朱海龍 張根葆 張 翠 (南京醫(yī)科大學(xué)附屬江寧醫(yī)院,江蘇 南京 200)
彌散性血管內(nèi)凝血(DIC)是以機體凝血系統(tǒng)功能紊亂為特征,以出血、貧血、休克、多器官損傷為表現(xiàn)的危急重癥。內(nèi)毒素可通過誘導(dǎo)單核細胞、內(nèi)皮細胞釋放腫瘤壞死因子(TNF)、白介素(IL)-1、IL-6等細胞因子而激活凝血系統(tǒng),最終誘發(fā)DIC〔1〕。DIC時微血栓的大量形成,以及炎癥損傷,又可促進多器官功能障礙綜合征(MODS)的發(fā)生〔2,3〕。調(diào)查顯示,當(dāng)DIC伴發(fā)多器官功能損傷時患者病死率將明顯增高〔4〕。因此加強DIC多器官損傷的防治研究,對降低患者病死率具有十分重要的意義。柴胡為傳統(tǒng)中藥材,其主要成分柴胡皂苷具有抗炎、保肝的功效〔5〕。為了進一步了解柴胡對內(nèi)毒素DIC多器官損傷的影響,本研究以大鼠為對象,建立內(nèi)毒素DIC多器官損傷模型,初步探討柴胡的防治功效及作用機制。
1.1 試劑 脂多糖(LPS,E coli 055:B5,美國Sigma公司),柴胡注射液(咸陽泰鑫藥業(yè)有限公司),APTT及FIB測定試劑盒(上海太陽生物技術(shù)有限公司),磷酸化ERK1/2兔抗鼠單克隆抗體(美國Santa Cruz公司),辣根過氧化物酶標(biāo)記羊抗鼠IgG抗體(美國Santa Cruz公司),其他試劑均為國產(chǎn)分析純。
1.2 主要儀器 MC-2000型全自動血凝儀(德國MDC公司),Au400型全自動生化儀(日本Olympus公司),BX41型雙目顯微鏡(日本Olympus公司)。
1.3 實驗動物 SD大鼠,32只,雌性,體重210~230 g,由南京青龍山動物繁殖場提供。
1.4 方法
1.4.1 造模 32只SD大鼠隨機分為4組:對照組、模型組和柴胡低、高劑量組。參考文獻〔6〕的方法,略加改動復(fù)制大鼠DIC模型,具體步驟為:大鼠空腹12 h后,對照組腹腔注射生理鹽水4 ml/kg,模型組腹腔注射6 mg/kg LPS,柴胡低、高劑量組分別腹腔注射0.2,0.4 g/kg柴胡注射液和6 mg/kg LPS。
1.4.2 實驗室檢查 各組大鼠在藥品注射結(jié)束后5 h時,腹腔注射1.5%戊巴比妥鈉麻醉。頸總動脈插管取血,并用3.8%枸櫞酸鈉1∶9抗凝。離心后取血漿,利用MC-2000血凝儀及Olympus Au400生化儀測定活化部分凝血活酶時間(APTT)、纖維蛋白原(FIB)、乳酸脫氫酶(LDH)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、尿素(BUN)及肌酐(CRE)等指標(biāo)。
1.4.3 標(biāo)本采集 各組大鼠取血后,立即留取心、肝、腎等臟器,甲醛固定、石蠟包埋切片,HE染色,光鏡下檢查各臟器組織病理變化。同時行免疫組化檢測肝組織中磷酸化細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(p-ERK 1/2)的分布,具體步驟如下:病理切片常規(guī)脫蠟至水,微波修復(fù),羊血清封閉,兔抗鼠磷酸化ERK1/2單克隆抗體1∶200稀釋,37℃孵育1 h,4℃ 冰箱過夜,辣根過氧化物酶標(biāo)記的羊抗鼠二抗37℃ 孵育1 h,DAB顯色。結(jié)果判斷:胞核和/或胞質(zhì)中呈棕黃色為陽性細胞。
2.1 各組凝血及生化指標(biāo)變化 與對照組相比,模型組各凝血及生化指標(biāo)變化顯著(P<0.01);與模型組相比,柴胡低劑量組各生化指標(biāo)均顯著下降(P<0.01),凝血指標(biāo)APTT也有所改善(P<0.05),而FIB的變化無統(tǒng)計學(xué)意義;柴胡高劑量組凝血及生化指標(biāo)均較模型組顯著改善(P<0.01)。見表1、表2。
2.2 各組織病理學(xué)變化 對照組心肝腎組織肉眼觀無明顯異常。模型組肝臟表面肉眼可見廣泛點狀出血;光鏡下可見心內(nèi)膜下片狀出血,部分肝細胞水腫變性,肝細胞索排列紊亂,肝竇及間質(zhì)血管擴張充血,腎小球及間質(zhì)血管擴張充血,腎小管上皮細胞水腫變性。與模型組相比,柴胡低、高劑量組心肝腎等臟器結(jié)構(gòu)基本趨于正常,充血出血明顯減輕。見圖1~圖3。
2.3 p-ERK 1/2蛋白在肝組織中的分布 ERK1/2主要為胞質(zhì)陽性,對照組未見p-ERK1/2陽性表達。模型組則陽性細胞明顯增多,廣泛分布于肝細胞。柴胡低、高劑量組陽性細胞密度較模型組明顯降低。見圖4。
表1 4組大鼠凝血指標(biāo)變化(± s,n=8)
表1 4組大鼠凝血指標(biāo)變化(± s,n=8)
與對照組比較:1)P <0.01;與模型組比較:2)P <0.05,3)P <0.01
組別 劑量(g/kg) APTT(s) FIB(mg/dl)對照組 -20.51±0.88 423.63±6.04模型組 - 45.35±2.081) 54.75±3.491)柴胡組 0.2 38.69±1.631)2) 52.88±1.941)0.4 37.34±1.201)3) 170.25±9.571)3)
