大鼠肾缺血再灌注损伤过程对脑组织的影响

杜 靖，许琳利，佟安琪，陈亚豪刘遥顺，马 玉，杨舒婷，仵 燕 （新疆医科大学厚博学院，新疆乌鲁木齐830011）

缺血再灌注损伤 （ischemia-reperfusion injury，IRI）是一全身性病理过程，IRI除损伤原位器官外，尚可引起远位器官功能损伤。肾脏由于其功能及血流分布特点使其对缺血及缺血再灌注均敏感，肾IRI是临床上导致急性肾小管坏死和肾移植失败的重要因素［1］。肾IRI也可引起心、肝、肺、脑等多器官损伤，脑组织是最易受影响器官之一［2］。20世纪90年代后期，硫化氢 （hydrogen sulfide，H2S）被证实是存在于体内的第3种新型内源性气体分子，有着广泛的生物学效应。Johansen等［2］对离体心脏研究发现，H2S可通过开放KATP通道减轻心肌缺血／再灌注损伤。张伟等发现大鼠肝脏在缺血-再灌注早期就存在明显的细胞凋亡且内源性H2S含量增加，推测H2S的保护作用可能与抑制凋亡信号转导和脂质过氧化有关。近年来内源性H2S作为一种新型的神经调节因子和信号传递分子正在受到广泛的关注，其细胞内信号转导途径和生物学功能仍未完全明确［3］。H2S在肾IRI及脑损伤中的变化少有报道，因此本研究选择H2S来探讨肾IRI损伤时可能在肾、脑组织发生的变化，为进一步发现肾缺血再灌注损伤过程对脑的影响机制提供新思路和实验依据。

1 材料与方法

1．1 材料

1．1．1 实验动物及分组 Wistar雄性大鼠30只，250～300g。实验前12h禁食。随机分为3组：假手术组、缺血90min再灌注60min组 （I／R 90min组）、缺血120min再灌注60min组 （I／R 120min组），每组10只。

1．1．2 药品与试剂 离心机，美菱超低温冰箱，半自动生化分析仪，自动酶标仪，血Cr、BUN试剂盒，H2S测定试剂盒。

1．2 方法

1．2．1 大鼠肾缺血再灌注模型的建立 10%水合氯醛腹腔麻醉，取动物仰卧位固定于鼠台上，取手术刀沿腹白线做3～5cm切口，分离一侧肾动脉，肾动脉下穿一根丝线将塑料管和动脉固定好，逐层关闭手术切口，等待90min（或120min）后重新打开腹腔，沿塑料管先前的切口剪开丝线，实现肾血流再灌注60min，然后取血、脑、肾组织标本。

1．2．2 组织取材和指标检测 以各时间点结束实验时取血5ml，2000rpm，10min，取上清检测血肌酐（Cr）、尿素氮 （BUN）含量。肾、脑组织0．5g，手动玻璃匀浆器制备10%组织匀浆，3500rpm，10min，取上清液检测H2S含量 （酶联免疫法）。

1．3 统计学分析

采用SPSS15．0统计软件包对数据进行处理，计量资料用（±s）表示，方差齐时，用成组设计的方差分析进行检验，方差不齐时，采用秩和检验进行相应的统计学分析，检验水准α=0．05。

2 结 果

2．1 各组血清Cr、BUN的变化

随着IRI时间延长，血清Cr、BUN含量逐渐升高。与对照组比，I／R90min组和I／R120min组均有统计学差异 （P＜0．05，P＜0．01）。见表1。

2．2 各组肾、脑组织中H2S含量变化

IRI肾、脑组织中H2S含量发生明显变化，随缺血时间延长有下降趋势。脑组织I／R 90min组、I／R 120min组与对照组相比含量下降 （P＜0．01，P＜0．05）。肾 组 织I／R 90min组、I／R 120min组与对照组相比含量下降 （P＜0．01）。见表2。

表1 各组血清Cr、BUN含量比较

表2 各组肾、脑组织中H2S含量比较

3 讨 论

缺血再灌注损伤是一全身性病理过程，严重时可引起多器官功能障碍综合征［4］。肾缺血再灌注损伤是外科实践中较常见的组织器官损伤之一，是引发多器官功能障碍的重要因素。肾缺血再灌注可导致肾功能发生改变，本实验结果显示随着肾缺血时间延长再灌注后血清Cr、BUN逐渐升高，说明随肾缺血时间延长，肾功能损伤程度加重。

上世纪90年代起，人们逐渐注意到内源性H2S可作为一种神经递质或介质参与神经系统的功能调节。由此开始了对H2S的重新认识［5］。肾脏有着丰富的H2S合成酶，即胱硫醚-β-合成酶 （Cystathionine-β-synthase，CBS）和胱硫醚-γ-裂解酶 （Cystathionine-γ-lyase，CSE），研究显示肾缺血再灌注损伤过程中，H2S作为气体信号分子被消耗而致肾中H2S含量下降［6］。本实验结果中肾IRI时肾组织中H2S含量发生明显变化，随缺血时间延长有下降趋势。肾组织I／R 90min组、I／R 120min组与对照组相比含量下降 （P＜0．01），考虑肾缺血时肾组织灌流不足，肾血管受到缺血缺氧刺激后CSE活性下调而使H2S含量减少。有研究［7］显示，应用CBS抑制剂羟氨后大鼠海马组织H2S生成减少，谷光甘肽（glutathione，GSH）含量降低，说明CBS／H2S体系在脑缺血再灌注损伤过程中通过上调GSH水平发挥对脑的保护作用，本实验中肾IRI时脑组织I／R 90min组、I／R 120min组与对照组相比含量下降（P＜0．01，P＜0．05）。表明在肾缺血再灌注导致脑损伤中，脑损伤使CBS酶活性降低，H2S生成减少，对脑的保护作用降低，脑损伤更严重。因此H2S含量作为信号分子在一定程度上显示了脑损伤程度。

［1］汪保英 ．缺血再灌注损伤致远位器官功能障碍及其防治 ［J］．科技信息，2009（29）：392-393．

［2］Johansen D，Y trehus K，Baxter GF．Exogenous hydrogen sulfide （H2S）protects against regional myocardial ischemia reperfusion injury Evidence for a role of KATP channels ［J］．Basic Res Cardiol，2006，101 （1）：53-60．

［3］康凯，姜洪池 ．气体信号分子硫化氢与疾病 ［J］．中国普外基础与临床杂志，2009，16（2）：170-173．

［4］代红燕，张建龙 ．大鼠肾缺血再灌注损伤时脑组织自由基的变化 ［J］．新疆医科大学学报，2008，31（6）：682-685．

［5］任彩丽，赵红岗等 ．脑梗死患者血浆中内源性硫化氢含量的变化 ［J］．中国神经精神杂志，2010，36（1）：43-45．

［6］于宏伟，邓勇，樊海宁，等 ．结扎大鼠肝动脉血清内源性硫化氢一氧化氮浓度变化的研究 ［J］．青海医学院学报，2007，28（2）：92-95．

［7］邵建林，朱俊超，王俊科，等 ．胱硫醚-β-合酶／硫化氢和血红素氧合酶-l／一氧化碳体系大鼠脑缺血再灌注损伤中的作用 ［J］．中华麻醉学杂志，2006，26 （5）：439-442．