呂 鵬,陳克研,周 錦,刁玉剛,張鐵錚
腎移植是當(dāng)今治療終末期腎臟疾病最理想的方法之一。從50年前第1例腎移植成功至今,已超過50萬例腎衰竭患者通過腎移植延續(xù)生命[1]。然而,腎移植圍術(shù)期缺血再灌注損傷的問題至今尚未解決。由于腎臟自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其成為IRI中最為敏感的器官之一[2]。當(dāng)腎臟缺血時(shí),血流量減少,腎小管內(nèi)皮細(xì)胞損壞,導(dǎo)致腎小管堵塞,再灌注后,細(xì)胞代謝功能紊亂,炎癥介質(zhì)釋放,炎癥反應(yīng)加?。?-5]。目前,在 IR腎臟損傷的防治研究中,啟動(dòng)腎臟內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制尤顯重要,用藥物激活或抑制機(jī)體某些因子從而保護(hù)腎組織,對腎移植和移植物的功能恢復(fù)有著重要意義[6-8]。右美托咪定(Dexmedetomidine,Dex)是一種高度選擇性α2腎上腺素受體激動(dòng)劑,具有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、利尿、抗焦慮、無呼吸抑制、器官保護(hù)等特性[9-10]。本研究旨在觀察右美托咪定對腎缺血再灌注損傷的保護(hù)作用,為防治腎移植術(shù)中的缺血/再灌注損傷提供理論依據(jù)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組 清潔級SD大鼠40只,雄性,體質(zhì)量250~300 g,由我院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科提供,隨機(jī)分4組,每組10只。假手術(shù)組(S組):行右腎切除;缺血再灌注組(I/R組):右腎切除,左腎缺血45 min,再灌注60 min制備腎缺血再灌注模型;Dex預(yù)處理組(Pre/Dex組):于大鼠股靜脈穿刺后泵注 1 μg/kg Dex 10 min 后改為0.5 μg/kg,泵注30 min直至缺血即刻;Dex后處理組(Post/Dex組):自左腎再灌注即刻靜脈泵注1 μg/kg右美托咪定,10 min后改為0.5 μg/kg,泵注30 min停止。
1.2 麻醉及模型建立 術(shù)前大鼠禁食禁飲6 h。腹腔注射10%水合氯醛(3 mg/kg)實(shí)施麻醉。仿照文獻(xiàn)報(bào)道[11]的方法建立腎I/R損傷模型。具體步驟如下:腹中線4~5 cm切口,沿腹白線剪開,暴露腹腔;將回小腸、結(jié)腸和脾臟移至左側(cè),分離右腎,結(jié)扎腎蒂,取出右腎;將小腸、結(jié)腸、脾臟移至右側(cè),顯露左側(cè)腎臟和左腎蒂,用無損傷血管夾夾閉腎蒂;45 min后松開左腎血管夾,恢復(fù)灌注,見腎臟從暗紫色轉(zhuǎn)成紅色則說明I/R模型建立成功;縫合關(guān)閉腹腔。
1.3 標(biāo)本采集與檢測 模型建立成功后6 h將各組實(shí)驗(yàn)鼠眼球放血,收集血液,3 000 r/min離心5 min,將上清吸出,移入1.5 mL離心管中,-80℃保存?zhèn)溆?取部分腎組織固定于中性福爾馬林液中,其余部分存放于-80℃冰箱保存。應(yīng)用全自動(dòng)生化分析儀檢測血清尿素氮和肌酐;用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)試劑盒檢測血清中IL-1、TNF-α。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析 應(yīng)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以±s表示,組間比較采用t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 腎臟病理組織學(xué)變化 與S組相比,I/R組腎臟損傷嚴(yán)重,炎癥明顯,腎小管擴(kuò)張、充血、水腫,有腎小球腎炎表現(xiàn);而Dex預(yù)處理和后處理組腎臟損傷明顯減輕,炎癥降低,細(xì)胞形態(tài)異常較少(見圖1)。
圖1 腎臟缺血再灌注損傷的病理組織學(xué)觀察結(jié)果(×200)
