前列腺素E1对大鼠肝移植肾功能的保护作用

前列腺素E1对大鼠肝移植肾功能的保护作用作者：阚彤 杨甲梅 严以群 吴孟超    作者单位：200438 上海，第二军医大学东方肝胆外科医院    【摘要】  目的 探讨术中应用前列腺素E1(prostaglandin E1,PGE1)对大鼠肝移植肾功能的保护作用。方法 大鼠原位肝移植术中经颈内静脉灌注PGE1为治疗组，生理盐水和空白为对照组，观察术后1周存活率、1 h的尿量，测定血浆肌酐、尿素氮和肾组织中丙二醛(malondialdehyde,MDA)、谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量，肾组织病理检查。结果 PGE1治疗组术后1 h尿量较对照组明显增加，肌酐和尿素氮水平均较对照组降低，PGE1治疗组肾组织中GSH含量显著高于两对照组，MDA含量低于两对照组。病理检查PGE1治疗组肾脏组织形态学损伤明显减轻。结论 术中应用PGE1能显著改善大鼠肝移植后的肾功能，其机制可能与对抗氧自由基损伤作用有关。    【关键词】  前列腺素E1； 肾功能； 肝移植； 大鼠 　　Protective effect of prostaglandin E1 on renal function of rats after liver transplantation KAN Tong, YANG Jiamei, YAN Yiqun, WU Mengchao.Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital, Shanghai 200438, China    【Abstract】  Objective  To assess the protective effect of prostaglandin E1 (PGE1) on renal function of rats after liver transplantation. Methods  PGE1 treatment group was established by infusing PGE1 into internal jugular vein at 0.5 μg/(kg·min) during liver transplantation. Normal saline group and sham operation group were established as control. Oneweek survival rates were observed and urinary output 1 hour after liver reperfusion was recorded. Postoperative plasma creatinine (CRE) and urea nitrogen (UN) were determined every day during the first week. The levels of glutathione (GSH) and malondialdehyde (MDA) in kidney tissues were measured to assess ROI injury. Kidney tissue sections were stained with hematoxylin and eosin for histological examination. Results  Compared with the control groups, the urinary output 1 hour after liver transplantation in PGE1 group increased significantly, while the levels of CRE and UN decreased; the levels of GSH in kidney tissues in PGE1 group were significantly higher than those in control group, while the MDA was comparatively lower. Histological examination of kidney demonstrated beneficial effects of PGE1 on nephric tubule.  Conclusions  Application of PGE1 during operation can promote the renal function of rats after liver transplantation, which may be related to the resistance of injury from oxygen free radical.   【Key words】  Prostaglandin E1;  Renal function;  Liver transplantation;  Rats    肝移植术后肾功能损害是导致肝移植失败的重要原因之一。