 组的肺、肾、肝、心肌组织ICAM-1含量无明显变化,SMAO组肺、肾、心肌、肝组织ICAM-1含量显著高于MLR和Sham组,SMAO+MLR组肺、肾、心、肝组织的ICAM-1含量显著高于SMAO、MLR和Sham组,提示M LR可增加SMAO休克大鼠器官的ICAM-1含量,从而引起PMN扣押于组织增多,最终加重组织器官的炎症反应。

Uchida等[15]研究发现,RAGE是Ⅰ型肺泡上皮细胞损伤的一种标记物,与急性肺损伤相关;Van Zoelen等[16]在大肠杆菌性脓毒症模型中发现,未受损的RAGE信号通路有利于建立有效的抗菌防御体系;Unoshima等[17]在研究全身炎症反应综合征或脓毒血症时发现,脂多糖(LPS)所致急性肺损伤经过抗体治疗后(抑制RAGE表达),损伤症状基本消失;这些研究表明,RAGE在炎症反应启动过程中具有重要作用。本研究检测各器官组织匀浆中RAGE的含量后发现,SMAO组、SMAO+M LR组肺、肾、心肌、肝组织 RAGE含量均高于 MLR和Sham组,且 SMAO+MLR组RAGE含量高于SMAO组,提示MLR加重SMAO休克大鼠器官炎症反应的机制与RAGE增多有关。

综上所述,MLR可增加SMAO休克大鼠各器官的ICAM-1含量,成为PMN黏附、扣押于组织、加剧炎症反应的主要机制;同时,MLR还增加SMAO休克大鼠各器官的 RAGE含量,成为炎症反应加剧的又一因素。以肠淋巴途径为研究靶点,对于SMAO休克后多器官损伤的防治具有一定的作用与意义。至于 RAGE通过哪一条途径发挥MLR加重SMAO休克的炎症反应过程,有待进一步探讨。