右美托咪定预处理和后处理对大鼠肺缺血再灌注所致急性肺损伤的影响解析
2020-02-22
来源:小侦探旅游网
主堡塞坠窆E整盘查垫!i生§旦筮!≥鲞箜!塑堡b也』垦塑!!坚:』!些!Q!!:!堂:塑:盟!:鱼・实验研究・右美托咪定预处理和后处理对大鼠肺缺血再灌注所致急性肺损伤的影响朱洁芳董铁立作者单位:450014郑州大学第二附属医院麻醉科通信作者:朱洁芳,Email:37952463@qq.comDOI:10.3760/cma.j.issn.1001-9030.2016.06.052【摘要】目的观察右美托咪定预处理和后处理对大鼠肺缺血再灌注(I/R)所致急性肺损伤的影响。方法32只SD大鼠随机分为对照组、I/R组、预处理组和后处理组,每组8只,除对照组外,各组均建立肺缺血再灌注急性肺损伤动物模型,测定各组动脉血氧分压(PaO:)、肺组织干湿重比(W/D)、氧化应激分子、炎性介质的含量及凋亡分子的表达量。结果I/R组、预处理组及后处理组中肺组织W/D、丙二醛(MDA)、C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子.Q(TNF—q)、单核细胞趋化蛋白.1(MCP一1)含量及B细胞淋巴瘤/白血病-2相关x蛋白(bax)、半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(Caspase)-3表达量均依次降低[5.97±o.74、4.42±0.62、3.88±o.44;(2n35±2.65、15.54±1.73、11.21±1.36)nmoi/L;(7.21s0.89、4.14±0.54、3.56土0.44)mg/L;(66.51±7.38、49.59±5.27、44.25±4.63)ng/L;(38.28±4.76、25.39±3.49、21.24±3.12)ng/L;236.75土28.48、176.59±18.39、155.35±14.68;194.78±20.35、148.54±15.86、130.15±12.45];而动脉血氧分压(Pa02)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)含量及bcl-2表达量均依次升高[(68.73±7.13、80.53±7.35、88.65±7.75)mmHg(1mmHg=0.133kPa);(24.48±3.25、32.65±3.24、36.42±3.36)U/L;(30.45±3.51、45.97±5.13、53.12±5.45)U/L;36.65---4。12、66.76±7.38、74。65±7。24l。结论右美托咪定预处理和后处理对大鼠肺缺血再灌注所致急性肺损伤具有保护效应,能够减轻氧化应激损伤以及炎性反应所引起的细胞损伤和凋亡,且右美托咪定后处理保护效果更好。【关键词】急性肺损伤;再灌注损伤;右美托咪定;预处理;后处理Impactofdexmedetomidinepreconditioningandpostconditioningonacutelunginjurybylungis-chemia—reperfusioninratsZhuJiefang,DD昭%如DepartmentofAnesthes油gy,theSecondAffiliatedHospital,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450014,ChinaCorrespondingauthor:ZhuJiefang,Email:37952463@qq.corn【Abstract】0bjectiveTostudytheeffectofdexmedetomidinepreconditioningandpostcondition-ingonacutelunginjurybylungischemia—reperfusion(I/R)inrats.Methods32SDratsweredividedintocontrolgroup,VRgroup,preconditioninggroup,postconditioninggroup.Allthegroupsestablishthemodelofacutelungi.juJybylungischemia—reperfusion,exceptthecontrolgroup.Arterialbloodoxygenpartialpressure,lungcoefficient,oxidativestressandinflammationmediatorcontent,theexpressionof印一optosismoleculeweremeasured.ResultsThelungtissuewet/dryweightratio(W/D)。