引用本文： 李俊, 王健, 李鵬飛, 韓效帆, 朱世春, 李廣, 張培建. 間斷低氧預適應對大鼠肝切除缺血再灌注損傷的保護作用. 中國普外基礎與臨床雜志, 2014, 21(10): 1284-1286. doi: 10.7507/1007-9424.20140305 復制
肝臟切除手術中常需行入肝血流阻斷，但是血流開放后殘余肝臟會出現缺血再灌注損傷，易導致術后肝功能衰竭[1]。低氧預適應是機體在一定的低氧環境下激發的一種內源性保護機理，已有研究[2-9]表明，其能夠對抗腦、心、肺等器官的缺血再灌注損傷，但其對肝臟大部切除術后殘余肝臟缺血再灌注損傷的作用鮮有報道。本研究從肝臟大部切除后殘余肝臟抗氧化能力的角度來探討低氧預適應對殘余小體積肝臟缺血再灌注損傷的保護作用。
1 材料和方法
1.1 實驗動物、主要試劑和儀器
SD大鼠78只，體質量250～300 g，8周齡（揚州大學提供）；自制低氧預處理裝置，含氧量為10%的氮氧混合氣體（南京天澤氣體供應責任有限公司）；氧氣及CO2氣體監測儀（中國實驗室品牌儀器貿易公司）；顯微手術器械（揚州市第一人民醫院）；AV800全自動生化分析儀（日立公司，日本）；超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）測試盒（南京建成生物工程研究所）。
1.2 實驗動物分組與操作
將SD大鼠用SPSS軟件隨機分為4組：假手術組（SO組）6只，肝切除組（PH組）、肝切除缺血再灌注組（IR組）和間斷低氧預適應組（IHP組）每組各24只。SO組大鼠開腹后僅翻動肝臟的左葉和中葉；PH組大鼠切除肝臟的左葉和中葉（約占總肝重的70%）；IR組大鼠在肝門阻斷下切除左葉和中葉肝臟，阻斷20 min后開放入肝血流，殘余肝臟發生缺血再灌注損傷；IHP組大鼠每日進行低氧（10%）暴露1 h，連續進行1周，最后1次低氧暴露完畢后進行手術操作（同IR組）。
1.3 標本制備與檢測
除SO組僅在術后2 h取材檢測外，其余各組大鼠分別于術后（即再灌注后，PH組以關腹前計時）2、6、12及24 h取材檢測，每組每個時間點取6只大鼠。自下腔靜脈取血，用AV800全自動生化分析儀檢測血清ALT和AST水平。取新鮮的肝臟右葉組織約100 mg，制備10％肝組織勻漿，將勻漿4℃，3 000 r/min離心10 min（r=10 cm）后取上清液，按照試劑盒說明書的步驟，采用黃嘌呤氧化酶法測定SOD活性，采用硫代巴比妥酸鈉法（TBA）測定MDA含量。
1.4 統計學方法
采用SPSS 16.0軟件進行統計分析。結果以均數±標準差（
2 結果
2.1 各組大鼠血清ALT和AST水平檢測結果
在術后2 h，PH組、IR組和IHP組大鼠血清ALT和AST水平均高于SO組（P < 0.05）。僅在術后2 h，IR組和IHP組大鼠血清ALT水平的差異無統計學意義（P > 0.05），在術后6、12和24 h，IHP組大鼠血清ALT和AST水平均顯著高于PH組，但顯著低于IR組（均P < 0.05）。見表 1。
表1
各組大鼠術后不同時點ALT及AST水平檢測結果（n=6，2.2 大鼠肝臟肝組織SOD活性與MDA含量檢測結果