2.2 腎功能檢測 各組血清經(jīng)生化檢測儀檢測,結(jié)果如表1所示,與S組相比,各實(shí)驗(yàn)組肌酐和尿素氮顯著升高(P<0.05),Pre/Dex組和Post/Dex組肌酐和尿素氮含量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但明顯低于R組(P<0.05)。
表1 各組血清肌酐和尿素氮檢測結(jié)果
2.3 炎癥因子檢測 用ELISA試劑盒對血清中IL-1β和TNF-α含量進(jìn)行檢測,結(jié)果如表2所示。與S組相比,各實(shí)驗(yàn)組IL-1β和TNF-α含量均顯著升高(P<0.05);Pre/Dex組和Post/Dex組IL-1和TNF-α含量比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但均低于R組(P<0.05)。
表2 各組炎癥因子比較
目前,IRI已成為臨床常見的病理現(xiàn)象,由于腎臟結(jié)構(gòu)和功能的特殊性,腎移植手術(shù)中發(fā)生的缺血再灌注損傷尤為典型和嚴(yán)重,也更多地引發(fā)研究者的重視。IRI的發(fā)生機(jī)制主要分缺血階段和再灌注階段。腎組織缺血時(shí)血流量下降,腎臟處于缺氧狀態(tài),再灌注后雖然缺血的組織恢復(fù)血流,但能量代謝發(fā)生障礙,細(xì)胞通透性改變,激活炎癥反應(yīng),加劇組織的損傷[12]。本研究通過建立的大鼠IRI動(dòng)物模型模擬臨床腎I/R過程,結(jié)果發(fā)現(xiàn)腎臟再灌注6 h后損傷嚴(yán)重,HE染色后其腎小管擴(kuò)張、炎癥明顯,有腎小球腎炎表現(xiàn)。血生化檢測證實(shí)其肌酐和尿素氮的含量明顯增高。該結(jié)果一方面證明大鼠IRI模型建立成功,另一方面說明IRI后腎組織損傷嚴(yán)重。
炎癥過程始于血管內(nèi)皮損傷和腎小管細(xì)胞功能障礙,一系列的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子,包括IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α 和單核細(xì)胞趨化蛋白1(MCP-1),分別釋放入腎組織和血液循環(huán)[13]。在 IRI過程中,腎小管上皮細(xì)胞產(chǎn)生的 TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-18等細(xì)胞因子促使血管黏附分子表達(dá)增高,從而介導(dǎo)白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的黏附作用[14]。本研究結(jié)果表明,腎臟缺血45 min,再灌注6 h后血清中IL-1β和TNF-α含量明顯增高??梢姡装Y反應(yīng)在IRI過程中發(fā)揮重要作用。
Dex可以維持腎髓質(zhì)血流,從而防止造影劑腎病,保護(hù)腎臟,并可激動(dòng)中樞和外周交感神經(jīng)的突觸前膜腎上腺素能受體,從而減弱外科手術(shù)引起的應(yīng)激反應(yīng),起到鎮(zhèn)靜和鎮(zhèn)痛的作用[15]。此外,Dex有維持血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定的作用,當(dāng)循環(huán)血量減少時(shí),可使心輸出量重新分配,保證重要臟器的灌注,維持腎血流量和腎小球?yàn)V過[16]。在本研究中,分別在大鼠I/R模型中實(shí)施Dex預(yù)處理和后處理,血生化結(jié)果顯示,兩組中肌酐和尿素氮的含量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),但均明顯低于 I/R組(P<0.05);腎臟病理組織學(xué)觀察結(jié)果顯示,Dex兩組中腎臟損傷明顯減少。說明Dex在I/R中對腎臟有一定的保護(hù)作用。
綜上所述,腎缺血再灌注可導(dǎo)致以炎性反應(yīng)為特征的腎損傷;右美托咪定通過減輕炎性反應(yīng),從而減輕腎缺血再灌注損傷,具有一定的腎保護(hù)作用。
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