malondialde。hyde(MDA),C—reactiveprotein(CRP)andtumornecrosisfactor—ot(TNF—d),monoeytcchemo—taxisprotein—l(MCP—1)contentandbax,Caspase一3expressionweredecreasedfromL/Rgrouptopre-conditioninggroup,andtopostconditioninggroup,respectively[5.97±0.74,4.42±0.62,3.88±0.44;(20.35±2.65,15.54±1.73,11.21±1.36)nmoi/L;(7.21±0.89,4.14±0.54,3,564-0.44)rag/L;(66.51±7.38,49.59±5.27,44.25±4.63)ng/L;(38.28±4.76,25.39±3.49,21.24±3.12)rig/L;236.754-28.48,176.59±18.39,155.354-14.68;194.78±20.35,148.544-15.86,130.15±12.45].Whilethearterialoxygenpressure(Pa02),superoxidedismutasc(SOD),glutathione(GSH)contentandbcl一2expressionwereincreasedfromI/Rgrouptopreconditioninggroup,andtopostconditioninggroup,respectively[(68.73±7.13,80.534-7.35,88.65±7.75)mmHg(1mmHg=0.133kPa);(24.48±3.25,32.65±3.24,36.42±3.36)U/L;(30.45±3.51,45.97±5.13,53.12±5.45)U/L;36.65±4.12,66.764-7.38,74.65±7.24I.CondusionDexmedetomidinepreconditioningandpostconditioninghaveaprotectiveeffectonacutelunginjurybylungischemia——reperfusioninratsandcanreducecelli.ju—ryandapoptosisinducedbyoxidativestressi.juryandinflammation,andtheprotectiveeffectofdexme—detomidinepostconditioningisbetter.【Keywords】Acutelunginjury;Reperfusioninjury;Dexmedetomidine;Preconditioning;万方数据生堡塞墼处叠苤盍垫!鱼生鱼旦筮箜鲞筮鱼塑g照垫』垦翌!坚强,』坚些垫!垒:!尘:箜:堕!:鱼・1605・肺缺血再灌注损伤是临床上造成急性肺损伤的常见原因,多见于肺移植、失血性休克、体外循环手术等…。有研究结果报道,肺移植手术时,肺缺血再灌注所致急性肺损伤的发生率超过25%[2J。目前,关于肺缺血再灌注损伤尚未针对性的治疗和预防方法。右美托咪定是一类高选择性的以肾上腺素能受体激动剂,已被证实对心脏组织、脑组织的缺血再灌注损伤具有预防作用∞圳。我们通过建立肺缺血灌注所致急性肺损伤大鼠模型,观察右美托咪定预处理和后处理对大鼠肺缺血再灌注所致急性肺损伤的影啊。材料与方法1.材料:32只健康成年雄性sD大鼠购自郑州大学动物实验中心(合格证号20151210),体重250—300g,置于清洁、恒温环境中饲养,采用随机数字表法分为对照组、缺血再灌注(I/R)组、预处理组、后处理组,每组各8只。本次研究报请医院动物伦理委员会批准。右美托咪定(江苏恒瑞医药股份有限公司,批准文号:国药准字H20090248,规格2ml:200灿g);肝素钠(南京新百药业有限公司,批准文号:国药准字H32025851,规格2ml:12500单位);丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)试剂盒均购自南京建成科技有限公司;C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子一Q(TNF.仅)试剂盒均购自美国Sigma公司;酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒购自Roche公司;RNA抽提和聚合酶链反应(PCR)扩增试剂盒购自TaKaRa公司。2.