在術后2 h，PH組、IR組和IHP組大鼠殘余肝臟的SOD活性均顯著低于SO組（P < 0.05），在術后各時間點，IHP組大鼠殘余肝臟的SOD活性均顯著低于PH組，但顯著高于IR組（均P < 0.05）；而MDA含量與SOD活性相反，IHP組肝臟中MDA含量均顯著高于PH組，但顯著低于IR組（均P < 0.05）。見表 2。
表2
各組術后不同時點肝臟SOD活性和MDA含量檢測結果（n=6，3 討論
缺血再灌注損傷是外科常見的病理生理過程，大量自由基瀑布樣生成引發的氧化應激是其重要機理之一[10-11]。SOD是機體內抗過氧化反應的重要酶，它能夠清除機體內產生的氧自由基，保護細胞膜、線粒體等重要細胞結構，維持機體的氧化/抗氧化平衡。其活性反映了抗氧化能力的大小。MDA是細胞脂質過氧化反應的終產物，其含量反映了機體受自由基氧化損傷的程度。因此，歷來多選取血清或局部組織中SOD活力和MDA含量作為評價缺血再灌注后過氧化損傷程度的指標[12]。Tanrikulu等[13]研究發現，大鼠肝臟缺血再灌注后，肝組織SOD活性顯著下降，MDA含量卻有明顯增加。Yu等[14]的研究也得出類似結果。
間斷低氧預適應是一種經典的誘導方法，其能夠刺激機體產生內源性保護機理，不僅在一定程度上對抗缺血缺氧不利環境，還能夠減輕缺血再灌注或缺氧復氧損傷。一些研究[15-17]顯示，通過一定程度的低氧刺激或低氧訓練，能顯著提高實驗動物血清和組織中抗氧化物質的含量。本實驗結果顯示，通過術前慢性重復性低氧預適應，能夠提高肝大部切除術后小體積肝臟的SOD活性和降低MDA含量，提高抗氧化能力，減輕缺血再灌注損傷。雖然間斷低氧預適應的抗過氧化反應和抗缺血再灌注損傷的作用已經通過實驗得到初步證實，但其在臨床應用方面仍面臨著許多挑戰。首先，要明確其精確的調控機理；其次，目前低氧的方式、頻率、持續時間以及氧氣濃度尚無統一標準，其參數設置不同效果也不相同；第三，在整體低氧預處理時，還應兼顧其他器官對缺氧的耐受。以上3點將是未來低氧醫學的研究方向。
肝臟切除手術中常需行入肝血流阻斷，但是血流開放后殘余肝臟會出現缺血再灌注損傷，易導致術后肝功能衰竭[1]。低氧預適應是機體在一定的低氧環境下激發的一種內源性保護機理，已有研究[2-9]表明，其能夠對抗腦、心、肺等器官的缺血再灌注損傷，但其對肝臟大部切除術后殘余肝臟缺血再灌注損傷的作用鮮有報道。本研究從肝臟大部切除后殘余肝臟抗氧化能力的角度來探討低氧預適應對殘余小體積肝臟缺血再灌注損傷的保護作用。
1 材料和方法
1.1 實驗動物、主要試劑和儀器
SD大鼠78只，體質量250～300 g，8周齡（揚州大學提供）；自制低氧預處理裝置，含氧量為10%的氮氧混合氣體（南京天澤氣體供應責任有限公司）；氧氣及CO2氣體監測儀（中國實驗室品牌儀器貿易公司）；顯微手術器械（揚州市第一人民醫院）；AV800全自動生化分析儀（日立公司，日本）；超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）測試盒（南京建成生物工程研究所）。
1.2 實驗動物分組與操作
將SD大鼠用SPSS軟件隨機分為4組：假手術組（SO組）6只，肝切除組（PH組）、肝切除缺血再灌注組（IR組）和間斷低氧預適應組（IHP組）每組各24只。SO組大鼠開腹后僅翻動肝臟的左葉和中葉；PH組大鼠切除肝臟的左葉和中葉（約占總肝重的70%）；IR組大鼠在肝門阻斷下切除左葉和中葉肝臟，阻斷20 min后開放入肝血流，殘余肝臟發生缺血再灌注損傷；IHP組大鼠每日進行低氧（10%）暴露1 h，連續進行1周，最后1次低氧暴露完畢后進行手術操作（同IR組）。
