缺血后处理对缺血/再灌注胃黏膜自由基损伤的影响
发表时间：2009-07-15 浏览次数：734次
作者：丁雷 , 张建福，杜东书 作者单位：1.徐州医学院病理生理学教研室，江苏徐州221002；2.徐州医学院生理学教研室；3.徐州医学院神经生物学研究中心
【摘要】 目的 研究缺血后处理(ischemic post-conditioning, I-postC)对大鼠胃缺血/再灌注(gastric ischemia/reperfusion, GI/R)损伤的影响。方法 健康SD大鼠18只，随机分为3组，即对照组、缺血/再灌注组、缺血后处理组，分别检测大鼠胃黏膜损伤指数(GMDI)及胃黏膜组织抑制羟自由基能力、黄嘌呤氧化酶（XOD）、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)含量。结果 缺血/再灌注可造成胃黏膜明显损伤；缺血后处理明显减轻GI/R损伤，并使胃黏膜组织抑制羟自由基能力、SOD含量增加，XOD、MDA明显降低。结论 缺血后处理减轻大鼠胃缺血/再灌注损伤，其保护机制与减轻缺血/再灌注胃黏膜自由基损伤有关。
【关键词】 胃缺血/再灌注；缺血后处理；自由基
Effect of ischemic post-conditioning on ischemia/reperfusion-induced injury
to the free radicals in gastric mucosa in rats
DING Lei1, ZHANG Jianfu2, 3*, DU Dongshu3
(1. Department of Pathophysiology, Xuzhou Medical College, Xuzhou, Jiangsu 221002, China;
2. Department of Physiology, Xuzhou Medical College;
3. Research Center of Neurobiology, Xuzhou Medical College)
Abstract: Objective To investigate the effects and mechanism of ischemic post-conditioning on gastric ischemia-reperfusion (GI/R)-induced injury in rats. Methods 18 Sprague-Dawley rats were randomly divided into 3 groups: the normal group, the GI/R group and the I-postC group. The gastric mucosal damage index (GMDI) and the inhibitory effect of gastric mucosa on hydroxyl free radicals as well as the expression of xanthane oxidase (XOD), malondialdehyde (MDA) and superoxide dismutase (SOD) were measured respectively. Results The gastric mucosa was markedly injured after GI/R. Compared with GI/R group, I-postC evidently lessened gastric mucosal damage and enhanced the ability of gastric mucosa against hydroxyl free radicals and up-regulated the expression of SOD and down-regulated the expression of XOD and MDA. Conclusion I-postC can significantly protect against GI/R injury, and the protective mechanism is related to the inhibitory effect of I-postC against free radicals.
Key words: gastric ischemia-reperfusion (GI/R); ischemic post-conditioning (I-postC); free radical
英文已换 目前研究发现，器官缺血/再灌注损伤（ischemia-reperfusion injury）主要发生在再灌注阶段，如何控制再灌注条件或状态来减轻再灌注损伤正日益引起人们的关注。缺血后处理(ischemic post-conditioning, I-postC)是近年来新发现的一种保护方法，2003年Zhao等［1］利用犬心肌梗死模型证实, 在心肌缺血/再灌注开始后立即给予多次短暂停灌、复灌处理，能减轻缺血心肌的再灌注损伤。随着研究的深入，这种保护作用已经在不同的器官得到证实［ 2-3 ］。胃黏膜是人和动物体内较易受损的组织，临床上各种严重的应激刺激，均可引起不同程度的胃组织缺血而造成胃黏膜细胞的损伤。为此我们进行了胃缺血后处理的研究，观察缺血后处理对胃黏膜组织损伤和自由基的影响，进而揭示缺血后处理对胃黏膜损伤的保护机制。
1 材料和方法
1.1 主要试剂 黄嘌呤氧化酶（XOD）、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、 羟自由基（OH·）试剂盒购自南京建成生物工程研究所。
1.2 实验动物及分组
1.2.1 动物准备 成年健康Sprague - Dawley (SD)大鼠18只，体质量200～250 g，雌雄不拘，由徐州医学院实验动物中心提供。实验前禁食24 h，自由饮水。
1.2.2 动物分组及处理 动物随机分为3 组(n=6)。①对照组：开腹后仅分离腹腔动脉而不夹闭；②缺血/再灌注组(I/R组)；③缺血后处理组(I-postC组)。
1.3 动物模型制备
1.3.1 大鼠胃缺血/再灌注（GI/R）模型的制备 按本实验室方法［4］，大鼠经10％的水合氯醛（30 mg/100 g，ip）麻醉后，仰卧固定于操作板上，消毒后采取腹正中切口，开腹长约3 cm，分离并用无创伤血管夹夹闭腹腔动脉30 min后，去除动脉夹恢复血流，于再灌注1 h后处死动物，快速取胃。
1.3.2 缺血后处理模型制备 参照文献［1］，夹闭腹腔动脉进行胃缺血30 min 后，即刻松开血管夹灌注20 s，然后再夹闭缺血20 s，如此反复3次作为后处理，后处理操作结束后去除血管夹，并于再灌注1 h后处死动物，快速取胃。
1.4 组织取材 处死动物后快速取胃，记录胃黏膜损伤指数(GMDI)，然后刮取胃黏膜置于-70℃冰箱保存备用。
1.5 指标检测
