肠腔分流条件下巴马小型猪缺血再灌注肝功及病理 变化

肠腔分流条件下巴马小型猪缺血再灌注肝功及病理 变化

陈继业 　马正伟 　李昆 　郑平 　董家鸿　　【摘要】　目的 　探讨肝缺血再灌注过程中肝功能及病理变化规律 。方法 　将 18 头正常小型猪 随机分为 A 组 (入肝血流阻断 90 min) 、B 组 ( 入肝血流阻断 100 min) ,对照观察两组动物在缺血前、 复流前 、复流 1 h 及术后各时相点 AL T 、A S T及肝组织病理的变化情况 。结果 　(1) A 组长期存活率 为 100 % ,B 组长期存活率为 44 . 4 % ; ( 2) 两组动物于缺血及复流 1h AL T 水平变化较术前无明显变 化 (P > 0 . 05) ,至术后 2 、3 d 均显著高于术前水平 (P< 0 . 05) ,术后 4 d 与术前无显著差异 (P>0 . 05) ,术后 2 、3 d 时 B 组水平均显著高于 A 组 (P < 0 . 05) ; ( 3) 两组动物于复流 1 h 时 A S T 水平达 到峰值(P < 0 . 05) ,此后 A S T 水平逐渐下降 ,到术后 3 d 与术前无显著性差异 (P > 0 . 05) ,复流1 h , 术后 1 、2 d 时 B 组水平显著高于 A 组 (P < 0 . 05) ; ( 4) 两组动物肝组织病变随着缺血时间的延长而 更加严重 ,在复流 1 h 时肝组织损伤最为严重 ,随后肝组织损伤逐渐减轻 ,存活动物于术后 4 d 肝组织 结构基本恢复正常 ,死亡动物尸检见肝组织大片溶解坏死 ; ( 5) 对比 AL T、A S T 与肝组织病理学变化 的关系可以看到 ,在肝 IR 过程中 ,AL T 水平变化与肝组织变化趋势不一致 ,而 A S T 水平变化与肝组 织病理改变情况基本一致 。结论 　(1) 在长时间缺血过程中如发现肝组织出现灶性坏死 、细胞广泛气 球样变 、脂肪变性将提示组织损伤难以恢复 ,动物难以耐受肝缺血再灌注损伤 ; ( 2)在肝脏缺血过程 中检测血清 AL T 、A S T 并不能用于判断肝缺血再灌注损伤的预后情况 ,但再灌注过程中血清 A S T 水 平能较好的反映肝组织的受损程度 。　　【关键词】　肝脏 　　缺血再灌注 　　肝功能 　　病理Changes of l iver f unction and histopathology during hepatic ischemia2reperf usion with meso2caval shunt in s wine　Chen J i y e ,M a Z he n g w ei ,L iK un ,Z hen g Pi n g ,D on g J i a hon g . I ns t i t ute o f H e p at obi l ia r yS u r ge r y ,S out h w es tH os p i t al ,T hi r d M i l i t a r yM e d ic al U ni ve rs i t y ,Cho ngqing 400038 , China　　【Abstract】　Objective 　To investigat t he time2co ur se cha nge s of liver f unctio n a nd hi stopat holo gy  during hep atic i schemia2rep erf usio n.Methods 　18 Bama swine s were rando mly divided into t wo gro up s wit h 9 a nimal s in eachgro upa ndt hecha nge s ofliver f unctio n a ndhi stop at holo gywere o bserved.Results 　(1)The survival rat e in gro up A a nd B wa s 100 % a nd 44 . 4 % , resp ectivel y.(2)Co mpa red wit h t he p re2i schemia , t he AL T level s in t wo gro up s o n po stoperative 2 d and 3 d were significa ntly in2crea sed (P < 0 . 05) .O n po stop erative 4 d , t he AL T reco vered tono r mal level(P> 0 . 