大鼠模型建立及药物干预方法:所有大鼠腹腔注射2%戊巴比妥钠50mg/kg麻醉后,经尾静脉注射低分子肝素钠100U/kg,气管插管并连接呼吸机,而后经左侧第五肋间解剖进入胸腔,游离左侧肺门部血管并用血管夹夹闭,60min后打开血管夹恢复血流灌注,再灌注时间为90min。对照组大鼠仅打开胸腔和解剖左侧肺门部血管,不进行夹闭操作。预处理组大鼠在夹闭左侧肺门部血管前给予30itg/kg右美托咪定腹腔注射;后处理组于动脉开放后,给予30ixg/kg右美托咪定腹腔注射;对照组与I/R组注入等容量的生理盐水。肺组织标本呈暗红色,可见体积变大、水肿、边缘变钝、点灶状出血表明模型制作成功bJ。3.大鼠肺组织干湿重比(W/D)及动脉氧分压(PaO:):再灌注4h后采集动脉血并测定PaO:;处死大鼠后解剖得到左肺下叶组织,用天平称重得到湿重(W),在80℃恒温干燥箱中连续烘干48h后再次用天平称重得到干重(D),计算肺组织W/D。万方数据4.大鼠氧化应激分子和炎性介质含量:取肺组织,充分研磨后低温离心机4000r/min离心10min(离心半径3cm)取上层悬液,采用日本Olympus公司AU2700全自动生化分析仪测定丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)、C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子一&(TNF一仅)、单核细胞趋化蛋白一1(MCP.1)的含量。检测方法:MDA采用硫代巴比妥法,SOD采用黄嘌呤氧化酶法;GSH、CRP、TNF一0【、MCP一1采用酶联免疫吸附法。5.大鼠凋亡分子的表达量:取肺组织,充分研磨后采用RNA提取试剂盒抽提肺组织中的RNA,反转录得到cDNA后进行PCR,扩增B细胞淋巴瘤/白血病-2相关x蛋白(bax)、半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶(Caspase)-3、B细胞淋巴瘤/白血病.2(bcl-2)并根据扩增曲线计算上述3种因子的表达量。6.统计学方法:应用SPSS20.0统计软件分析,计量资料用均数±标准差(面±s)表示,4组问比较采用方差分析,两两比较采用配对t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。结果1大鼠肺组织W/D及PaO::与对照组比较,I/R组、预处理组、后处理组肺组织的W/D高于对照组,PaO,低于对照组(t=2.039~8.310,P<0.05;);与I/R组比较,预处理组、后处理组肺组织W/D低于I/R组、PaO,高于L/R组(t=2.838—6.886,P<0.05);与预处理组比较,后处理组W/D低于预处理组,PaO:高于预处理组(t=2.009~2.150,P<0.05)。见表1。表14组大鼠的肺组织干湿重比及动脉氧分压比较(n=8,元±s)注:W/D:湿干比;Pa02:动脉氧分压;I/R:缺血再灌注;与对照组比较,ap<O.05;与I/R组比较,bp<O.05;与预处理组比较,。P<O.052.大鼠氧化应激损伤程度:与对照组比较,I/R组、预处理组、后处理组大鼠肺组织中MDA的含量显著高于对照组,SOD、GSH的含量显著低于对照组(t=2.722~13.308,P<0.05);与I/R组比较,预处理组、后处理组大鼠肺组织中MDA的含量显著低于I/R组,SOD、GSH的含量显著高于I/R组(t=4.299~9.891,・1606・P《O。05);与预处理组比较,后处理组大鼠肺组织中MD^的含量显著低于预处理组,SOD、GSH的含量显著高于预处理组(t=2.702-5.565,P<o.05,表2)。表24组大鼠的氧化应激损伤分子含量比较(it,=8,面4-s)注:SODl超氧化物歧化酶;GStt:谷胱甘肤;I~IDA:丙二醛;I/R:缺血再灌注;与对照组比较,‘P<0.05;与I/R组比较,bp<0.05;与预处理组比较,。P<0.053.大鼠炎性介质含量:与对照组比较,I/R组、预处理组、后处理组大鼠肺组织中ClIP、TNF一仪、MCP一1的含量最著高于对照组(t=4.572—13.361,P<0.05);与I/R组比较,预处理组、后处理组大鼠肺组织中eRP、耵咂-a、lVlCP-l的含量显著低于I/R组(t=5.:277—10.398,P<0.05);与预处理组比较,后处理组大鼠肺组织中ClIP、TNF・仪、I-tCP-1的含量显著低于预缝理组(it譬2.507—2.355,P<0.05,表3)。襄34缎太鼠的炎挂介质含量比较(n=8,i±s)组别GlIP(耐L)1NF吨(w/L)MCP-l(,19/L)对照组氢69-D-O.3132.62±3.6514.45士1.67I/R组7.21土o.89‘66.51±7.38‘38.28±4.76。