褪黑素对腹腔手术严重感染大鼠炎症介质、氧化应激及主要脏器功能的保护作用

韩　冰　吉　杰　赵国军

(承德医学院附属医院妇科，河北　承德　067000)



褪黑素对腹腔手术严重感染大鼠炎症介质、氧化应激及主要脏器功能的保护作用

韩冰吉杰赵国军1

(承德医学院附属医院妇科，河北承德067000)

〔摘要〕目的探索褪黑素(Mel)对腹腔手术严重感染大鼠炎症介质、氧化应激及主要脏器功能的保护作用。方法选取雄性SD大鼠并采用盲肠结扎穿孔术制备腹腔手术严重感染模型，根据实验设计分为模型组、Mel小剂量组和Mel大剂量组(每组20只)，选取20只同周龄大鼠行假手术作为对照组，术后1 d后每天分别给予0.9%氯化钠注射液、50 mg/kg和100 mg/kg Mel腹腔注射。治疗1 w后收集血标本，采用酶联免疫吸附方法(ELISA)检测各组血清肿瘤坏死因子(TNF)-α、白介素(IL)-6和C-反应蛋白(CRP)水平，测定各组大鼠血清丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)及总抗氧化能力(T-AOC)含量评价氧化应激水平，检测各组的血清淀粉酶(AMY)、脂肪酶(LPS)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)、尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)和尿酸(UA)水平用以评价胰腺、肝脏及肾脏功能，同时制备胰腺、肝脏和肾脏组织病理切片以评价脏器损伤情况。结果与对照组相比，模型组的TNF-α、IL-6、CRP、MDA、AMY、LPS、ALT、AST、BUN、Cr和UA水平均升高，SOD活性和T-AOC水平均降低，且胰腺、肝脏及肾脏的病理损伤较重(P<0.05)；Mel小剂量、大剂量组的炎症介质指标、MDA及胰腺、肝脏和肾脏功能指标均低于模型组，SOD活性和T-AOC水平均高于模型组(P<0.05)，且胰腺、肝脏和肾脏的损伤程度较轻(P<0.05)；Mel大剂量组的以上指标水平均优于小剂量组(P<0.05)。结论Mel可改善腹腔手术严重感染大鼠的炎症反应及氧化应激程度，对主要脏器有较好的保护作用，且大剂量的效果较优。

〔关键词〕褪黑素；腹腔手术严重感染；炎症介质；氧化应激

1承德医学院附属医院手术部

第一作者：韩冰(1976-)，女，主治医师，主要从事妇科研究。

手术室是医院的高危科室，手术感染预防与控制的好坏直接影响手术效果〔1〕。腹腔手术为常见的手术类型，而严重腹腔感染也是临床上的棘手问题，具有感染范围广、持续时间长及合并多脏器衰竭等特点，大量研究也证实氧化应激在腹腔感染发展中发挥了重要作用，故控制炎症反应及氧化应激对于腹腔感染的防控意义重大〔2,3〕。褪黑素(Mel)是一种由松果体细胞分泌的肽类激素，具有多种生活活性，如调节体温、生物节律和神经内分泌等〔4,5〕，多项研究发现Mel也可抑制器官损伤后炎症反应〔6,7〕，但目前对Mel能否改善腹腔感染后炎症反应及氧化应激损伤尚不清楚。本研究拟观察Mel对炎症反应及氧化应激损伤相关指标的影响。

1资料与方法

1.1实验动物及分组选取雄性SD大鼠并采用盲肠结扎穿孔术制备腹腔手术严重感染模型，根据实验设计分为模型组、Mel小剂量组和Mel大剂量组(每组20只)，选取20只同周龄大鼠行假手术作为对照组，术后1 d后每天分别给予0.9%氯化钠注射液、50 mg/kg和100 mg/kg Mel灌胃。所有大鼠的饲养环境为SPF级，饲养条件：温度20℃、相对湿度60%~70%，12 h/12 h明暗周期。

1.2主要试剂与仪器试剂：大鼠肿瘤坏死因子(TNF)-α检测试剂盒购自上海拜沃生物科技有限公司，白介素(IL)-6、C-反应蛋白(CRP)检测试剂盒购自北京北方生物制品公司，丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)及总抗氧化能力(T-AOC)测定试剂盒均购自南京建成生物工程研究所，大鼠淀粉酶(AMY)、脂肪酶(LPS)测定试剂盒均购自上海康成生物工程有限公司，谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)试剂盒购自上海科欣生物技术研究所，尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)和尿酸(UA)测定试剂购自北京利得曼公司；仪器：ELx800型全自动酶标仪购自美国Bio-TEK公司，RA-1000型全自动生化分析仪购自德国Bayer公司。

