番茄红素对大鼠肝脏缺血再灌注损伤的保护作用

武向丽

(邯郸市中心医院 药学部， 河北 邯郸 056001)



番茄红素对大鼠肝脏缺血再灌注损伤的保护作用

武向丽

(邯郸市中心医院 药学部， 河北 邯郸 056001)

目的 研究番茄红素(lycopene，LP)对大鼠肝脏缺血再灌注损伤的保护作用。方法 将80只SPF级雄性SD大鼠随机分为5组：假手术组、肝脏缺血再灌注模型对照组、番茄红素(5、10和20 mg/kg)治疗组，每组16只；术后番茄红素各治疗组连续4周灌胃给予相应剂量番茄红素治疗，假手术组和肝缺血再灌注模型组分别灌胃给予等体积的生理盐水，每天1次。检测各组大鼠血清中转氨酶(ALT和AST)、碱性磷酸酶(ALP)活性，丙二醛(MDA)含量以及总抗氧化能力(T-AOC)水平；检测肝脏组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、过氧化氢酶(CAT)活性；通过苏木精-尹红(HE)染色观察各组肝脏组织病理学改变。结果 与假手术组相比，肝脏缺血再灌注模型对照组大鼠血清中ALT、AST、ALP活性和MDA含量均显著升高(P<0.01)，T-AOC水平显著降低(P<0.01)；肝脏组织中SOD、GSH-Px、CAT活性均显著降低(P<0.01)，且肝脏组织出现明显的病理学改变。与肝脏缺血再灌注模型对照组相比，番茄红素(5、10和20 mg/kg)治疗组大鼠血清中ALT、AST活性和MDA含量均显著降低(P<0.05，P<0.01)；番茄红素(10和20 mg/kg)治疗组大鼠血清中ALP活性均显著降低，且T-AOC水平显著升高(P<0.05，P<0.01)，肝脏组织中SOD和CAT活性显著升高(P<0.05，P<0.01)；番茄红素(20 mg/kg)治疗组大鼠肝脏组织中GSH-Px活性显著升高(P<0.01)；番茄红素各治疗组肝组织病理性改变出现不同程度的改善。结论 番茄红素对大鼠肝脏缺血再灌注损伤具有保护作用，该作用可能与番茄红素能够有效改善抗氧化酶系统活性，减轻自由基损伤，改善肝功能有关。

番茄红素；肝脏；缺血；再灌注

肝脏缺血再灌注损伤是指肝脏组织在缺血缺氧一段时间后，恢复其血流再灌注会加剧其损伤的现象，是临床上实施肝脏手术过程中常见的一种病理生理变化[1]。目前其发病机制仍不明确，但再灌注过程所产生的大量自由基及其所诱发的氧化应激是造成再灌注损伤的重要因素[2-3]。番茄红素(lycopene，LP)是一种具有13个双键的直链烃化合物，为胡萝卜素的一种，广泛存在于番茄、胡萝卜、葡萄等红色蔬菜和水果中。体内和体外研究均发现，番茄红素能够改善抗氧化酶活性、增强自由基清除能力，从而表现出良好的抗氧化活性[4-7]，此外研究发现番茄红素还具有抗肿瘤、保护心血管、增强机体免疫力等多种生物学效应[8-9]。本实验旨在通过夹闭肝门静脉和肝动脉的方法建立大鼠肝脏缺血再灌注模型，研究番茄红素对肝脏缺血再灌注损伤的保护作用。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物：SPF级雄性SD大鼠，体质量(240±20)g，购于河北省实验动物中心，许可证号：冀医动字第1306025号。

1.1.2 药物和试剂：番茄红素(南京泽朗生物科技有限公司，纯度≥96%，批号：ZL201311268a)；ALT、AST、ALP、MDA测定试剂盒购于南京建成生物工程研究所；T-AOC、SOD、GSH-Px、CAT测定试剂盒和HE染色试剂盒购于北京博奥森生物技术有限公司；乌拉坦购自北京化学试剂公司。

1.1.3 主要仪器：AU-2700型全自动生化分析仪(日本Olympus公司)；URIT-8020全自动生化分析仪(武汉天鹰医疗设备有限公司)；FA-25匀浆机(上海洽姆仪器科技有限公司)；5415D型离心机(德国Eppendorf公司)；光学显微镜(日本Olympus公司)；CUT4062型石蜡切片机(德国SLEE公司)。

1.2 方法

1.2.1 模型的制备：参照Taniguchi M等[10]方法，除假手术组外，其余各组大鼠经腹腔注射乌拉坦实施麻醉，仰位固定，打开腹腔，通过夹闭肝门静脉和肝动脉、60 min后恢复血流再灌注的方法制作肝脏缺血再灌注模型。假手术组不阻断肝门静脉和肝动脉，其余操作同手术组。

