大鼠肺缺血再灌注損傷中番茄紅素的作用機(jī)制分析

劉偉存

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 選擇華北理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心清潔級(jí)雄性SD大鼠180只, 質(zhì)量230～270g, 隨機(jī)分為假手術(shù)組、模型組、舒血寧注射組、番茄紅素5 mg/kg組、番茄紅素10 mg/kg組、番茄紅素20 mg/kg組,每組30只。

1.2 藥物與試劑 番茄紅素、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)試劑盒、超氧化物歧化酶(SOD)試劑盒、丙二醛(MDA)試劑盒、舒血寧注射液、髓過氧化物酶(MPO)試劑盒、過氧化氫酶(CAT)試劑盒、烏拉坦。

1.3 實(shí)驗(yàn)儀器 UV759紫外-可見分光光度計(jì), HX-300S型動(dòng)物呼吸機(jī), 24D高速離心機(jī), 光學(xué)顯微鏡, FA-25勻漿機(jī),RM-2135型石蠟切片機(jī)。

1.4 方法

1.4.1 給藥方法 舒血寧注射組、番茄紅素組在手術(shù)30 min前通過尾靜脈注射相應(yīng)藥物, 模型組和假手術(shù)組注射等體積的生理鹽水。稱取適量的番茄紅素,然后將番茄紅素溶解在K-H溶液中, 以此來(lái)制備20 mg/ml番茄紅素溶液, 以這個(gè)番茄紅素為基礎(chǔ), 以此稀釋制備10、5mg/ml番茄紅素溶液,最后根據(jù)體質(zhì)計(jì)算藥物容積, 使得藥體質(zhì)量和藥物容積成正比例關(guān)系［4］。

1.4.2 模型的制備 除去假手術(shù)組之后, 對(duì)各組大鼠經(jīng)腹腔注射烏拉坦麻醉之后, 實(shí)施插管, 給動(dòng)物連接呼吸機(jī),呼吸機(jī)設(shè)置要求是：呼吸比例是1∶1, 頻率為50次/min, 潮氣量為10 ml/kg。在大鼠的左胸的第4肋和第5肋間進(jìn)行開胸手術(shù), 對(duì)左肺門進(jìn)行手術(shù), 最后使用無(wú)創(chuàng)血管夾閉左肺門,30 min后將夾門松開, 恢復(fù)大鼠的血流, 整個(gè)過程必須機(jī)械通氣, 不然會(huì)影響手術(shù)結(jié)果；假手術(shù)組不進(jìn)行夾閉左肺門手術(shù), 其他操作和手術(shù)組一樣。

1.4.3 肺組織細(xì)胞凋亡的觀察及凋亡指數(shù)的計(jì)算 肺組織細(xì)胞凋亡的觀察和凋亡指數(shù)的計(jì)算過程：首先取出肺組織石蠟切片, 根據(jù)試劑盒上說明步驟進(jìn)行HE染色, 然后使用光學(xué)顯微鏡對(duì)肺組織內(nèi)細(xì)胞凋亡情況進(jìn)行觀察；最后在每張切片中選取6個(gè)視野, 計(jì)算出每個(gè)視野內(nèi)肺細(xì)胞總數(shù)和各個(gè)組中大鼠肺組織細(xì)胞凋亡指數(shù)。

1.5 觀察指標(biāo) 觀察六組大鼠肺組織細(xì)胞凋亡情況, 比較六組大鼠肺組織干濕質(zhì)量比值、細(xì)胞凋亡指數(shù)、大鼠血清MDA含量及MPO活性。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS21.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(-x±s)表示, 組間比較采用單因素方差分析, 兩兩比較采用LSD進(jìn)行檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 六組大鼠肺組織細(xì)胞凋亡情況 HE染色進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn), 紅色的是凋亡細(xì)胞, 在假手術(shù)大鼠組織中能夠見到很少的凋亡細(xì)胞；模型組中大鼠肺組織凋亡情況較為嚴(yán)重, 通過番茄紅素進(jìn)行預(yù)處理之后, 細(xì)胞凋亡情況有所改善, 其中效果最好的是番茄紅素20 mg/kg進(jìn)行預(yù)處理。

2.2 六組大鼠肺組織干濕質(zhì)量比值及細(xì)胞凋亡指數(shù)比較模型組大鼠肺組織細(xì)胞凋亡指數(shù)明顯高于假手術(shù)組, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；番茄紅素10、20 mg/kg組大鼠肺組織細(xì)胞凋亡指數(shù)明顯低于模型組, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05或0.01), 大鼠肺細(xì)胞凋亡處理效果最好的是番茄紅素20 mg/kg預(yù)處理。模型組大鼠肺組織干濕質(zhì)量比值明顯高于假手術(shù)組, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01), 番茄紅素10、20 mg/kg組大鼠肺組織肺組織干濕質(zhì)量比值明顯低于模型組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05或0.01)。舒血寧組肺組織干濕質(zhì)量比值及細(xì)胞凋亡指數(shù)均低于模型組, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＜0.01)。見表 1。

2.3 六組大鼠血清MDA含量和MPO活性比較 模型組大鼠血清中MDA含量和MPO活性高于假手術(shù)組, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；番茄紅素10、20 mg/kg組大鼠血清中MDA含量和MPO活性明顯低于模型組, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05或0.01), 番茄紅色劑量為20 mg/kg時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)大鼠的預(yù)后效果為最佳。舒血寧組大鼠血清中MDA含量和MPO活性均低于模型組, 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表2。

表1 六組大鼠肺組織干濕質(zhì)量比值及細(xì)胞凋亡指數(shù)比較(±s)

