缺血預處理對肺再灌注損傷脂質過氧化的影響

1、    缺血預處理對肺再灌注損傷脂質過氧化的影響        摘要目的：觀察缺血預處理對在體兔肺常溫缺血再灌注損傷脂質過氧化的影響。方法：采用阻斷左肺門的肺缺血再灌注損傷模型。硫代巴比妥酸法及DTNB直接法測肺組織丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSHpx)及肺組織光鏡觀察。結果：缺血再灌組左肺MDA較假手術組和缺血組為高，而SOD和GSHpx活性較低(P0.01)，肺組織損傷較重。與缺血再灌組比較，缺血預處理+缺血再灌組有較低的MDA含量和

2、較高的SOD與GSHpx活性(P0.05),肺損傷亦較輕。結論：缺血預處理可減輕兔肺常溫缺血再灌注誘導的脂質過氧化反應。主題詞局部缺血；肺；再灌注損傷；丙二醛；超氧化物歧化酶；谷胱甘肽過氧化酶近10年來，缺血預處理已被較多的研究證明對心肌有明顯保護作用1，2。低溫、心臟停跳液和缺血預處理(ischemic preconditioning,IP)被認為可能是較理想的心肌保護方法2。但迄今為止，IP是否對肺有保護作用尚未見報道。我科曾報道了IP可改善兔肺常溫(37)缺血再灌注后的氧合功能，減輕毛細血管通透性增加3。本實驗探討IP對肺再灌注損傷脂質過氧化的影響，了解IP可能的作用機制。 Effect

3、 of ischemic preconditioning on lipid peroxidation of lung reperfusion injuryLUO Wan-Jun,CHENG Sheng-Xi,HU Jia-Xin,JIANG Hai-HeDepartment of Cardiothoracic Surgery,Xiangya Hospital,Hunan Medical University,Changsha (410008)Abstract AIM: To evaluate the effect of ischemic preconditioning(IP)on lipid

4、peroxidation of lung reperfusion injury in situ of rabbits.METHODS：Left lung ischemia was created by occluding left hilum.At the end of experiment,lung tissue was excised for measurement of superoxide dismutase(SOD)and glutathione peroxidase (GSHpx) activities by direct method of DTNB,and malondiald

5、ehyde(MDA)content by the barbituric acid method.Histologic change of lung injury was assessed by quantitative method.RESULTS：The MDA content of left lung was increased and SOD,GSHpx activities decreased significantly in ischemia/reperfusion group (I/R group) compared with sham group and ischemia alo

6、ne group (P0.01,respectively);Severe histologic injury also occurred in I/R group.There are lower MDA content and higher SOD and GSHpx activities with less lung injury in IP+I/R group than in I/R group (P0.05).CONCLUSION：Ischemic preconditioning attenuate lipid peroxidation induced by normothermic i

7、schemia reperfusion injury in rabbit lung.MeSHIschemia;Lung;Reperfusion injury;Malondialdehyde;Superoxide dismutase;Glutathione peroxidase材料與方法健康日本大白耳兔25只，體重2.53.0kg,由本院動物室提供。靜脈注射戊巴比妥鈉(30mg/kg)麻醉，氣管切開插管接動物呼吸機，吸氧濃度100%，通氣頻率4050次/min。潮氣量為雙側肺通氣1520 mL/kg，單側肺通氣810 mL/kg，吸呼比為1：1.25。實驗中連續(xù)監(jiān)測股動脈壓及肛溫，維持靜脈輸注R

8、ingers液(10 mL/kg*h-1)，電熱器調節(jié)體溫。經左胸第4或第5肋間開胸，左肺門游離后過阻斷帶，靜脈注射肝素(1 mg/kg)抗疑。按Sekido等報道的方法復制在體兔肺缺血再灌注損傷模型4，即阻斷左肺門的血管和支氣管，中止左肺的血液供應和通氣造成左肺缺血，達預定時間后，將阻斷帶松開恢復左肺血液供應和通氣即左肺再灌注。實驗隨機分為5組。假手術組(sham, S組，n=5)：開胸后左肺門只過帶，不阻斷，觀察145 min。缺血組(ischemia, 組，n=4)：阻斷左肺門60 min，即左全肺缺血。缺血再灌注組(ischemia/reperfusion, I/R組，n=6)：阻斷左

9、肺門60 min后開放阻斷帶再灌注60 min。預處理+缺血再灌注組(IP+I/R組，n=6)：左肺門阻斷60 min前阻斷左肺門10 min再灌注15 min(即缺血預處理)，余同I/R組。單純預處理組(IP組，n=4)：左肺門阻斷10 min，開放135 min，其后無第二次缺血再灌注。指標及檢測：(1)肺組織丙二醛(malondialdehyde MDA)含量根據硫代巴比妥酸法測定5。(2)肺組織谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSHpx)活性用DTNB直接法測定6。(3)肺組織超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性用黃嘌

10、呤氧化酶法測定7。(4)肺組織光鏡檢查。肺組織福爾馬林固定，常規(guī)石蠟包埋切片，HE染色。每個標本4張切片，抽取其中一張，在光鏡下連續(xù)觀察10個視野(200倍)的肺泡總數。肺泡中細胞總數(紅細胞和/或白細胞)超過2個以上視為有肺泡損傷8。以損傷的肺泡數與總的肺泡計數的比值作為肺損傷程度的定量評價指標。數據以均數±標準差(<"Image76 (855 bytes)" src="/med/cano/201003/20100310162922325" 13 22>±s）表示。采用方差分析和2檢驗。結果(一)各組動物均維持至實驗結束

11、。肛溫維持在36.537.8。平均動脈壓維持在911kPa之間，未用任何血管活性藥物。組間均衡性良好。(二)各組動物左肺組織(實驗側肺)MDA含量，GSHpx和SOD活性變化見表1。右肺組織上述指標變化見表2。組左肺MDA較S組為高，但無顯著差異(P0.05，與S組比)。而再灌注60 min后(I/R組)左肺MDA含量顯著高于組和S組，SOD和GSHpx活性明顯低于組和S組(P0.01)。缺血組(組)左肺SOD和GSHpx活性與S組比較無顯著差異(P0.05)。IP+I/R組(即肺長時間缺血前進行短時缺血再灌注處理)左肺組織MDA含量顯著低于I/R組，SOD和GSHpx活性高于I/R組(P0.