任何能够减轻肝移植术中肾功能损害的药物和手段都有重要意义。本研究旨在进一步探讨术中应用前列腺素E1(prostaglandin E1,PGE1)对大鼠肝移植术后肾功能的保护作用，为临床应用提供理论依据。1  材料与方法　　1.1  实验动物及分组    雄性Wistar近交系大鼠，由中国科学院上海实验动物中心提供。体质量200～220 g为供体，220～250g为受体。供体组与受体组大鼠随机配对后分为PGE1治疗组、生理盐水和空白对照组，每组13对，8对用于观察生存率和取血生化检测；5对用于急性期实验，组织标本取材。PGE1治疗组受体术中经颈内静脉插管滴注PGE1［0.5 μg/(kg·min)］；生理盐水对照组大鼠术中经颈内静脉插管滴注生理盐水，滴注速率均为50 μl/min。空白对照组经颈内静脉插管后不滴注任何液体，术毕经阴茎背静脉注射生理盐水1.5～3.0 ml。　　1.2  试剂    PGE1由白求恩医科大学制药厂生产，使用前用生理盐水将其质量浓度调至2.5 mg/L，置4 ℃冰箱中冷藏。谷胱甘肽(glutathione,GSH)与丙二醛(malondialdehyde,MDA)测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所。匀浆介质：pH 7.5，0.25 mol/L蔗糖，0.025 mol/L TrisHCl，0.0001 mol/L EDTA2Na溶液。置4 ℃冰箱中冷藏。　　1.3  仪器    微电脑输液泵(WE50c)购自浙江医科大学；全自动生化分析仪(7710A)购自日本日立公司；低温离心机(ZK15)购自美国Sigma公司。　　1.4  移植手术    供体手术和供肝修整参照1979年Kamada等介绍的方法。肝上下腔静脉吻合参照1996年严以群等报道的改良Kamada术式，采用一针连续缝合法。右侧颈内静脉插管，连接到微电脑输液泵。滴注开始立即阻断下腔静脉和门静脉，进入无肝期，于无肝期10 min时开始植入肝脏。供肝植入后无肝期时间达到30 min时再开放门静脉血流，结束无肝期。　　1.5  标本采集和测定    受体大鼠分别于术前、移植肝再灌注后1 h、术后1～7 d每日经尾静脉采血0.6 ml，37 ℃水浴15 min，2500 r/min离心10 min。取血浆加入全自动生化分析仪测定肌酐、尿素氮。急性期实验大鼠，无肝期开始前行膀胱造瘘，收集无肝期开始至再灌注后1 h的尿量。再灌注后2 h，动脉放血处死，迅速切取左肾，在冰生理盐水中漂洗干净，滤纸拭干。于左肾切取3 g左右的肾组织置液氮中冻存，用于组织匀浆GSH和MDA测定。操作按南京建成生物工程研究所测定试剂盒说明书进行。切取1.0 cm×1.5 cm的肾组织块，用10%甲醛固定。肾组织形态学采用肾组织石蜡切片苏木精伊红染色，光镜观察。　　1.6  统计学分析    计数资料应用χ2检验，计量资料数据以±s表示。各组间以StudentNewmanKeuls检验作比较。P<0.05为差异有统计学意义。2  结果　　2.1  大鼠肝移植术后1周生存率    空白对照组有5例存活超过1周，生理盐水对照组有7例存活超过1周，PGE1治疗组全部长期存活。　　2.2  血浆尿素氮    术后1 h各组血浆尿素氮水平即有增高，但是PGE1治疗组升高的幅度明显小于两对照组；1～7 d两对照组血浆尿素氮水平均显著高于PGE1治疗组；术后第2天时各组血浆尿素氮水平均开始下降，第5天PGE1治疗组已降至正常范围，但空白对照组第7天仍显著高于术前(表1)。表1  术后1周血浆尿素氮变化(略)　　2.3  血浆肌酐    PGE1治疗组术后1 h到7 d的血浆肌酐水平均低于空白和生理盐水对照组，在第1天差异最为显著。各组血浆肌酐水平在术后1 h即有升高，术后第1天最高，第5天PGE1治疗组已基本降至正常范围，但生理盐水和空白对照组到第7天仍有轻度增高(表2)。表2  术后1周血浆肌酐变化(略)　　2.4  移植肝再灌注后1 h尿量    再灌注后1 h的尿量差别明显，PGE1治疗组为(0.518 6±0.119 2)μl/(h·g)，生理盐水和空白对照组分别为(0.303 8±0.043 7)μl/(h·g)和(0.207 4±0.057 4)μl/(h·g)，两对照组大鼠在无肝期开始后尿量即明显减少，与PGE1治疗组比较差异有统计学意义(P<0.05)。　　2.5  肾组织氧自由基检测结果    再灌注后2 h，PGE1治疗组肾组织中GSH含量显著高于两对照组，MDA含量低于两对照组(表3)。表3  再灌注后2 h肾脏组织中谷胱甘肽、丙二醛含量(略)　　2.6  病理检查    根据Jablonski等1983年制定的肾脏近曲小管坏死程度分级标准分为5级：0级为正常；1级为单个细胞的坏死伴核分裂；2级为相邻近曲小管所有细胞的坏死，但周围小管存活；3级为限定于近曲小管远端1/3细胞的坏死并扩展到皮质和髓质交界处；4级近曲小管整段坏死。光镜下PGE1治疗组0～1级的肾脏多于生理盐水和空白对照组，2～4级的肾脏显著少于生理盐水对照组。PGE1治疗组肾脏形态学损伤明显减轻。3  讨论    肝移植术后急性肾功能不全是常见的并发症，部分患者不得不接受透析治疗。