大鼠腎缺血再灌注損傷過程對腦組織的影響

杜 靖，許琳利，佟安琪，陳亞豪劉遙順，馬 玉，楊舒婷，仵 燕 （新疆醫(yī)科大學(xué)厚博學(xué)院，新疆烏魯木齊830011）

缺血再灌注損傷 （ischemia-reperfusion injury，IRI）是一全身性病理過程，IRI除損傷原位器官外，尚可引起遠(yuǎn)位器官功能損傷。腎臟由于其功能及血流分布特點(diǎn)使其對缺血及缺血再灌注均敏感，腎IRI是臨床上導(dǎo)致急性腎小管壞死和腎移植失敗的重要因素［1］。腎IRI也可引起心、肝、肺、腦等多器官損傷，腦組織是最易受影響器官之一［2］。20世紀(jì)90年代后期，硫化氫 （hydrogen sulfide，H2S）被證實(shí)是存在于體內(nèi)的第3種新型內(nèi)源性氣體分子，有著廣泛的生物學(xué)效應(yīng)。Johansen等［2］對離體心臟研究發(fā)現(xiàn)，H2S可通過開放KATP通道減輕心肌缺血／再灌注損傷。張偉等發(fā)現(xiàn)大鼠肝臟在缺血-再灌注早期就存在明顯的細(xì)胞凋亡且內(nèi)源性H2S含量增加，推測H2S的保護(hù)作用可能與抑制凋亡信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和脂質(zhì)過氧化有關(guān)。近年來內(nèi)源性H2S作為一種新型的神經(jīng)調(diào)節(jié)因子和信號(hào)傳遞分子正在受到廣泛的關(guān)注，其細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和生物學(xué)功能仍未完全明確［3］。H2S在腎IRI及腦損傷中的變化少有報(bào)道，因此本研究選擇H2S來探討腎IRI損傷時(shí)可能在腎、腦組織發(fā)生的變化，為進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)腎缺血再灌注損傷過程對腦的影響機(jī)制提供新思路和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 材料

1．1．1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 Wistar雄性大鼠30只，250～300g。實(shí)驗(yàn)前12h禁食。隨機(jī)分為3組：假手術(shù)組、缺血90min再灌注60min組 （I／R 90min組）、缺血120min再灌注60min組 （I／R 120min組），每組10只。

1．1．2 藥品與試劑 離心機(jī)，美菱超低溫冰箱，半自動(dòng)生化分析儀，自動(dòng)酶標(biāo)儀，血Cr、BUN試劑盒，H2S測定試劑盒。

1．2 方法

1．2．1 大鼠腎缺血再灌注模型的建立 10%水合氯醛腹腔麻醉，取動(dòng)物仰臥位固定于鼠臺(tái)上，取手術(shù)刀沿腹白線做3～5cm切口，分離一側(cè)腎動(dòng)脈，腎動(dòng)脈下穿一根絲線將塑料管和動(dòng)脈固定好，逐層關(guān)閉手術(shù)切口，等待90min（或120min）后重新打開腹腔，沿塑料管先前的切口剪開絲線，實(shí)現(xiàn)腎血流再灌注60min，然后取血、腦、腎組織標(biāo)本。

1．2．2 組織取材和指標(biāo)檢測 以各時(shí)間點(diǎn)結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)取血5ml，2000rpm，10min，取上清檢測血肌酐（Cr）、尿素氮 （BUN）含量。腎、腦組織0．5g，手動(dòng)玻璃勻漿器制備10%組織勻漿，3500rpm，10min，取上清液檢測H2S含量 （酶聯(lián)免疫法）。

1．3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS15．0統(tǒng)計(jì)軟件包對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)量資料用（±s）表示，方差齊時(shí)，用成組設(shè)計(jì)的方差分析進(jìn)行檢驗(yàn)，方差不齊時(shí)，采用秩和檢驗(yàn)進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0．05。

2 結(jié) 果

2．1 各組血清Cr、BUN的變化

隨著IRI時(shí)間延長，血清Cr、BUN含量逐漸升高。與對照組比，I／R90min組和I／R120min組均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 （P＜0．05，P＜0．01）。見表1。

