高選擇性腎血管阻斷對大鼠腎臟缺血再灌注損傷的影響

于忠浩　劉春明　李　琳　劉　磊　常　華　費東生

(大慶油田總醫(yī)院，黑龍江　大慶　163411)

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高選擇性腎血管阻斷對大鼠腎臟缺血再灌注損傷的影響

于忠浩劉春明李琳劉磊常華費東生1

(大慶油田總醫(yī)院，黑龍江大慶163411)

摘要〔〕目的觀察不同血管阻斷以及不同阻斷時間對腎臟組織學、腎功能及腎組織超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和Ca2+-ATP酶含量以及血清高敏C反應蛋白的影響。方法健康雄性(SD)大鼠120只，隨機分組為空白對照組(N)、腎蒂阻斷組(C)、腎動脈分支阻斷組(B)(上支U和下支D，采取隨機抽簽方式選擇上、下支)、腎動脈阻斷組(A)，每組再分別分為15、30、45 min組，每組10只。A、B、C組夾閉腎血管建立不同阻斷時間缺血再灌注模型，N組只暴露腎動脈但不予夾閉。各組于再灌注24 h經下腔靜脈取血測定SOD和MDA。處死大鼠，切取腎臟，一部分制作病理標本，光鏡下觀察腎臟組織結構的改變；另一部分制備相應組織勻漿，考馬斯亮藍法測定組織蛋白含量，硫代巴比妥法測定MDA含量，黃嘌呤氧化法測定SOD活性，無機磷顯色光電比色法測定Ca2+-ATP酶活性。結果120只大鼠均進入實驗結果分析，對腎臟缺血再灌注損傷的程度B組最小，A組次之，C組最大。結論腎動脈分支阻斷相對于腎動脈阻斷和腎蒂阻斷及腎動脈阻斷相對于腎蒂阻斷，相對提高Ca2+-ATP酶及SOD活性，減少MDA的形成，可減輕腎臟缺血-再灌注損傷；同時，盡量減少腎臟的缺血時間可以有效地保護腎臟功能。

關鍵詞〔〕高選擇性阻斷；腎臟；缺血-再灌注；損傷

1哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院重癥醫(yī)學科

第一作者：于忠浩(1977-)，男，主治醫(yī)師，主要從事泌尿系腫瘤研究。

腎臟是容易發(fā)生缺血-再灌注損傷(IRI)的器官之一，常常導致急性腎衰竭的發(fā)生。許多腎臟疾病，例如腎移植、腎部分切除術、腎動脈血管成形術、動脈分流術、意外創(chuàng)傷、腎積水和輸尿管手術過程中均會發(fā)生IRI。因此，如何在手術過程中減輕IRI的發(fā)生，一直是近年來研究的熱點問題。缺血預處理(IpreC)是目前公認的一種有效的、抗器官組織IRI的機械性干預措施。但是，IpreC必須在IRI發(fā)生之前進行，這對于許多無法預期的腎臟缺血性疾病是不可能實現(xiàn)的，使IpreC的臨床應用受到很大限制。缺血后處理(IpostC)是在組織器官缺血之后才實施，具有“簡單、可行、有效”三大特點，目前被認為是一種防治缺血性疾病的新的機械性抗損傷措施，廣泛應用于器官組織IRI的防治。本實驗擬從整體、細胞和分子水平闡明高選擇性腎血管阻斷對于腎缺血-再灌注處理的優(yōu)勢，充分減少對于腎臟的不必要損傷。

1材料與方法

1.1實驗動物清潔級成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠120只，體重(220±20)g，哈爾濱醫(yī)科大學附屬二院實驗動物中心提供；全價營養(yǎng)飼料(哈爾濱醫(yī)科大學附屬二院實驗動物中心提供)，自由飲水，室溫(24±2)℃；相對濕度40%～50%，適應環(huán)境1 w后開始實驗。

1.2實驗方法120只SD大鼠隨機分為(1)假手術組：空白對照組(N)。(2)手術組：腎蒂阻斷組(C)、腎動脈分支阻斷組(B)(上支U，下支D，采取抽簽方式決定阻斷上支或下支)，腎動脈阻斷組(A)，每組再分別分為15、30、45 min組，每組10只。A、B、C組夾閉腎血管建立不同阻斷時間IRI模型：開腹并結扎右腎蒂，顯微鏡下應用顯微外科器械分離左腎蒂，A組無創(chuàng)血管夾夾閉腎動脈、B組微血管夾夾閉腎動脈分支、C組夾閉腎蒂。絲線縫合暫時關腹。開放阻斷(A15、B15、C15；A30、B30、C30；A45、B45、C45)，恢復腎臟血運24 h采取血液樣本和腎臟組織標本。N組行右腎蒂結扎，左腎暴露腎動脈不予夾閉。

1.3統(tǒng)計學分析組間比較行t檢驗。

2結果

2.1光鏡觀察N組大鼠腎組織結構清晰腎小管上皮細胞完整，無炎性細胞浸潤；缺血再灌組A45腎小球輕度皺縮，腎小管上皮細胞重度水腫，腎間質大量炎性細胞浸潤；缺血再灌組C45腎小球變形皺縮，腎小管管腔變窄，腎間質可見出血和炎性細胞浸潤；缺血再灌組B45腎小球略皺縮輕度水腫，管腔部分略窄，間質少炎性細胞上皮排列完整。見圖1。