因此，肝移植术中和术后的肾功能保护有特别重要的意义。术中下腔静脉和门静脉阻断引起血压下降和肾静脉淤血，导致肾脏的缺血、缺氧损害。肾小球动脉压力升高、肾血管收缩、肾小球滤过率下降是肝移植术中肾脏血流动力学的特征性变化。部分患者在手术无肝期时完全无尿或少尿。肝血流再通后可产生大量的氧自由基和炎症介质，不仅引起移植肝的再灌注损伤，同样能引起肾脏损害。Huk等［1］报道氧自由基损伤、血流动力学改变、细胞内钙超载，白细胞等炎症细胞的浸润和细胞因子的释放，血管内皮细胞分泌的内皮因子的作用等均与缺血再灌注损伤密切相关，其中最主要的为氧自由基的大量产生和中性粒细胞浸润而造成的肾损伤。MDA是细胞生物膜和血浆脂蛋白磷脂C2位上多不饱和脂肪酸在羟自由基攻击下进行脂质过氧化的代谢终产物。测定血清MDA的含量，可以间接反映细胞膜损害程度。而GSH是机体保护酶和其他蛋白质巯基，对抗氧自由基损害的一种重要的抗氧化剂。GSH水平一定程度上反映了机体的抗氧化机制的强弱。    国外两组大样本临床前瞻性研究发现，肝移植术中PGE1治疗对肾脏功能有显著的保护作用，术后严重肾衰的发生率与进行透析治疗的比率较对照组均明显下降［2-3］。Dell等［4］报道应用PGE1可以减轻环孢霉素的肾脏毒性。Tauber等［5］的研究表明，PGE1减轻缺血再灌注损伤的作用机理不是改善微循环的“无灌流”现象，而是通过对抗再灌注后的过氧化损伤实现的。本研究结果发现，无肝期开始后大鼠尿量明显减少，特别是空白对照组，基本处于无尿状态。受体术中PGE1治疗可以显著增加尿量，再灌注后1 h，PGE1治疗组为(0.518 6±0.119 2)μl/(h·g)；生理盐水和空白对照组分别为(0.303 8±0.043 7)μl/(h·g)和(0.207 4±0.057 4)μl/(h·g)，与PGE1治疗组比较差异有统计学意义(P<0.05)。其作用可能是通过增加肾血流量和肾小球滤过率实现的。术后1周内PGE1治疗组的肌酐和尿素氮水平均较对照组降低，而且在第5天迅速降至正常范围。病理检查肾小管损伤明显减轻。这说明PGE1除能维持术中尿量外，尚有减轻肾脏组织损伤的作用。我们通过测定肾组织中的GSH和MDA含量证明PGE1可以对抗氧自由基损伤，同时能起到肾脏保护作用。此外，Hariharan等［6］研究表明无肝期术中的门静脉阻断可以导致肠源性内毒素释放和移位。PGE1同样具有改善内脏微循环的作用。但它是否能够减少内毒素的产生和释放，对抗内毒素造成的损害，尚有待于进一步研究证实。【参考文献】　［1］Huk I, Brovkovych V, Nanobashvili J, et al. Prostaglandin E1 reduces ischemia/reperfusion injury by normalizing nitric oxide and superoxide release. Shock,2000,14(2):234-242.　［2］Klein AS, Cofer JB, Pruett TL, et al. Prostaglandin E1 administration following orthotopic liver transplantation: a randomized prospective multicenter trial. Gastroenterology,1996,111(3):710-715.　［3］Henley KS, Lucey MR, Normolle DP, 〗et al. A doubleblind, randomized, placebocontrolled trial of prostaglandin E1 in liver transplantation. Hepatology,1995,21(2):366-372.　［4］Dell K, Bohler T, Gaedeke J, et al. Impact of PGE1 on cyclosporine A induced upregulation of TGFbeta1, its receptors, and related matrix production in cultured mesangial cells. Cytokine,2003,22(6):189-193.　［5］Tauber S, Menger MD, Lehr HA. Microvascular in vivo assessment of reperfusion injury: significance of prostaglandin E1 and I2 in postischemic “noreflow” and “reflowparadox”. J Surg Res,2004,120(1):1-11.　［6］Hariharan S, McBride MA, Cherikh WS, et al. Posttransplant renal function in the first year predicts longterm kidney transplant survival. Kidney Int,2002,62(1):311-318.