七叶皂苷钠对肠缺血/再灌注肠过氧化损伤的影响*
2011-05-24王艳蕾景友玲蔡庆艳崔国金张一兵王艳伟
王艳蕾,景友玲,蔡庆艳,崔国金,张一兵,王艳伟
(1.河北联合大学基础医学院生理教研室,2.唐山钢铁公司医院药剂科,唐山 063000)
肠缺血/再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)损伤是外科常见的组织器官损伤之一,在严重感染、创伤、休克、心肺功能不全等疾患的病理过程中起重要作用。七叶皂苷钠(sodium aescinate,SA)在临床上主要用于脑水肿、创伤或手术所致的肿胀。近年研究发现七叶皂苷钠还具有抗氧化、清除自由基、抗肿瘤等作用[1],但其对肠I/R损伤的影响的报道尚少,本研究旨在探讨肠I/R肠过氧化损伤及七叶皂苷钠对其防护作用。
1 材料与方法
1.1 材料
24只雄性SD大鼠,体质量250~300g,本院动物中心提供。普通动物常规喂养,术前禁食12 h,自由饮水。七叶皂苷钠(山东绿叶制药有限公司,批号H20003239);超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、二胺氧化酶(DAO)、髓过氧化物酶(MPO)测试盒:南京建成生物工程研究所。
1.2 方法
1.2.1 肠I/R模型制备 腹腔注射乌拉坦(1 g/kg)麻醉,分离左颈总动脉。全身肝素化后颈总动脉插管连接压力传感器通过BL-420生物机能实验系统(成都泰盟科技有限公司)监测平均动脉压(mean arterial pressure,MAP);然后行腹部手术,分离出肠系膜上动脉(superior mesenteric artery,SMA),在其根部用无创伤血管夹夹闭阻断该动脉血运1 h后松夹,恢复血流后观察1 h,造成肠I/R损伤模型。
1.2.2 动物分组和标本采集 将动物随机分为3组(n=8):(1)假手术组:只分离肠系膜上动脉,不行夹闭;(2)I/R组:方法见模型制备;(3)SA+I/R组:复制模型同前,于缺血前、再灌前、再灌后30min尾静脉推注七叶皂苷钠0.09 mg/100g;各组连续监测缺血前、再灌前、再灌后的动脉血压,于松夹后1 h自腹主动脉取血,同时取距回盲部2 cm以上的小肠组织10cm,一部分-70℃保存,待测相应指标;一部分冰盐水漂净,滤纸吸干,待测肠组织湿/干比值及含水率;一部分经福尔马林固定,染色,光学显微镜观察小肠组织的损伤程度。
1.2.3 肠组织湿/干比值及含水率的测定 取肠组织,吸干表面水分后称重,为湿重(W)。置 80℃恒温烤箱,干燥48 h至恒重后再称重,为干重(D)。计算肠组织湿重与干重比值(wet/dry weight ratio,W/D)和肠含水率=(湿重-干重)/湿重×100%,表示肠组织水肿形成情况,间接反映肠黏膜毛细血管的通透性。
1.2.4 检测方法 超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、二胺氧化酶(DAO)、髓过氧化物酶(MPO)的测定按照试剂盒要求进行。
1.3 统计学方法
2 结果
2.1 I/R时MAP的变化及七叶皂苷钠的影响
I/R组血压夹闭后较缺血前略有下降,再灌后明显下降,再灌前与缺血前无显著差异,但与再灌后0.5 h相比差异显著(P<0.01),再灌后1 h血压下降更为明显;再灌后0.5 h和1 h与Control组同时间点相比亦有显著差异(P<0.01);给予七叶皂苷钠后,再灌后0.5 h和1 h血压较I/R组明显升高(P<0.01),但未达正常水平(表1)。
2.2 I/R时肠组织W/D和肠含水率的变化及七叶皂苷钠的影响
I/R组肠组织W/D及肠含水率均显著高于Control组(P<0.01),七叶皂苷钠能显著降低肠组织W/D及肠含水率(P均<0.01),且与Control组相比无显著差异(表2)。
Tab.1 Changes of MAP(kPa,,n=8)
Tab.1 Changes of MAP(kPa,,n=8)
MAP:Mean arterial pressure;BI:Before ischemia;BR:Before reperfusion;AR:After reperfusion**P<0.01 vs I/R group;##P<0.01 vs before reperfusion;△△ P<0.01 vs after reperfusion 0.5 h
Group BI BR AR-0.5 h AR-1 h Control 16.39±1.06 16.83±0.72 16.79±1.05** 16.84±0.81**I/R 16.91±1.03 16.37±1.07 8.51±1.33## 5.81±1.26△△SA+I/R 16.67±0.83 16.57±0.93 13.25±1.67**## 11.69±1.75**△△
Tab.2 Changesof intestine W/D and intestine water content(,n=8)
Tab.2 Changesof intestine W/D and intestine water content(,n=8)
W/D:Wet/dry weight ratio**P<0.01 vs I/R group
Group Intestine W/D Intestine water content(%)Control 2.54±0.21** 58.77±4.26**I/R 3.63±0.28 72.38±1.98 SA+I/R 2.67±0.31** 62.25±4.20**
2.3 I/R时血浆 SOD、MPO、DAO活性和MDA含量的变化及七叶皂苷钠的影响
I/R组血浆SOD活性降低,MPO、DAO活性及MDA含量升高,与Control组比较有显著差异(P<0.01);七叶皂苷钠组与I/R组比较SOD活性升高,MPO、DAO活性及MDA含量降低(P<0.01),除DAO活性接近正常外,其他指标均未达到正常水平(P<0.01或0.05,表3)。
Tab.3 Changes of the activity of SOD,MPO,DAO and the content of MDA in plasma(,n=8)
