高选择性肾血管阻断对大鼠肾脏缺血再灌注损伤的影响

于忠浩　刘春明　李　琳　刘　磊　常　华　费东生

(大庆油田总医院，黑龙江　大庆　163411)



高选择性肾血管阻断对大鼠肾脏缺血再灌注损伤的影响

于忠浩刘春明李琳刘磊常华费东生1

(大庆油田总医院，黑龙江大庆163411)

摘要〔〕目的观察不同血管阻断以及不同阻断时间对肾脏组织学、肾功能及肾组织超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和Ca2+-ATP酶含量以及血清高敏C反应蛋白的影响。方法健康雄性(SD)大鼠120只，随机分组为空白对照组(N)、肾蒂阻断组(C)、肾动脉分支阻断组(B)(上支U和下支D，采取随机抽签方式选择上、下支)、肾动脉阻断组(A)，每组再分别分为15、30、45 min组，每组10只。A、B、C组夹闭肾血管建立不同阻断时间缺血再灌注模型，N组只暴露肾动脉但不予夹闭。各组于再灌注24 h经下腔静脉取血测定SOD和MDA。处死大鼠，切取肾脏，一部分制作病理标本，光镜下观察肾脏组织结构的改变；另一部分制备相应组织匀浆，考马斯亮蓝法测定组织蛋白含量，硫代巴比妥法测定MDA含量，黄嘌呤氧化法测定SOD活性，无机磷显色光电比色法测定Ca2+-ATP酶活性。结果120只大鼠均进入实验结果分析，对肾脏缺血再灌注损伤的程度B组最小，A组次之，C组最大。结论肾动脉分支阻断相对于肾动脉阻断和肾蒂阻断及肾动脉阻断相对于肾蒂阻断，相对提高Ca2+-ATP酶及SOD活性，减少MDA的形成，可减轻肾脏缺血-再灌注损伤；同时，尽量减少肾脏的缺血时间可以有效地保护肾脏功能。

关键词〔〕高选择性阻断；肾脏；缺血-再灌注；损伤

1哈尔滨医科大学附属第一医院重症医学科

第一作者：于忠浩(1977-)，男，主治医师，主要从事泌尿系肿瘤研究。

肾脏是容易发生缺血-再灌注损伤(IRI)的器官之一，常常导致急性肾衰竭的发生。许多肾脏疾病，例如肾移植、肾部分切除术、肾动脉血管成形术、动脉分流术、意外创伤、肾积水和输尿管手术过程中均会发生IRI。因此，如何在手术过程中减轻IRI的发生，一直是近年来研究的热点问题。缺血预处理(IpreC)是目前公认的一种有效的、抗器官组织IRI的机械性干预措施。但是，IpreC必须在IRI发生之前进行，这对于许多无法预期的肾脏缺血性疾病是不可能实现的，使IpreC的临床应用受到很大限制。缺血后处理(IpostC)是在组织器官缺血之后才实施，具有“简单、可行、有效”三大特点，目前被认为是一种防治缺血性疾病的新的机械性抗损伤措施，广泛应用于器官组织IRI的防治。本实验拟从整体、细胞和分子水平阐明高选择性肾血管阻断对于肾缺血-再灌注处理的优势，充分减少对于肾脏的不必要损伤。

1材料与方法

1.1实验动物清洁级成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠120只，体重(220±20)g，哈尔滨医科大学附属二院实验动物中心提供；全价营养饲料(哈尔滨医科大学附属二院实验动物中心提供)，自由饮水，室温(24±2)℃；相对湿度40%～50%，适应环境1 w后开始实验。

1.2实验方法120只SD大鼠随机分为(1)假手术组：空白对照组(N)。(2)手术组：肾蒂阻断组(C)、肾动脉分支阻断组(B)(上支U，下支D，采取抽签方式决定阻断上支或下支)，肾动脉阻断组(A)，每组再分别分为15、30、45 min组，每组10只。A、B、C组夹闭肾血管建立不同阻断时间IRI模型：开腹并结扎右肾蒂，显微镜下应用显微外科器械分离左肾蒂，A组无创血管夹夹闭肾动脉、B组微血管夹夹闭肾动脉分支、C组夹闭肾蒂。丝线缝合暂时关腹。开放阻断(A15、B15、C15；A30、B30、C30；A45、B45、C45)，恢复肾脏血运24 h采取血液样本和肾脏组织标本。N组行右肾蒂结扎，左肾暴露肾动脉不予夹闭。

1.3统计学分析组间比较行t检验。

2结果

2.1光镜观察N组大鼠肾组织结构清晰肾小管上皮细胞完整，无炎性细胞浸润；缺血再灌组A45肾小球轻度皱缩，肾小管上皮细胞重度水肿，肾间质大量炎性细胞浸润；缺血再灌组C45肾小球变形皱缩，肾小管管腔变窄，肾间质可见出血和炎性细胞浸润；缺血再灌组B45肾小球略皱缩轻度水肿，管腔部分略窄，间质少炎性细胞上皮排列完整。见图1。

2.2肾组织和血液中MDA含量和SOD活性见表1～表3。

2.3肾组织Ca2+-ATP活性见表4。

图1　各组大鼠光镜下肾组织结构(HE,×400)

性别B组A组C组N组15min1.97±0.344.71±0.407.27±0.881)3)1.46±0.185)45min3.55±0.185.76±0.257.90±0.791)3)1.38±0.151)3)5)t值-7.121-3.886-0.942-P值0.0020.0180.400-