05 ) .AL T level in group B wa s significa ntl y higher t han in gro up A o n po stop erative 2 d a nd 3 d(P< 0 . 05) .(3)A S T level s in t wo gro up s reached p ea k at 1h af ter reperf usio n (P < 0 . 05) , a nd reco vered to no r2 mal level o n po stoperative 3d(P> 0 . 05 ) .A S T level in gro up B wa ssignifica ntly highert ha n in gro up A at 1h af t er rep erf usio n and o n po stoperative 1 d a nd 2 d (P < 0 . 05) .(4)The hep atic ti ssueinj ur y wa s t he mo st severe at 1 h af ter reperf usio n a nd reco vered to no r mal in gro up A o n po stop era2 tive 4 d , ho wever , hep atic necro si s wa s fo und in swine s t hat were dead in gro up B .Conclusions 　(1) Thechanges t hat focalnecro si s , ma ssiveballoo ning degeneratio n a nd f at t y degeneratio n occure af teri schemia may indicate t hat t he a nimal can no t tolerate t he IR inj ur y.(2)In t he hep atic i schemia2rep er2f usio n co ur se , t hedeter minatio n ofAL T and A S T level a reno tval ua ble i n p redicting t hesurvival , however , A S T i s t he bet ter index which can ref lect t he degree of t he hepatic IR inj ur y.　　【Key words】　liver 　　i schemia2reperf usio n 　　liver f unctio n 　　pat holo gy　　阻断入肝血流是肝切除术中为控制出血所采用的必要措施之一[ 1 ]。但是入肝血流阻断不可避 免的导致肝脏缺血再灌注 ( Ische mia2rep e rf u sio n , IR) 损伤 , 在肝 IR 过程中 , 肝脏组织细胞发生了 一系列代谢、结构和功能的紊乱 ,直接影响到疾病的预后、手术成功率和病人存活率[ 2 ,3 ]。目前 ,有 学者认为需寻找一项能定量、灵敏的反映肝 IR 损伤的指标 ,可以对其损伤程度进行预判 ,从而有 助于肝门阻断个体化[ 4 ]。本研究通过持续性观察 肝 IR 过程中丙氨酸氨基转移酶 ( AL T) 、天冬氨 酸氨基转移酶 ( A S T) 及肝组织病理学改变情况 , 了解其变化规律 ,同时探讨这些指标变化情况与肝 IR 损伤程度间的关系 ,旨在对临床上阻断肝脏血 流的时间及设计合理手术方案提供实验依据。1 　材料与方法1 . 1 　实验动物及分组　　健康广西巴马小型猪 18 头 , 雌雄不限 , 体重 20 ～30 kg ,由第三军医大学实验动物中心提供 。随机分为 2 组 : A 组 ( n= 9) 肠腔分流条件下阻断入肝血流 90 min ;B 组 ( n = 9) 肠腔分流条件下阻断入肝血流 100 min 。1 . 2 　动物模型建立　　实验动物于术前 12 h 禁食水 。予以 10 mg/ kg 盐酸 氯胺酮 ,1 mg 硫酸阿托品肌注进行麻醉前诱导然后用1 %戊巴比妥钠 ( 0. 5 ml/ kg) 麻醉 。气管插管后连接呼吸 机 ,颈动脉插管监测心率 、血压变化 , 颈静脉插管建立输 液通道 。腹正中切口入腹 ,分离切断肝周所有韧带 ,阻断所有侧支入肝血流 ,游离肠系膜上静脉及下腔静脉 。行肠系膜上静脉2下腔静脉侧侧吻合后 , 8 号尿管悬吊结扎 肝十二指肠韧带 。