褪黑素對大鼠腎臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用

1、褪黑素對大鼠腎臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用         【摘要】  目的 探討褪黑素(melatonin,Mel)對大鼠缺血再灌注(IR)損傷的保護(hù)作用及機制。方法 通過手術(shù)建立大鼠腎缺血再灌注損傷模型，將實驗動物隨機分為Sham組、IR組和Mel+IR組，測IR后24 h各組大鼠血清中尿素氮（BUN）和肌酐（Cr）、腎組織勻漿中超氧化物歧化酶（SOD）活力和丙二醛（MDA）含量變化，并觀察腎臟組織結(jié)構(gòu)的病理變化。結(jié)果 IR后24 h大鼠血清BUN、Cr水平明顯升高，組織勻漿SOD活力明顯降低，MDA水

2、平明顯升高。Mel+IR組較IR組腎臟SOD活性明顯升高（P0.01），MDA水平明顯降低（P0.01）；腎功能、組織變化較IR組得到了明顯改善。結(jié)論 褪黑素可通過提高組織抗氧化酶活性、降低組織脂質(zhì)過氧化反應(yīng)發(fā)揮對腎功能及腎臟結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用。  【關(guān)鍵詞】  褪黑素 缺血再灌注損傷 超氧化物歧化酶 丙二醛   Abstract  Objective  To investigate the protective effect and mechanism of melatonin on renal ischemia/reperfusion

3、(IR) injury in rat . Methods Using an in vivo rat model of IR, we observed the change of BUN and Cr in blood serum, and changes of the activities of superoxide dismutase (SOD), and malondiadehyde (MDA) in homogenized kidney tissue, and tissue structural pathological change during 24h after reperfusi

4、on. Results The level of BUN and Cr in blood serum and MDA in homogenized kidney tissue production was significantly increased and the level of activities of SOD production was significantly decreased.  The level of BUN and Cr and MDA in the Mel-treated rat was lower (P0.01), and the level of a

5、ctivities of SOD was higher (P0.01) than IR group. Also the Mel-treated rats pathological change showed significant improvement during 24h after reperfusion. Conclusion Melatonin can protect renal function and tissue structure of IR injury through improving the activities of antioxidase and decreasi

6、ng tissue lipid peroxidation.   Key words  Melatonin  ischemia/reperfusion injury  superoxide dismutase  malondialdehyde   了解腎缺血再灌注損傷（ IRI） 的發(fā)病機制及尋找   1.1  材料   褪黑素(Mel)購自美國Sigma公司， BUN、Cr、SOD、MDA、考馬斯亮蘭蛋白測定試劑盒購自南京建成生物工程研究所。 雄性SD大鼠30只，體

7、重240260 g，由鄭州大學(xué)醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供。   1.2  方法   1.3  統(tǒng)計學(xué)處理   實驗數(shù)據(jù)采用SPSS11.5統(tǒng)計學(xué)軟件分析，以x±S表示，組間均數(shù)比較采用單因素方差分析、LSD檢驗。   2  結(jié)果   2.1  Mel對腎缺血再灌注損傷大鼠血清BUN、Cr的影響   與Sham組大鼠相比，IR組大鼠BUN和Cr的水平明顯升高（P0.01）, Mel+IR組大鼠BUN和Cr的水平比IR組大鼠BUN和C

8、r的水平明顯降低（P0.01），但仍高于Sham組的水平（P0.01），結(jié)果見表1。表1Mel對腎缺血再灌注損傷大鼠血清BUN、Cr的影響 注：與假手術(shù)組比較P0.01；與IR組比較P0.01 .            2.2  Mel對腎缺血再灌注損傷大鼠腎組織勻漿MDA含量及SOD活性的影響   與Sham組相比，IR組大鼠腎組織勻漿MDA含量明顯升高，而SOD的活性則明顯降低（P0.01）。Mel+IR組大鼠腎組織勻漿MDA含量較IR組有所降低（P0.05），

9、但高于假手術(shù)組（P0.01）；Mel+IR組大鼠腎組織勻漿SOD含量較IR組有所升高（P0.01），但低于假手術(shù)組（P0.05），結(jié)果見表2。表2各組大鼠腎組織勻漿SOD、MDA變化情況注：與假手術(shù)組比較P0.01；與IR組比較P0.05.   2.3  病理組織學(xué)檢查結(jié)果   Sham組大鼠腎近曲小管上皮細(xì)胞呈不同程度水腫，從腎被膜到腎髓質(zhì)進(jìn)行觀察呈輕度到中度的變化，可見嗜酸性變的曲管上皮細(xì)胞，偶見管型，幾乎不見凋亡細(xì)胞；IR組近曲小管上皮細(xì)胞水腫明顯，胞漿內(nèi)含空泡的細(xì)胞增多，蛋白管型很多，嗜酸性變的曲管上皮細(xì)胞明顯增多，髓放線和皮髓交界處易

