胃饲乙醇预处理诱导增强肝脏对缺血再灌流损伤耐受性的实验研究

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肝脏缺血再灌流(Ischemia-Reperfusion, I/R)损伤是一种常见的临床病理生理过程,其预防和治疗历来是肝胆外科医生普遍关注的难题。时至今日,已从实验研究到临床上提出了一系列干预肝脏缺血再灌流损害的措施,包括补充代谢药物、自由基清除剂、钙通道拮抗剂、细胞因子拮抗剂和肾上腺皮质激素等,然而这些外源性方法对肝脏的保护作用都十分有限。 近年来,基于生物应激保护现象的启示,人们对缺血再灌流损害的防治策略转向通过应激预处理调动机体内源性保护机制来提高组织对该损害的耐受性。生物应激保护反应普遍存在于从细菌到人类的各种生物中,是组织细胞受到超生理刺激(应激原)后快速产生的一系列可逆性应答反应,籍此获得对同类和异类应激原伤害效应的暂时性耐受或拮抗能力。例如,乙醇、亚砷酸钠或内毒素预处理后宿主可获得对热损伤、缺血再灌流损害及脓毒症的耐受性。细胞保护现象揭示通过“应激预处理”(stress preconditioning)有目的地诱导宿主自身保护反应能够增强器官组织对缺血再灌流的耐受性。 业已在动物实验中证明,热休克或短暂的缺血等预处理后,可以提高肝脏对后续长时程缺血的耐受性。在应激预处理转化为具有临床实用价值的肝脏保护方法之前,必须解决的关键技术是寻求能替代热休克和肝脏缺血而获得类似肝脏预处理效应,且在临床安全、无创而易行的应激原。由于应激原的病理生理本质是对宿主的伤害性刺激,将应激预处理效应选择性控制在肝脏范围内而避免其对肝外器官的损害应该是必要的。热休克预处理对宿主的不良影响是全身热效应的生理扰乱;肝脏短暂缺血在手术有限的时间内尚不足以充分诱导肝脏自身保护作用,而术前采用非手术方法阻断肝血流也有一定困难和创伤。最为理想的方法应是采用药物预处理诱导持久肝脏保护效应,然而目前在心脏等动物器官证明有效的内毒素及其衍生物、去甲肾上腺素、血管紧张素2、内皮素等药物预处理方法均可不同程度地对机体造成广泛损害,因而不能应用于病人。 研究表明,低剂量乙醇能诱导多种组织和细胞表达细胞保护作用有关的HSP70S,人和动物摄取一定量的乙醇都具有模拟缺血预处理的心脏保护作用。关于乙醇对肝脏预处理的作用尚缺乏研究,但有资料显示一定浓度的乙醇对体外培养的肝细胞具有保护作用,这种保护作用与其稳定细胞内HSP70S含量有关。此外,动物实验显示,采用低剂量乙醇胃饲大鼠,降低了小肠缺血再灌流后的肝脏白细胞聚集和血清T’N’F-a、ALT的升高;表明提前给予小剂量乙醇可以减轻肠缺血再灌流导致的肝脏炎症反应及肝细胞损伤。Hone Y等人同样发现,小剂量的乙醇可以增加肝脏血流,减轻由肠缺血再灌流损伤导致的肝脏微循环障碍及随后的肝损伤。以上提示胃饲乙醇预处理能够增强肝脏对肝外脏器缺血再灌流损伤的耐受性。乙醇属微毒类中枢神经系统抑制剂,饮入的乙醇由消化道吸收后 90%在肝脏氧化分解,乙醇吸收后的首过效应使其对肝脏具有相对的选择性,胃饲乙醇具有安全方便、易于控制剂量和全身副作用小的优点,因此,胃饲乙醇有可能成为具有相对选择性的肝脏预处理方法。 有鉴于此,本研究拟采用胃饲乙醇为预处理措施,验证其对正常大鼠肝脏缺血再灌流损伤耐受性的影响。 实验方法与主要结果 1.大鼠胃饲乙醇预处理方案的确立 实验初步证实,>sg/kg为大鼠急性胃饲的中毒剂量。以门静脉转流下的肝脏缺血再灌流模型为基础,参考国内外相关文献并首次确立胃饲乙醇预处理方案。健康成年雄性Wstar大鼠随机分为:正常对照组(N)、胃饲乙醇组(E)、肝脏缺血手术组(h)和胃饲乙醇预处理组(EPC)。首先在40%、5 g/kg乙醇胃饲后5 h行肝脏缺血手术的条件下,研究预处理对肝脏90 min I/R损伤后,动物整体情况、死亡率、肝组织病理、血清酶学的影响。 ·VI·并在探明整体保护趋势的基础上,采用剂量、浓度、胃饲时机为实验因素,设计三因素三水平正交实验,探讨胃饲乙醇预处理的最适模式。结果发现(1谓饲乙醇后,动物中毒症状轻微,很快完全恢复;术中肝门阻断后,胃肠道无明显淤血;实验各组动物在观察时相内无死亡。讲 胃饲乙醇后血清ALT在观察时相内与正常对照组无显著差异;EPC组ALT于再灌流 3 h达到峰值,ALT峰值高于 h组,而在 6、12、24 h均低于后者。(3)血清 AST变化趋势与ALT相近,EPC组于各对应检测时相均低于IR组。m肝脏病理可见,正常大鼠肝脏结构完整清晰,中央静脉及汇管区无明显炎症细胞;胃饲乙醇组可见组织结构完整,汇管区有少量炎症细胞聚集,肝细胞可见散在浊肿变性,以中央静脉周围为主;EPC组各时相未见明显组织结构破坏,汇管区可见炎症细胞聚集,较多肝细胞变性并有散在坏死,以中央静脉周围为重;皿组肝脏可见明显的肝细胞变性坏死,部分区域肝小叶正常结构破坏。以上结果提示胃饲乙醇预处理具有增强肝脏对缺血再灌流损伤耐受性的效应/5)以乙醇浓度N0%、30?
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