异丙酚及依托咪酯对兔外周血中PLA2活性影响的研究
2014-12-16杨远东张灵敏西安交通大学医学院第一附属医院麻醉科西安710061通讯作者mailyyd519163com
杨远东,蔡 惠,张灵敏,袁 慧,袁 伟,刘 琳(西安交通大学医学院第一附属医院麻醉科,西安 710061;通讯作者,E-mail:yyd519@163.com)
磷脂酶A2(PLA2)是一种脂质代谢酶,参与多种前炎症因子的合成代谢,其主要由激活的炎性细胞分泌释放,在炎症反应中活性明显增高,并参与到多种疾病的发生、发展,如恶性肿瘤等。目前的研究显示,多种麻醉药物能影响到机体的免疫、炎症反应,调节不同炎症因子的活化或释放,其中,异丙酚及依托咪酯由于是临床最常用的静脉麻醉药物,往往受到更多的关注。这两种麻药均具有起效快、作用时间短、恢复迅速而平稳,对呼吸循环影响轻微的特点[1]。但研究发现,这两种静脉麻醉药物在用于临床麻醉诱导及维持时表现出不同的免疫、炎症调节作用[2]。当机体发生损伤或炎症时,异丙酚能通过抑制中性粒等细胞的功能显著降低IL-1、IL-6、IL-8、IFN-γ、TNF-α 等炎症因子的释放,而大多研究认为依托咪酯抑制炎症反应的能力较异丙酚低,但该结论仍存在一定的争议[3]。而对于其能否影响PLA2的活性尚无相关研究,同时,关于这两种麻醉药物对正常机体中炎症因子的作用也无类似报道。
为此,本研究拟通过检测异丙酚及依托咪酯作用于实验兔后血清中的PLA2活性及其他炎症因子浓度的变化,研究各炎症因子之间的相关性,以期发现这两种麻醉药物对正常动物体内PLA2等炎症因子的不同影响,为研究其影响机制提供前期基础。
1 材料与方法
1.1 实验动物与分组
新西兰大白兔24只,雌雄不拘,体重大于2 kg,由西安交通大学实验动物中心提供,常规混合饲料喂养。随机分为3组,每组8只:对照组(C组)、异丙酚组(P组)和依托咪酯组(E组)。
1.2 实验方法
固定动物后,由耳缘静脉分别注入诱导剂量的异丙酚(2 mg/kg,P 组)或依托咪酯(0.3 mg/kg,E组)后,异丙酚4 mg/(kg·h)或依托咪酯 0.6 mg/(kg·h)维持泵入2 h。对照组动物由等量生理盐水替代药物。所有实验动物分别于药物干预前(T0)、麻药诱导后10 min(T1)、维持剂量后60 min(T2)、120 min(T3)及停止用药后60 min(T4)、120 min(T5)时采集静脉血,2 000 r/min离心10 min后,取上清液,液氮保存。
1.3 指标检测
血清磷脂酶A2活性定量测定参照Cai等[4]描述的荧光底物激发方法,血清白介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)及C反应蛋白(CRP)浓度采用ELISA法测定(ELISA试剂盒均购于美国R&D公司)。
1.4 统计学分析
2 结果
2.1 一般资料的比较
选用的24只新西兰大白兔,雄性为14只,雌性10只,平均年龄(10 ±1.4)月,体重为(4.2 ±0.7)kg,三组动物性别、年龄、体重比较差异无统计学意义(P >0.05)。
2.2 血清PLA2活性的比较
麻醉药物干预前(T0),实验兔血清PLA2平均活性值分别为 C组(476±99.2)intensity/(min·μl)、P 组(408 ± 95.4)intensity/(min·μl)、E 组(435±92.5)intensity/(min·μl),三组 PLA2活性差异无统计学意义(P=0.425),基线水平一致。当给予实验干预后,三组动物血清PLA2活性在T1时均表现出不同程度的轻微升高,但与T0时刻相比,该活性变化无统计学意义(P>0.05),且组间相比也无统计学差异(P=0.320)。随着给药的持续,PLA2活性在三组动物中呈现出不同的变化趋势(图1):在C组中,T2、T3的血清PLA2活性未发生显著性变化,停药后两个时间点测得的活性值也与基线值相似(P>0.05);在P组中,随着药物的持续泵入,PLA2的活性呈下降趋势,且T3时的活性明显低于基线值(299 ±67.0 vs 408 ±95.4,P=0.025);与之相反的是,E组中PLA2活性在给药后表现为持续的升高,并在 T2、T3时分别达到(596 ±63.7)intensity/(min·μl)及(699 ±77.5)intensity/(min·μl),与T0相比具有统计学差异(P值分别为 0.047、0.022)。此外,停药60 min(T4)及120 min(T5)后,这两组实验动物血清PLA2的活性迅速向基线值靠近,与T0值相比均无统计学差异(P>0.05)。