1.2.2 动物分组与给药：将80只SPF级雄性SD大鼠按随机数字表法随机分为假手术组、肝脏缺血再灌注模型对照组、番茄红素(5、10和20 mg/kg)治疗组，每组16只。番茄红素各治疗组于术后立即灌胃给药，假手术组和模型对照组灌注等体积的生理盐水，每天1次，疗程4周。

1.2.3 血清中ALT、AST、ALP活性，MDA含量及T-AOC水平的检测：经药物治疗4周后，腹腔注射乌拉坦进行麻醉，仰位固定，经腹主动脉取血，2000 r/min离心10 min后取血清，按照试剂盒操作步骤，通过全自动生化检测仪测定血清中ALT、AST、ALP活性，通过紫外-可见分光光度计检测MDA含量和T-AOC水平。

1.2.4 肝脏组织中SOD、GSH-Px、CAT活性的检测：待1.2.3取血完成后，取肝脏组织，加入适量冷裂解液后用高速匀浆器研磨匀浆，3500 r/min离心5 min，取上清液，通过紫外分光光度计检测肝脏组织匀浆中SOD、GSH-Px、CAT活性。

1.2.5 肝组织病理形态学的观察：经药物治疗4周后，腹腔注射乌拉坦进行麻醉，仰位固定，开腹取肝脏组织，经生理盐水冲洗干净后置于10%甲醛溶液中进行固定，经石蜡包埋、切片和展片后，进行HE染色，通过光学显微镜观察肝脏组织形态学变化。

2 结果

2.1 番茄红素对肝脏缺血再灌注大鼠血清中ALT、AST、ALP活性的影响 与假手术组相比，肝脏缺血再灌注模型对照组大鼠血清中ALT、AST和ALP活性显著升高(P<0.01)；经番茄红素(5、10、20 mg/kg)灌胃治疗4周后，肝脏缺血再灌注大鼠血清中ALT、AST活性显著降低(P<0.05，P<0.01)，其中番茄红素(10、20 mg/kg)治疗组ALP活性显著降低(P<0.05，P<0.01)，见表1。

表1 番茄红素对肝脏缺血再灌注大鼠血清中ALT、 AST和ALP活性的影响Tab.1 Effects of LP on the activity of ALT, AST, ALP in the serum of rat with hepatic ischemia-reperfusion ±s, U/L)

△△P<0.01，与假手术组比较，compared with sham operation group；*P<0.05,**P<0.01，与缺血再灌注模型对照组比较，compared with hepatic ischemia-reperfusion model control group

2.2 番茄红素对肝脏缺血再灌注大鼠血清中MDA含量和T-AOC水平的影响 与假手术组相比，肝脏缺血再灌注模型对照组大鼠血清中MDA含量显著升高且T-AOC水平显著降低(P<0.01)；番茄红素(5、10、20 mg/kg)治疗组大鼠血清中MDA含量显著降低(P<0.05，P<0.01)；番茄红素(10、20 mg/kg)治疗组T-AOC水平显著升高(P<0.05，P<0.01)，见表2。

表2 番茄红素对肝脏缺血再灌注大鼠血清中MDA含量和 T-AOC水平的影响Tab.2 Effects of LP on the content of MDA and the level of T-AOC in the serum of hepatic ischemia-reperfusion injury ±s)

△△P<0.01，与假手术组比较，compared with sham operation group；*P<0.05，**P<0.01，与缺血再灌注模型对照组比较，compared with hepatic ischemia-reperfusion control group

2.3 番茄红素对肝脏缺血再灌注大鼠肝脏组织中SOD、GSH-Px、CAT活性的影响 与假手术组相比，肝脏缺血再灌注模型对照组大鼠肝脏组织中SOD、GSH-Px、CAT活性显著降低(P<0.01)；经番茄红素(10、20 mg/kg)灌胃治疗4周后，大鼠肝脏组织中SOD和CAT活性显著升高(P<0.05，P<0.01)，其中番茄红素20 mg/kg治疗组GSH-Px活性显著升高(P<0.01)，结果见表3。

表3 番茄红素对肝脏缺血再灌注大鼠肝脏组织中SOD、GSH-Px、 CAT活性的影响Tab.3 Effects of LP on the activity of SOD, GSH-Px, CAT in the hepar of the rat with hepatic ischemia-reperfusion ±s,U/mg·prot)

△△P<0.01，与假手术组比较，compared with sham operation group；*P<0.05，**P<0.01，与缺血再灌注模型组比较，compared with hepatic ischemia-reperfusion control group

2.4 番茄红素对肝脏缺血再灌注大鼠肝组织细胞形态学改变的影响 通过HE染色并在光镜下观察发现，假手术组大鼠肝脏组织结构和肝细胞形态均未见异常；肝脏缺血再灌注模型对照组大鼠肝组织纹理不清，肝细胞出现空泡变性和坏死，胞核固缩并深染；番茄红素各治疗组肝脏组织病理形态学明显改善。见图1。

