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肾缺血再灌注损伤(renal ischemia-reperfusion injury，RIRI)在缺血性急性肾损伤的病理过程中起重要作用，是多因素参与的复杂的病理过程。氧化应激是在机体内活性氧生成和抗氧化物质失衡状态下，直接或间接通过信号转导通路引起细胞的损伤，在RIRI的发病中发挥重要作用。线粒体是细胞重要的细胞器之一，它是能量代谢和自由基产生的主要场所。在RIRI，缺血和缺氧造成线粒体呼吸功能障碍，ATP合成下降、线粒体膜肿胀，自由基生成增加，加重了缺血再灌注损伤。一氧化氮(nitric oxide，NO)是一种内皮衍生的血管舒张因子，它参与细胞内信号传导，具有舒张动脉、降低血小板粘滞性和抗炎作用，但NO在RIRI中的作用目前尚不十分清楚。
氧化应激损害是氧自由基产生增加和抗氧化能力减弱的结果，抗氧化剂可减少氧自由基产生或直接清除机体产生的氧自由基，保护组织抗氧化物酶的活性，增强机体的抗氧化能力。褪黑素(melatonin，MT)是目前发现的体内最强的抗氧化物质之一，能有效清除体内氧自由基。MT既具有直接的抗氧化作用，又能激活细胞内源性抗氧化防御系统和自由基清除系统。近年研究发现，MT在抗氧化、抗衰老和其他多种疾病治疗方面均有重要的作用，但关于其对RIRI的作用却鲜有报道。因此，探讨抗氧化剂MT对RIRI的治疗作用具有重要的临床意义。本实验旨在观察MT对RIRI的作用，并探讨其可能的作用机制。
目的：
观察MT对RIRI大鼠肾脏的保护作用，并探讨其可能的作用机制。
方法：
采用夹闭大鼠双侧肾动、静脉45分钟后松夹再灌注的方法制作RIRI模型，观察MT对RIRI大鼠肾脏的影响。雄性SD大鼠60只，随机分为(1)假手术组(Sham)、(2)模型组(IR)、(3)MT 5mg组、(4)MT 10mg组、(5)VC组(VC)。IR组、MT 组和阳性对照VC组均夹闭动、静脉45分钟，然后去夹再灌。MT 5mg和MT 10mg组于夹闭前30分钟和再灌后30分钟腹腔分别注射MT 5mg和10 mg/kg，VC组于夹闭前30分钟和再灌后30分钟腹腔注射VC125mg/kg，IR组则同法给予等量生理盐水。再灌注后逐层缝合腹膜、腹壁肌肉和皮肤。Sham组除不夹闭双侧肾动、静脉外，余手术操作同前。再灌后6和24h分批取腹主动脉血测定血清肌酐(Scr)、尿素氮(SUN)，取血后迅速摘取肾脏，于冰板上分别留取相同部位肾组织标本观察肾组织形态学变化、测定NO含量、eNOS、Bax、Bcl-2的表达(免疫组化法)。低温差速离心法提取肾组织线粒体，测定线粒体总ATP酶、超氧化物歧化酶(SOD)、线粒体活力和丙二醛(MDA)含量。
结果：
1.大鼠肾脏缺血再灌注损伤后，IR组肾功能明显下降，SUN、Scr均明显高于Sham组(P＜0.01)，且随时间点呈加重趋势。与IR组相比，MT 5mg组、MT 10mg以及VC组各时点SUN、Scr均明显降低(P＜0.05，P＜0.01)。
2.大鼠肾脏缺血再灌注损伤后，肉眼和光镜所见Sham组肾组织无明显异常；IR组肾组织损伤随时间逐渐加重。表现为肾小管上皮细胞混浊肿胀、坏死、管腔明显扩张，管内可见管型和脱落细胞、间质水肿、核染色质边集以及明显的胞浆空泡样变性。MT 10mg组和VC组各时点肾组织损伤程度较IR组明显减轻。MT 5mg组各时点肾组织损伤程度与IR组相似。
3.大鼠肾脏缺血再灌注损伤后，IR组各时点线粒体SOD、总ATP酶、线粒体活力均显著降低(P＜0.01)，MDA含量显著升高(P＜0.01)。与IR组相比，MT 5mg、MT 10mg及VC组各时点SOD、总ATP酶均明显增加(P＜0.05，P＜0.01)：MT 10mg和VC组各时点线粒体活力明显高于IR组(P＜0.05，P＜0.01)；而MT 5mg组线粒体活力与IR组相比无明显差异。与IR组相比，MT 5mg、MT 10mg和VC组各时点MDA含量均显著下降(P＜0.01)。
4 大鼠肾脏缺血再灌注损伤后，IR组各时点NO含量与Sham组相比显著增加。MT 5mg、MT 10mg及VC组，6hNO含量与IR组相比明显增加(P＜0.01)；但24h，只有MT 10mg及VC组NO含量明显增加，MT 5mg组则较IR组无明显差异。Sham组eNOS无明显表达，IR组在肾小管上皮细胞胞浆有少量表达，MT 5mg、MT 10mg及VC组较IR组表达增强。
5 大鼠肾脏缺血再灌注损伤后，Sham组肾皮质Bax、Bcl-2无明显表达；IR组肾皮质Bax，Bcl-2表达均较Sham组明显增加；与IR组相比，MT 5mg、MT 10mg和VC组各时点Bcl-2表达增强，而Bax表达较弱。
结论：
1.RIRI后，肾功能明显受损。肾小管上皮细胞肿涨、坏死、间质水肿。
2.MT可明显减轻RIRI大鼠肾组织损伤，改善肾功能。其机制可能与其抗自由基损伤，保护线粒体形态与功能的完整以及改善线粒体能量代谢等有关。
3.MT能明显增加RIRI大鼠肾组织中eNOS表达，增加保护性NO的生成；并减少缺血再灌损伤大鼠肾组织细胞凋亡，从而减轻肾缺血再灌注损伤。