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不同剂量促红细胞生成素对肝缺血再灌注损伤的抗氧化作用

时间:2010-08-24 09:10:56  来源:  作者:
        缺血再灌注损伤(Hepatic ischemia-reperfusion injury HIRI)是肝脏外科手术期间非常严重的并发症,一些长时间的肝门阻断的肝叶切除手术尤其是肝脏移植手术往往会存在肝脏缺血的过程[1],而阻断的血管复通可造成再灌注的损伤,这不利于肝叶切除后肝脏的再生及肝功能的恢复,从而直接影响病人的预后、手术成功率和病人存活率。促红细胞生成素对缺血再灌注损伤的心、脑、肾脏、脊髓等器官具有一定的抗氧化作用[2~6],但对于缺血再灌注损伤后的肝脏是否具有抗氧化的保护效应,临床研究尚未见报道。本文拟术前使用不同剂量EPO,观察肝缺血再灌注损伤患者的血清ALT、AST及MDA、SOD的浓度变化,从而探讨不同剂量EPO对肝脏缺血再灌注损伤的抗氧化作用。
        1、资料与方法
        一般资料:选择择期需阻断肝门的肝脏手术病人30例。ASAI~III级,年龄18~60岁,无高血压、凝血功能异常、糖尿病、代谢异常、黄疸、低蛋白血症及心、肺、肾功能异常,肝脏酶学在正常范围内。按数字表法随机将入选病例均分为3组。(表1)。
        表1.1三组患者一般情况 ( x±s n=10)
        组别 姓别 (男/女) 平均年龄 (岁) 体重 (㎏)
        A组 5/5 48.6±9.0 61.0±9.4
        B组 4/6 51.2±5.4 58.2±11.8
        C组 7/3 50.2±8.0 61.7±9.7
        研究方法:30例患者按随机原则分为三组,每组均为10例。空白对照组(A组):术前1小时不使用EPO,直接静滴生理盐水100ml。低剂量组EPO组(B组):术前1小时经外周静脉滴注EPO(北京四环生物制药有限公司生产,批号:国药准字S20000023)200IU/kg(溶于100ml生理盐水中);高剂量组(C组):术前1小时经外周静脉滴注EPO 300IU/kg(溶于100ml生理盐水中)。
        麻醉方法:麻醉前30分钟常规肌注阿托品0.5mg及咪唑安定5mg。入手术室后,行颈内静脉穿刺置管监测中心静脉压(CVP)和静脉输液,桡动脉穿刺置管监测平均动脉压(MAP),使用美国Dash3000型多功能监护仪监测心率(HR)、平均动脉压(MAP)、中心静脉压(CVP)和指脉搏血氧饱和度(SPO2)。患者均采用静吸复合全身麻醉,麻醉诱导均静脉给予咪唑安定0.1mg/kg、依托咪酯0.3mg/kg、芬太尼4~5ug/kg、罗库溴铵0.6mg/kg气管内插管成功后,接Blease8500型麻醉机行机械通气,微量泵静脉持续注入异丙酚2~4mg/kg/h,间断静注芬太尼和维库溴铵,复合吸入异氟醚(浓度不超过2%)维持麻醉,术中维持生命体征平稳。
        监测指标:观察三组病人的肝门阻断时间、手术出血量及手术时间,同时分别于肝门阻断前(缺血前T0)、肝门阻断后30min(T1)、肝门阻断开放后1h(T2)、肝门阻断开放后6h(T3)、肝门阻断开放后24h(T4)记录心率、有创动脉压、血氧饱和度的变化以及上述各时点病人谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)、血浆丙二醛(MDA)及超氧化物歧化酶(SOD)的活性
        数据统计和处理:计量资料以均数±标准差(x ±s)表示,应用SPSS13.0统计软件包进行统计学分析处理,组间比较采用单因素方差分析,组内比较采用重复测量资料的方差分析,P<0.05为差异有统计学意义
        2.结果
        2.1 临床观察指标
        三组患者肝门阻断时间、术中出血量及手术时间均无明显统计学意义(P>0.05)。(表2.1)
        表2.1 临床资料( χ± s )