1.5.1 胃黏膜损伤指数测定 参照文献［5］方法，以局限于胃上皮的点状糜烂、溃疡和出血灶的长度累积计分：正常为0分；损伤≤1 mm计1分；＞1 mm并≤2 mm 计2分，＞2 mm并≤3 mm 计3分，余类推。损伤宽度超过1 mm时分数加倍。每组大鼠损伤分数的平均值为损伤指数。
1.5.2 胃黏膜抑制羟自由基能力、XOD、SOD 活性以及MDA 含量检测 严格按照试剂盒说明书操作。
1.6 统计学处理 实验数据应用Stata 7.0软件进行统计学处理，数据以均数±标准差(±s) 表示，组间比较采用单因素方差分析，以P＜0.05 为差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 缺血后处理对再灌注后胃黏膜损伤指数的影响 对胃黏膜损伤指数的测定表明，正常对照组几乎无肉眼可见的胃黏膜损伤，I/R组胃黏膜损伤指数较正常对照组显著增加（P＜0.01）。与I/R组相比，I-postC组胃黏膜损伤明显减轻（P＜0.05）。见表1。
2.2 胃黏膜抑制羟自由基能力、XOD、SOD活性以及MDA含量的变化 与对照组相比，I/R组的胃黏膜内XOD、MDA含量显著升高，抑制羟自由基能力、SOD活性显著降低（P＜0.05或P＜0.01）；与I/R组相比，I-postC组胃黏膜内XOD、MDA含量明显降低，抑制羟自由基能力、SOD活性显著升高（P＜0.05或P＜0.01）。见表1。表1 胃黏膜损伤指数GMDI、XOD、SOD、MDA含量以及抑制羟自由基能力的变化 与对照组比较：#P＜0.05，##P＜0.01；与I/R组比较：*P＜0.05，**P＜0.01
3 讨 论
器官的缺血后处理可有效地对抗缺血/再灌注损伤，这是近年来在防治器官缺血/再灌注损伤方面的一个重要进展，是一个新概念、新理论和新方法，但目前其对胃黏膜的作用鲜见报道。本实验发现，胃缺血后处理显著减轻了缺血/再灌注引起的胃黏膜损伤。I-postC组胃黏膜损伤指数显著降低，提示胃黏膜缺血后处理能有效地减轻胃黏膜缺血/再灌注损伤。
一般认为，器官的缺血/再灌注损伤主要是一种氧化应激反应［6-7］，氧自由基增多引起的损伤在其发生机制中起到重要的作用，而XOD的形成增多是缺血/再灌注损伤时氧自由基增多的主要机制：在缺血期，由于组织ATP含量降低，钙离子进入细胞，激活钙依赖性蛋白酶，促使XOD的前身黄嘌呤脱氢酶大量转化为XOD，在随后的再灌注期，XOD可催化次黄嘌呤转变为黄嘌呤，进而催化黄嘌呤转变为尿酸，在这两步反应中，释放出大量电子，为分子氧接受后产生多种氧自由基，羟自由基是其中毒性最强的一种。在本实验中通过测量胃黏膜组织中抑制羟自由基能力来间接反映羟自由基的活性，两者之间为反相关系。本实验结果显示：I/R组胃黏膜内XOD形成增多，抑制羟自由基能力下降，提示自由基产生增多，而后处理组较I/R组胃黏膜内XOD含量显著降低、抑制羟自由基能力增强，提示自由基产生受到抑制。氧自由基对磷脂膜的损伤主要通过增强细胞膜脂质过氧化反应来实现，在这个损伤的过程中氧化的脂肪酸释出丙二醛，丙二醛又可介导多种物质之间的交联，加重细胞损伤。而SOD是细胞内重要的自由基清除剂。本实验结果提示：I/R组胃黏膜内MDA含量明显升高，SOD活性明显降低；后处理可使再灌注胃黏膜细胞内MDA含量显著降低,SOD活性明显升高。
综上所述，本实验结果显示：缺血/再灌注引起胃黏膜内XOD、MDA含量明显升高，抑制羟自由基能力、SOD活性明显降低，而I-postC组较I/R组胃黏膜内XOD、MDA含量显著降低，抑制羟自由基能力、SOD活性明显升高，提示缺血后处理对胃缺血/再灌注损伤的保护作用是通过减少再灌注后氧自由基的产生，抑制胃黏膜细胞膜脂质过氧化，进而减轻细胞损伤实现的。
【参考文献】 ［1］ Zhao ZQ, Corvera JS, Halkos ME, et al. Inhibition of myocardial injury by ischemic postconditioning during reperfusion: comparison with ischemic preconditioning ［J］. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2003,285(2):H579-H588.
［2］ Kin H, Zhao ZQ, Sun HY, et al. Postconditioning attenuates myocardial ischemia-reperfusion injury by inhibiting events in the early minutes of reperfusion ［J］.Cardiovasc Res, 2004, 62(1):74-85.
［3］ Sun K, Liu ZS, Sun Q. Role of mitochondria in cell apoptosis during hepatic ischemia-reperfusion injury and protective effect of ischemic postconditioning ［J］. World J Gastroenterol,2004,10(13):1934-1938.
［4］ Li L, Zhang YM, Qiao WL, et al. Role of mitogen-activated protein kinases in the regulation of paraventricular nucleus to gastric ischemia-reperfusion injuries ［J］．Chin Med J，2007,120(12):1082-1087.
［5］ Zhang JF, Zhang YM, Yan CD,et al. Neuroregulative mechanism of hypothalamic paraventricular nucleus on gastric ischemia-reperfusion injury in rats［J］.Life Sci,2002,71(13):1501-1510.
［6］ Hoffman JW Jr, Gilbert TB, Poston RS，et al. Myocardial reperfusion injury: etiology, mechanisms, and therapies ［J］.J Extra Corpor Technol，2004，36(4):391-411.
［7］ Kotani T, Kobata A, Nakamura E,et al. Roles of cyclooxygenase-2 and prostacyclin/IP receptors in mucosal defense against ischemia/reperfusion injury in mouse stomach［J］. J Pharmacol Exp Ther，2006，316(2):547-555.