预处理组4.14±0.54‘b49.59±5.27,b25.39±3.49曲后处理组3.56±0.44山44.25±4.63如21.24±3.12山注:ClIP:c反应蛋白;-I量『Fm:肿瘤坏死因子吨;I~ICP-1:单核细胞趋化蛋白-1;L,R:缺血再灌注;与对照组比较,。P<0.05;与I/R组比较,“P《O.05;与预处理组比较,。P<O.054,大鼠凋亡分子表达量:与对照组比较,I/R组、预处理组、后处理组大鼠肺组织中bax、Caspase-3的表达量爨著高于对照组,bcl-2的表达显著低于对照组(≠;41704w14,839,P<0.05);与I/R组比较,预处理组、后处理组大鼠肺组织中bax、Caspase-3的表达量显著低于I/R组,bcl-2的表达量显著高于I/R组(t=5.019~12.903,P<0.05);与预处理组比较,后处理组大鼠肺组织中bax、Caspase-3的表达量显著低于预处理组。bcl-2的表达量显著高于预处理组(t=2.159~2.580,P<0.05,表4)。讨论肺脏缺血再灌注损伤发生在出血性休克、体外循环操作、肺移植等过程中,肺脏经过一定时间缺血后再次血流灌注会引起急性肺损伤。本研究在建立肺缺血万方数据表44组大鼠的凋亡分子表达量比较(11,=8,面±s)注:bax:B细胞淋巴瘤/白血病-2相关X蛋白;bel-2:B细胞淋巴瘤/白血病-2;Caspase-3:半胱氨酰天冬氨酸特异性蛋白酶-3;I/R:缺血再灌注;与对照组比较,‘P<0.05;与I/R组比较,bp<0.05;与预处理组比较,。P<O.05再灌注所致急性肺损伤的模型后,对肺组织的水肿情况以及通气情况进行了分析,结果显示:I/R组肺组织的W/D高于对照组,PaO:低于对照组。这就说明模型建立成功,模型组大鼠发生了明显的肺水肿以及通气和换气功能损伤。如何减轻和预防肺缺血再灌注所引起的急性肺损伤一直是临床研究的热点∞J。右美托咪定是一类高选择性的0【2肾上腺素能受体激动剂,已被证实对心脏组织、脑组织的缺血再灌注损伤具有预防作用,其可能的作用机制涉及抑制交感神经兴奋、抑制细胞凋亡、减少兴奋性神经递质的合成和释放等【.M】。本研究采用右美托咪定预处理联合后处理的方式来对肺缺血再灌注所致急性肺损伤进行干预,结果表明,预处理组、后处理组W/D低于I/R组、Pa02高于I/R组。国内外学者也有类似的文献报道【9401,提示右美托咪定对缺血再灌注所到急性肺损伤大鼠有一定的保护作用,且右美托咪定后处理保护能力更强。缺血再灌注造成肺组织损伤的机制包括氧自由基损伤、炎性介质过度释放所致炎性损伤,在氧自由基、炎性介质的作用下,支气管上皮细胞、肺泡上皮细胞会发生过度凋亡,进而导致肺泡壁结构断裂、肺组织水肿以及呼吸衰竭¨1|。bcl-2和bax是调节细胞凋亡的重要途径,bel-2具有减少细胞色素C释放、抑制细胞凋亡的效应,而bax则能够拮抗bcl-2所介导的抑制凋亡作用。缺血再灌注会影响细胞中bel-2和bax的平衡,导致细胞色素C大量释放进人胞质,进而引起细胞Caspase凋亡途径被激活、细胞发生凋亡、组织功能发生损伤¨2I。本文研究中,I/R组大鼠肺组织中bax、Caspase-3的表达量显著高于对照组,bel-2的表达显著低于对照组;右美托咪定预处理组、后处理组大鼠肺组织中bax、Caspase-3的表达量显著低于I/R组,bel-2的表达量显著高于I/R组。说明缺血再灌注会造成肺组织发生过度凋亡,右美托咪定能够减轻细胞的凋亡,后处理抑制能力更强。SOD、GSH是体内重要的抗氧化酶类,能够清除缺血再灌注损伤过程中产生的氧自由基,保护肺组织免受氧化应激损伤;MDA是细胞中脂质成分过氧化的产物,能够反映组织和细胞氧化损伤的程度u孓14]。本文研究中,不论是I/R组,还是预处理组、后处理组,大鼠肺组织中MDA的含量高于对照组,SOD、GSH的含量低于对照组,提示肺组织存在不同程度的损伤,右美托咪定预处理或后处理后,干预组大鼠肺组织中MDA的含量低于I/R组,SOD、GSH的含量高于I/R组,提示右美托咪定能够减轻氧自由基所致肺损伤程度。肺组织内的炎性反应由多种炎性介质所介导。CRP是体内重要的炎性介质,与炎性反应的程度具有良好的一致性;TNF—ot是由单核巨噬细胞合成的炎性因子,本身对肺泡上皮细胞具有损伤效应,同时也能够促进炎性反应的级联放大;MCP-1是CC类趋化因子家族的成员,能够在局部组织招募单核细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞等多种炎性细胞,进而激活炎性反应[15’16J。本研究结果显示,预处理组、后处理组干预组大鼠肺组织中CRP、TNF-ot、MCP一1的含量显著低于I/R组。这就说明缺血再灌注会造成肺组织发生氧化应激反应以作用能力更强。