2．2 各組腎、腦組織中H2S含量變化

IRI腎、腦組織中H2S含量發(fā)生明顯變化，隨缺血時(shí)間延長有下降趨勢。腦組織I／R 90min組、I／R 120min組與對照組相比含量下降 （P＜0．01，P＜0．05）。腎 組 織I／R 90min組、I／R 120min組與對照組相比含量下降 （P＜0．01）。見表2。

表1 各組血清Cr、BUN含量比較

表2 各組腎、腦組織中H2S含量比較

3 討 論

缺血再灌注損傷是一全身性病理過程，嚴(yán)重時(shí)可引起多器官功能障礙綜合征［4］。腎缺血再灌注損傷是外科實(shí)踐中較常見的組織器官損傷之一，是引發(fā)多器官功能障礙的重要因素。腎缺血再灌注可導(dǎo)致腎功能發(fā)生改變，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示隨著腎缺血時(shí)間延長再灌注后血清Cr、BUN逐漸升高，說明隨腎缺血時(shí)間延長，腎功能損傷程度加重。

上世紀(jì)90年代起，人們逐漸注意到內(nèi)源性H2S可作為一種神經(jīng)遞質(zhì)或介質(zhì)參與神經(jīng)系統(tǒng)的功能調(diào)節(jié)。由此開始了對H2S的重新認(rèn)識(shí)［5］。腎臟有著豐富的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），研究顯示腎缺血再灌注損傷過程中，H2S作為氣體信號(hào)分子被消耗而致腎中H2S含量下降［6］。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果中腎IRI時(shí)腎組織中H2S含量發(fā)生明顯變化，隨缺血時(shí)間延長有下降趨勢。腎組織I／R 90min組、I／R 120min組與對照組相比含量下降 （P＜0．01），考慮腎缺血時(shí)腎組織灌流不足，腎血管受到缺血缺氧刺激后CSE活性下調(diào)而使H2S含量減少。有研究［7］顯示，應(yīng)用CBS抑制劑羥氨后大鼠海馬組織H2S生成減少，谷光甘肽（glutathione，GSH）含量降低，說明CBS／H2S體系在腦缺血再灌注損傷過程中通過上調(diào)GSH水平發(fā)揮對腦的保護(hù)作用，本實(shí)驗(yàn)中腎IRI時(shí)腦組織I／R 90min組、I／R 120min組與對照組相比含量下降（P＜0．01，P＜0．05）。表明在腎缺血再灌注導(dǎo)致腦損傷中，腦損傷使CBS酶活性降低，H2S生成減少，對腦的保護(hù)作用降低，腦損傷更嚴(yán)重。因此H2S含量作為信號(hào)分子在一定程度上顯示了腦損傷程度。

［1］汪保英 ．缺血再灌注損傷致遠(yuǎn)位器官功能障礙及其防治 ［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］康凱，姜洪池 ．氣體信號(hào)分子硫化氫與疾病 ［J］．中國普外基礎(chǔ)與臨床雜志，2009，16（2）：170-173．

［4］代紅燕，張建龍 ．大鼠腎缺血再灌注損傷時(shí)腦組織自由基的變化 ［J］．新疆醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，31（6）：682-685．

［5］任彩麗，趙紅崗等 ．腦梗死患者血漿中內(nèi)源性硫化氫含量的變化 ［J］．中國神經(jīng)精神雜志，2010，36（1）：43-45．

［6］于宏偉，鄧勇，樊海寧，等 ．結(jié)扎大鼠肝動(dòng)脈血清內(nèi)源性硫化氫一氧化氮濃度變化的研究 ［J］．青海醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，28（2）：92-95．

［7］邵建林，朱俊超，王俊科，等 ．胱硫醚-β-合酶／硫化氫和血紅素氧合酶-l／一氧化碳體系大鼠腦缺血再灌注損傷中的作用 ［J］．中華麻醉學(xué)雜志，2006，26 （5）：439-442．