异氟烷预处理对大鼠肝部分缺血再灌注时脑的保护作用

研究表明吸人麻醉药异氟烷(isollurane,1S0)预处理对鼠脑及肝直接的缺血再灌注损伤具有保护作用，但临床工作中往往存在某一脏器的直接损伤可能会引起其远隔脏器的损伤1。目前，麻醉药物对肝手术围术期的肝及远隔器官的保护方面的研究还很少。笔者于2010年6月至2010年12月在中国医科大学附属盛京医院实验室通过观察在体大鼠肝部分缺血再灌注损伤下外周血中5-100(3蛋白含量的变化，结合脑组织线粒体形态学的改变，探讨大鼠肝部分缺血再灌注时对脑组织是否造成了损伤及异氟烷预处理对其是否具有保护作用。1材料与方法1.1动物选择健康雄性清洁级SD大鼠45只，体重280}350g(由中国医利一大学附属盛京医院动物部提供)。分为三组，巧只/组1.2实验方法1.2.1肝缺血再灌注模型的制作建s=大鼠肝缺血再灌注模型'3}，显露第一肝门部，用动脉夹阻断肝左叶及后叶血流，造成70%肝缺血，60min后松开动脉夹，再灌注120min。整个实验过程利用灯泡加热，使直肠温保持在36.7一37.3℃。1.2.2异氟烷预处理将鼠置于100cmx100cmx100cm的实验舱里，使ISO浓度维持在1.2%-1.5%(Datex气体监测仪监测)。1.2.3分组假手术组(S组):入腹后只分离肝十二指肠韧带，但不阻断肝门血供;缺血再灌注组(I/R组):肝缺血60min，再灌注120min;异氟烷预处理组(ISO组):肝I/R前60minISO(雅培公司)预处理30min，后在空气中洗脱30min1.2.4取材及检测再灌注7.4h迅速断头取前脑，用2.5%戊二醛固定后制作电镜标本，透射电镜下观察脑线粒体超微结构;各组分别于缺血前及再灌注120min后抽取静脉血，静置15min后，3000r/min离心，取血清一80℃冰箱保存，测定5-100日蛋白含量，采用双抗体夹心一ELAISA法检测(购自大连生物科技有限公司)，按说明书操作。1.3统计学处理所有计量数据用SPSS12.0软件进行统计学处理，以x、表示，组间差异比较采用单因素方差(One-}'ayAI}TOVE、分析，组内缺血再灌注前后差异采用方差分析及LSD法t检验，P<0.05为差异有统计学意义。2结果2.1脑组织线粒体超微结构变化S组:线粒体结构完整，山脊及内膜间隙清晰可见(图I);I/R组:线粒体浑浊肿胀，山脊断裂、溶解，内呈空泡状(图2);ISO组:线粒体结构较完整，山脊及内膜间隙仍清晰可见，损伤明显减轻(图3)。2.2外周血中5-100日蛋白含量的变化再灌注后，I/R组5-100日蛋白含量显著高于S组(P<0.05);ISO组与I/R组相比5-100(3含量明显下降(P<0.05),I/R组和ISO组与缺血前比较明显升高((P<0.05)，缺血前5-100俘蛋白含量三组差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。3讨论肝的缺血再灌注损伤经多个途径如黄嘿吟氧化酶途径、线粒体途径、中性粒细胞途径及花生四烯酸代谢等途径产生大量自EC-!基，不仅可以造成肝局部的损害同时激活单核一巨噬细胞系统释放大量的细胞因子、蛋白水解酶，氧自由基和一氧化氮等进人血液循环到达远隔器官如心、脑、’肾等，损害这些脏器口5-100蛋白是一种高度酸性的钙结合蛋白，根据其亚单位结构可分为S-IOOcxcx(S-100a),6-100日俘}5-100日)三种生理情况,5-100pp蛋白特异地存在于中枢神经胶质细胞、星形细胞、少突胶质细胞、小胶质细胞及大胶质细胞中当神经胶质细胞坏死后5-100日蛋自的释放和血脑屏障受损后通透性的增高，使5-100日蛋自在脑脊液和外周血中的浓度增高，故S-100日蛋日被认为是神经胶质的标记蛋白，反映中枢神经受损害的程度该实验中I/R组再灌注120min后外周血液S-100p蛋白显著高于对照组，说明大鼠肝部分缺血再灌注损伤造成了大鼠远隔脏器脑细胞的损伤;肝的缺血再灌注损伤可能使脑组织大量中性粒细胞激活，通过呼吸爆发产生大量自由基造成生物膜损伤，使脑细胞膜结构脂质过氧化，膜通透性增加，致神经胶质细胞坏死及血脑屏障破坏后使外周血中5-100p蛋白增加;但ISO组与I/P组比较S-100}3蛋白显著下降，表明异氟烷预处理后减轻了大鼠肝部分缺血一再灌注对鼠脑的损伤，起到了一定保护作用。