邓福谋 ,张炳辉 ,连芳 ,周志东
(1.南昌大学第二附属医院麻醉科,南昌 330006;2.江西省瑞昌市中医院麻醉科,瑞昌 332200)
肠扭转、创伤、休克等病理状态以及手术应激等均可导致肠缺血再灌注损伤[1]。近年来,应用药物或其活性成分防治肠缺血再灌注损伤已成为研究热点之一。盐酸右美托咪定是一种高选择性的α2肾上腺素受体激动剂,能够产生剂量依赖性的镇静、镇痛、抗焦虑作用而广泛应用于临床[2]。本研究通过右美托咪定预处理在大鼠肠缺血再灌注损伤中的应用,探讨右美托咪定预处理对于肠缺血再灌注损伤是否具有保护作用及其对肠黏膜屏障完整性和肠缺血再灌注氧自由基介导损伤的影响,探索肠缺血再灌注损伤的机制及药物预处理的保护机制。
1.1实验动物与分组 健康成年雄性SD大鼠54只,体重270~310g。采用随机数字法分成3组:假手术组(Sham)、肠缺血再灌注损伤组(I/R组)、右美托咪定+肠缺血再灌注损伤组(DL组),每组18只。
1.2模型构建及处理 研究方案经南昌大学第二附属医院动物伦理委员会批准。参照文献[3]介绍的方法制备大鼠肠缺血再灌注损伤模型。腹腔注射10%水合氯醛3.5ml/kg,仰卧位固定,备皮,消毒,铺巾,正中开腹,分离暴露肠系膜上动脉,采用无损伤小动脉夹夹闭肠系膜上动脉,夹闭肠系膜上动脉根部45min、再灌注2h。Sham组只分离肠系膜上动脉,不夹闭。DL组在缺血前30min经大鼠尾静脉泵注右美托咪定·25μg·kg-1,Sham 组和 I/R 组给予等容量生理盐水。
1.3检测指标 用免疫组织化学测定血管内皮细胞上ICAM-1的表达。用免疫组化法检测NF-κB因子的表达水平。再灌注2h后,迅速抽取肝下腔静脉血3ml,经离心后取上清液。对照试剂盒说明书,采用比色法检测超氧化物歧化酶(SOD)的活力和丙二醛(MDA)含量。
1.4 统计学方法 采用SPSS 19.0统计软件,计量资料以均数±标准差表示,组间比较使用单因素方差分析,两两比较采用LSD-t检验,P<0.05为差异有统计学意义。
与Sham组比较,I/R组和DL组血管内皮细胞NF-κB 及 ICAM-1表达升高(P<0.05);与 I/R 组比较,DL组血管内皮细胞NF-κB及ICAM-1表达下降(P<0.05),见表 1。
表1 3组大鼠NF-κB、ICAM-1相对灰度值的比较(x±s)
与Sham组比较,I/R组和DL组血浆MDA水平升高,SOD活力降低(P<0.05);与I/R组比较,DL组血浆SOD活力升高,MDA水平降低(P<0.05),见表2。
缺血预处理是一种机体内源性抗缺血再灌注损伤的保护措施,通过再灌注前给予短暂间断缺血灌注处理,使其能够增加对随后长时间缺血再灌注所造成组织或器官损伤的耐受性[4],但这毕竟是一种损伤性的过程,且由于预处理最佳时间、安全时限及临床个体差异等问题使其临床应用受到限制,因此,探讨用药物替代缺血进行预处理来保护缺血再灌注已成为目前研究的新方向,通过药物预处理激发机体内源性保护机制,为预处理肠道保护的围麻醉期应用开辟新的途径,增强肠道缺血的耐受性,调节机体负反馈来减轻将受损的肠道的伤害应激。
表2 3组大鼠血浆中SOD、MDA表达水平的比较(x±s)
肠缺血再灌注损伤是一种常见的病理生理过程,其中,肠道屏障功能被破坏,菌群移位,毒性物质等释放入血,活性氧自由基被激活,形成氧化应激,是损伤机制中极为关键的环节[5]。大量研究表明,这种氧化应激和炎症介质所引起的器官损伤的病理生理过程是通过多种分子机制和细胞因子的参与完成的[6],包括炎性细胞因子TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8和 ICAM-1,而 NF-кB 可以调控这些因子的表达。
NF-κB是参与炎症反应的一个重要转录因子,参与炎症、免疫应答、细胞增殖、细胞凋亡等生物过程[7]。在早期的肠缺血损伤中,通过调控多种炎性因子基因表达,直接或间接地参与肠缺血-再灌注损伤[8]。缺血-再灌注时,ICAM-1在炎性细胞黏附、聚集以及活化过程中起关键作用,其表达受NF-κB编码的基因调控[9]。本研究中缺血-再灌注组在恢复灌注后NF-κB表达明显升高,说明随着肠IR的发生,NF-κB在再灌注期达到一个较高的水平,ICAM-1表达明显增加,提示再灌注后肠组织黏膜损伤逐渐加重。而右美托咪定预处理组NF-κB和ICAM-1的活化表达明显低于缺血再灌注组,这可能与右美托咪定预处理抑制了儿茶酚胺、皮质醇等介质的释放,降低了机体炎症反应,并在一定程度上抑制NF-κB的活化,从转录水平抑制促炎性细胞因子、趋化因子和黏附因子的表达和释放,抑制ICAM-1的表达,减轻炎症反应损伤有关。
实验表明,在肠缺血再灌注损伤中,脂质氧化被认为是其损害的重要机制之一[10]。MDA是细胞膜脂质过氧化反应的产物,其含量变化可反映体内氧自由基的生成及脂质过氧化反应的强烈程度,间接反映了氧自由基对细胞膜的损伤程度,因此,检测丙二醛的含量可反映氧自由基生成和造成膜损害的程度,而SOD是体内主要的抗氧化酶,能清除自由基SOD的活性反映了机体清除氧自由基的能力。在本研究中,与I/R组比较,DL组的SOD活力升高,丙二醛含量降低,提示右美托咪定具有一定的抗炎、抗氧化作用,通过提高体内抗氧化酶活性抵抗自由基,抑制氧自由基的活化,减轻肠粘膜脂质过氧化的程度。
本研究表明,DL组评价肠损伤的各项指标均较I/R组明显降低,说明右美托咪定可通过抑制NF-κB活化,降低ICAM-1细胞因子的高表达,减少缺血再灌注肠组织的炎性细胞浸润及减轻氧化应激反应,使得MDA含量降低,从而减轻肠的缺血再灌注损伤。