右美托咪啶对大鼠肾缺血再灌注损伤的保护作用

张捍平，毛玉林，李志刚，李 冬，芮龙杰

右美托咪啶对大鼠肾缺血再灌注损伤的保护作用

张捍平，毛玉林，李志刚，李 冬，芮龙杰

目的 探讨右美托咪啶对急性肾缺血再灌注损伤(ischemia reperfusion injury，IRI)的保护作用及其机制。方法 SD大鼠40只，随机分为：对照(S) 组、缺血-再灌注 (IR) 组、右美托咪啶(Dex)组、右美托咪啶+育亨宾(Dex+Yoh)组和育亨宾(Yoh)组五组，每组8只。S组：仅结扎右侧肾蒂，左肾蒂游离。IR组：结扎右侧肾蒂，夹闭左侧肾蒂1 h后，开放灌注4 h。Dex组：通过尾静脉以5 μg/(kg·h) 的速度持续泵注右美托咪啶1 h，余同IR组。Dex+Yoh组：输注右美托咪啶前10 min，静脉注射育亨宾1 mg/kg，其余同Dex组。Yoh组：静注育亨宾1 mg/kg，其余同IR组。分别检测血清尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)，肾组织超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)，光镜观察肾组织的病理学变化。结果 与S组比较，IR组血BUN、Cr含量，肾组织MDA水平显著增加，SOD水平下降(P<0.05)；与IR组比较，Dex组血BUN和Cr含量下降(P<0.05)，肾组织SOD水平升高，MDA 水平下降(P<0.05)，Dex+Yoh组和Yoh组均无显著变化(P>0.05)，后两组之间比较亦无显著差异(P>0.05)；与S组比较，IR组、Dex+Yoh和Yoh组肾组织病理分级升高(P<0.05)；与IR组比较，Dex组分级下降(P<0.05)，Dex+Yoh和Yoh组无显著差异(P<0.05)。结论 右美托咪啶能减轻肾缺血再灌注的损伤程度，其机制可能与激活α2肾上腺素受体介导的抑制氧自由基堆积、增强机体的抗氧化能力等有关。

右美托咪啶；肾脏；缺血再灌注损伤

缺血-再灌注损伤(ischemia reperfusion injury, IRI)是引起急性肾衰竭的重要原因之一，防治肾脏IRI是迫切需要解决的问题。休克好转后的再灌注肾损伤、肾肿瘤切除术后、肾结石手术及肾移植术后等都可能出现IRI，导致患者术后容易并发急性肾衰竭，严重危及生命。右美托咪啶是高选择性中枢神经及外周血管α2肾上腺能受体(α2AR)激动药，可抑制去甲肾上腺素释放和交感神经活性，产生镇静、镇痛及抗交感作用[1]。动物研究表明，右美托咪啶对心脏、脑及肠IRI具有保护作用[2-4]。本研究拟探讨右美托咪啶对大鼠肾脏IRI的影响及其机制。

1 材料与方法

1.1 材料 8～10周健康成年SD雄性大鼠(扬州大学医学院实验动物中心提供)40只(清洁级)，体重220～250 g。随机分为5组：对照(S) 组、缺血-再灌注 (IR) 组、右美托咪啶(Dex)组、右美托咪啶+育亨宾(Dex+Yoh)组、育亨宾(Yoh)组，每组8只。动物放置在SPF培养室饲养48 h以上。