Tab.3 Changes of the activity of SOD,MPO,DAO and the content of MDA in plasma(,n=8)
SOD:Superoxide dismutase;MDA:Malondialdehyde;DAO:Diamine oxidase;MPO:Myeloperoxidase**P<0.01 vs I/R group;#P<0.05,##P<0.01 vs control group
Group SOD(U/ml) MPO(U/ml) DAO(U/L) MDA(nmol/ml)Control 275.72±9.15** 0.122±0.015** 11.79±1.78** 1.14±0.58**I/R 177.37±10.84 0.327±0.040 19.78±4.82 4.61±1.18 SA+I/R 226.27±22.07**## 0.211±0.041**## 14.48±1.47** 1.98±0.42**#
2.4 I/R时肠组织SOD、MPO、DAO活性和MDA含量的变化及七叶皂苷钠的影响
与Control组比较,I/R组肠组织SOD、DAO活性降低,MPO活性及MDA含量升高(P<0.01);七叶皂苷钠组肠组织SOD、DAO活性升高,MPO活性及MDA含量降低,与I/R组比较有显著差异(P<0.01,表4)。
Tab.4 Changes of the activity of SOD,MPO,DAO and the content of MDA in intestine(,n=8)
Tab.4 Changes of the activity of SOD,MPO,DAO and the content of MDA in intestine(,n=8)
SOD:Superoxide dismutase;MDA:Malondialdehyde;DAO:Diamine oxidase;MPO:Myeloperoxidase**P<0.01 vs I/R group;#P<0.05,##P<0.01 vs control group
Group SOD(U/mg pro) MPO(U/g) DAO(U/g pro) MDA(nmol/mg pro)Control 59.79±5.09** 0.378±0.033** 15.39±3.91** 2.83±0.47**I/R 38.01±3.24 3.159±0.364 7.03±0.95 7.29±0.87 SA+I/R 45.21±6.46**## 1.697±0.138**## 12.17±1.56**# 5.04±0.67**##
2.5 肠组织形态学变化
Control组肠黏膜绒毛完整,黏膜及黏膜下层无炎细胞浸润,无出血及溃疡形成;I/R组肠壁变薄,肠黏膜绒毛短细,部分绒毛上皮脱落,黏膜下层及肌层水肿,固有层有炎细胞浸润,伴出血、溃疡形成;七叶皂苷钠组肠绒毛损伤减轻。
3 讨论
肠I/R损伤发生机制复杂,其中以氧自由基的损伤为最重要的发病环节[2],小肠是I/R损伤时最易受累的器官之一。I/R时富含黄嘌呤氧化酶的肠上皮细胞将产生大量氧自由基,而肠组织富含不饱和脂肪酸,最易发生脂质过氧化,从而破坏肠黏膜细胞的结构,导致肠黏膜屏障功能损害及通透性增加[3]。MPO是中性粒细胞内一种重要氧化酶,常用来表示组织内中性粒细胞的浸润程度。而激活的中性粒细胞释放大量氧自由基、蛋白酶等毒性物质,进一步加重组织损伤。本实验发现,I/R组大鼠血浆和肠黏膜MPO活性和脂质过氧化物终产物MDA含量增加,而抗氧化酶SOD活性显著降低,同时小肠病理损害严重,肠组织W/D和含水率均相应升高。结果提示,中性粒细胞在肠组织中聚集、活化,氧自由基脂质过氧化是肠I/R肠损伤的重要病理学机制。
二胺氧化酶(diamine oxidase,DAO)是存在于小肠黏膜上皮细胞内高活性的结构酶,是反映小肠黏膜结构功能的较为理想的指标[4]。肠I/R损伤后肠黏膜细胞坏死,释放DAO进入血液。因此血中DAO活性增高与肠细胞受损后细胞膜通透性增加及细胞坏死脱落相关[5]。本实验发现肠I/R损伤后血中DAO活性升高,肠组织DAO活性降低,并与肠组织MPO活性和MDA含量升高以及肠黏膜毛细血管通透性增高相一致。
七叶皂苷钠是从欧洲七叶树的干燥成熟果实(中药娑罗子)中提取,具有明显的消肿、抗炎、抗渗出、增加静脉张力及改善微循环的药理作用。本实验结果显示,动物在缺血前、再灌前、再灌后30min给予七叶皂苷钠后,血浆和肠黏膜MPO活性和MDA含量降低,SOD活性升高,同时反映肠损伤的血浆DAO活性明显降低,而肠组织DAO活性相应升高,肠损伤明显减轻。提示七叶皂苷钠对肠I/R肠过氧化损伤有一定的拮抗作用。分析其作用机制可能是通过减轻肠组织缺血缺氧,提高肠组织的抗氧化能力,抑制脂质过氧化,减轻中性粒细胞在肠组织的聚集与活化而发挥作用。
[1]李 焱,王永刚,刘学源.β-七叶皂苷钠的研究进展[J].神经病学与神经康复学杂志,2009,6(2):147-150.
[2]Tekin I O,Sipahi E Y,Comert M,et al.Low-density lipoproteins oxidized after intestinal ischemia/reperfusion in rats[J].J Surg Res,2009,157(1):e47-54.
[3]张 华,陈聪德,李仲荣,等.兔肠缺血/再灌注损伤的超微结构改变及红花的保护作用[J].中国应用生理学杂志,2009,25(4):472-475.
[4]WollinA,NavertH,Bounous G.Effect of intestinal ischemia on diamine oxidase activity in rat intestinal tissue and blood[J].Gastroenterol,1981,80(2):349-355.
[5]周 莎,许春娣,陈舜年,等.幼鼠结肠炎模型肠黏膜损伤与DAO的关系[J].中华儿科杂志,2006,44(2):93-95.