图1 三组兔血清PLA2活性变化趋势比较Figure 1 Changes of activation of serum PLA2 in rabbits at different time after different treatments
2.3 血清其他炎症因子浓度变化的比较
三组实验兔血清中炎症因子 IL-6、TNF-α及CRP的浓度变化见表1。不同组别中,这三种炎症因子的浓度在T0时均表现出很高的一致性。当给予异丙酚后,血清中IL-6及TNF-α的浓度未出现明显变化,而CRP的浓度呈下降趋势。在依托咪酯组,三种炎症因子的浓度在给药后(T2、T3)均出现明显升高(P<0.05),且在停药后又恢复至基线浓度。
表1 三组兔血清炎症因子浓度对比分析 (pg/ml)Table 1 Com parison of expression of inflammatory cytokines at different time between three groups (pg/ml)
2.4 血清PLA2与其他炎症因子的相关性分析
对所有实验动物四种炎症因子进行相关性分析显示,PLA2的活性变化与CRP的浓度呈明显正相关(r=0.686,P=0.014),而与 IL-6 及 TNF-α 的表达无关;同时,血清IL-6浓度与TNF-α浓度的变化具有较强的相关性(r=0.876,P <0.001)。
表2 血清炎症因子表达变化的相关性分析Table 2 Correlation analysis of expression of seruminflammatory cytokines
3 讨论
异丙酚是临床上最常使用的静脉全麻药物之一,近年来大量的研究报道了其对患者免疫炎症功能的影响。证据显示,在机体发生炎症反应或器官损伤时,异丙酚能抑制中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞的功能,抑制 COX2和 PGE2合成,从而减少IL-1、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α 等炎症因子的释放,具有一定的炎症抑制及器官功能保护作用[5-7]。如赵文晖等[8]对大鼠心肌缺血再灌注损伤的研究中发现,异丙酚能抑制 TNF-α的表达,保护心肌受损。此外,对于细菌感染、肺损伤及其他器官缺血再灌注损伤等引起的炎症反应,异丙酚也具有一定的抑制保护作用[9-13]。但在正常情况下,异丙酚对机体炎症相关因子的影响尚无相关报道。因此,在本研究中我们利用家兔作为研究模型,检测异丙酚对正常动物血清中炎症因子的影响,结果显示,异丙酚未能引起正常动物血清中IL-6及TNF-α浓度的变化,但却能降低血清中PLA2的活性及C-反应蛋白(C-reaction protein,CRP)的浓度,这表明异丙酚对各种炎症因子的作用存在不同的调控机制,该机制有待进一步的研究。
PLA2是一种脂质代谢酶,参与花生四烯酸、前列腺素、血小板活化因子及溶血磷脂酸的合成代谢。研究显示,其主要由激活的单核细胞、巨噬细胞及中性粒细胞分泌释放,在炎症反应中活性明显增高,是一种重要的炎症标志物[14,15]。考虑到异丙酚能抑制中性粒细胞的活性,因此,异丙酚也能降低PLA2的活性。事实上,吴新军等[16]的研究发现,在大鼠小肠缺血再灌注引起肺损伤时,临床剂量异丙酚可明显降低肺组织内PLA2活性增高,产生肺保护作用。在本研究中,我们同样观察到异丙酚能显著降低正常动物血清中PLA2的活性,其机制可能与异丙酚能降低细胞内钙离子浓度[16],抑制活性氧代谢产物[16],从而抑制PLA2激活有关。此外,我们还发现PLA2的活性变化与CRP的浓度变化存在相关性,这与于路等在冠心病患者中的发现一致[17],提示PLA2的活化与CRP的分泌可能存在相同的上游信号通路。
与异丙酚相比,依托咪酯抑制炎症反应的能力较低,但该结论仍存在争议。如Ke等[18]认为异丙酚和依托咪酯在诱导剂量范围内对重型创伤患者免疫功能的影响无明显差异。在本实验中,依托咪酯促进正常机体中炎症因子的释放,表明其可能具有炎症细胞激活作用,该现象未见于其他研究报道,其原因可能与依托咪酯引起的暂时性肾上腺皮质功能低下有关[19],但具体机制有待进一步研究。
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