右美托咪啶對大鼠腎缺血再灌注損傷的保護作用

張捍平，毛玉林，李志剛，李 冬，芮龍杰

右美托咪啶對大鼠腎缺血再灌注損傷的保護作用

張捍平，毛玉林，李志剛，李 冬，芮龍杰

目的 探討右美托咪啶對急性腎缺血再灌注損傷(ischemia reperfusion injury，IRI)的保護作用及其機制。方法 SD大鼠40只，隨機分為：對照(S) 組、缺血-再灌注 (IR) 組、右美托咪啶(Dex)組、右美托咪啶+育亨賓(Dex+Yoh)組和育亨賓(Yoh)組五組，每組8只。S組：僅結扎右側腎蒂，左腎蒂游離。IR組：結扎右側腎蒂，夾閉左側腎蒂1 h后，開放灌注4 h。Dex組：通過尾靜脈以5 μg/(kg·h) 的速度持續(xù)泵注右美托咪啶1 h，余同IR組。Dex+Yoh組：輸注右美托咪啶前10 min，靜脈注射育亨賓1 mg/kg，其余同Dex組。Yoh組：靜注育亨賓1 mg/kg，其余同IR組。分別檢測血清尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)，腎組織超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)，光鏡觀察腎組織的病理學變化。結果 與S組比較，IR組血BUN、Cr含量，腎組織MDA水平顯著增加，SOD水平下降(P<0.05)；與IR組比較，Dex組血BUN和Cr含量下降(P<0.05)，腎組織SOD水平升高，MDA 水平下降(P<0.05)，Dex+Yoh組和Yoh組均無顯著變化(P>0.05)，后兩組之間比較亦無顯著差異(P>0.05)；與S組比較，IR組、Dex+Yoh和Yoh組腎組織病理分級升高(P<0.05)；與IR組比較，Dex組分級下降(P<0.05)，Dex+Yoh和Yoh組無顯著差異(P<0.05)。結論 右美托咪啶能減輕腎缺血再灌注的損傷程度，其機制可能與激活α2腎上腺素受體介導的抑制氧自由基堆積、增強機體的抗氧化能力等有關。

右美托咪啶；腎臟；缺血再灌注損傷

缺血-再灌注損傷(ischemia reperfusion injury, IRI)是引起急性腎衰竭的重要原因之一，防治腎臟IRI是迫切需要解決的問題。休克好轉后的再灌注腎損傷、腎腫瘤切除術后、腎結石手術及腎移植術后等都可能出現(xiàn)IRI，導致患者術后容易并發(fā)急性腎衰竭，嚴重危及生命。右美托咪啶是高選擇性中樞神經(jīng)及外周血管α2腎上腺能受體(α2AR)激動藥，可抑制去甲腎上腺素釋放和交感神經(jīng)活性，產(chǎn)生鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛及抗交感作用[1]。動物研究表明，右美托咪啶對心臟、腦及腸IRI具有保護作用[2-4]。本研究擬探討右美托咪啶對大鼠腎臟IRI的影響及其機制。

1 材料與方法

1.1 材料 8～10周健康成年SD雄性大鼠(揚州大學醫(yī)學院實驗動物中心提供)40只(清潔級)，體重220～250 g。隨機分為5組：對照(S) 組、缺血-再灌注 (IR) 組、右美托咪啶(Dex)組、右美托咪啶+育亨賓(Dex+Yoh)組、育亨賓(Yoh)組，每組8只。動物放置在SPF培養(yǎng)室飼養(yǎng)48 h以上。