        组别 肝门阻断时间(min) 术中出血量(ml) 手术时间(min)
        A组 21.34±3.65 807.9±98.4 167.1±29.1
        B组 20.44±2.16 732.5±92.1 149.1±16.2 
        C组 19.46±4.86 701.4±60.9 144.3±16.5
        2.2 血液生化指标
        2.2.1 ALT及AST的变化
        组内比较:三组患者在T0时点均在正常范围(P>0.05),从T1时点开始各时点ALT、AST均比T0时点显著增高(P<0.05),于T2点为最高峰,随后呈逐渐下降趋势。(图1及图2)
组间比较:
        ALT浓度:B组从T2开始比A组明显降低(P<0.05),C组从T1时点开始比A组明显降低(P<0.05),从T2时点起与A组有非常显著性差异(P<0.01);C组在T2时点比B组明显降低(P<0.05),其余时点比较无差异。
        AST浓度:B、C两组从T1时点起比A组明显降低(P<0.01);C组在T2时点比B组明显降低(P<0.01),其余时点比较无差异。
        与T0相比*P<0.05;
        与A组比较,▲P<0.05, ▲▲P<0.01;
        与B组比较,★P<0.05, ★★P<0.01。 
        2.2.2 MDA的浓度变化
        每组患者在T0时点MDA均在正常范围,肝门阻断后各时点MDA明显高于阻断前,差异有统计学意义(P<0.05)。三组MDA浓度在T1时均增高,但三组之间差异无显著性。A组在T2、T3和T4的MDA浓度分别为(13.74±1.39nmmlo/L、15.63±1.39nmmlo/L、13.04±1.46nmmlo/L),B组分别为(12.63±2.20nmmlo/L、14.01±2.36nmmlo/L、11.54±2.02nmmlo/L),而C组为(11.72±1.43nmmlo/L、12.16±0.93nmmlo/L、10.79±0.70nmmlo/L),B组T3、T4时点MDA浓度与A组比较降低(P<0.05), C组MDA浓度在T1时点后较A组明显降低(P<0.01), T3点C组MDA浓度明显低于B组(P<0.05),三组释放高峰均在肝门开放后6h(T3)。
        4.2.3 SOD活性变化
        三组患者T0点SOD的活性均在正常范围,以后各时间点的浓度均低于T0(P<0.05),并在T2点上达到低谷;A组在T2时点以后的浓度比B、C组明显降低(P<0.01),C组在T3、T4时点SOD活性明显高于B组,其余时点比较无显著性差异
        表1 三组患者各时间点ALT、AST、MDA、SOD的浓度变化(n=10 χ±s)
        生化
        指标 组别 T0 T1 T2 T3 T4
        ALT
        (U/L) Ⅰ A组 29.90±4.01 64.30±12.34* 141.60±21.92* 114.80±14.96* 99.90±14.75*
        B组 29.50±5.74 65.50±10.93* 121.20±14.86*▲ 95.60±19.26*▲ 81.00±17.19*▲
        C组 31.60±5.15 51.90±9.84*▲ 104.1±13.1*▲▲★ 86.10±17.32*▲▲ 75±18.87*▲▲
        AST 
        (U/L) A组 35.40±6.87 115.70±20.12* 260.00±54.77* 143.30±24.28* 115.20±16.55*
        B组 38.10±9.68 89.0±17.10*▲▲ 152.3±21.43*▲▲ 110.9±18.82*▲▲ 88.60±21.08*▲▲
        C组 36.20±7.64 76.9±11.08*▲▲ 102.±24.66*▲▲★★ 97.20±11.7*▲▲ 82.20±26.35*▲▲