同时对鼠脑线粒体超微结构的电镜观察发现I/R组线粒体肿胀，峪断裂、溶解，内呈空泡状，线粒体形态及膜完整性发生了重大变化，表明肝缺血60min,再灌注120ruin后对脑线粒体产生犷明显的损伤;线粒体被称为细胞能量的供应站，它能够为生物组织和细胞提供进行生命活动所需的能量或ATP,但与此同时线粒体又是对缺血缺氧等损伤最为敏感的细胞器，因此线粒体超微结构的变化更能说明组织的损伤程度5。肝的缺血再灌注损伤不仅能激活脑组织中大量中性粒细胞，同时还弓!起脑细胞能量代谢障碍，使线粒体基质代谢物丧失，膜电势消失，线粒体肿胀，造成细胞损伤。而肝I/R前给大鼠吸人麻醉药异氟烷进行预处理后线粒体仅有轻度肿胀，峙及内膜间隙仍可见，从线粒体形态学卜进一步证实异氟烷预处理减轻了大鼠肝部分缺血再灌注对鼠脑的损伤。异氟烷预处理和后处理作用近年来一直是麻醉研究热点之一，作用机制的研究有新的发现有研究表明异氟烷预处理作用可能与抑制线粒体通透性转运通道(mitoehondzsalpermeabilitytransi-tionpore,11}PTP减少线粒体Ca"超载有关E，也有研究认为caspase-3的活化及，netallothioneins-I/1l起到了重要作用7笔者近年一直从事异氟烷预处理对鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用及机制的研究，并发现异氟烷预处理对鼠脑I/R的保护作用可能与线粒体三磷酸腺甘敏感性钾通道(mitochondaialaden05inetriph05phate一、ensitivepotassiumchannel)的活化后抑制'VII'TP开放有关，进而诱导Bcl-2表达卜调、Bax表达下调，并且1,0信号传导参与了这种作用·a(但异氟烷预处理对肝部分缺血再灌注损伤的脑保护作用机制与其对脑缺血再灌注时的脑保护作用机制是否相同尚有待于进一步研究、本研究通过观察在体大鼠肝部分缺血再灌注损伤后外周血S-I00日蛋自含量的变化，结合脑组织线粒体形态学的改变，明确大鼠肝部分缺血再灌注后对鼠脑组织造成r一定程度损伤，而异氟烷预处理对此具有一定保护作用。参考文献 Johnsen D,Murphy SJ. lsoflurane preconditioning protects neurons from male and female mice against oxygen andglucose deprivation and is modulated by estradiol only in neurons from female mice[J].Neuroscience,2011.368-374.Kim M,Park SW. lsoflurane activates intestinal sphingosine kinase to protect against renal ischemia-reperfusion-induced liver and intestine injury[J].Anesthesiology,2011,(02):363-373.Martins PN,Neuhaus P. Surgical anatomy of the liver,hepatic vasculature and bile ducts in the rat[J].Liver International,2007,(03):384-392.doi:10.1111/j.1478-3231.2006.01414.x.葛廷,王小琦,廖世奇. 肝缺血再灌注损伤机制及与相关细胞因子关系的研究进展[J].甘肃医药,2010,(05):499-503.doi:10.3969/j.issn.1004-2725.2010.05.007.杜津,陶国才. 肝脏缺血再灌注后线粒体损伤与促凋亡蛋白的释放[J].国际麻醉学与复苏杂志,2007,(01):79-82.doi:10.3760/cma.j.issn.1673-4378.2007.01.023.Edmands SD,Hall AC. Role for metallothioneins-Ⅰ/Ⅱ in isoflurane preconditioning of primary murine neuronal cultures[J].Anesthesiology,2009,(03):538-547.doi:10.1097/ALN.0b013e3181974bba.