1.2 方法 實驗前12 h禁食。以戊巴比妥鈉30 mg/kg腹腔注射麻醉，固定于操作臺上。S組：尾靜脈輸注生理鹽水，腹部正中切口進入腹腔，小心分離出雙側腎蒂，僅結扎右側腎蒂，左腎蒂游離。IR組：結扎右側腎蒂，用無損傷微動脈夾夾閉左側腎蒂1 h后，松開動脈夾然后充分開放灌注4 h，腎臟由暗紅色恢復鮮紅色即可確認血流恢復。Dex組：通過尾靜脈以5 μg/(kg·h)的速度持續(xù)泵注右美托咪啶(江蘇恩華藥業(yè)股份有限公司，批號：20111002)1 h，余同IR組。Dex+Yoh組：靜脈輸注右美托咪啶前10 min，靜脈注射鹽酸育亨賓(武漢大華偉業(yè)化工有限公司)1 mg/kg，其余同Dex組。Yoh組：靜脈注射育亨賓1 mg/kg，其余同IR組。所有藥物均用生理鹽水稀釋，輸注液體總量一致。灌注4 h后，從下腔靜脈抽血2～4 ml置于抗凝管內，靜置4 h后離心分離血清，-70 ℃保存待用。分離左側腎臟周圍結締組織后，以4 ℃冰生理鹽水沖洗表面血液，濾紙吸干表面水分，將腎臟縱剖后取腎皮質100～200 mg，精確稱重后用剪刀剪碎移入勻漿管內，按w∶v=1∶9 的比例加入4 ℃生理鹽水，在冰浴中進行勻漿，制備成100 mg/L的腎組織勻漿液，以4℃低溫離心機離心后取上清液于液氮速凍后置于-70℃冰箱中保存待用。同時摘取部分左腎組織置于4%多聚甲醛溶液固定，4℃保存待用。

1.3 檢測指標 各組標本采集完成后均于1周內完成各項指標檢測。采用生化分析儀測定血清尿素氮(BUN)和肌酐(Cr)，采用相應試劑盒分別用亞硝酸鹽法、硫代巴比妥法測定腎組織中超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)，試劑盒購于南京建成生物醫(yī)學工程研究所。左腎組織常規(guī)石蠟包埋，按病理學常規(guī)制片HE染色，光學顯微鏡觀察，觀察腎組織病理變化，按照Jablonski等[5]描述的病理分級法將組織損傷程度分為0～4級。

2 結 果

2.1 血清BUN、Cr含量的變化 與S組比較，IR組血BUN和Cr 含量升高(P<0.05)；與IR組比較，Dex組血BUN和Cr含量下降(P<0.05)，Dex+Yoh組和Yoh組無顯著變化；與Dex組比較，Dex+Yoh和Yoh組血BUN和Cr含量升高(P<0.05)，后兩組之間比較無統(tǒng)計學差異(表1)。

2.2 腎組織SOD、MDA的變化 與S組比較，IR組SOD水平下降(P<0.05)，MDA水平升高(P<0.05)；與IR組比較，Dex組SOD水平升高(P<0.05)，MDA 水平下降(P<0.05)，Dex+Yoh組和Yoh組無顯著變化；與Dex組比較，Dex+Yoh和Yoh組SOD水平下降(P<0.05)，MDA水平升高(P<0.05)，但兩組之間比較無統(tǒng)計學差異(表1)。

2.3 腎組織病理學改變 光鏡下觀察S組腎小球、腎小管結構正常；IR組、Dex+Yoh和Yoh組腎臟組織學改變明顯，主要表現(xiàn)為腎小管上皮細胞脫落、刷狀緣消失、基底膜斷裂和腎小管阻塞，并可見腎小管出現(xiàn)凝固性壞死，間質有水腫、充血及明顯炎性細胞浸潤；見腎小管上皮細胞空泡化、腫脹，腎小管擴張、Dex組腎臟組織學改變輕微，可見少數(shù)腎小管上皮細胞空泡變性、部分管腔擴張、淋巴細胞浸潤。與S組比較，IR組、Dex+ Yoh和Yoh組腎組織病理分級升高(P<0.05)； 與IR組比較，Dex組分級下降(P<0.05)；與Dex組比較，Dex+Yoh和Yoh組分級升高(P<0.05)，但兩組之間比較無統(tǒng)計學差異(表1)。