1.2 方法 实验前12 h禁食。以戊巴比妥钠30 mg/kg腹腔注射麻醉，固定于操作台上。S组：尾静脉输注生理盐水，腹部正中切口进入腹腔，小心分离出双侧肾蒂，仅结扎右侧肾蒂，左肾蒂游离。IR组：结扎右侧肾蒂，用无损伤微动脉夹夹闭左侧肾蒂1 h后，松开动脉夹然后充分开放灌注4 h，肾脏由暗红色恢复鲜红色即可确认血流恢复。Dex组：通过尾静脉以5 μg/(kg·h)的速度持续泵注右美托咪啶(江苏恩华药业股份有限公司，批号：20111002)1 h，余同IR组。Dex+Yoh组：静脉输注右美托咪啶前10 min，静脉注射盐酸育亨宾(武汉大华伟业化工有限公司)1 mg/kg，其余同Dex组。Yoh组：静脉注射育亨宾1 mg/kg，其余同IR组。所有药物均用生理盐水稀释，输注液体总量一致。灌注4 h后，从下腔静脉抽血2～4 ml置于抗凝管内，静置4 h后离心分离血清，-70 ℃保存待用。分离左侧肾脏周围结缔组织后，以4 ℃冰生理盐水冲洗表面血液，滤纸吸干表面水分，将肾脏纵剖后取肾皮质100～200 mg，精确称重后用剪刀剪碎移入匀浆管内，按w∶v=1∶9 的比例加入4 ℃生理盐水，在冰浴中进行匀浆，制备成100 mg/L的肾组织匀浆液，以4℃低温离心机离心后取上清液于液氮速冻后置于-70℃冰箱中保存待用。同时摘取部分左肾组织置于4%多聚甲醛溶液固定，4℃保存待用。

1.3 检测指标 各组标本采集完成后均于1周内完成各项指标检测。采用生化分析仪测定血清尿素氮(BUN)和肌酐(Cr)，采用相应试剂盒分别用亚硝酸盐法、硫代巴比妥法测定肾组织中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)，试剂盒购于南京建成生物医学工程研究所。左肾组织常规石蜡包埋，按病理学常规制片HE染色，光学显微镜观察，观察肾组织病理变化，按照Jablonski等[5]描述的病理分级法将组织损伤程度分为0～4级。

2 结 果

2.1 血清BUN、Cr含量的变化 与S组比较，IR组血BUN和Cr 含量升高(P<0.05)；与IR组比较，Dex组血BUN和Cr含量下降(P<0.05)，Dex+Yoh组和Yoh组无显著变化；与Dex组比较，Dex+Yoh和Yoh组血BUN和Cr含量升高(P<0.05)，后两组之间比较无统计学差异(表1)。

2.2 肾组织SOD、MDA的变化 与S组比较，IR组SOD水平下降(P<0.05)，MDA水平升高(P<0.05)；与IR组比较，Dex组SOD水平升高(P<0.05)，MDA 水平下降(P<0.05)，Dex+Yoh组和Yoh组无显著变化；与Dex组比较，Dex+Yoh和Yoh组SOD水平下降(P<0.05)，MDA水平升高(P<0.05)，但两组之间比较无统计学差异(表1)。

2.3 肾组织病理学改变 光镜下观察S组肾小球、肾小管结构正常；IR组、Dex+Yoh和Yoh组肾脏组织学改变明显，主要表现为肾小管上皮细胞脱落、刷状缘消失、基底膜断裂和肾小管阻塞，并可见肾小管出现凝固性坏死，间质有水肿、充血及明显炎性细胞浸润；见肾小管上皮细胞空泡化、肿胀，肾小管扩张、Dex组肾脏组织学改变轻微，可见少数肾小管上皮细胞空泡变性、部分管腔扩张、淋巴细胞浸润。与S组比较，IR组、Dex+ Yoh和Yoh组肾组织病理分级升高(P<0.05)； 与IR组比较，Dex组分级下降(P<0.05)；与Dex组比较，Dex+Yoh和Yoh组分级升高(P<0.05)，但两组之间比较无统计学差异(表1)。

