牛磺酸对大鼠肢体缺血再灌注后肝脏损伤的保护效应

【前言】牛磺酸对大鼠肢体缺血再灌注后肝脏损伤的保护效应由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。【摘要】目的： 观察大鼠肢体缺血再灌注后肝脏的损伤性变化，以及牛磺酸对肝脏损伤性变化的保护效应，探讨牛磺酸对大鼠肢体缺血再灌注后肝脏功能保护作用的可能机制. 方法： 实验用Wistar大鼠30只，随机分为对照(control, C)组，缺血再灌注(ischemia reperfusion, IR)...

作者：王银环，董淑云，张娜，赵利军，李宏杰，孔小燕，刘丽华，张连元

【关键词】 再灌注损伤；肝功能；四肢；牛磺酸

Protective effect of taurine against liver injury after limb ischemiareperfusion in rats

【Abstract】 AIM: To observe the liver injury and investigate the protective effect of taurine on the liver function after limb ischemiareperfusion. METHODS: Thirty Wistar rats were randomly divided into control group，ischemiareperfusion(IR) group and taurine + ischemiareperfusion (TR) group (n=10 per group). The values of XOD, LDH, MDA, AST, ALT and SOD in plasma were respectively measured after 4 h limb ischemia and 4 h reperfusion in each group. XOD, MDA, ROS, MPO and ［Ca2+］ in the liver tissues and GSHPX, ［Ca2+］ in the liver mitochondria were observed. RESULTS: In IR group compared with the control group, the values of LDH ［(190.16±13.36) μkat/L vs (122.39±14.87) μkat/L］, XOD ［(758.82±151.53) nkat/L vs (543.61±43.51) nkat/L］, MDA ［(5.19±0.67) nmol/L vs (1.27±0.21) nmol/L］ , ALT ［(78.40±6.45) nkat/L vs (20.50±3.70) nkat/L］, AST ［(47.70±4.47) nkat/L vs (25.25±2.98) nkat/L］ in plasma increased, but SOD ［(1.30±0.15) μkat/L vs (1.80±0.16) μkat/L ］ reduced, XOD ［(104.69±12.34) μkat/kg vs (59.01±10.50) μkat/kg］, MDA ［(2.66±0.08) nmol/L vs (1.29±0.14) nmol/L］, ROS ［(771.65±100.69) μkat/L vs (606.45±52.01) μkat/L］, MPO (0.47±0.04 vs 0.28±0.06), ［Ca2+］［(0.248±0.050) mmol/L vs (0.123±0.014) mmol/L］ in the liver tissues increased, GSHPx ［(20.34±4.67) nkat/L vs (31.17±11.50) nkat/L］ in the liver mitochondria were obviously reduced, but ［Ca2+］［(0.38±0.06) mmol/L vs (0.14±0.03) mmol/L］ increased; In TR group compared with the IR group, the values of LDH ［(158.29±4.87) μkat/L］, XOD ［(758.82±151.53) nkat/L］, MDA ［(2.81±0.19) nmol/L］, ALT ［(64.40±9.05) nkat/L］, AST ［(38.70±8.10) nkat/L］ were reduced, but SOD ［(1.50±0.17) μkat/L］ in plasma of TR group increased; the values of XOD ［(94.19±13.50) μkat/L］, MDA ［(1.67±0.12) nmol/L］, ROS ［(710.81±55.34) μkat/ L］, MPO (0.36±0.04), ［Ca2+］［ (0.192±0.426) mmol/L］ in the liver tissues decreased, the values of GSHPx［(22.50±3.17) nkat/L］ in the liver mitochondria of TR group obviously increased, but ［Ca2+］ ［(0.31±0.06) mmol/L］ reduced. CONCLUSION: The taurine could protect the liver function of rats after limb ischemiareperfusion.

