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目的:探讨大蒜素注射液预处理和缺血预处理对大鼠肾缺血再灌注损伤的保护作用及机制。方法建立大鼠肾缺血再灌注模型。将75只SD大鼠随机分成对照组(CON)、缺血再灌注组(IR)、缺血预处理组(IPC)、大蒜素预处理组(APC)、大蒜素及缺血预处理组(AIPC)共5组,每组15只。手术方法:对照组:切除右肾但不夹闭左肾动脉;缺血再灌注组:采用切除右肾,夹闭左肾动脉45Min后恢复灌流建立肾缺血再灌注损伤模型;缺血预处理组:切除右肾,夹闭左肾动脉8min+再灌注5min,循环4次,之后夹闭左肾动脉45Min后恢复灌流;大蒜素预处理组:术前8h、4h,术后每8h一次共5次,给予腹腔内注射大蒜素(按20mg/kg)2ml,手术方式同缺血再灌注组;大蒜素及缺血预处理组:术前8h、4h,术后每8h一次共5次,给予腹腔内注射大蒜素(按20mg/kg)2ml,手术方式同缺血预处理组。各组均于术后24h采集肾组织标本及血样标本。采用肾组织HE染色,光镜下观察肾组织病理改变;全自动生化分析仪测定血清尿素氮(BUN)、肌酐(Cr)水平反映肾功能损害程度;硫代巴比妥酸法(TBA)测定丙二醛(MDA)含量、黄嘌呤氧化酶法(XO)测定超氧化物歧化酶(SOD)活性间接反映肾脏的受损程度;运用免疫组化技术观察肾组织中粘附分子1(ICAM-1)的表达,以探讨肾损害的发生机制。结果1.肾脏病理改变,CON组:未发现明显异常;IR组:损伤较明显,大体观察:肾暗红色,肿胀明显,肾包膜张力高,包膜下可见点状出血灶,切面皮髓交接处可见线状充血出血带。光镜下:肾小管上皮细胞肿胀,不同程度的变性、坏死、脱落,可见断裂的基底膜。间质充血,有炎症细胞浸润。以皮髓交接处最为明显;IPC组和APC组两组肾脏病理改变相似,病理结果如下:大体观察:肾颜色稍暗,肿胀不太明显,切面皮髓交接处颜色稍深。光镜下:变性坏死程度较IR组轻,未见明显的基底膜断裂;AIPC组:大体形态与IPC组及APC组相似,光镜下以肾小管上皮细胞变性为主。2.肾脏功能:CON组:BUN(7.8±1.47)、Cr(43.6±2.67)维持在较低水平;IR组:BUN(54.96±3.45)、Cr(203.08±4.25)与CON组比较差异具有显著性意义(P <0.01);IPC组:BUN(40.16±2.54)、Cr(163.87±8.49)和APC组:BUN(42.13±1.86)、Cr(159.64±6.16):两组对比无显著性差异(P﹥0.05),分别与IR组比较,BUN和Cr均明显降低,存在显著性差异(P <0.01),但仍高于CON组(P <0.01);AIPC组BUN(33.53±3.29)、Cr(132.52±2.73):高于CON组(P <0.01),但与其余组比较均明显降低,存在显著性差异(P <0.01)。3.CON组中,血清MDA含量维持在较低水平(0.95±0.15);IR组中,MDA含量明显升高(2.2±0.21),与CON组比较,差异具有显著性意义(P<0.01);IPC组MDA(1.7±0.27)和APC组MDA(1.6±0.22):两组对比无显著性差异(P﹥0.05),分别与IR组比较,MDA含量明显降低,均存在显著性差异(P <0.01),但仍高于CON组(P <0.01);AIPC理组MDA(1.3±0.14)显著降低,但高于CON组(P <0.01),与其余组比较,仍明显降低,存在显著性差异(P <0.01)。4.CON组中,血清SOD活性维持正常水平(329.76±21.32);IR组中,SOD活性明显降低(201.51±14.53),与CON组比较,具有显著性差异(P<0.01);IPC组SOD(255.94±17.28)和APC组SOD(257.14±16.97):两组对比无显著性差异(P﹥0.05),分别与IR组比较,SOD活性明显升高,均存在显著性差异(P <0.01);AIPC组SOD(308.76±16.45)显著升高,与以上各组比较均存在显著性差异(P <0.01);5.光镜下肾组织中ICAM-1在CON组未见明显表达;IR组中可见大量ICAM-1表达,以肾小管内皮细胞上表达为主,毛细血管壁及间质也可见表达;IPC组和APC组ICAM-1表达减弱;AIPC组ICAM-1表达明显减弱,但是强于对照组。一般认为平均光密度值(MOD)能较准确的反映阳性产物颜色深浅的平均状况。平均光密度值:IPC组(0.2818±0.0147)和APC组(0.2741±0.0121)表达量强于AIPC组(0.1654±0.0139)(P <0.01),亦强于CON组(0.0645±0.0043)(P <0.01),但比IR组(0.3215±0.0263)弱(P <0.01);IPC组和APC组比较无显著性差异(P>O.05)。结论1.肾缺血45Min可导致缺血再灌注损伤的发生,出现明显的组织病理学损伤和破坏,肾功能显著下降。但损伤是可逆转的。2.肾缺血再灌注损伤后,MDA含量明显升高,SOD活性显著下降,而氧自由基损伤是再灌注损伤的一个重要原因,MDA含量可反映肾组织中自由基的含量,SOD在体内自由基清除系统起关键作用,说明MDA、SOD含量的变化间接反映了肾缺血再灌注损伤的程度。3.肾缺血再灌注损伤后, ICAM-1高表达于肾小管上皮细胞,而正常肾组织ICAM-1少有表达,而ICAM-1表达的水平越高,肾功能受损情况越重,说明ICAM-1在肾组织表达的水平可以反映肾受损程度。4.缺血预处理或大蒜素预处理能够减轻缺血再灌注后肾功能和肾组织结构的损害,对肾缺血再灌注损伤具有明显的保护作用;保护作用可能与减少MDA的含量和增强SOD的活性有关;5.缺血预处理及大蒜素预处理两种处理因素对大鼠肾缺血再灌注损伤的保护有协同作用。可能是通过下调ICAM-1的表达来保护肾组织。