肝后控制性失血减轻肝脏缺血再灌注所致的肺损伤

[文章编号]1000—4718(2009)07—1395—04 肝后控制性失血减轻肝脏缺血 再灌注所致的肺损伤 贾长库，郑树森 (浙江大学医学院附属第一医院肝胆外科，卫生部多器官联合移植重点实验室，浙江杭州310003) ·1395· [摘要】 目的：探讨肝后控制性失血处理对肝脏缺血再灌注(HIR)所致肺损伤的影响。方法：用大鼠HIR 损伤模型，在再灌注后的10min分别在肝上下腔静脉(SH—VC)及肝下下腔静脉(IH—VC)进行控制性失血处理， 观察其对HIR所致肺损伤的影响。sD大鼠随机分为5组：(1)缺血再灌注组对照组(IR)；(2)体重2％肝后失血输 血处理组(HB2)；(3)体重1％肝后失血输血处理组(HBl)；(4)体重2％肝下下腔静脉失血输血处理组(IB)；(5) 体重2％肝后失血输林格液处理组(HR)；随机取上述各组大鼠16只，用以7d生存率的观测。结果：体重2％SH —VC(肝后)控制性失血输血处理组血清丙二醛(MDA)的含量明显低于未处理组，处理后6h肺含水量、MDA和髓 过氧化物酶(MPO)都显著低于未处理组，并且生存率明显提高达7d左右，肺组织病理损害轻于对照组。结论：在 肝后氧自由基(ROS)高峰期进行2％肝后控制性失血输血处理可明显减轻HIR所致的肺损伤。 [关键词】肝；再灌注损伤；肺；活性氧 [中图分类号]R675．3 [文献标识码]A Posthepaticmanipulativebleedingalleviateslunginjuryinducedbyliver |schem|a·一reperlUsion JIAChang—ku．ZHENGShu—sen (DepartmentofHepatobiliaryPancreaticSurgery，TheFirst舒f池dHospital，撇，lgUnivers缸ySchoolofMedicine， Hangzhou310003，China．E—mail：jiachk@sohu．corn) [ABSTRACT]AIM．_Todeterminetheeffectsofposthepaticmanipulativebleedingonthelunginjuryinducedby hepaticischemia—reperfusion(HIR)inratmodel．METHODS：Rat35raintotalhepaticischemiamodelwasusedinthis study．WetreatedtheexperimentalratsbyposthepaticmanipulativebleedingorIH—CVmanipulativebleedingat10min afterreperfusion．RESULTS：Twopercentofbodyweightposthepaticmanipulativebleedingwithbloodtransfusionat10 minafterreperfusionsignificantlydecreasedcirculatingmalondialdehyde(MDA)．Tissueedema，myelopemxidase(MPO) andMDAconcentrationsinlungweresignificantlydecreased6haftertreatments．The7dsurvivalratewasremarkablyim— provedinexperimentalgroup．CONCLUSION：Twopercentofbodyweightposthepaticmanipulativebleedingwithblood transfusionat10minafterreperfusionsignificantlyprotectstheratsfromlunginjuryinducedbyHIR． [KEYWORDS]Liver；Reperfusioninjury；Lung；Reactiveoxygenspecies 肝脏缺血再灌注(hepaticischemia—reperfusion， HIR)损伤是肝脏外科常见的病理过程¨’21。我们利 用大鼠HIR损伤模型，分别抽取HIR后的肝上下腔 静脉(suprahepaticvenacava，SH—VC)和肝下下腔 静脉(infrahepatievenacava，IH—VC)血进行检测， 首次发现HIR后SH—VC内氧自由基(reactiveoxy- genspecies，ROS)随时间的延长逐渐升高，并在再灌 注后10min达到高峰，随着再灌注时间的延长，再灌 注后期两者内的ROS含量达到了平衡，随后我们通 过巧妙的，在ROS的“10min高峰”期进行大鼠 体重2％SH—VC(肝后)控制性失血输血处理，处理 组明显减轻了HIR损伤∞J。该研究所用的处理措施 系我们创新，国内外未见类似报道。HIR不仅可能 导致肝脏本身的功能障碍，还可引起肺的病理改变， 本文在上述研究基础上采用全肝缺血再灌注模型， 观察大鼠经肝后控制性失血处理后对HIR所致肺损 伤的影响。 [收稿日期]2008—07—22[修回日期]2009-01—04 ·[基金项目]浙江省卫生厅科学研究基金资助项目(No．20088071) E—mail：jiachk@sohu．com 万方数据 ·1396· 材料和方法 1动物和主要试剂 成年雄性封闭群sD大鼠，体重200—250g，购 于上海实验动物中心；丙二醛(MDA)试剂盒购自南 京建成生物有限公司。 2动物分组、模型制作及样品采集 SD大鼠随机分为5组(每组6只)：(1)缺血再 灌注组对照组(IR)，4％水合氯醛腹腔注射麻醉下开 腹，游离肝上韧带，游离肝门和肝下下腔静脉。动脉 夹夹闭肝门35min后开放，作为全肝缺血再灌注损 伤模型。取材方法为在肝门部动脉夹开放10min后 计时，分别在开放后6h肝下下腔静脉取外周血；放 血处死大鼠，取肺组织以备检测。(2)2％肝后失血 输血处理组(HB2)，4％水合氯醛腹腔注射麻醉下开 腹，游离肝上韧带，游离肝门和肝下下腔静脉，在肝 下下腔静脉后预置7撑丝线1根，预置线放在右侧肾 上腺静脉以上水平。动脉夹夹闭肝门35min后开 放。腹主动脉无菌注射器采取另1只大鼠动脉血， 肝素抗凝，注射器连接5．5#头皮针，放置在微泵上。 在肝门部动脉夹开放后约8rain，切开大鼠右侧颈前 皮肤，暴露游离右侧颈外静脉，头皮针穿刺右侧颈外 静脉并固定，小流量(1mL／h)维持通畅。在肝门部 动脉夹开放后10min，22号留置针由肝下下腔静脉 刺人，结扎(活结)预置线，再夹闭肝上下腔静脉膈肌 段，同时加大颈外静脉输血速度(90mL／h)，由留置 针抽取出肝血，放血量为大鼠体重的2％。放血后开 放肝上下腔静脉，再开放肝下下腔静脉，去除留置 针。放血速度与输血速度相当，输血量与放血量相 当旧J。取材方法为分别在放血处理后6h肝下下腔 静脉取外周血；放血处死大鼠，取肺组织以备检测。 (3)1％肝后失血输血处理组(HBl)，放血量为大 鼠体重的1％，其它所有步骤同HB2组。(4)2％肝 下下腔静脉失血输血处理组(IB)，在肝门部动脉夹 开放后10min，肝下下腔静脉放血，放血量为大鼠 体重的2％，其它所有步骤同HB2组。(5)2％肝后 失血输林格液处理组(HR)，放血量为大鼠体重的 2％，放血同时输等量林格液，其它所有步骤同HB2 组。 3血清丙二醛(maIondialdehyde。MDA)含量测定 按MDA试剂盒说明书方法用硫代巴比妥酸比 色法测定血清MDA含量，结果以MDA浓度示 (ttmol／g)。 4肺含水量测定 肺组织含水量以湿干重之比表示，取左上叶称 重后置于60oC恒温干燥箱，24h后测其干重。 5肺组织MDA和髓过氧化物酶(myeloperoxi． dase，MPO)含量测定 左下叶用以检测组织MPO和MDA含量。按试 剂盒说明书方法测定肺组织MPO和MDA的含量。 结果以MPO(U／g)和MDA(ILLmol／g)浓度表示。 6病理学检查 取各组10％甲醛固定的肺组织，HE染色评价肺 损伤的程度。 7 7d生存率观察 各组随机处理16只大鼠，观察7d生存率。 8统计学处理 数据以均数±差(元±s)表示，数据统计用 SPSS10．0软件完成。各组受体生存率评估以Kap． 1an—Meier法检验，组间生存时间的比较以非参数 MannWhitneyU检验进行，其它参数做One—way ANOVA。 结 果 1肝后控制性失血明显降低血清MDA的含量 在第二部分实验中，分别在SH—VC控制性失 血后不同时段抽取IH—VC血，进行MDA含量的检 测。HB2组6hMDA的含量(4．044±0．661)ttmol／g 明显低于对照组(5．157-1-0．391)p,mol／g，P<0．05； 而HBl、IB和HR组6hMDA的含量与对照组差异 不明显，见图1。 IR HB2 HBl IB HR Figl Theeffectofposthepaticmanipulativebleedingonplasma MDAlevelinSDratssubjectedtohepaticischemia— reperfusion(IR)injury．孟±豇n=6．‘P<0．05t／$IR． IR：ischemia—reperfusioncontrolgroup；HB2：twoper- centofbodyweightSH—VCmanipulativebleedingwith bloodtransfusion；HBl：onepercentofbodyweightSH —VCmanipulativebleedingwithbloodtransfusion；IB： twopercentofbodyweightIH—VCmanipulativebleeding withbloodtransfusion；HR：twopercentofbodyweight SH—VCmanipulativebleedingwithRinger’8lactateso． 1utiontransfusion． 图1肝后控制性失血对血清MDA的含量的影响 一廷lo旨t1一暑。一_∞扫IIQoIIou《口= 万方数据 2肝后控制性失血明显减轻肺水肿 HB2组肺含水量(4．20±O．