表1 各组大鼠血清BUN、Cr，肾组织SOD、MDA、病理分级的比较 (n=8；

注：与S组比较，①P<0.05；与IR组比较，②P<0.05；与Dex组比较，③P<0.05

3 讨 论

采用事先结扎一侧肾动脉的大鼠可以避免对侧肾的代偿作用，对IRI更加敏感，因此本研究采用结扎右肾动脉的方法制备左肾IRI模型[6]。目前，临床和动物研究中最常用的肾功能检测指标为血清BUN和Cr。IRI时肾细胞膜受损，细胞膜屏障作用减弱，BUN、Cr能够密切反映肾细胞的受损情况。本研究结果显示，肾缺血1 h后再灌注4 h后IR组BUN、Cr浓度水平明显升高，肾组织损伤严重，说明肾IRI模型成功建立。

右美托咪啶具有剂量依赖性镇静、抗焦虑和镇痛作用，且无呼吸抑制，最近被用于临床麻醉[7]。Zhang等[3]研究证明，大鼠肠缺血前以5 μg/(kg·h)持续输注右美托咪啶可通过抑制炎性因子的释放和肠黏膜细胞的凋亡减轻再灌注后的损伤。右美托咪啶临床常用剂量为0.4～1.0 μg/(kg·h)，根据药物在不同种属之间的剂量换算关系，大鼠右美托咪啶5 μg/(kg·h)的剂量相当于人0.8 μg/(kg·h)的剂量[8]，此剂量不会造成大鼠低血压进而影响器官灌注[9]，因此本研究选择了此剂量。

肾脏IRI涉及多种机制。目前认为，爆发式产生的氧自由基是引起细胞生物分子结构变化和细胞功能损伤的重要原因，氧自由基在IRI中起了非常重要的作用，是肾脏IRI的重要介质[10]。

本研究所采用的肾组织SOD、MDA是目前公认的能较好反映组织内氧自由基水平及氧化损伤程度的间接指标，其中SOD能清除体内过剩的氧自由基，其活力的高低间接反映了机体清除自由基的能力，MDA是脂质过氧化物的终末产物，检测其含量可反映机体内脂质过氧化的程度，并间接反映组织细胞受自由基攻击的严重程度，这两个指标可准确反映出组织氧化损伤和抗氧化损伤的水平。

本研究发现，与S组相比，IR组SOD水平下降而MDA含量升高，这表明缺血再灌注时机体组织内抗氧化酶活性下降，脂质过氧化损伤加重，血BUN和Cr的升高表明此时肾功能相应下降，与IR组比较，Dex组肾组织中SOD升高，MDA含量下降，脂质过氧化产物MDA含量明显减少，表明右美托咪啶能提高机体组织内抗氧化酶的活性，使再灌注后过度产生的氧自由基被及时清除，肾组织内脂质过氧化损伤程度减轻。同时肾功能检测结果显示，Dex组的血BUN和Cr 较IR组下降，这与SOD活性的升高和MDA含量下降的结果相一致，表明随着肾组织内过多氧自由基的被清除、氧化损伤的减轻，肾功能相应地得到改善。肾脏组织病理学检查结果亦进一步证实Dex组组织学变化较IR组明显减轻。

育亨宾能选择性地阻断突触前的α2AR，本研究发现单独应用育亨宾对肾IRI无影响，但可以消除右美托咪啶对IRI的保护作用，说明右美托咪啶抑制大鼠IRI所致的氧自由基反应是通过α2AR介导的。

综上所述，右美托咪啶能减轻肾IRI程度，对再灌注组织具有保护作用，其保护机制可能与激活α2AR，进而抑制氧自由基堆积、增强机体的抗氧化能力等有关。

[1] Gerlach A T, Murphy C V, Dasta J F. An updated focused review of dexmedetomidine in adults [J]. J Ann Pharmacopher, 2009, 43(12): 472-477.

[2] Okada H, Kurita T, Mochizuki T,etal. The cardioprotective effect of dexmedetomidine on global ischaemia in isolated rat hearts [J]. Resuscitation, 2007, 74(4):538-545.

[3] Zhang X Y, Liu Z M, Wen S H,etal. Dexmedetomidine administration before, but not after, ischemia attenuates intestinal injury induced by intestinal ischemia-reperfusion in rats [J]. Anesthesiology, 2012,116(5):1-12.

