曹譯心 ,張 旭 ,張翠薇 ,何 穎 ,馬躍榮
1.瀘州醫(yī)學(xué)院組織學(xué)與胚胎學(xué)教研室,四川瀘州 646000;2.瀘州醫(yī)學(xué)院病理教研室,四川瀘州 646000;3.瀘州醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院中藥學(xué)實驗室,四川瀘州 646000
腎臟缺血再灌注損傷(ischemia reperfusion injury,IRI)是常見的臨床疾病,可導(dǎo)致急性腎功能衰竭。紅花是治療慢性腎臟疾病常用的活血化瘀藥物,有一定的臨床療效,但在IRI方面尚無研究。本研究建立IRI大鼠模型并利用紅花提取物進行干預(yù),旨在觀察紅花提取物是否對IRI具有保護作用。
動物為清潔級、健康9周齡SD大鼠,雌雄不拘,體重180~220 g,均由瀘州醫(yī)學(xué)院動物實驗中心提供。
紅花注射液(主要成分:紅花黃色素、紅花醌苷、紅花素、新紅花苷,20 ml/支;十堰麥克制藥有限公司)。大鼠血肌酐(Scr)和尿素氮(BUN)試劑盒(購自上海碧云天生物技術(shù)有限公司)、內(nèi)皮素-1(ET-1)放免試劑盒(購自北京經(jīng)緯博恒生物科技開發(fā)有限公司)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和血丙二醛(MDA)檢測試劑盒(南京建成生物醫(yī)學(xué)公司)。
1.3.1 實驗分組 將40只大鼠隨機分為4組(每組各10只):缺血再灌注組(陽性對照組)、假手術(shù)組(陰性對照組)、紅花低劑量干預(yù)組和紅花高劑量干預(yù)組。按照文獻[1]的方法處理如下:均以戊巴比妥鈉(5 mg/kg)腹腔麻醉,腹部正中切口,暴露雙側(cè)腎,之后各組分別處理如下,①缺血再灌注組,缺血前10 min,腎靜脈給予等容積生理鹽水,夾閉雙側(cè)腎動脈,60min后去除動脈夾,同法再給生理鹽水,縫合切口。24 h后各組大鼠以1.5%戊巴比妥鈉(40 mg/kg)腹腔麻醉后,腹部正中切開,于下腔靜脈采血;同時取雙腎。②假手術(shù)組,不夾閉雙側(cè)腎動脈,不給生理鹽水,其余同缺血再灌注組。③紅花低劑量干預(yù)組和紅花高劑量干預(yù)組分別以10 ml/kg和20 ml/kg的紅花注射液代替生理鹽水,其余同缺血再灌注組。
1.3.2 檢測方法 采集的血液經(jīng)離心后取血清按試劑盒方法分別測定Scr、BUN和MDA的的含量。取一側(cè)腎按其重量加生理鹽水制成10%的組織勻漿,按試劑盒方法測定SOD,同時用放免法測定腎組織ET-1含量。取另一側(cè)腎進行石蠟切片行HE染色。
1.3.3 腎臟的病理學(xué)觀察 腎組織以中性緩沖甲醛固定,石蠟包埋,切成4 μm厚的切片,行HE染色,用普通光學(xué)顯微鏡檢查。觀察腎缺血再灌注后腎小球、腎小管充血、變性、壞死及白細胞浸潤等病理變化。
采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行分析,計量資料數(shù)據(jù)以均數(shù)±標準差(±s)表示,多組間比較采用方差分析,組間兩兩比較采用SNK-q檢驗。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
假手術(shù)組Scr及BUN含量均低于其他各組,差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);缺血再灌注組和紅花低劑量干預(yù)組之間比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);但紅花高劑量干預(yù)組明顯低于缺血再灌注組和和紅花低劑量干預(yù)組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。 見表1。
表1 各組大鼠Scr和BUN的變化(±s)
表1 各組大鼠Scr和BUN的變化(±s)
注:與假手術(shù)組比較,aP<0.01;與缺血再灌注組和紅花低劑量干預(yù)組比較,bP<0.05
組別 例數(shù)10101010假手術(shù)組缺血再灌注組紅花低劑量干預(yù)組紅花高劑量干預(yù)組Scr(μmol/L)85.59±11.37722.44±77.02a 673.06±102.59a 485.57±77.90ab BUN(mmol/L)6.74±1.0249.54±3.39a 45.11±6.74a 34.05±4.04ab
ET-1的含量水平,假手術(shù)組均低于其他各組,差異有高度統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);缺血再灌注組和紅花低劑量干預(yù)組之間比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);紅花高劑量干預(yù)組明顯低于缺血再灌注組和和紅花低劑量干預(yù)組 (P<0.05)。SOD的含量水平,假手術(shù)組均高于其他各組(P<0.01);紅花低劑量干預(yù)組和紅花高劑量干預(yù)組之間比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),但二者都同時高于缺血再灌注組(P<0.05)。MDA的含量水平,假手術(shù)組均低于其他各組(P<0.01);紅花低劑量干預(yù)組和紅花高劑量干預(yù)組之間比較,差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),但二者都同時低于缺血再灌注組(P<0.05)。見表2。
表2 各組大鼠ET-1、SOD和血MDA的變化(±s)
表2 各組大鼠ET-1、SOD和血MDA的變化(±s)
注:與假手術(shù)組比較,aP<0.01;與缺血再灌注組和紅花低劑量干預(yù)組比較,bP<0.05;與缺血再灌注組比較,cP<0.05
?