图1 番茄红素对肝脏缺血再灌注大鼠肝脏组织细胞形态学改变的影响(HE，×400)A：假手术组；B：缺血再灌注模型组；C：番茄红素5 mg/kg治疗组；D：番茄红素10 mg/kg治疗组；E：番茄红素20 mg/kg治疗组Fig.1 Effect of LP on the hepatocyte morphology in the rat with hepatic ischemia-reperfusion injury(HE,×400)A:sham operation group; B:hepatic ischemia-reperfusion control group; C:LP 5 mg/kg treated group; D:LP 10 mg/kg treated group; E:LP 20 mg/kg treated group

3 讨论

肝脏是人体血流量最丰富的器官之一，对缺血再灌注损伤非常敏感，其机制尚不明确，但有研究表明再灌注过程将诱发氧自由基的产生而过剩，进而可导致生物膜脂质过氧化、蛋白质变性等损伤[11]。因此，在控制和治疗缺血再灌注损伤时不可忽略氧自由基的影响。

血清中T-AOC水平能够反映机体整体抗氧化能力[12]；而脂质过氧化终产物MDA的含量能够反映机体受氧自由基攻击损伤程度[13]。超氧化物歧化酶SOD被称为体内氧自由基的“清道夫”，它能够提供氢原子配体而催化氧自由基还原生成过氧化氢[14]，而生成的过氧化氢能够在GSH-Px和CAT的催化作用下，进一步还原生成对人体无害的水和氧[15-16]。因此，SOD、GSH-Px和CAT共同构成了人体的抗氧化酶防御系统。血清中ALT、AST、ALP活性是临床用来检测肝细胞损伤的常规指标，能够准确并敏感地反映肝脏功能[17]。

番茄红素是一种天然存在的直链烃化合物，本实验通过夹闭大鼠肝门静脉和肝动脉的方法制作肝脏缺血再灌注大鼠模型，发现模型大鼠血清中ALT、AST、ALP活性和MDA含量显著升高，T-AOC水平显著降低，肝组织中SOD、GSH-Px和CAT活性显著降低，差异均具有统计学意义；并且肝组织出现明显的病理学改变。经番茄红素5、10、20 mg/kg治疗4周后，肝脏缺血再灌注大鼠血清中ALT、AST活性和MDA含量显著降低，其中番茄红素10、20 mg/kg治疗组血清中ALP活性显著降低、T-AOC水平及肝组织中SOD、CAT活性显著升高，番茄红素20 mg/kg治疗组肝组织中GSH-Px活性显著升高；并且番茄红素能够有效改善肝脏组织病理学改变，提示番茄红素对肝脏缺血再灌注损伤大鼠具有保护作用。

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(编校：吴茜)

Protection effect of lycopene on hepatic ischemia-reperfusion injury rats

WU Xiang-li

(Department of Pharmacology, Handan Central Hospital, Handan 056001, China)

ObjectiveTo investigate the protective effects of lycopene(LP) against hepatic ischemia-reperfusion injury in rats.Methods80 SPF male SD rats were randomly divided into five groups: sham operation group, hepatic ischemia-reperfusion control group, LP (5, 10 and 20 mg/kg)treated groups, each had 16 rats.Rats in LP treated groups were given LP by intragastric administration for 4 weeks, once a day, rats in sham operation group and hepatic ischemia-reperfusion model control group were given equal volume of saline.The level of T-AOC, the activity of ALT,AST,ALP and the content of MDA in serum of hepatic ischemia-reperfusion model control group were determined; the activity of SOD,GSH-Px,CAT in hepatic tissues were determined, and the histopathological changes of the hepatic tissues were observed by HE staining.ResultsCompared with sham operation group, the activity of ALT,AST,ALP and the content of MDA in serum were all significantly increased(P<0.01), the level of T-AOC was significantly decreased (P<0.01), the activity of SOD,GSH-Px,CAT in hepatic tissues were significantly decreased (P<0.01), and the histopathological changes of the hepatic tissue was appeared.Compared with hepatic ischemia-reperfusion model control group, the activity of ALT,AST and the content of MDA in serum of LP (5, 10,20 mg/kg)treated groups were significantly decreased(P<0.05,P<0.01), the activity of ALP in serum of LP (10,20 mg/kg)treated groups were significantly decreased(P<0.05,P<0.01), the level of T-AOC were significantly increased(P<0.05,P<0.01), the activity of SOD,CAT in hepatic tissues were significantly increased(P<0.05,P<0.01), the activity of GSH-Px in hepatic tissues of LP (20 mg/kg)treated group were significantly increased(P<0.01),and the histopathological changes of hepatic tissue of LP groups were significantly improved. ConclusionLP has protective effect on hepatic ischemia-reperfusion injury rats, which perhaps related to its effects of enhancing the activity of antioxidant enzymes, reducing the damage of free radical and improving hepatic function.

lycopene; hepatic tissue; ischemia; reperfusion

武向丽，女，本科，主管药师，研究方向：临床药学，E-mail：hdzxyywxl@163.com。

R285.5

A

1005-1678(2015)02-0017-04