阻断一定时间后解除肝门阻断 ,拆除 并修补肠系膜上静脉2下腔静脉侧侧吻合口恢复肝脏正常 解剖结构。至动物术后清醒 、自主呼吸后拔除气管插管 。1 . 3 　观察指标1 . 3 . 1 　动物手术后存活情况 　　动物手术后精心饲养14 d ,如存活 ≥14 d 视为长期存活 。1 . 3 . 2 　动物肝脏功能状态的变化 　　于肝脏血流阻断 前 、复流前 、复流 1 h 、术后 1～5 d 不同时相点采取静脉血 标本经全自动生化分析仪测定 AL T 、A S T 。1 . 3 . 3 　动物肝脏病理形态学变化 　　于肝脏血流阻断 前 、复流前 、复流 60 min 、术后 1～7、10 、14 d 不同时相点 取肝组织标本行常规病理切片、H E 染色 ,进行光学显微 镜观察 。1 . 4 　统计学处理　　所有数据以 x?+ s 表示 ,采用 Sp ss11 . 0 统计软件包进 行方差分析及 t 检验 ,以 P < 0 . 05 为统计学差异 。2 　结果2 . 1 　实验动物存活情况　　A 组所有实验动物术后均存活超过 14 d ,存活状况 良好 ,长期存活率为 100 % ;B 组实验动物术后死亡 5 头 , 其余动物存活均超过 14 d ,存活状况良好 ,长期存活率为44 . 4 % 。所有死亡动物均进行尸检 , 取肝组织标本常规 病理切片 、H E 染色 ,光学显微镜观察见肝组织大片溶解 坏死 ,明确死亡原因为肝功能衰竭 。2 . 2 　血清肝功能变化 (表 1)2 . 2 . 1 　AL T 变化 　　两组动物于缺血及复流 1 h AL T 水平变化较术前无明显变化 (P> 0 . 05) ,此后逐渐升高 , 到术后 2、3 d AL T 明显高于术前水平 (P< 0 . 05) ,术后4 d与术前无显著差异 (P > 0 . 05) 。术后 2 、3 d 时 B 组水 平均显著高于 A组 (P < 0 . 05) 。2 . 2 . 2 　A S T 变化 　　两组动物于复流 1 h 时 A S T 水平 达到峰值 (P < 0 . 05) ,此后 A S T 水平逐渐下降 , 到术后3 d与术前无显著性差异 (P > 0 . 05) 。B 组实验动物血清A S T 水平于复流 1 h ,术后 1 、2 d 时显著高于 A 组 (P<0 . 05) 。2 . 3 　肝组织病理变化　　肝脏 IR 过程中病理学改变有以下特点 : ( 1) 缺血 90min 光镜下观察见肝细胞肿胀 ,汇管区炎性细胞浸润 ( 见图 1) ;复流1h 后肝组织病变较缺血时进一步加重 , 肝细胞广泛气球样变 ,灶性坏死肝窦充血 ,汇管区及肝窦内明显炎细胞浸润 ,某些肝小叶结构破坏 ( 见图 2) ;术后 1d 肝 组织结构改变较复流 1 h 时减轻 ,但肝细胞仍明显肿胀 , 少量细胞气球样变 ,汇管区少量炎性细胞浸润 ,肝小叶结 构较完整 ;此后肝组织结构逐渐恢复 ,术后 2 d 见肝细胞 仍肿胀明显 ,汇管区仍有少量炎细胞浸润 ; 术后 3 d 见肝 小叶周边细胞肿胀 ;术后 4～7 、10 、14 d ,肝组织形态结构 恢复正常 。(2) 缺血 100 min 光镜下观察见肝细胞严重水 肿 、广泛气球样变 ,汇管区大量炎性细胞 ,肝组织内灶性 坏死 ,某些肝小叶结构破坏 ,病变较缺血 90 min 时更加明 显 (见图 3) ;复流1 h 后病变进一步加重 ,可见肝组织内 较多灶性坏死 ,甚至为大片样坏死 ,肝窦广泛充血 ,汇管 区及肝窦大量炎性细胞浸润 (见图4) ;存活动物术后肝组 织病变逐渐减轻 ,术后 1 d 见肝细胞广泛气球样变、脂肪 变性 ,汇管区及肝窦大量炎性细胞浸润 ,肝细胞索结构破 坏 ;术后 2 d 肝细胞仍广泛气球样变 ,汇管区及肝窦仍有 大量炎性细胞浸润 ,部分被破坏的肝细胞索结构恢复 ; 术 后 3 d见肝细胞肿胀仍较明显 ,肝细胞索结构基本正常 ; 存活动物术后 4～7 、10 、14 d 肝组织形态结构正常 ; 所有 死亡动物尸检见汇管区大量出血 ,白细胞聚集 ,血管及胆 管正常结构消失 ,组织大片溶解坏死 (见图 5) 。2 . 4 　AL T 、A S T 与肝组织病理变化的关系　　通过观察肝 IR 过程中肝组织的病理学变化趋势可 以看到 ,在缺血过程中肝组织病变随缺血时间延长而更 加严重 ,在复流 1 h时肝组织损伤最为严重 ,随后存活动 物肝组织病变逐渐减轻 ,在术后 4 d 基本恢复正常 。对比 AL T 水平变化趋势与肝组织病理变化情况可以看到 ,在 肝 IR 过程中血清 AL T 水平变化与肝组织病理变化趋势 不一致 。