除假手術(shù)組外,各組均出現(xiàn)不同程度的腎小球毛細血管擴張充血,腎小球囊腔擴張,腎小管上皮細胞空泡樣變性,近曲小管管壁腫脹,管腔變小及少量炎癥細胞浸潤。其中,以缺血再灌注組最重,甚至還出現(xiàn)腎小管上皮細胞顆粒樣變以及明顯的腎小管壞死、管腔堵塞和刷狀緣脫落。此外,腎小管腔可見炎癥細胞和蛋白管型,而紅花高劑量干預(yù)組最輕。見圖1。
圖1 各組大鼠腎組織病理學(xué)改變(HE染色,×400)
IRI屬急性腎損傷的范疇,在臨床上十分常見,但目前尚無有效的防治方法。IRI所致的急性腎功能衰竭在臨床較為常見,IRI系氧自由基引起的微循環(huán)血流障礙以及由細胞因子介導(dǎo)的對內(nèi)皮細胞及實質(zhì)細胞的免疫損傷。缺血期間,首先造成器官的ATP儲備衰竭,繼而通過無氧代謝提供能量,表現(xiàn)為糖酵解增加。灌注早期,大量注入的血氧一時不能充分利用,作為各種氧化酶的底物而產(chǎn)生氧自由基。再灌注時往往存在紅細胞外滲,同時紅細胞又易受到氧自由基的攻擊,出現(xiàn)形態(tài)改變和聚積,導(dǎo)致血液黏度增加,紅細胞溶解,進而產(chǎn)生大量血紅蛋白。血紅蛋白通過損傷脂質(zhì)雙分子層、細胞骨架、細胞代謝酶及DNA,并促進氧自由基產(chǎn)生,從而加重內(nèi)皮細胞損傷[2]。本研究結(jié)果顯示缺血再灌注后大鼠的Scr和BUN顯著上升,說明其腎功能顯著減退,表明IRI對腎功能影響顯著。
紅花屬菊科植物,其主要活性成分有紅花黃素、脂肪酸、黃酮醇類、紅花多糖、鏈烷雙醇、豆甾醇和紅花胺等。紅花有活血通經(jīng)、去瘀止痛的功能[3]。紅花提取物能抑制血小板聚集,降低血液黏度,其有效成分紅花黃色素能延長凝血酶原時間和凝血酶時間[4]。
SOD是廣泛存在于需氧物體內(nèi)的一種金屬酶,能催化超氧陰離子自由基產(chǎn)生歧化反應(yīng),是體內(nèi)最為重要的自由基清除劑。可以歧化O2生成H2O2,從而保護細胞不受毒性氧自由基損傷[5]。MDA是機體內(nèi)氧自由基代謝中產(chǎn)生的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物,它可以反映該體系中脂質(zhì)過氧化自由基的存在及反應(yīng)的程度,引發(fā)細胞膜大分子物質(zhì)(如蛋白、脂質(zhì)等)相互交聯(lián)、聚合,從而加重細胞膜變性和功能障礙[6]。
本實驗結(jié)果顯示相對假手術(shù)組,缺血再灌注組SOD含量顯著減少,MDA含量顯著升高,BUN、Scr明顯增加。表明缺血再灌注后,腎組織因為SOD的顯著減少,清除氧自由基的能力降低,導(dǎo)致腎結(jié)構(gòu)被破壞,同時功能下降。同時本實驗應(yīng)用紅花提取物干預(yù)缺血再灌注損傷過程,發(fā)現(xiàn)相對沒有使用紅花提取物干預(yù)的組分,干預(yù)組SOD含量較高,MDA含量明顯較低,而對應(yīng)的BUN、Scr明顯較低,說明紅花提取物可能能在一定程度上維持缺血性腎臟組織中的SOD活性,進而可以保持較高的氧自由基清除能力而起到保護腎臟的作用。
綜上所述,本研究發(fā)現(xiàn)紅花提取物可以減輕IRI的程度,可改善相應(yīng)的腎功能。但其具體機制有待進一步研究。
[1]謝智慧,曹瑞,陳宗,等.高壓氧干預(yù)對大鼠腎缺血再灌注損傷保護作用的實驗研究[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2010,32(2):98-101.
[2]梁鋼,黃巨恩,張肅,等.表沒食子兒茶素沒食子酸酯對腎缺血再灌注損傷的保護作用[J].中國藥理學(xué)通報,2003,19(1):97-100.
[3]郭曉鳳.中藥紅花的研究進展[J].中國民族民間醫(yī)藥,2008,17(2):73-74.
[4]賈菲菲,柴秋彥,賈俊.紅花黃色素B抗凝作用研究[J].山西中醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2009,10(3):13-15.
[5]楊佳丹,董志,歐陽凈.兩維來司鈉對實驗性大鼠腦缺血再灌注損傷的保護作用[J].重慶醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2007,32(6):578-580.
[6]Patel NS,Sharples EJ,Cuzzocrea S,et al.Pretreatment with EPO reduces the injury and dysfunction caused by ischemia/reperfusion in the mouse kidney in vivo[J].Kidney Int,2004,66(3):983-989.