12、05)。在單純IP組(即短時間缺血再灌注后)，左肺組織SOD活性GSHpx活性顯著高于其它各組(P0.05)，MDA含量與S組比較差異無顯著(P0.05)。右肺組織MDA含量、SOD和GSHpx活性各組間無顯著差異（P0.05)。表1左肺SOD、GSHpx活性和MDA含量變化Tab 1 SOD,GSHpx activity and MDA content of left lung tissue(<"Image76 (855 bytes)" src="/med/cano/201003/20100310162922325" 13 22>±

13、;s)SODGHSpxMDATreatmentn(U/mg protein)(U/mg protein)(nmol/mg protein)S54.9±1.50.77±0.105.1±0.7I43.6±0.20.62±0.165.7±0.8I/R62.3±0.6?0.44±0.11?9.0±2.1?IP+I/R64.4±1.1?0.68±0.17?6.5±1.5?IP48.8±1.31.20±0.315.3±1.2   

14、;  *P0.01，vs S and I group; ?P0.05，vs I/R group;P0.05，vs other groups 表2右肺SOD、GSHpx活性和MDA含量變化?Tab 2 SOD,GSHpx activity and MDA content of right lung tissue(<"Image76 (855 bytes)" src="/med/cano/201003/20100310162922325" 13 22>±s)SODGHSpxMDATreatmentn(U/mg protein)

15、(U/mg protein)(nmol/mg protein)S54.7±0.90.81±0.125.6±0.8I45.1±0.80.74±0.186.1±1.1I/R64.9±1.10.79±0.146.8±2.1IP+I/R64.6±0.70.72±0.136.7±1.8IP45.8±1.20.89±0.215.8±1.4     (三)肺組織學損傷評價。見表3。缺血60 min后即有肺損傷，再灌注60

16、 min后(I/R組)肺泡損傷數進一步加重(與組比，P0.05)。IP+I/R組肺損傷計數較I/R組減輕(P0.05)，但與S組比較仍有顯著差異(P0.05)。假手術組(S組)、單純預處理組以及各組右肺組織均未見明顯損傷。 表3各組肺組織學損傷定量評價Tab 3 Quantitative assessment of histologic lung injury(<"Image76 (855 bytes)" src="/med/cano/201003/20100310162922325" 13 22>±s，%)TreatmentnLe

17、ft lungRight lungS53.2±0.72.8±0.6I418.7±4.2?3.4±1.1I/R652.6±10.8?5.2±1.4IP+I/R631.4±6.34.8±1.3IP43.1±0.82.9±0.9     ?P0.05，vs S group;?P0.05，vs I group; P0.05 vs I/R group 討論本研究觀察到肺組織缺血再灌注期MDA含量升高，抗自由基酶類SOD和GSHpx活性顯著下降，說明再灌注期肺組織脂質

18、過氧化反應增強，抗氧化能力降低，這與文獻報道一致9。缺血再灌注期肺組織可通過黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)，白細胞的“呼吸爆發(fā)”等途徑產生大量氧自由基。同時，內源性抗自由基酶類如SOD和GSHpx等被消耗以及自由基所致的酶活性降低，導致內源性抗氧化能力降低，從而引發(fā)了肺組織的脂質過氧化損傷。本研究發(fā)現，IP可減輕在體兔肺熱缺血再灌注損傷所致的脂質過氧化反應，表現在缺血再灌注后MDA含量降低，抗自由基酶(SOD和GSHpx)活性升高，形態(tài)學上的損傷較小，此結果提示IP具有類似自由基清除劑的作用。由于IP本身造成肺缺血，這是否構成對肺的損傷是值得探討的問題，本研究觀察到單純IP組(缺血10 min再灌注135

19、min)MDA含量未升高，組織學改變不明顯，提示IP本身對肺組織無明顯損害作用。IP的作用機制有多種學說、包括腺苷學說，能量代謝學說等1。本文顯示IP組肺組織SOD和GSHpx活性明顯升高，分別超過正常肺組織(S組)的80%和55%，表明IP提高了內源性抗自由基酶類的活性10，作者認為這可能是IP保護效應的機制之一。作者單位:湖南醫(yī)科大學附屬湘雅醫(yī)院心胸外科(長沙410008)參考文獻1Lawson CS,Downey JM.Preconditioning:State of the rat myocardial protection.Cardiovasc Res,1993,27:542.2Celeland JC,Meldrum DR,Rowland TR,et al.Optimal myocardial preservation:cooling,cardioplegia,and conditioning.Ann Thorac Surg,1996,61:760.3陳勝喜，胡佳心，羅萬俊，等.缺血預處理對在體兔肺缺血再灌注損傷的保護作用.湖南醫(yī)科大學學報，1996，21：390.4Sekido N,Mukaida A,Harada A,et