1.3动物模型制备待充分麻醉后将大鼠固定，备皮消毒后取下腹部正中纵形切口约2 cm，探查腹腔后将盲肠置于腹腔外，采用0#丝线在盲肠中部约1/2处结扎，于盲肠结扎线与盲肠末端中间采用16 G针头行贯通性穿刺，从两侧针孔轻轻挤出少量盲肠内容物，将盲肠还纳入腹腔。对照组仅行开腹手术，不行盲肠穿刺，术后分层缝合腹壁切口。

1.4标本收集与处理治疗1 w后处死大鼠，取大鼠心脏血5 ml，室温下静置30 min后，3 000 r/min离心10 min，收集上清后-20℃冻存备用。取完心脏血标本后，迅速留取胰腺、肝脏和肾脏组织，10%甲醛固定后，按照常规步骤进行HE染色。

1.5酶联免疫吸附法(ELISA)采用ELISA法依次检测血清中TNF-α、IL-6和CRP水平，操作步骤严格按照试剂盒说明书。

1.6其他血清相关指标检测分别采用硫代巴比妥酸法、黄嘌呤氧化快速比色法及化学比色法测定血清MDA、SOD及T-AOC水平，采用全自动生化分析仪检测血清AMY、LPS、ALT、AST、BUN、Cr和UA水平，操作步骤严格按照试剂盒说明书。

1.7病理组织观察将制备好的胰腺、肝脏及肾脏切片置于高倍镜下进行组织形态学观察，记录3种组织中是否有出血、水肿、坏死及中性粒细胞浸润等表现，观察肾小管水肿及球囊扩张情况。

1.8统计学分析采用SPSS18.0软件。多组比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用SNK法。

2结果

2.1各组血清炎症指标水平比较与对照组相比，模型组的TNF-α、IL-6和CRP水平均升高(P<0.05)；Mel小剂量、大剂量组的以上炎症介质水平均低于模型组，但仍高于对照组(P<0.05)，且Mel大剂量组的TNF-α、IL-6和CRP水平均低于小剂量组(P<0.05)。见表1。

表1　各组血清炎症介质水平比较±s,n=20)

与对照组比较：1)P<0.05；与模型组比较：2)P<0.05；与Mel小剂量组比较：3)P<0.05；下表同

2.2各组的血清氧化应激相关指标比较与对照组相比，模型组的MDA水平升高，SOD活性和T-AOC水平均降低(P<0.05)；Mel小剂量、大剂量组的MDA水平均低于模型组，SOD活性和T-AOC水平均高于模型组，但与对照组的差异仍有统计学意义(P<0.05)；Mel大剂量组的MDA、SOD和T-AOC水平均优于小剂量组(P<0.05)。见表2。

表2　各组血清氧化应激相关指标比较±s,n=20)

2.3各组的胰腺功能及病理情况比较与对照组相比，模型组的血清AMY和LPS水平均升高(P<0.05)，且病理显示胰腺可见坏死及中性粒细胞浸润；Mel小剂量、大剂量组的以上指标均低于模型组(P<0.05)，胰腺病变较轻、中性粒细胞减少，且Mel大剂量组的AMY水平与对照组的差异无统计学意义(P>0.05)；Mel大剂量组的血清AMY和LPS水平均低于小剂量组(P<0.05)。见表3。

2.4各组的肝脏功能及病理情况比较与对照组相比，模型组的ALT、AST水平均升高(P<0.05)，且病理显示肝脏组织出血、水肿及中性粒细胞浸润；Mel小剂量、大剂量组的以上指标均低于模型组(P<0.05)，且肝脏病变较轻、水肿程度较小、中性粒细胞减少，但与对照组的差异均有统计学意义(P>0.05)；Mel大剂量组的ALT、AST水平均低于小剂量组(P<0.05)。见表3。

表3　各组胰腺、肝脏功能及肾脏功能相关指标比较±s,n=20)

与对照组比较：1)P<0.05；与模型组比较：2)P<0.05；与Mel小剂量组比较：3)P<0.05

2.5各组的肾功能及病理情况比与对照组相比，模型组的BUN、Cr 和UA水平均升高(P<0.05)，且病理显示肾小管水肿、球囊扩张、少量中性粒细胞浸润及局部出血；Mel小剂量、大剂量组的以上指标均低于模型组(P<0.05)，且肾小球、肾小管病变较轻，但与对照组的差异均有统计学意义(P>0.05)；Mel大剂量组的BUN、Cr 和UA水平均低于小剂量组(P<0.05)。见表3。

3讨论

炎症反应是多种感染的主要表现，TNF-α、IL-6和CRP作为炎症指标，目前广泛用于评估腹腔感染的诊治效果〔1,8〕。本研究表明Mel对缓解腹腔感染的炎症反应同样有效。此外，Mel还可通过抑制炎症反应发挥对脊髓损伤、肠缺血再灌注肺损伤及急性脑缺血再灌注损伤的保护作用〔9，10〕，以上结果均提示Mel具有较广的抗炎效果。