2.2腎組織和血液中MDA含量和SOD活性見表1～表3。

2.3腎組織Ca2+-ATP活性見表4。

圖1　各組大鼠光鏡下腎組織結構(HE,×400)

性別B組A組C組N組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-

與B組比較：1)P<0.01；與A組比較：2)P<0.05，3)P<0.01；與C組比較：4)P<0.05，5)P<0.01；下表同

表2　組織MDA比較

表3　血清及組織TSOD比較

表4　腎組織Ca2+-ATP活性

3討論

腎臟為高灌注器官，對缺血、缺氧十分敏感，當其發(fā)生缺血-再灌注后，腎組織脂質過氧化產物明顯增多，MDA生成增多，SOD活性明顯降低。MDA是OFR引發(fā)單位膜脂質過氧化反應的產物，具有細胞毒性作用〔2〕。目前認為缺血器官再灌往后都有自由基的增加，活性氧引起脂質過氧化，產生大量MDA等毒性物質。SOD是體內自由基的主要清除劑，能有效地清除并終止超氧陰離子自由基引發(fā)的連鎖反應，對防止脂質過氧化物的形成具有重要作用，因此SOD的活性可反映機體對OFR清除能力的高低〔3，4〕。測定MDA可直接反映OFR水平，其含量高低是組織細胞損傷的重要標志〔5〕。本實驗結果提示腎缺血再灌注過程中OFR增多，導致腎損傷。研究證實，高選擇性阻斷腎血管，可以減少腎臟的缺血再灌注范圍，對手術外的部分沒有較大影響。正常情況下不阻斷血流的腎臟組織應該不會受到任何影響，然而通過實驗發(fā)現(xiàn)仍存在部分損傷，原因可能與血液中的氧自由基增加有關，通過實驗檢測發(fā)現(xiàn)血液中的SOD和MDA均較正常有所改變且存在差異。通過高選擇性阻斷，維持正常未阻斷部位細胞膜及細胞器膜的完整性，進而減輕腎細胞的缺氧復氧損傷。本研究顯示，高選擇性動脈阻斷的MDA含量均較腎蒂阻斷和腎動脈阻斷組下降，而SOD活性均升高，同時腎組織結構及其腎功能損傷明顯減輕，基本接近于正常。提示高選擇性腎血管阻斷可以有效抑制缺血-再灌注大鼠腎臟的脂質過氧化作用，對腎臟具有保護作用，其機制可能與ATP敏感性鉀通道開放有關。并且腎臟缺血-再灌注過程中，Ca2+-ATP酶活力受抑，可使細胞內Ca2+排除障礙，造成細胞內鈣超載〔6〕。其機制可能是：腎臟缺血缺氧時，細胞內氧化磷酸化水平降低，ATP合成減少及分解增多，細胞能量代謝障礙，引起細胞器膜結構的破壞，導致Ca2+-ATP酶活性下降，細胞內Ca2+增加，發(fā)生鈣超載，Ca2+同時又可促進磷脂酶分解為游離脂肪酸，從而消耗更多ATP，又使Ca2+-ATP酶活性受到嚴重損傷〔7〕。腎動脈分支阻斷組的Ca2+-ATP酶活力較腎蒂及腎動脈阻斷組均升高，提示腎動脈分支阻斷可以有效維持正常的Ca2+-ATP酶活力來防止正常細胞內鈣超載，從而減輕缺血再灌注損傷。

綜上所述，腎動脈分支阻斷可有效地減輕腎臟IRI，保護正常的腎臟組織，同時盡量減少腎臟的缺血時間可以有效地保護腎臟功能。腎動脈分支阻斷減輕腎IRI的機制與減少細胞脂質過氧化反應有關，相對于腎蒂阻斷和腎動脈阻斷，保護正常的腎臟組織不受IRI，相對地提高了Ca2+-ATP酶活性，減少MDA的生成，增加SOD的活性，減輕腎臟鈣超載。IRI后未缺血的腎臟組織部分也存在著一些病理改變，可能與缺血再灌注后伴隨血液中的超氧陰因子增加而導致腎臟的損傷，同時可以推測這種損傷也可能會對身體其他器官或組織產生損傷或影響。在臨床手術中，對于腎腫瘤病人，尤其腫瘤位于腎兩極的，建議采用腎動脈分支阻斷；腎外傷或腎結石手術建議采用腎動脈阻斷；如缺血時間較長，可采用低溫保護。

參考文獻4

1于德新.保留腎單位手術中腎缺血-再灌注損傷的保護〔J〕.臨床泌尿外科雜志，2009；24(3)：56.

2張世卿.腎缺血再灌注損傷細胞凋亡的分子生物學研究〔J〕.國外醫(yī)學:泌尿系統(tǒng)分冊，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〕

(編輯曲莉)

中圖分類號〔〕R692〔

文獻標識碼〕A〔

文章編號〕1005-9202(2016)01-0050-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.01.022