本研究结果表明,右美托咪定预对大鼠肺缺血再参考文献[1]HaahimotoK,KimH,OishiH,eta1.AnnexinVhomodimerprotectsagainstischemiarepedusion-inducedacutelunginjuryinlunghans-plantation[J].JThoracCantiovascSurg,2016,151(3):861-869.DOI:10.1016/j.jtcvs.2015.10.112.[2]陈彩妹,王凉,薛婧,等.肺移植术后急性肾损伤的危险因素及预后分析[J].中国血液净化,2015,14(3):155-158.ChenCM,WangL,XueJ,eta1.Analysisofriskfactorforacutekid-neyinjuryafterlungtransplantationanditsprognosis[J].ChinJBloodPmif,2015,14(3):155-158.DOI:10.3969/j.issn.1671-4091.2015.03.009.[3]褚立梅,杨光辉,董丽娟,等.右美托咪定对大鼠移植肝缺血/再灌注所致急性肺损伤中细胞凋亡及CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白的影响[J].中国中西医结合急救杂志,2015,22(3):262—266.ChuLM。YangGH,DongLI。eta1.E胝tofdexmedetomidineonpneumonocteapoptesisandCC^^T7enhancerbindingpmteinhom.Ioogousproteininacutelunginjuryinducedbyischemia/reperfusionduringIivertransplantationinratsJ1.ChinJTCMWMCritCare,2015.22(3):262.266.DOI:10.3969/j.issn.1008母691.2015.03.009.[4]ChiX。WeiX,GaoW。eta1.DexmedetomidineamelioratesacutelunginjuryfollowingorthotopieautologouslivertransplantationinratsprobablybyinhibitingT0ll・likereceptor4・nuclearfactorkappaBsig-nalingIJI.JTranslMed,2015,13:190.DOI:10.1186/s12967旬15—0554-5.[5]葛东建,祁宾,李金玉.右美托咪定预处理对急性肺损伤大鼠的万方数据保护作用[J].重庆医学,2013,42(28):3405-3407.GeDJ。QiB,KⅣ,Thepmtectlveeffectofdexmedewmidinepmcon-ditioningonacutelunginjuryinrats[J].ChongqingMedicine,2013,42(28):3405-3407.DoI:10.3969/j.issn.167l-8348.2013.28.028.[6]姜远旭,徐世元,张雪萍,等.右美托咪定联合乌司他丁减轻脂多糖诱导的大鼠急性肺损伤[J].中国病理生理杂志,2014,30(1):96.101.JiangYX,XuSY,ZhangXP,eta1.Protectiveeffectofdexmedetomi-dine.ulinastafincombination0nlipopolysaccharide—inducedacutelunginjuryinrats[J].ChineseJournal0fPathophysiology,2014,30(1):96.101.DOI:10.3969/j.issn.1000-4718.2014.01.016.[7]陈丹,宋冬,叶玉柱,等.右美托咪定通过影响CHOP凋亡通路减轻缺fin/再灌注肺损伤[J].中国病理生理杂志。2015,31(6):1093.10蟠.ChenD,SongD。YeYZ,eta1.Dexmedetomidinealleviateslungische.mia・reperfusioninjurytl[1I_ou#CHOPpathwayinmice[J].ChineseJournalofPathophysiology,2015,31(6):1093・1098.DOI:10.3969/j.issn.1000-4718.2015.06.022.