富氫水對大鼠腸缺血再灌注損傷以及四氯化碳誘導(dǎo)的肝損傷的保護作用及其機制

作者：admin發(fā)布日期：2023-12-14 11:40瀏覽次數(shù)：

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富氫水對大鼠腸缺血再灌注損傷以及四氯化碳誘導(dǎo)的肝損傷的保護作用及其機制背景：腸缺血再灌注(intestinal ischemia-reperfusion, IIR)損傷和藥物／化學(xué)性肝損傷(drug/chemical induced liver injury)是燒傷科以及危重病領(lǐng)域常見的兩個臨床問題。嚴重燒傷、急性失血、休克、膿毒癥、腸梗阻、腸系膜血栓等因素常常引起腸缺血再灌注損傷,ⅡR可導(dǎo)致腸動力不足,通透性增加,粘膜屏障功能受損,ⅡR不僅引起腸道的局部損傷,尚可引發(fā)全身炎癥反應(yīng)和遠隔器官的損傷,是引起多器官功能障礙綜合征(MODS)的重要原因。藥物／化學(xué)性肝損傷也是臨床常見并且棘手的問題之一,隨著藥物的不斷開發(fā)利用,隨之而來的副作用也不斷增加。另外,肝臟作為體內(nèi)最大的代謝和解毒器官,常常受到多種不同外源性以及內(nèi)源性因素的損傷,保肝護肝成為細胞保護策略的首要任務(wù)。四氯化碳(carbon tetrachloride, CCl4)是一種親肝的細胞毒性物質(zhì),CCl4誘導(dǎo)的肝損傷模型被廣泛用作藥物／化學(xué)性肝損傷的首選實驗動物模型,此外,CCl4還是工業(yè)生產(chǎn)中常用的化合物,CCl4中毒的處理也是危重病與急救醫(yī)學(xué)的重要內(nèi)容之一在腸缺血再灌注損傷以及的四氯化碳誘導(dǎo)的化學(xué)性肝損傷的致病過程中,氧化應(yīng)激起到了非常重要的作用?；钚匝踝杂苫拇罅慨a(chǎn)生和激活作用是這兩種模型共同的發(fā)病機制之一。活性氧自由基是活潑的氧自由基與具有氧自由基反應(yīng)特性的其他含氧物質(zhì)的總稱,包括超氧陰離子自由基(·O2-)、過氧化氫(H2O2)、羥自由基(·OH)以及單線態(tài)氧(102)等。過量產(chǎn)生的氧自由基會導(dǎo)致DNA、脂質(zhì)和蛋白的氧化損傷,其中·OH的毒性最強,并且到目前為止還沒有發(fā)現(xiàn)哺乳動物體內(nèi)內(nèi)源性針對·OH的清除途徑。近來,Ohsawa等發(fā)現(xiàn)了氫氣分子可選擇性清除細胞體系中的·OH,動物呼吸氣體中一定濃度的氫氣可以有效緩解腦缺血再灌注損傷。因此,本研究開發(fā)了更為安全和方便使用的氫飽和的生理鹽水,這里稱為富氫水,以腸缺血再灌注損傷以及的四氯化碳誘導(dǎo)的肝損傷為研究對象,觀察富氫水是否具有保護作用并探討其機制。方法：(一)將健康雄性SD大鼠隨機分為假手術(shù)組(sham)、模型組(I/R)、富氫水處理組(I/R+H2)以及富氮水處理組(I/R+N2)。用無創(chuàng)小血管夾夾閉腸系膜上動脈(superior mesenteric artery, SMA) 45 min,松開血管夾再灌注120 min,建立腸缺血再灌注損傷模型。再灌注開始10 min前,于靜脈分別注射5 ml/kg生理鹽水、氫飽和生理鹽水以及氮飽和生理鹽水。再灌注結(jié)束后,取血和小腸組織。檢測如下指標： 1)HE染色和病理學(xué)檢查； 2)血清二胺氧化酶(diamine oxidase, DAO),組織丙二醛(malondialdehyde, MDA)、蛋白質(zhì)羰基(protein carbonyl, PC)和髓過氧化物酶(myeloperoxidase, MPO); 3)血清腫瘤壞死因子-a(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)和白介素-6(interleukin-6, IL-6) (二)將健康雄性SD大鼠隨機分為溶劑對照組(control)、模型對照組(CCl4+N2)、富氫水處理組(CCl4+H2)。大鼠腹腔單次注射CCl4/橄欖油混合液(v：v=l：1)2 ml/kg bw制作急性肝損傷模型(生存分析實驗大鼠腹腔注射CCl4/橄欖油混合液7.5 ml/kg bw)。在CCl4注射前10 min以及注射后每3小時腹腔分別給予5 ml/kg生理鹽水、氮飽和生理鹽水以及氫飽和生理鹽水。CCl4注射12hr后,取血和肝組織檢測如下指標(MAPK信號分子檢測在CCl4注射3hr后取材)： 1)HE染色和病理學(xué)檢查； 2)血清AST、ALT、LDH活性和DBIL、TBIL水平； 3)TUNEL組織化學(xué)檢查和組織Caspase-3活性； 4)組織丙二醛(malondialdehyde, MDA)和谷胱甘肽(Glutathione, GSH); 5)血清腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α); 6)組織MAP激酶信號分子：JNK、ERK和p38 MAPK磷酸化水平。結(jié)果：(一)腸缺血再灌注后,組織學(xué)檢查可見明顯粘膜損傷,Chiu氏評分顯著增加。血清DAO活性,小腸組織MDA、PC、MPO含量,血清TNF-α、IL-1β、IL-6水平顯著增高。富氫水處理可以顯著緩解小腸病理學(xué)損傷,并顯著抑制以上指標的升高,而富氮水處理組與模型組未見明顯差別。 (二)富氫水處理可以顯著延長大鼠CCl4中毒后的生存時間,減輕CCl4引起的大鼠肝臟病理學(xué)損傷,顯著減少氣球樣變性細胞數(shù)量；顯著降低CCl4引起的血清AST、ALT、LDH活性和DBIL、TBIL水平升高；顯著減少CCl4引起的肝細胞凋亡,降低肝組織Caspase-3活性；顯著抑制CCl4引起的肝組織MDA含量、血清TNF-a水平增高以及肝組織GSH含量的下降；顯著降低肝組織JNK、ERK和p38MAPK磷酸化水平。結(jié)論：1)富氫水可以有效減輕腸缺血再灌注損傷,其保護作用可能與富氫水減輕再灌注損傷引起的氧化應(yīng)激,緩解中性粒細胞浸潤和降低炎性因子升高等機制有關(guān)。 2)富氫水可以有效減輕CCl4誘導(dǎo)的肝損傷,其保護作用可能與富氫水抑制CCl4引起的肝細胞凋亡、減輕CCl4引起的氧化應(yīng)激、降低TNF-α升高以及抑制MAP激酶信號通路激活等機制有關(guān)。 3)本研究開發(fā)并應(yīng)用了富氫鹽水用于靜脈注射和腹腔注射的新途徑,為氫氣的應(yīng)用范圍、作用機制、給藥方式、臨床應(yīng)用前景提供了新的參考依據(jù),并為燒傷常見臨床危重病救治提供了新的可能策略和方向。