圖1 4組大鼠心臟組織病理變化(HE,×100)
圖2 4組大鼠肝組織病理變化(HE,×100)
圖3 4組大鼠腎組織病理變化(HE,×100)
圖4 肝組織p-ERK1/2免疫組織化學(xué)結(jié)果(IHC,×100)
表2 4組大鼠血生化指標(biāo)變化(± s,n=8)
表2 4組大鼠血生化指標(biāo)變化(± s,n=8)
與對照組比較:1)P<0.01;與模型組比較:2)P<0.01
組別 劑量(g/kg) LDH(U/L) ALT(U/L) AST(U/L) BUN(mmol/L) CRE(μmol/L)對照組 - 109.88±12.55 28.65±1.95 59.50±2.97 4.30±2.00 45.78±1.55模型組 - 2 472.00±66.511) 897.71±24.851) 517.88±7.111) 11.30±0.341) 85.53±1.781)柴胡組 0.2 354.88±18.311)2) 45.01±1.641)2) 175.88±8.431)2) 9.03±0.401)2) 61.76±2.061)2)0.4 225.50±8.051)2) 41.49±3.201)2) 131.75±4.311)2) 8.63±0.241)2) 54.30±1.291)2)
DIC是因凝血系統(tǒng)過度激活,繼而出現(xiàn)凝血功能障礙,最終引起出血傾向的臨床病理過程。與國外不同,在我國引起DIC的首要因素為感染,約占30% ~40%,其中又以革蘭陰性細菌感染最為多見,約占65%。內(nèi)毒素(ET)是革蘭陰性細菌(G-)的主要致病成分。內(nèi)毒素通過誘導(dǎo)單核細胞、內(nèi)皮細胞釋放TNF、IL-1、IL-6 等炎癥因子而激活凝血系統(tǒng),最終引發(fā) DIC〔1〕。同時,炎癥因子所誘發(fā)的炎癥反應(yīng)又可對各種組織器官造成損傷,再者DIC微血栓形成所造成的微循環(huán)失衡,嚴重時也可導(dǎo)致或促進MODS的發(fā)生〔2,3〕。MODS是一個以上器官功能發(fā)生障礙甚至衰竭,其預(yù)后較差。調(diào)查顯示,任何單一器官系統(tǒng)持續(xù)衰竭24 h以上的死亡率約10%,兩個系統(tǒng)以上衰竭的死亡率為60%,若涉及三個系統(tǒng)衰竭>72 h以上者,死亡率近100%。國外文獻報道:美國所有入住 ICU的病人,約80%病人死于MODS〔4〕。因此加強DIC多器官損傷的防治研究,有著重要的現(xiàn)實意義。
柴胡注射液以柴胡一味中藥,經(jīng)提煉而成。柴胡為傳統(tǒng)中藥材,其成分主要為柴胡皂苷、甾醇、揮發(fā)油等,其中又以柴胡皂苷最具生物活性。國內(nèi)外的眾多研究表明柴胡皂苷具有解熱、抗炎、免疫調(diào)節(jié)及保肝等功效〔6〕。本研究采用內(nèi)毒素來復(fù)制DIC多器官損傷模型,模型組各項凝血及生化指標(biāo)較對照組明顯改變,各器官組織擴張充血明顯,符合動物DIC診斷標(biāo)準(zhǔn)。柴胡注射液處理后各器官功能指標(biāo)均顯著改善,形態(tài)學(xué)可見各臟器損傷減輕。這表明柴胡能夠減輕內(nèi)毒素所致的DIC多器官損傷。
有絲分裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路是生物體內(nèi)重要的炎癥信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)之一,到目前為止已有4種MAPK亞家族被發(fā)現(xiàn),分別為細胞外信號調(diào)節(jié)激酶1/2(ERK1/2)、c-Jun氨基未端激酶(JNK)等。這些MAPK亞家族成員能被多種炎性刺激所激活,并對炎癥的發(fā)生、發(fā)展起重要調(diào)控作用。有報道顯示〔7〕,柴胡皂苷d能夠抑制Jun氨基末端激酶(MAPK家族成員)的磷酸化,這提示柴胡的抗炎機制與炎癥信號通路的抑制有關(guān)。Dang等〔8〕研究證實,柴胡皂苷d可能通過對NF-κB炎癥通路的抑制,而減少TNF-α、IL-6等細胞因子的釋放。與文獻報道相似,本實驗免疫組化顯示模型組肝組織陽性細胞密度較高,而柴胡組陽性細胞密度減低,這提示柴胡可能具有干擾ERK1/2炎癥通路的作用。我們此前的研究表明ERK 1/2信號通路與內(nèi)毒素DIC的凝血功能紊亂及多器官損傷過程具有相關(guān)性,阻斷ERK1/2信號通路對內(nèi)毒素DIC大鼠的器官損傷具有保護作用。這提示柴胡可能通過抑制ERK1/2炎癥通路,進而減輕內(nèi)毒素DIC的器官損傷。然而ERK1/2信號通路涉及多個環(huán)節(jié),多種激酶的磷酸化,其具體機制有待進一步的研究。
綜上所述,本研究提示柴胡注射液可以減輕內(nèi)毒素DIC的多器官損傷,其機制可能與ERK1/2信號通路的阻斷有關(guān),這為內(nèi)毒素DIC多器官損傷的臨床防治提供了實驗資料。
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