[8]KoeaU,OlgunerCG,ErqurBU,eta1.Theeffectsofdexmedetomidineonsecondaryacutelungandkidneyinjuriesintheratmodelofintra.abdominalsepsis【J].ScientificWorldJournal,2013。2013:292687.DOI:10.115/2013/292687.[9]邬子林,周志飞,刘湘,等.右美托咪定对大鼠肢体缺血一再灌注后急性肺损伤的影响及机制[J].实用医学杂志,2015,31(13):2084.2087.WuZL.ZhouZF.LiuX.eta1.Effectsofdexmedetomidlneonacutelunginujryinducedbyhindlimbischemia-repeffusioninrats[J].TheJournalofPracticalMedicine,2015,31(13):2084硼7.DOI:10.3969/j.issn.1∞6-5725.2015.13.004.[10]HaneiV.YuntnkanG.YurtluS.eta1.Protectiveeffect0fdexmedeto-midineinaratmodel0fot—naphthylthiourea.inducedacutelunginjury[J].JSurgRes,2012,178(1):424-430.DOI:10.1016/j.i鸥,2012.02.027.孙帅,刘艳萍,李红军.右旋美托咪定对大鼠移植肝缺血一再灌注所致急性肺损伤的影响[J].中华实验外科杂志,2015,32(6):1485.SunS,LiuYP,“HJ。eta1.Theimpactofdexmedetomidineonacutelunginjuryinducedby础liverischemia-im-perfusioninrats[J].ChinJExpStag,2015,32(6):1485.DOI:10.3760/j.issn.1∞1-9030.2015.06.106.V.ErolB.BektasS。eta1.Effectofdexmedetomidineontestie-ulartomion/deto巧ion也mlageinIats[J].UmlInt,2010,84(1):105-111.DOI:10.1159/00273476.A.Isehemiareperfusioninducedacutelunginjury:usingeverythingandthekitchensink[J].JThoracCardiovascSurg,2016,15l(3):870-871.DOI:10.1012/j.jtcvs.2015.11.017.再灌注星形胶质细胞胶质纤维酸性蛋白表达的影响[J].中国现代应用药学,2015,32(7):799-803.ShangY。GuPF.YuanST.eta1.隧曲协ofdexmedetomidineonustro-cytesmia/reperfusion艄[J】.Chineseglialtlb,mⅡracidicpmteinexpressioninfocalcerebralische.Journal0fModemAppliedPharma-cy,2015,32(7):799-803.DOI:10.13478/j.cnki.Issnl007-7693.2015.07.006.L,vanderHoevenJG,Molln髓TE,eta1.Seventy.twohours0flllildhypothenniaafterPAilldiacarrestisassociatedwithaloweredinflammatoryresponseduringrewarminginaprospectiveobservationalstudy[J].CritCare,2014,墙(5):546.DOI:10.1186/s13054-014-0546-5.16RancanL,HuertaL.CusatiG。eta1.Sevofluranepreventsliverinilam.matoryresponseinducedbylungischemia-reperfusion[J].Transplan—tation。2014。98(11):115l—1157.DOI:lO.1097/.IP.00嘎)o∞伽嘎,00408.(收稿日期:2015-12・17)及炎性反应,右美托咪定预能够减轻缺血再灌注所引起的氧化应激损伤和炎性损伤,且右美托咪定后处理灌注所致急性肺损伤具有保护效应,能够减轻氧化应激损伤以及炎性反应所引起的细胞损伤和凋亡,且右美托咪定后处理保护能力更好,其作用机制尚有待进一步研究。[11]【12]Hanci[13]Munjappan[14]尚宇,顾佩菲,袁士涛,等.右美托咪定预处理对局灶性脑缺fin/[15]Bissehops