参附注射液对肝缺血再灌注大鼠血浆前列环素和血栓素A2及肝组织ATP酶的影响
作者：彭松林, 顾玺, 戴朝六, 黄勇, 赵阳
【关键词】 缺血再灌注损伤; 血栓素A2; 前列环素; Na+?K+?ATP酶; Ca2+?Mg2+?ATP酶
肝脏缺血再灌注损伤是肝切除、严重肝外伤以及肝脏移植手术中经常遇到的问题和导致术后肝功能衰竭的重要原因。研究表明缺血再灌注导致肝脏损伤的机制与细胞能量代谢障碍、线粒体功能受损、细胞内钙超载、氧自由基产生、一些细胞因子的合成与释放等有关。参附注射液由人参、附子提取物组成，其有效成分为人参皂苷和乌头类生物碱。本文通过观察参附注射液对血栓素A2（thromboxane A2, TXA2）和前列环素（prostacyclin, PGI2）、Na+?K+?ATP酶和Ca2+?Mg2+?ATP酶的影响探讨参附注射液保护肝缺血再灌注损伤的机制。
1 材料与方法
1.1 动物分组与给药 24只Wistar大鼠，体质量200～250 g，随机分为肝缺血再灌注模型组和参附注射液（Shenfu Injection, SF）组。SF治疗组给予参附注射液（雅安三九药业有限公司，批号031115）10 ml/kg腹腔注射，1次/d，连续给药6 d，第6天于手术前30 min给药。模型组大鼠同样方法给予相同剂量的生理盐水。两组均于第6天手术，给药期间常规自由喂养，给水。
1.2 动物模型及取材 术前12 h禁食，自由饮水。10％水合氯醛3 ml/kg腹腔注射麻醉后，剃除腹部体毛，局部消毒，取腹正中切口开腹，开腹后离断肝周韧带，包括镰状韧带、肝胃韧带、冠状韧带，消除肝脏侧枝循环。用Pringle’s法（无创伤微血管夹夹闭门静脉、肝动脉、胆总管）使肝缺血，持续15 min后松开血管夹，恢复肝脏血供，然后关腹。分别于再灌注1 h和3 h再次开腹。先取一次性5 ml无菌注射器吸取消炎痛?EDTANa2 0.2 ml，自下腔静脉肝下段快速抽取静脉血3 ml，即刻在空针内颠倒混匀，3 500 r/min（上海手术器械厂80?2型离心沉淀器）、4 ℃离心15 min，分离血浆，－20 ℃保存。用取肝组织镊子快速夹取大小约1 cm3和0.5 cm3两块肝组织，PBS液冲洗后分别置于10％福尔马林溶液中固定和2.5％戊二醛溶液中固定，用于光学显微镜和电镜检查。快速切取剩余肝组织，PBS液冲洗后立即置于液氮中冷冻，用锡箔纸包裹置于液氮中保存，再转至－80 ℃冰箱中保存，待测Na+?K+?ATP酶和Ca2+?Mg2+?ATP酶。然后处死大鼠。
1.3 检测指标与方法
1.3.1 血浆TXA2和PGI2的稳定代谢产物血浆血栓素B2（thromboxane B2, TXB2）和6?酮?前列腺素F1α（6?keto?prostaglandin F1α, 6?keto?PGF1α）测定 用放免法进行测定，6?keto?PGF1α和TXB2试剂盒购自北京解放军总科技开发中心放免所，按照说明书进行操作。
1.3.2 肝组织ATP酶水平的测定 ATP酶测试盒购自南京建成生物工程研究所，底物三磷酸腺苷钠购自院上海生物化学研究所。用天平称取冰冻肝脏组织100 mg，先用比色法按考马斯亮蓝试剂盒说明书操作，测定肝组织匀浆的蛋白含量，蛋白含量（g/L）=（测定管吸光度/标准管吸光度）×标准管浓度（g/L）；同样用比色法按测试盒说明测定组织匀浆中ATP酶的活性，ATP酶活力（μmol Pi·mg prot?1·h?1）=［（测定管吸光度－对照管吸光度）/标准管吸光度］×标准管浓度（1 μmol/ml）×反应体系中样本稀释倍数×6÷组织中蛋白含量（mg prot/ml）。
1.3.3 组织细胞学改变 分别采用光学显微镜和T. JEM?1200EX透射电子显微镜观察。
1.4 统计学方法 肝组织ATP酶水平和血浆TXB2、6?keto?PGF1α测定结果以x±s表示，应用SPSS 11.0统计软件进行统计分析，采用成组t检验。
2 结果
2.1 血浆TXB2、6?keto?PGF1α浓度 肝脏缺血15 min，再灌注3 h后SF治疗组血浆TXB2浓度较模型组低，而6?keto?PGF1a浓度升高，TXB2/6?keto?PGF1α比值明显降低（P<0.05）。见表1。
2.2 肝组织中ATP酶水平 肝缺血15 min，再灌注1 h和3 h，SF治疗组肝组织中Na+?K+?ATP酶和Ca2+?Mg2+?ATP酶水平均明显高于模型组（P<0.05）。见表2。
2.3 组织细胞学改变 光镜下模型组肝细胞浊肿、大片坏死，肝窦和微血管内明显淤血。SF治疗组肝窦内淤血和组织损伤明显减轻，可见小灶状坏死。电镜下模型组肝细胞膜缺损、不连续，甚至溶解；细胞器中线粒体损伤尤为明显，大量线粒体空泡变性、外膜溶解；核异染色质边集、凝集成块，核膜不规则；SF治疗组肝细胞损伤较轻，胞膜较完整，线粒体和内质网较丰富，核内充盈，但亦有染色质边集。见图1～4。
表1 再灌注3 h血浆TXB2、6?keto?PGF1α浓度及其比值（略）
Table 1 Plasma concentrations of TXB2 and 6?keto?PGF1α and their ratio after three?hour reperfusion
*P＜0.05, vs untreated group.