氧化应激与人体疾病的发生发展密切相关，强烈的炎症反应通常伴有严重的氧化应激状态〔11〕，而多种炎症介质可促进机体释放大量氧自由基，导致氧化应激损伤〔12〕。此外，参与抗氧化损伤系统的酶活性被抑制，在一定程度上加重了炎症反应。氧化应激过程中的产物水平可用于评价氧化应激损伤程度，MDA是脂质过氧化产物，而SOD是抗氧化应激的关键调节酶，T-AOC可用于衡量机体的总体抗氧化水平，故本研究采用MDA、SOD和T-AOC水平评价氧化应激水平〔11~13〕。研究发现Mel可有效缓解多种疾病状态的氧化应激损伤〔14，15〕，与本研究的结果一致，如给予Mel处理后以上指标均获改善，提示Mel对改善氧化应激损伤亦有较好的效果，推测可能原因为改善的炎症反应在一定程度上减少了活性氧自由基的释放并减轻了对抗氧化调节酶活性的抑制作用。

脏器衰竭是腹腔感染的常见并发症，因此，加强脏器功能的保护具有重要意义。本研究进一步表明Mel对腹腔感染大鼠脏器功能具有保护效果，可能与其缓解炎症反应和氧化应激损伤有关。

4参考文献

1任建安.胃肠外科围手术期手术部位感染的预防与治疗策略〔J〕.中华胃肠外科杂志,2012;15(6):533-6.

2Park SJ,Lee KY,Park JW,etal.A preliminary study for the development of indices and the current state of surgical site infections(SSIs)in Korea:the Korean Surgical Site Infection Surveillance(KOSSIS)program〔J〕.Ann Surg Treat Res,2015;88(3):119-25.

3Vera S,Martínez R,Gormaz JG,etal.Novel relationships between oxidative stress and angiogenesis-related factors in sepsis:New biomarkers and therapies〔J〕.Ann Med,2015;21(1):1-12.

4Balaji TM,Vasanthi HR,Rao SR.Gingival,plasma and salivary levels of melatonin in periodontally healthy individuals and chronic periodontitis patients:a pilot study〔J〕.J Clin Diagn Res,2015;9(3):23-5.

5Rocha CS,Rato L,Martins AD,etal.Melatonin and male reproductive health:relevance of darkness and antioxidant properties〔J〕.Curr Mol Med,2015;15(4):299-311.

6Li JG,Lin JJ,Wang ZL,etal.Melatonin attenuates inflammation of acute pulpitis subjected to dental pulp injury〔J〕.Am J Transl Res,2015;7(1):66-78.

7Borges Lda S,Dermargos A,da Silva Junior EP,etal.Melatonin decreases muscular oxidative stress and inflammation induced by strenuous exercise and stimulates growth factor synthesis〔J〕.J Pineal Res,2015;8(2):166-72.

8冀元元,李纲,刘志远,等.阿托伐他汀对冠心病炎症因子hs-CRP、TNF-α和IL-6水平的干预作用〔J〕.中国生化药物杂志,2014;(7):147-9.

9徐玉生,李星晨,金伟林,等.褪黑素对急性脊髓损伤大鼠炎症反应的影响〔J〕.中华物理医学与康复杂志,2014;36(4):260-5.

10杨波,张志培,姜鹏,等.褪黑素对大鼠肠缺血再灌注肺损伤及N-myc下游调节基因2表达的影响〔J〕.中国呼吸与危重监护杂志,2013;12(1):61-4.

11祝仲珍,蔺静,王占科,等.丙酮酸乙酯对严重烫伤内毒素血症大鼠炎症反应及氧化应激的作用〔J〕.中华烧伤杂志,2014;30(5):443-6.

12孟亮,李佳真,孙晓,等.坏死细胞释放IL-1对血管平滑肌细胞氧化应激的影响〔J〕.上海交通大学学报(医学版),2013;33(4):430-3.

13Xie LM,Ge YY,Huang X,etal.Effects of fermentable dietary fiber supplementation on oxidative and inflammatory status in hemodialysis patients〔J〕.Int J Clin Exp Med,2015;8(1):1363-9.

14Karimfar MH,Niazvand F,Haghani K,etal.The protective effects of melatonin against cryopreservation-induced oxidative stress in human sperm〔J〕.Int J Immunopathol Pharmacol,2015;28(1):69-76.

15钱白音,杜艺,崔彤霞,等.IgA肾病患者血浆褪黑素水平与氧化应激的关系〔J〕.中国中西医结合肾病杂志,2014;15(10):884-6.

〔2015-04-11修回〕

(编辑徐杰)

通讯作者：赵国军(1971-)，男，硕士，副主任护师，主要从事护理研究。

〔中图分类号〕R65

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)03-0570-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.03.024