[4] Dahmani S, Rouelle D, Gressens P,etal. Effects of dexmedetomidine on hippocampal focal adhesion kinase tyrosine phosphorylation in physiologic and ischemic conditions [J]. Anesthesiology, 2005,103(4):969-977.

[5] Jablonski P, Howden B O, Rae D A ,etal. An experimental model for assessment of renal recovery from warm ischemia [J].Transplantation,1983, 35(2):198-204.

[6] 陈聪聪，柳子明，王慧华，等．乌司他丁对大鼠肾缺血再灌注损伤的保护作用[J]．中华麻醉学杂志, 2004, 24(11): 828-832.

[7] Penttila J, Helminen A, AnttilaM,etal. Cardiovascular and parasympathetic effects of dexmetomidine in healthy subjects [J]. Can J Physiol Pharm, 2004,82(4):359-362.

[8] Reagan-Shaw S, Nihal M, Ahmad N. Dose translation from animal to human studies revisited [J]. FASEB J, 2008, 22(3): 659-661.

[9] Taniguchi T, Kidani Y, Kanakura H,etal. Effects of dexmedetomidine on mortality rate and inflammatory responses to endotoxin-induced shock in rats [J]. Crit Care Med, 2004, 32(10):1322-1326.

[10] Araujo M, Welch W J. Oxidative stress and nitric oxide in kidney function [J]. Curr Opin Nephrol Hypertens, 2006, 15(1): 72-77.

(2013-10-12收稿 2013-12-16修回)

(责任编辑 武建虎)

Protective effects of dexmedetomidine on renal ischemia reperfusion injury in rats

ZHANG Hanping, MAO Yulin, LI Zhigang, LI Dong, and RUI Longjie.

Department of Anesthesiology, Jiangsu Provincial Corps Hospital, Chinese People’s Armed Police Forces, Yangzhou 225003, China

Objective To determine the effects of dexmedetomidine on renal ischemia reperfusion injury (IRI)in rats and to study the underlying mechanisms. Methods Forty SD rats were allocated randomly into 5 groups (n=8 per group). Sham group (S): rats

continuous intravenous infusion of normal saline and clamping the right renal pedicles.IR group (IR): the rats received continuous intravenous infusion of normal saline, and renal IRI was induced by clamping the both renal pedicles 1 h followed by declamping (reperfusion) for 4h. Dex group: intravenous dexmedetomidine was infused continuously at 5 μg/(kg·h)for 1h before the renal ischemia. Dex+Yoh group: yohimbine hydrochloride (1 mg/kg) was administered intravenously 10 min before dexmedetomidine. Yoh group: only yohimbine hydrochloride (1 mg/kg) was administered intravenously 10 min before the renal ischemia. Serum blood urea nitrogen (BUN), creatinine (Cr), kidney superoxide dismutase (SOD) and malonaldehyde (MDA) were detected. Renal histopathology lesions were examined. Results Compared with group S, the serum BUN and Cr, renal MDA inreased while SOD decreased significantly in group IR (P<0.05). Compared with group IR, the serum BUN and Cr, renal MDA decreased while SOD increased significantly in group Dex (P<0.05). The serum BUN and Cr, renal MDA and SOD did not differred in group Dex+Yoh and Yoh (P>0.05). Compared with group S, the pathological scale in group IR, Dex+Yoh and Yoh were higher (P<0.05). The pathological scale in group Dex was lower than that in group IR (P<0.05). Conclusions Dexmedetomidine attenuates renal IRI, partly through the inhibition of oxygen derived free radicals via the activation of the α2-adrenoceptor.

dexmedetomidine; kidney; ischemia reperfusion injury

张捍平，本科学历，副主任医师，E-mail: zhanghp64@sina.com

225003扬州，武警江苏总队医院麻醉科

R614