表1 各組大鼠血清BUN、Cr，腎組織SOD、MDA、病理分級的比較 (n=8；

注：與S組比較，①P<0.05；與IR組比較，②P<0.05；與Dex組比較，③P<0.05

3 討 論

采用事先結扎一側腎動脈的大鼠可以避免對側腎的代償作用，對IRI更加敏感，因此本研究采用結扎右腎動脈的方法制備左腎IRI模型[6]。目前，臨床和動物研究中最常用的腎功能檢測指標為血清BUN和Cr。IRI時腎細胞膜受損，細胞膜屏障作用減弱，BUN、Cr能夠密切反映腎細胞的受損情況。本研究結果顯示，腎缺血1 h后再灌注4 h后IR組BUN、Cr濃度水平明顯升高，腎組織損傷嚴重，說明腎IRI模型成功建立。

右美托咪啶具有劑量依賴性鎮(zhèn)靜、抗焦慮和鎮(zhèn)痛作用，且無呼吸抑制，最近被用于臨床麻醉[7]。Zhang等[3]研究證明，大鼠腸缺血前以5 μg/(kg·h)持續(xù)輸注右美托咪啶可通過抑制炎性因子的釋放和腸黏膜細胞的凋亡減輕再灌注后的損傷。右美托咪啶臨床常用劑量為0.4～1.0 μg/(kg·h)，根據(jù)藥物在不同種屬之間的劑量換算關系，大鼠右美托咪啶5 μg/(kg·h)的劑量相當于人0.8 μg/(kg·h)的劑量[8]，此劑量不會造成大鼠低血壓進而影響器官灌注[9]，因此本研究選擇了此劑量。

腎臟IRI涉及多種機制。目前認為，爆發(fā)式產(chǎn)生的氧自由基是引起細胞生物分子結構變化和細胞功能損傷的重要原因，氧自由基在IRI中起了非常重要的作用，是腎臟IRI的重要介質[10]。

本研究所采用的腎組織SOD、MDA是目前公認的能較好反映組織內氧自由基水平及氧化損傷程度的間接指標，其中SOD能清除體內過剩的氧自由基，其活力的高低間接反映了機體清除自由基的能力，MDA是脂質過氧化物的終末產(chǎn)物，檢測其含量可反映機體內脂質過氧化的程度，并間接反映組織細胞受自由基攻擊的嚴重程度，這兩個指標可準確反映出組織氧化損傷和抗氧化損傷的水平。

本研究發(fā)現(xiàn)，與S組相比，IR組SOD水平下降而MDA含量升高，這表明缺血再灌注時機體組織內抗氧化酶活性下降，脂質過氧化損傷加重，血BUN和Cr的升高表明此時腎功能相應下降，與IR組比較，Dex組腎組織中SOD升高，MDA含量下降，脂質過氧化產(chǎn)物MDA含量明顯減少，表明右美托咪啶能提高機體組織內抗氧化酶的活性，使再灌注后過度產(chǎn)生的氧自由基被及時清除，腎組織內脂質過氧化損傷程度減輕。同時腎功能檢測結果顯示，Dex組的血BUN和Cr 較IR組下降，這與SOD活性的升高和MDA含量下降的結果相一致，表明隨著腎組織內過多氧自由基的被清除、氧化損傷的減輕，腎功能相應地得到改善。腎臟組織病理學檢查結果亦進一步證實Dex組組織學變化較IR組明顯減輕。

育亨賓能選擇性地阻斷突觸前的α2AR，本研究發(fā)現(xiàn)單獨應用育亨賓對腎IRI無影響，但可以消除右美托咪啶對IRI的保護作用，說明右美托咪啶抑制大鼠IRI所致的氧自由基反應是通過α2AR介導的。

綜上所述，右美托咪啶能減輕腎IRI程度，對再灌注組織具有保護作用，其保護機制可能與激活α2AR，進而抑制氧自由基堆積、增強機體的抗氧化能力等有關。

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(2013-10-12收稿 2013-12-16修回)

(責任編輯 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

張捍平，本科學歷，副主任醫(yī)師，E-mail: zhanghp64@sina.com

225003揚州，武警江蘇總隊醫(yī)院麻醉科

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