【Keywords】 reperfusion injury; liver function; extremities; taurine

【摘要】目的： 观察大鼠肢体缺血再灌注后肝脏的损伤性变化，以及牛磺酸对肝脏损伤性变化的保护效应，探讨牛磺酸对大鼠肢体缺血再灌注后肝脏功能保护作用的可能机制. 方法： 实验用Wistar大鼠30只，随机分为对照(control, C)组，缺血再灌注(ischemia reperfusion, IR)组和牛磺酸+缺血再灌注(taurine+ ischemia reperfusion, TR)组，每组10只. 观察缺血4 h再灌注4 h各组大鼠血浆中XOD, LDH, MDA, AST, ALT和SOD的变化；观察肝组织XOD, MDA, ROS, MPO和Ca2+的变化；观察肝线粒体GSHPX和Ca2+的变化. 结果： 单纯肢体缺血再灌注组大鼠血浆中LDH ［(190.16±13.36) μkat/L］, XOD ［(758.82±151.53) nkat/L］, MDA ［(5.19±0.67) nmol/L］, ALT ［(78.40±6.45) nkat/L］, AST ［(47.70±4.47) nkat/L］ 等较正常对照组血浆中LDH［(122.39±14.87) μkat/L］, XOD［(543.61±43.51) μkat/kg］, MDA［(1.27±0.21) nmol/L］, ALT［(20.50±3.70) nkat/L］, AST［(25.25±2.98) nkat/L］明显增加，而SOD［（1.30±0.15) μkat/L］较对照组 (1.80±0.16) μkat/L明显降低；单纯肢体缺血再灌注组大鼠肝组织XOD ［(104.69±12.34) μkat/Kg］, MDA ［(2.66±0.08) nmol/L］, ROS［ (771.65±100.69) μkat/ L］, MPO (0.47±0.04), ［Ca2+］ ［(0.248±0.050) mmol/L］较正常对照组肝组织XOD［(59.01±10.50) μkat/kg］, MDA ［(1.29±0.14) nmol/L］, ROS ［(606.45±52.01) μkat/L］, MPO［(0.28±0.06)］, ［Ca2+］ ［(0.123±0.014) mmol/L］ 均明显增加；缺血再灌注组大鼠肝线粒体GSHPx活性［(20.34±4.67) nkat/L］与正常对照组［(31.17±11.50) nkat/L］比较明显降低，而［Ca2+］浓度［(0.38±0.06) mmol/L］则高于正常对照组［(0.14±0.03) mmol/L］. 牛磺酸+缺血再灌注组大鼠血浆中LDH［(158.29±4.87) μkat/L］, XOD ［(758.82±151.53) nkat/L］, MDA ［(2.81±0.19) nmol/L］, ALT ［(64.40±9.05) nkat/L］, AST ［(38.70±8.10) nkat/L］较单纯缺血再灌注组明显降低，而SOD ［(1.50±0.17) μkat/L］则增加；肝组织XOD［(94.19±13.50) μkat/L］, MDA ［(1.67±0.12) nmol/L］, ROS ［(710.81±55.34) μkat/L］, MPO (0.36±0.04), ［Ca2+］ ［(0.192±0.426) mmol/L］等指标也较单纯缺血再灌注组明显降低，此外牛磺酸+缺血再灌注组大鼠肝线粒体GSHPx活性［(22.50±3.17) nkat/L］与单纯肢体缺血再灌注组相比明显增加，而Ca2+浓度［(0.31±0.06) mmol/L］则降低，损伤减轻. 结论： 牛磺酸可以减轻大鼠肢体缺血4 h再灌注4 h后所致的肝损伤.

【关键词】 再灌注损伤；肝功能；四肢；牛磺酸

0引言

牛磺酸是体内含量最丰富的氨基酸，具有广泛的生物学作用［1］. 已有很多实验资料［2-6］证明牛磺酸具有清除自由基和抗脂质过氧化作用等. 本实验我们在大鼠肢体缺血再灌注模型上观察肝脏的损伤性变化以及观察预先给予牛磺酸对这一变化的影响，旨在探讨肢体缺血再灌注时远隔器官损伤及其可能的发生机制，以及牛磺酸的保护效应，为避免或延缓肢体缺血再灌注损伤的发生、发展提供理论依据.