观察血清 A S T 的水平变化可以看到 ,其水平在 复流 1 h 后达到峰值 ,表明其变化与肝组织病理改变情况 基本一致 。3 　讨论　　肝 IR 损伤是一种炎症反应过程 , 其病理损 害复杂多样 , 目前认为肝 IR 损伤可分为两个阶 段 :第一阶段发生于再灌注 0 .5 ～4 h , 是由于激 活的库普弗细胞及中性粒细胞释放的氧自由基以 及炎症细胞因子造成肝细胞的损伤 ; 第二阶段发 生于再灌注6 ～24 h , 此阶段则由于肝外细胞源 性氧自由基以及炎症细胞因子对肝组织的损 伤[ 5 ,6 ]。本研究通过持续观测 IR 过程中肝组织 病理学改变的变化规律 ,发现其结果与上述报道 完全一致 ,说明肝组织病理变化能客观准确的反 映肝 IR 损伤程度。同时我们发现在长时间缺血 过程中如出现肝细胞严重肿胀 ,但肝小叶结构完 整、无灶性坏死 ,即使复流后出现肝细胞广泛气球 样变、脂肪变性、肝组织灶性坏死等严重病变 ,动 物术后仍能恢复 ; 但如在缺血过程中即出现肝细 胞广泛气球样变 、脂肪变性 、组织灶性坏死、小叶 结构不完整 ,随着复流后组织损伤进一步加重 ,病 变将难以恢复甚至出现肝组织大片溶解坏死 ,动 物死亡。因此 ,我们认为在长时间缺血过程中如 发现肝组织出现灶性坏死、细胞广泛气球样变、脂 肪变性将提示组织损伤难以恢复 ,动物难以耐受 肝 IR 损伤。

　　本实验通过检测动物血清 AL T 、A S T 水平 发现其变化具有下列特点 : (1) 在肝脏缺血过程中血清 AL T 、A S T 无明显变化 ; ( 2 ) 复流 1h 时A S T 显著升高 ,且随缺血时间延长 , 变化更加显 著 ,但血清 AL T 水平较缺血前无显著变化 ; ( 3 ) 术后 4d 肝功能各指标均恢复正常。通过对比肝功及病理变化规律 ,我们发现检测血清中 A S T 能较敏感的反映肝 IR 过程中肝组织的损伤程度。相关学者认为目前需寻找一项能定量 、灵敏的反 映肝缺血及再灌注损伤的指标 ,能对其损伤程度 进行正确的预判 ,从而有助于肝门阻断个体化[ 4]。 但我们研究发现在肝脏缺血过程中 ,血清 AL T 、A S T 均不能灵敏准确地反映其病理变化情况 ,因 此缺血过程中检测 AL T 、A S T 并不能用于判断 肝缺血再灌注损伤的预后情况。参考文献[ 1 ] H uguet C , GravlliA ,Chieco PA ,et al . L iver i schemia fo rhepaticresectio n :Wherei st helimit [J ] ? Surger y ,1992 ,111 (3) :252 - 259[ 2 ] 冷建军 ,韩本立 ,董家鸿. 肝脏缺血再灌注损伤机制和缺血预处理保护作用[J ] . 消化外科 ,2005 ,4 ( 2) : 142- 148[ 3 ] 王晓琳 ,刘荣 ,王和玫 ,等. 常温肝缺血再灌注损伤的实 验研究[J ] . 中华肝胆外科杂志 ,2002 ,8 (6) :366 - 368[ 4 ]L iuW ,Scho b O ,Pugmire J E. Gl yco hydrola se s a s ma r ker s of hep atic i schemia - rep erf usio n inj ur ya nd reco ver y[J ] .Hepatolo gy ,1996 ,24 (1) :157 - 162[ 5 ] J ua n C ,MariaP , Ba r baraC , etal .Micro va scula r dysf unctio n inducedbyrep erf usio n i nj ur y a nd pro2 tective eff ectofi schemicp reco nditio ning [ J ] . Free radical Bio& Med ,2002 ,33 (9) :1200 - 1208[ 6 ] Cut rin J C , Bo veri s A ,Zingaro B , etal .In sit u de2 ter minatio n by surf ace chemil umine scence oftempo2 ralrelatio nship sbet weenevolvingwar mi schemia2 reperf usio n inj ur y i n ratliver a nd p hagocyteactiva2 tio n and recr uit ment [ J ] . Hep atolo gy , 2000 , 31 ( 3 ) :622 - 632