表2 再灌注1 h和3 h肝组织中ATP酶水平（略）
Table 2 Levels of hepatic tissue ATPases after one? or three?hour reperfusion
*P＜0.05, vs untreated group.
图1 模型组肝细胞浊肿、窦内淤血、大片坏死（HE染色，×100）（略）
Figure 1 Massive hepatocyte swelling, necrosis, sinusoidal and microvascular congestion in untreated group (HE staining, ×100)
图2 SF治疗组肝窦内淤血和组织损伤明显减轻，可见小片状坏死（HE染色, ×100）（略）
Figure 2 Sinusoidal congestion and tissue injury were reduced significantly in SF?treated group (HE staining, ×100)
图3 模型组肝细胞及其线粒体严重损伤（透射电镜，×8 000）（略）
Figure 3 Severe injuries of hepatocytes and mitochondria in untreated group (transmission electron microscope, ×8 000)
图4 SF治疗组肝细胞和线粒体损伤减轻（透射电镜，×8 000）（略）
Figure 4 Injuries of hepatocytes and mitochondria were reduced in SF?treated group (transmission electron microscope, ×8 000)
3 讨论
肝脏缺血再灌注损伤首先表现的是微循环障碍，具有血管活性的细胞因子导致的微循环收缩是导致肝缺血再灌注损伤的一个重要因素。Kondo等［1］报告在肝脏缺血期，常温下缺血20 min就导致肝血窦直径和窦后小静脉直径在缺血末分别缩小25%和20%，而且缺血后的肝功能障碍与这种微循环的收缩有关。TXA2和PGI2是花生四烯酸代谢的两个产物。PGI2具有很强的扩血管作用，同时通过升高cAMP加强渗透屏障。内源性PGI2的反应性血管舒张作用维持比较短暂，更为重要的是PGI2可能激活依赖Ca2+激活的K+通道和依赖ATP激活的K+通道［2, 3］，这些离子通道的开放可使细胞膜超极化，减少细胞内钙超载和起到持久舒张血管的作用［4~6］。而TXA2是一种很强的缩血管物质，能增加微血管的通透性。研究表明缺血再灌注后PGI2的释放下降［7］或TXA2的释放增加，在再灌注损伤中起着重要作用［8］。肝缺血再灌注时TXA2明显升高，早期更趋明显，晚期下降；PGI2的含量亦增高，但增高的梯度远低于TXA2；TXA2/PGI2比值在肝缺血再灌注早期增高明显，再灌注24 h接近正常［9］。用TXA2合成酶抑制剂抑制TXA2的释放或用受体拮抗剂阻断TXA2效应［10］，用PGI2拟似剂［8］或通过提高内源性PGI2水平［7］，都可起到防护缺血再灌注损伤的作用。Xiao等［2］报告当血栓素受体缺乏时也并不减轻心脏的缺血再灌注损伤，而当PGI2受体缺乏时却明显加重心脏缺血再灌注损伤；内源性PGI2水平下降比TXA2水平升高更易导致再灌注后的组织损伤。因此，改善PGI2与TXA2二者比例失衡是防护缺血再灌注损伤的一个重要机制。Na+?K+?ATP酶和Ca2+?Mg2+?ATP酶是反映细胞能量代谢和建立跨膜的离子梯度、维持细胞膜电位与细胞内外离子平衡的两个重要的蛋白酶，在生理条件下又称依赖ATP的膜结合蛋白酶。肝脏缺血再灌注后二者的活性降低，热缺血时降低更为严重，且与肝细胞死亡的方式相关［11］。谷天祥等［12］已证实二者泵功能抑制是心肌缺血再灌注后发生在亚细胞水平Ca2+超载的直接原因。肝缺血再灌注后Na+?K+?ATP酶和Ca2+?Mg2+?ATP酶活性降低，导致亚细胞水平Na+、Ca2+、Mg2+重新分布，从而引起细胞内Na+、Ca2+超载和Mg2+降低。Na+?K+?ATP酶活性下降引起细胞内Na+超载又激活细胞膜上Na+、Ca2+交换蛋白，使更多Ca2+进入细胞内；同时还引起线粒体中Ca2+释放，最终导致胞内Ca2+超载。细胞内Mg2+减少，一方面削弱它对Ca2+增多的生理拮抗作用，另一方面，低Mg2+本身还可降低细胞内30多种酶的活力，抑制能量合成，增加细胞膜通透性和减少蛋白质合成，结果细胞内晶体渗透压增高、水增加、细胞肿胀，最终导致细胞死亡。提高二者的活性有助于减轻组织的缺血再灌注损伤［13］。本实验大鼠肝脏在缺血15 min再灌注3 h后出现明显的组织损伤，肝细胞肿胀、坏死；电镜下大量线粒体水肿和空泡变性。在再灌注3 h参附注射液通过降低TXA2和提高PGI2改善PGI2与TXA2二者的比例失衡；在再灌注1 h、3 h参附注射液明显提高Na+?K+?ATP酶和Ca2+?Mg2+?ATP酶的活性；同时在再灌注3 h组织损伤明显减轻。因此参附注射液通过改善缺血再灌注后PGI2与TXA2的比例失衡，和提高Na+?K+?ATP酶与Ca2+?Mg2+?ATP酶的活性保护大鼠肝脏缺血再灌注损伤。
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