1材料和方法

1.1材料健康雄性Wistar大鼠30只，体质量（250±50）g，购自河南医科大学实验动物中心，医动字： D410116号）；所用生化测定试剂盒均购自南京建成生物制品公司，其余所需试剂均为市售分析纯产品，722分光光度计购自上海精密科学仪器公司，低温高速离心机购自德国Hittech公司.

1.2方法

1.2.1模型复制采用本室常规方法［7］制作大鼠肢体缺血再灌注模型，乙醚浅麻醉下用橡皮圈环绕结扎大鼠双后肢根部，阻断血流4 h后松解，恢复血流灌注4 h，自腹主动脉取血处死动物，并收集血液，4℃, 3500 r离心15 min，取血浆，装入干净的Epperdorf管，-70℃保存.

1.2.2动物分组将实验大鼠分笼喂养30 d，术前12 h禁食，自由饮水，室温（25±2）℃，湿度40%~50%. 随机分为3组，每组10只，① 正常对照组： 常规饲养，双后肢松弛环绕橡皮圈，不阻断血流，余操作同缺血再灌注组组. ② 缺血再灌注组： 常规饲养，按模型操作. ③ 牛磺酸+缺血再灌注组： 在缺血再灌注前30 d每天灌服牛磺酸一次，剂量为200 mg/kg体质量，其余操作同缺血再灌注组.

1.3观测指标

1.3.1血浆生化指标测定取血浆测定谷草转氨酶（ALT）,谷丙转氨酶（AST）,乳酸脱氢酶（LDH）,黄嘌呤氧化酶（XOD）,丙二醛（MDA）及超氧化物歧化酶（SOD）的含量.

1.3.2肝组织及其线粒体生化指标测定结束实验时，迅速取出肝组织，液氮速冻后-70℃保存. 取部分肝组织制成10%匀浆，测定黄嘌呤氧化酶（XOD）,丙二醛（MDA）,髓过氧化物酶（MPO）,活性氧（ROS）及Ca2+含量；测定线粒体中GSHPX和Ca2+含量. ALT, AST, LDH, XOD, MDA, MPO, ROS, GSHPX和Ca2+用比色法测定；肝线粒体的制备参照文献［8］进行.

统计学处理： 结果以x±s表示，用SPSS 11.5 统计分析软件进行单因素方法分析以及SNKq检验.

2结果

2.1各组大鼠血浆ALT, AST, LDH, XOD, MDA和SOD含量的变化与正常对照组比较，单纯缺血再灌注组MDA, XOD, ALT, AST和LDH均明显升高，分别升高了3.09倍,39.6%, 2.82倍, 88.9%和55.4%,（P<0.05）；而SOD则降低了27.7%，(P<0.05)；牛磺酸+缺血再灌注组组与单纯缺血再灌注组比较，MDA, XOD, ALT, AST和LDH分别降低了45.9%, 7.2%, 15.3%, 18.9%和16.8%，(P<0.05)；而SOD则升高了14.8%（P<0.05），损伤减轻（表1）.

表1各组大鼠血浆SOD, XOD, ALT, AST, LDH和MDA含量(略)

aP<0.05 vs bP<0.01正常对照， cP<0.05 vs缺血再灌注.

2.2各组大鼠肝组织中XOD, MDA, MPO, ROS和Ca2+含量变化与正常对照组比较，单纯缺血再灌注组XOD, MDA, ROS, MPO, LDH和Ca2+均明显升高，分别升高了77.4%, 1.06倍, 27.2%, 66.8%, 30.1%和1.02倍，（P<0.05）；牛磺酸+缺血再灌注组与单纯缺血再灌注组比较，XOD, MDA, ROS, MPO, LDH和Ca2+分别降低了10.0%, 37.2%, 7.9%, 11.7%, 24.8% (P<0.05)和22.6% (P<0.05)，损伤减轻(表2).