26)明显低于对照组 (6．60±0．31)，P<0．05，而HBl、IB和HR组肺含水 量与对照组差异不明显，见表1。 表1 肺组织含水量的变化 Tab1 Wet—·to—-dryweightratiooflungtissueindifferent groups(x士5．rt=6) Group Wet—。to——dryratio IR HB2 HBl IB HR 6．60土0．3l 4．20±0．26’ 6．00±O．27 6．80±0．40 6．50±0．35 ‘P<0．05／)8IR 3肝后控制性失血明显减轻肺组织MDA和MPO 的含量 HB2组肺MDA和MPO含量分别为(10．10± 1．26)Ixmol／g和(4．40±0．46)U／g，明显低于对照组 (P<0。05)，而HBI、IB和HR组肺MDA和MPO含 量与对照组差异不明显，见表2。 表2肺组织MDA和MPO含量的变化 Tab2 MDAconcentrationandMPOactivityinlungtissuein differentgroups(骨4-s．忍=6) +P<0．05傩IR． 4病理学表现 各组肺组织病理学变化与上述生化指标一致。 IR对照组6h表现为弥漫性肺间质水肿、增厚和大 量的中性粒细胞浸润，而HB2组的上述变化明显减 轻，见图2。 5肝后控制性失血明显提高HIR损伤大鼠的7d 生存率 对照组7d生存率为18．75％(3／16)，HBl、IB 和HR组分别为31．25％(5／16)、25．00％(4／16)和 18．75％(3／16)，而HB2组7d生存率为68．75％ (11／16)，明显高于其它各组(P<0．01)，见图3。 ·1397· Fig2 Histologicalstudyofthelungat6hafterHIR．A：ische— mia—reperfusioncontrolgroup：B：twopercentofbody weightSH——VCmanipulativebleedingwithbl,xJdtransfu— sion．Thehistologicalstudyofthelungsrevealedadiffuse interstitialthickeningwithmarkededemaandpolymorpho- nuclearinfiltration6hafterliverischemia／reperfusioninIR group．Incontrast，mildlesionswereSeeninHB2group withdiscretethickeningofthealveolarsepiaandthepres- enceofscatteredinflammatorycells(magnification，×100)． 图2 HIR后6h肺组织病理学变化 焉 ．三 > ： ∽ g = U Survivaltime(d) Fig3 Kaplan—Meiersurvivalratesofratsinallgroups．IR：is— chemia—reperfusioncontrolgroup；HB2：twopercentof bodyweightSH—VCmanipulativebleedingwithblood transfusion；HBI：onepercentofbodyweightSH—VC manipulativebleedingwithbloodtransfusion；IB：two percentofbodyweightIH—VCmanipulativebleeding withbloodtransfusion；HR：twopercentofbodyweight SH—VCmanipulativebleedingwithRinger’SlactateSO- lutiontransfusion．TheKaplan——Meiersurvivalrateof rats(68．75％，11／16)inHB2groupwassignificantly higherthanthatinothergroups(n=6．P<0．01)． 图3各组Kaplan—Meier生存率曲线 万方数据 ·1398· 讨 论 前期研究工作中我们利用大鼠HIR损伤模型，发 现肝脏缺血再灌注SH—VC内ROS产生的“10min高 峰”现象，并在ROS的“10min高峰”期进行大鼠体 重2％SH—VC(肝后)控制性失血输血处理，明显减 轻了HIR损伤∞j。本文在上述研究基础上对处理前 后肺损伤情况进行了探讨。 本实验IR组肺组织和血清中MDA和MPO增 多，说明氧化／抗氧化失衡，体内脂质过氧化物增多。 肝脏缺血后激活枯否细胞，产生大量的细胞因子、活 性氧、蛋白水解酶，再灌注后这些因子一方面造成肝 细胞的损伤和肝脏微循环障碍，另一方面活性物质 通过体循环到达肺血管床，激活肺毛细血管内皮细 胞、中性粒细胞等，导致肺组织炎性反应，造成急性 肺损伤，导致肺毛细血管通透性增加，肺的含水量在 再灌注后明显增加。MPO存在于中性粒细胞溶酶体 内，肺组织MPO含量增加也说明中性粒细胞在肺组 织内聚集增多。