表1 六組大鼠肺組織干濕質(zhì)量比值及細(xì)胞凋亡指數(shù)比較(±s)

注：與假手術(shù)組比較, aP＜0.05, bP＜0.01；與模型組比較, cP＜0.05, dP＜0.01

組別 劑量 (mg/kg) 只數(shù) 干濕質(zhì)量比值 細(xì)胞凋亡指數(shù)(%)假手術(shù)組 - 30 5.13±0.34 2.18±0.97舒血寧組 4 30 5.96±0.48d 22.15±1.93d模型組 - 30 6.47±0.62a 31.26±2.25b番茄紅素組 5 30 6.25±0.57 27.49±2.18 10 30 5.98±0.51c 21.38±1.85c 20 30 5.76±0.39d 15.54±1.61d

表2 六組大鼠血清MDA含量和MPO活性比較(±s)

表2 六組大鼠血清MDA含量和MPO活性比較(±s)

注：與假手術(shù)組比較, aP＜0.01；與模型組比較, bP＜0.05, cP＜0.01

組別 劑量(mg/kg) 只數(shù) MDA(nmol/L) MPO(U/L)假手術(shù)組 - 30 2.59±0.32 3.48±0.72舒血寧組 4 30 5.97±0.64b 5.68±1.47b模型組 - 30 8.38±0.68a 9.35±2.16a番茄紅素組 5 30 7.46±0.72 7.73±1.94 10 30 5.74±0.63b 5.57±1.78b 20 30 4.28±0.59c 4.36±1.59c

3 討論

隨著體外循環(huán)手術(shù)、肺移植手術(shù)和單側(cè)肺循環(huán)阻斷手術(shù)技術(shù)的應(yīng)用, 肺缺血再灌注損傷在臨床中越來(lái)越容易見到,這也是導(dǎo)致早期肺組織發(fā)生障礙的主要原因。隨著研究的深入, 發(fā)現(xiàn)造成肺缺血再灌注損傷的主要發(fā)生機(jī)理是人體內(nèi)氧自由基過剩從而引發(fā)了氧化應(yīng)激損傷和人體肺組織細(xì)胞凋亡［5-9］。有學(xué)者使用藥物干預(yù)肺缺血再灌注大鼠模型,發(fā)現(xiàn)該藥物能夠抑制自由基繼續(xù)氧化, 從而保護(hù)了大鼠肺缺血再灌注損傷［10］。

番茄紅素屬于胡蘿卜素, 具有增強(qiáng)體質(zhì)、抗腫瘤和抗氧化的作用, 本次實(shí)驗(yàn)選用夾閉左肺門30 min后松夾的方式制備肺缺血再灌注損傷大鼠模型來(lái)進(jìn)行分析研究, 研究分析之后發(fā)現(xiàn)番茄紅素10、20 mg/kg處理后能夠抑制肺組織細(xì)胞,降低人體細(xì)胞的凋亡率, 且當(dāng)番茄紅素20 mg/kg時(shí)預(yù)處理效果最好, 這就表明番茄紅素對(duì)肺缺血再灌注大鼠具有良好的保護(hù)作用。

綜上所述, 番茄紅素對(duì)于肺缺血再灌注大鼠具有一定的保護(hù)作用, 該作用機(jī)制主要是因?yàn)榉鸭t素能夠改善機(jī)體抗氧化酶活性, 抑制肺組織氧化。

［1］ 魏延, 沈新南, 麥嘉儀, 等.番茄紅素對(duì)腦缺血再灌注大鼠活性氧及缺氧損傷的影響.中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志, 2010, 44(1):34-38.

［2］ 張建武, 閡冬幽, 周云, 等.番茄紅素對(duì)H2O2致乳鼠心肌細(xì)胞氧化應(yīng)激損傷的保護(hù)作用.中國(guó)實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志, 2014, 20(12):160-164.

［3］ 岳榮川.番茄紅素保護(hù)線粒體DNA減輕心肌缺血再灌注損傷的作用及機(jī)制研究.第三軍醫(yī)大學(xué), 2015.

［4］ 李雪, 趙明智, 張安易, 等.番茄紅素對(duì)大鼠肺缺血再灌注損傷的保護(hù)作用研究.現(xiàn)代藥物與臨床, 2015, 30(6):637-641.

［5］ 史欣, 劉書花, 焦清海, 等.番茄紅素對(duì)大鼠肝臟局部缺血再灌注損傷的保護(hù)作用.中藥藥理與臨床, 2015(3):64-66.

［6］ 春玉虎, 黨宏偉, 閆業(yè)軍.番茄紅素對(duì)大鼠心臟缺血再灌注的保護(hù)作用及其機(jī)制研究.現(xiàn)代藥物與臨床, 2014, 29(9):974-979.

［7］ 王超臣.番茄紅素對(duì)大鼠肝臟缺血再灌注損傷過程中凋亡和自噬的作用.揚(yáng)州大學(xué), 2016.

［8］ 譚楊波, 李通 , 甘嘉亮.番茄紅素對(duì)大鼠腸缺血再灌注損傷的保護(hù)作用.第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào), 2016, 38(23):2512-2515.

［9］ 武向麗.番茄紅素對(duì)大鼠肝臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用.中國(guó)生化藥物雜志, 2015, 35(2):17-20.

［10］ 賀建東, 韓沖芳, 董玥穎, 等.七氟烷預(yù)處理聯(lián)合后處理對(duì)大鼠心肌缺血再灌注時(shí)HO-1表達(dá)的影響.當(dāng)代醫(yī)學(xué), 2013,12(8):189-191.