表2各组大鼠肝组织XOD, MDA, ROS, MPO和Ca2+含量(略)

aP<0.05 vs正常对照组; cP<0.05 vs缺血再灌注组.

2.3各组大鼠肝线粒体中GSHPX活性和Ca2+含量变化单纯缺血再灌注组与正常对照组比较，Ca2+(0.38±0.06 vs 0.14±0.03) mmol/L明显升高，升高1.71倍（P<0.05）；而GSHPX(20.34±4.67 vs 31.17±11.50) nkat/L则降低了34.8%, （P<0.05）；与单纯缺血再灌注组比较，牛磺酸+缺血再灌注组Ca2+(0.31±0.06 mmol)降低了18.4% （P<0.05），而GSHPX(22.50±3.17 nkat/L)则升高了10.7% （P<0.05），损伤减轻.

3讨论

大量研究证实组织缺血缺氧后的损伤不仅发生在缺氧当时，更主要的是发生在缺血组织迅速恢复血供时［9］. 肝脏损伤是肢体缺血再灌注致远隔器官损伤的一个非常重要的脏器损伤.

反映肝功能的ALT, AST和反映脂质过氧化损伤的XOD是三个很重要的酶. 当肝在受到损伤的早期，血清ALT, AST含量即可升高，是评价肝功能的非常重要的指标. XOD是氧自由基产生的主要酶. 在肝细胞受损时，此酶活性明显升高. SOD和GSHPx对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用，此酶能清除超氧阴离子自由基，防止膜脂质过氧化连锁反应所造成的损伤，保护细胞. MDA是脂质过氧化产物，是衡量机体组织过氧化损伤程度的指标. LDH也属于胞质酶，其血浆水平的高低可反映组织受损的严重程度. MPO是中性粒细胞（PMN）嗜天青颗粒中含量较高的酶，组织中MPO活性的高低可定量表示组织中PMN聚集的程度.

在本实验中我们发现，大鼠肢体缺血再灌注后肝组织中MPO含量升高，表明PMN在肝内血管黏附、聚集或游出到间质增多，进而促使黄嘌呤脱氢酶大量转化为黄嘌呤氧化酶，引起“呼吸爆发”，产生大量氧自由基. 同时，由于SOD及GSHPx活性降低，清除自由基能力下降，自由基大量堆积，引发过氧化反应，肝组织受到损伤. 由于细胞膜遭到破坏，通透性增加，致胞质酶和溶酶体酶漏出，造成组织和细胞的进一步损伤［10］. 我们在实验中观察到的血浆中LDH, ALT, AST升高就是由于细胞膜通透性升高，酶释放入血所致. 组织的过氧化反应增强，主要表现为MDA增多. 这些改变又加重了组织细胞损伤，形成自由基增多与组织损伤之间的“恶性循环”.

牛磺酸是体内含量最丰富的氨基酸，具有广泛的生物学作用［1］. 具有稳定细胞膜、调节细胞内钙稳态和抗脂质过氧化作用［11］，是机体内源性抗损伤和细胞保护物质，可明显减轻肢体缺血再灌注后的细胞坏死［12］. 本实验中我们观察到灌服牛磺酸的大鼠肢体缺血再灌注后，肝细胞损伤程度明显减轻，同时SOD， GSHPx活性增加. 本实验结果提示：牛磺酸能减轻肢体缺血再灌注后继发的肝脏损伤，而这一效应与其避免或减轻肢体缺血再灌注后机体的过氧化反应增强有关. 它的这一作用对保护机体避免或延缓肢体缺血再灌注损伤的发生、发展有一定的意义. 本实验结果提示：牛磺酸可能通过提高LIR后肝细胞及其线粒体内自由基清除酶活性、减少自由基生成和稳定细胞膜而达到保护肝脏的作用. 其具体机制还有待于进一步阐明.

【参考文献】

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