中性粒细胞激活释放大量活性氧， 通过脂质过氧化反应破坏血管内皮细胞和肺泡上皮 细胞膜结构，产生毒性脂质过氧化产物如MDA，进一 步破坏细胞结构和功能。引。 本文HB2组明显地降低了血清MDA的含量，肺 含水量、MDA和MPO在处理后6h明显低于对照 组，而且HB2组的7d生存率明显高于对照组，且本 组病理性表现与上述指标相一致，表明肝后控制性 失血能减轻HIR所致的肺损伤。尽管其它组6h血 清MDA稍有降低，7d生存率稍有升高，但与IR之 间无显著差异。这是因为与HB2组相比，其它组 SH—VC失血的量少，从而ROS降低的程度不及 HB2组，而补充富含氧的新鲜血量不足所造成，也就 是说SH—VC控制性失血输血处理对肺损伤的保护 作用既与放血的量有关又与输入新鲜血的量有关， 二者缺一不司。 SH—VC控制性失血对HIR保护性作用的机制 主要为，经过处理后既直接降低了循环中的ROS的 含量，同时可能也降低了TNF—d等促炎性因子的 含量，因为在HIR的过程中肝脏本身既是ROS的主 要来源，也是TNF一(It等促炎性因子的主要来源’5j。 通过抑制缺血再灌注后ROS、TNF一仪等介质的释 放，减轻脂质过氧化反应，使释放入血的活性氧化物 减少，从而减少自由基对肺组织造成的损伤，肺含水 量、灌洗液蛋白含量较IR组明显减少。同时，实验 组肺组织MPO含量减少说明处理组减轻中性粒细 胞在肺组织中的聚集，局部的过氧化反应也较单纯 缺血再灌注组减轻，最终减轻了肺水肿和病理改变， 改善了肺功能，提高了生存率。本研究将主动的、控 制性失血的理念引入肝脏外科，为临床HIR及由此 导致的肺损伤的防治提供了新的思路和方法。 [参考文献】 [1]贾长库，王文擘。朱有法，等．肝上下腔静脉控制性失血 减轻大鼠肝脏缺血冉灌注损伤[J]．中国病理生理杂 志，2008，24(1)：112—115． [2]汤礼军，田伏洲，汪涛，等．阻断入肝血流施行肝部分 切除手术中肝细胞呼吸功能的研究[J]．中国病理生理 杂志，2008，24(1)：187—188． [3]Jiac，WangW，ZhuY，eta1．Suprahepaticvenacava manipulativebleedingalleviateshepaticischemia—-reper· fusioninjuryinrats[J]．DigLiverDis，2008，40(4)： 285—292． [4]McGuimGM，IjuP，JaeschkeH．Neutrophil—induced lungdamageafterhepaticischemiaandendotoxemia[J]． FreeRadicBiolMed，1996。20(2)：189—197． [5]FernandezL，HerediaN，PerahaC，eta1．Roleofische— micpreconditioningandtheportosystemicshuntinthepre— ventionofliverandlungdamageafterratlivertransplanta— tion[J]．Transplantation，2003，76(2)：282—289． 万方数据 肝后控制性失血减轻肝脏缺血再灌注所致的肺损伤 作者： 贾长库， 郑树森， JIA Chang-ku， ZHENG Shu-sen 作者单位： 浙江大学医学院附属第一医院肝胆外科,卫生部多器官联合移植重点实验室,浙江,杭州 ,310003 刊名： 中国病理生理杂志 英文刊名： CHINESE JOURNAL OF PATHOPHYSIOLOGY 年，卷(期)： 2009,25(7) 参考文献(5条) 1.汤礼军;田伏洲;汪涛 阻断入肝血流施行肝部分切除手术中肝细胞呼吸功能的研究[期刊论文]-中国病理牛理杂志 2008(01) 2.Mcguim GM;Iju P;Jaeschke H Neutrophil-induced lung damage after hepatic ischemia and endotoxemia 1996(02) 3.Jia C;Wang W;Zhu Y Suprahepatic vena cava manipulative bleeding alleviates hepatic ischemia- reperfusion injury in rats[外文期刊] 2008(04) 4.Fernandez L;Heredia N;Peralta C Role of ischemic preconditioning and the portosystemic shunt in the prevention of liver and lung damage after rat liver transplantation[外文期刊] 2003(02) 5.贾长库;王文擘;朱有法 肝上下腔静脉控制性失血减轻大鼠肝脏缺血再灌注损伤[期刊论文]-中国病理生理杂志 2008(01) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgblslzz200907028.aspx