1.3 標本制備與檢測
除SO組僅在術后2 h取材檢測外，其余各組大鼠分別于術后（即再灌注后，PH組以關腹前計時）2、6、12及24 h取材檢測，每組每個時間點取6只大鼠。自下腔靜脈取血，用AV800全自動生化分析儀檢測血清ALT和AST水平。取新鮮的肝臟右葉組織約100 mg，制備10％肝組織勻漿，將勻漿4℃，3 000 r/min離心10 min（r=10 cm）后取上清液，按照試劑盒說明書的步驟，采用黃嘌呤氧化酶法測定SOD活性，采用硫代巴比妥酸鈉法（TBA）測定MDA含量。
1.4 統計學方法
采用SPSS 16.0軟件進行統計分析。結果以均數±標準差（
2 結果
2.1 各組大鼠血清ALT和AST水平檢測結果
在術后2 h，PH組、IR組和IHP組大鼠血清ALT和AST水平均高于SO組（P < 0.05）。僅在術后2 h，IR組和IHP組大鼠血清ALT水平的差異無統計學意義（P > 0.05），在術后6、12和24 h，IHP組大鼠血清ALT和AST水平均顯著高于PH組，但顯著低于IR組（均P < 0.05）。見表 1。
表1
各組大鼠術后不同時點ALT及AST水平檢測結果（n=6，2.2 大鼠肝臟肝組織SOD活性與MDA含量檢測結果
在術后2 h，PH組、IR組和IHP組大鼠殘余肝臟的SOD活性均顯著低于SO組（P < 0.05），在術后各時間點，IHP組大鼠殘余肝臟的SOD活性均顯著低于PH組，但顯著高于IR組（均P < 0.05）；而MDA含量與SOD活性相反，IHP組肝臟中MDA含量均顯著高于PH組，但顯著低于IR組（均P < 0.05）。見表 2。
表2
各組術后不同時點肝臟SOD活性和MDA含量檢測結果（n=6，3 討論
缺血再灌注損傷是外科常見的病理生理過程，大量自由基瀑布樣生成引發的氧化應激是其重要機理之一[10-11]。SOD是機體內抗過氧化反應的重要酶，它能夠清除機體內產生的氧自由基，保護細胞膜、線粒體等重要細胞結構，維持機體的氧化/抗氧化平衡。其活性反映了抗氧化能力的大小。MDA是細胞脂質過氧化反應的終產物，其含量反映了機體受自由基氧化損傷的程度。因此，歷來多選取血清或局部組織中SOD活力和MDA含量作為評價缺血再灌注后過氧化損傷程度的指標[12]。Tanrikulu等[13]研究發現，大鼠肝臟缺血再灌注后，肝組織SOD活性顯著下降，MDA含量卻有明顯增加。Yu等[14]的研究也得出類似結果。
間斷低氧預適應是一種經典的誘導方法，其能夠刺激機體產生內源性保護機理，不僅在一定程度上對抗缺血缺氧不利環境，還能夠減輕缺血再灌注或缺氧復氧損傷。一些研究[15-17]顯示，通過一定程度的低氧刺激或低氧訓練，能顯著提高實驗動物血清和組織中抗氧化物質的含量。本實驗結果顯示，通過術前慢性重復性低氧預適應，能夠提高肝大部切除術后小體積肝臟的SOD活性和降低MDA含量，提高抗氧化能力，減輕缺血再灌注損傷。雖然間斷低氧預適應的抗過氧化反應和抗缺血再灌注損傷的作用已經通過實驗得到初步證實，但其在臨床應用方面仍面臨著許多挑戰。首先，要明確其精確的調控機理；其次，目前低氧的方式、頻率、持續時間以及氧氣濃度尚無統一標準，其參數設置不同效果也不相同；第三，在整體低氧預處理時，還應兼顧其他器官對缺氧的耐受。以上3點將是未來低氧醫學的研究方向。