与B组比较：1)P<0.01；与A组比较：2)P<0.05，3)P<0.01；与C组比较：4)P<0.05，5)P<0.01；下表同

表2　组织MDA比较

表3　血清及组织TSOD比较

表4　肾组织Ca2+-ATP活性

3讨论

肾脏为高灌注器官，对缺血、缺氧十分敏感，当其发生缺血-再灌注后，肾组织脂质过氧化产物明显增多，MDA生成增多，SOD活性明显降低。MDA是OFR引发单位膜脂质过氧化反应的产物，具有细胞毒性作用〔2〕。目前认为缺血器官再灌往后都有自由基的增加，活性氧引起脂质过氧化，产生大量MDA等毒性物质。SOD是体内自由基的主要清除剂，能有效地清除并终止超氧阴离子自由基引发的连锁反应，对防止脂质过氧化物的形成具有重要作用，因此SOD的活性可反映机体对OFR清除能力的高低〔3，4〕。测定MDA可直接反映OFR水平，其含量高低是组织细胞损伤的重要标志〔5〕。本实验结果提示肾缺血再灌注过程中OFR增多，导致肾损伤。研究证实，高选择性阻断肾血管，可以减少肾脏的缺血再灌注范围，对手术外的部分没有较大影响。正常情况下不阻断血流的肾脏组织应该不会受到任何影响，然而通过实验发现仍存在部分损伤，原因可能与血液中的氧自由基增加有关，通过实验检测发现血液中的SOD和MDA均较正常有所改变且存在差异。通过高选择性阻断，维持正常未阻断部位细胞膜及细胞器膜的完整性，进而减轻肾细胞的缺氧复氧损伤。本研究显示，高选择性动脉阻断的MDA含量均较肾蒂阻断和肾动脉阻断组下降，而SOD活性均升高，同时肾组织结构及其肾功能损伤明显减轻，基本接近于正常。提示高选择性肾血管阻断可以有效抑制缺血-再灌注大鼠肾脏的脂质过氧化作用，对肾脏具有保护作用，其机制可能与ATP敏感性钾通道开放有关。并且肾脏缺血-再灌注过程中，Ca2+-ATP酶活力受抑，可使细胞内Ca2+排除障碍，造成细胞内钙超载〔6〕。其机制可能是：肾脏缺血缺氧时，细胞内氧化磷酸化水平降低，ATP合成减少及分解增多，细胞能量代谢障碍，引起细胞器膜结构的破坏，导致Ca2+-ATP酶活性下降，细胞内Ca2+增加，发生钙超载，Ca2+同时又可促进磷脂酶分解为游离脂肪酸，从而消耗更多ATP，又使Ca2+-ATP酶活性受到严重损伤〔7〕。肾动脉分支阻断组的Ca2+-ATP酶活力较肾蒂及肾动脉阻断组均升高，提示肾动脉分支阻断可以有效维持正常的Ca2+-ATP酶活力来防止正常细胞内钙超载，从而减轻缺血再灌注损伤。

综上所述，肾动脉分支阻断可有效地减轻肾脏IRI，保护正常的肾脏组织，同时尽量减少肾脏的缺血时间可以有效地保护肾脏功能。肾动脉分支阻断减轻肾IRI的机制与减少细胞脂质过氧化反应有关，相对于肾蒂阻断和肾动脉阻断，保护正常的肾脏组织不受IRI，相对地提高了Ca2+-ATP酶活性，减少MDA的生成，增加SOD的活性，减轻肾脏钙超载。IRI后未缺血的肾脏组织部分也存在着一些病理改变，可能与缺血再灌注后伴随血液中的超氧阴因子增加而导致肾脏的损伤，同时可以推测这种损伤也可能会对身体其他器官或组织产生损伤或影响。在临床手术中，对于肾肿瘤病人，尤其肿瘤位于肾两极的，建议采用肾动脉分支阻断；肾外伤或肾结石手术建议采用肾动脉阻断；如缺血时间较长，可采用低温保护。

参考文献4

1于德新.保留肾单位手术中肾缺血-再灌注损伤的保护〔J〕.临床泌尿外科杂志，2009；24(3)：56.

2张世卿.肾缺血再灌注损伤细胞凋亡的分子生物学研究〔J〕.国外医学:泌尿系统分册，2005；25(2)：201-3.

3Aydemir EO，Var A,Uyanik BS.The protective mechanisms of defibrotide on liver ischaemia-reperfusion injury〔J〕.Cell Biochem Func，2003；134(15)：378-82.

4Su JF，Guo CJ.Wei JY.Protection against hepatic ischemia-reperfusion injury inrats by oral pretreatment with quercetin-biomedical and environmental〔J〕.Sciences，2003；265(25)：467-70.

5Larsen M，Webb G,Kennington S.Mannitol in cardioplegia as an oxygen free radical scavenger measured by malondialdehyde〔J〕.Perfusion,2002；231(6)：204-7.

6Glass PSA，Hardman D，Kamiyama Y，etal.Preliminary pharmacoki-netics and pharmacodynamics of an ultra-short-acting opioid：remifentanil(GI87084B)〔J〕.Anesth Analg，1993；77(6)：1031-40.

7Orihisa O，Tetsuga O.Mari L,etal.Platelet Ca2+is not increased in stroke prone spontaneously hypertensive rats〔J〕.Hypertension，1996；49(6)：327-9.

〔2015-11-08修回〕

(编辑曲莉)

中图分类号〔〕R692〔

文献标识码〕A〔

文章编号〕1005-9202(2016)01-0050-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.01.022