10、見凋亡細(xì)胞，并可找到凋亡小體；Mel +IR組腎小管形態(tài)尚可，蛋白管型較Sham組增多，皮髓交界處可見凋亡細(xì)胞。   對大鼠腎小管損傷進(jìn)行半定量評分，并計算各組均值，IR組與Sham組比較，Mel +IR組與IR組比較差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P0.01），結(jié)果見表3。表3各組大鼠腎小管評分結(jié)果注: 與假手術(shù)組比較p0.01；與IR組比較p0.01.   3  討論   腎臟缺血再灌注損傷涉及氧自由基的產(chǎn)生、鈣超載、中性粒細(xì)胞浸潤、細(xì)胞凋亡以及血管內(nèi)皮損傷等多種病理生理學(xué)過程，機制十分復(fù)雜。腎臟為高灌注器官，對缺血及缺血后再灌注均

11、較敏感2。   本實驗結(jié)果顯示腎臟IR24h后,血漿SOD 活性顯著下降,MDA 含量顯著升高,表明缺血再灌注損傷時由于腎細(xì)胞線粒體缺氧致SOD活力下降，使腎組織氧自由基清除能力下降,進(jìn)一步導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化增加。脂質(zhì)和蛋白質(zhì)過氧化,尤其是使胞膜上多價不飽和脂肪酸過氧化,損傷細(xì)胞膜和細(xì)胞器膜,可導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)和功能受損3 ,脂肪酸過氧化可生成丙二醛,它的生成與脂質(zhì)過氧化相平行,因此,再灌注后血漿MDA 含量明顯增加，最終導(dǎo)致腎組織損傷。在本實驗中，我們從HE光鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，腎臟IR損傷是以皮髓交界處的腎小管上皮細(xì)胞損傷為主，表現(xiàn)為近曲小管上皮細(xì)胞水腫，空泡變性，嗜酸性變，蛋白管型

12、增多以及腎小管壞死和細(xì)胞凋亡等。這些結(jié)構(gòu)上的損傷在腎臟功能上的表現(xiàn)為體內(nèi)的代謝產(chǎn)物BUN、Cr不能及時被清除而在血液中堆積。因此，我們認(rèn)為在腎缺血再灌注損傷的病理過程中氧化侵襲起重要作用。   近年研究表明Mel是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最強最有效的自由基清除劑。它既可以發(fā)揮本身的自由基清除劑作用,直接清除羥自由基(·OH) 、超氧陰離子(O2- ) 、單線態(tài)氧（1O2）、過氧亞硝酸陰離子(ONOO-) ,又可以提高具有自由基清除作用的酶的活性,它清除羥自由基作用比常規(guī)羥自由基清除劑benzoate 強500 倍4。氧自由基具有強烈引發(fā)脂質(zhì)過氧化作用，在缺血/再灌注條件下，

13、可引發(fā)鏈?zhǔn)街|(zhì)過氧化反應(yīng)損傷細(xì)胞膜，導(dǎo)致缺血/再灌注損傷。Mel能提高抗氧化酶的活性，清除氧自由基發(fā)揮對腎臟IR損傷的保護(hù)作用，該作用在我們的實驗中已明確。另外，我們在研究中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用Mel組的大鼠腎臟細(xì)胞凋亡較IRI組減少，腎組織Bcl-2蛋白表達(dá)顯著增加（P0.01）,提示Mel通過凋亡蛋白Bcl-2影響腎臟凋亡的發(fā)生，發(fā)揮對腎臟IRI的保護(hù)作用。Mel可作為抗炎劑,通過對促炎和抗炎細(xì)胞因子水平的調(diào)節(jié),發(fā)揮局部或全身性的抗炎作用5；抑制缺血/再灌注損傷后期的多種細(xì)胞因子（如ICAM-1及P選擇素）作用于缺血組織中的中性粒細(xì)胞，抑制中性粒細(xì)胞激活爆發(fā)，從而減少自由基的生成，間接的發(fā)揮抗氧化作用

14、。我們猜測這也是Mel發(fā)揮腎缺血再灌注損傷的保護(hù)作用的機制之一。另外，Mel還可以可降低細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，減輕缺血/再灌注損傷臟器受損傷的程度。Mel受體可能在Mel的抗缺血再灌注損傷中發(fā)揮重要作用6 。   總之，Mel作為一種新型高效抗氧化劑和自由基清除劑,近年來被逐漸應(yīng)用于多種組織器官缺血再灌注損傷的研究并初步顯示出令人鼓舞的結(jié)果。本實驗結(jié)果顯示Mel能保護(hù)腎小管上皮細(xì)胞，減輕缺血再灌注損傷對腎臟功能和結(jié)構(gòu)的損傷，對腎缺血再灌注損傷有明顯的保護(hù)作用,其作用機制可能為通過降低體內(nèi)的氧化應(yīng)激反應(yīng)，提高抗氧化酶活性，增強清除自由基的能力，抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)和凋亡的發(fā)生而發(fā)揮

15、作用。【參考文獻(xiàn)】  1 Furuichi K, Wada T, Iwata Y,et al. A dministration of FR167653, a new anti-inflammatory compound, prevents renal ischemia/reperfusion injury in miceJ.Nephrol Dial Transplant,2002,17:399-4042 薛福平,李榮山. 中華眼鏡蛇毒抑制腎缺血再灌注損傷的實驗研究. 中華腎臟病雜志,2005 ,21(8):483-4863 Aksoy Y,Yapanoglu T ,Aksou H,e

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