        SOD
        (KU/L) A组 107.3±9.4 79.6±4.7* 66.9±9.6* 69.5±7.4* 67.9±10.2* 
        B组 108.3±8.5 84.4±7.0* 77.4±8.9* 80.1±14.1*▲▲ 82.7±10.0*▲▲ 
        C组 110.1±11.7 88.2±8.0*▲▲ 86.7±8.5*▲▲★ 90.8±97*▲▲★ 96.0±8.3*▲▲★★ 
        MDA(nmmol/L) A组 8.40±0.32 12.58±1.59* 13.74±1.39* 15.63±1.39* 13.04±1.46* 
        B组 8.51±0.61 11.85±2.19* 12.63±2.20* 14.01±2.36*▲ 11.54±2.02*▲ 
        C组 8.73±0.61 10.97±1.76* 11.72±1.43*▲ 12.16±0.93*▲▲★ 10.79±2.08*▲▲ 
        与T0相比*P<0.05;与A组比较 ▲P<0.05, ▲▲P<0.01;与B组比较★P<0.05, ★★P<0.01
        3、讨论:
        随着肝脏外科的发展,复杂的肝脏肿瘤及大范围肝叶切除手术日益增多,在肝脏部分切除的过程中,为获取清晰无血的视野,减少出血量,目前临床最常采用连续肝门阻断法(continuous pringle maneuver,CPM)[7]。虽然肝脏血流的阻断可有效地控制出血,但是肝脏热缺血及再灌注引起的损伤已成为术后严重的并发症,直接影响病人肝脏的修复及再生功能。因此研究围术期如何采用适当的措施进行肝脏保护是十分有必要的,它将有利于病人的术后康复。尽管有许多研究对于肝脏缺血再灌注损伤有了一定的了解,但对于其确切机理仍未十分清楚。Gutierrez G等[8]研究认为肝脏缺血再灌注损伤机制极其复杂,涉及多种肝内、肝外的病理变化。氧自由基的损害作用被认为是最重要的因素之一[9~11]。了解此期氧自由基的动态变化, 对加强围手术期肝脏保护具有重要意义。脂质过氧化反应代谢产物MDA 及内源性氧自由基清除剂SOD则是目前公认的能较好反映氧自由基产生的间接指标。
        本研究发现在肝门阻断及开放后,肝脏酶学有较大的变化,随着肝门阻断时间的延长,ALT及AST急剧升高,远超过正常值,在T2时点(肝门开放后1h)达到峰值。这可能是肝脏切面存在大量肝细胞破坏,细胞内多种酶经肝窦进入血液循环,也可说明肝细胞破坏在缺血/再灌注期早中期就存在,且损伤有一定的程度。本实验T0以后各时间点的AST、ALT浓度均升高,而B组、C组升高的趋势明显小于A组,与Sezgin[3]、Bruno Sepodes[12]等动物研究结果基本一致,表明EPO在一定程度上可减轻肝脏的I/R损伤。
        在生理情况下,人体内不断产生氧自由基而又不断将其清除,维持其动态平衡,肝脏缺血再灌注过程中,由于肝细胞缺血缺氧,产生ATP分解增加,代谢产物次嘌呤在肝细胞内大量堆积,从而使具有清除氧自由基功能的物质如超氧化物歧化酶(SOD)等失活或耗尽,从而引起氧自由基进一步堆积,形成恶性循环,此外激活的Kuffer细胞、中性粒细胞、单核细胞等受缺氧刺激后也释放大量氧自由基[13]。氧自由基通过对肝窦内内皮细胞细胞膜磷脂结构、肝细胞实质细胞核内DNA、双链结构氧化及促进血小板、粒细胞在微血管粘附、聚集,从而直接造成肝脏细胞的损伤。
        MDA是氧自由基攻击细胞膜中不饱和脂肪酸的最终产物,可间接反映机体细胞受自由基损伤的程度。因此,自由基对机体损伤的程度可以通过检测MDA含量的变化进行间接评估。。
        本研究发现,与A组比较,B、C两组肝I/R后血浆SOD活性升主,说明EPO可以抑制SOD的失活;同时肝门阻断后各时点MDA明显高于阻断前,且三组释放高峰均在肝门开放后6h(P<0.05),这也反映出肝I/R急性期主要特点,即其肝细胞损伤在3~6小时内主要由于氧自由基的产生及Kuffer激活有关。B、C两组与A组在T1时点后血清MDA含量差异有显著性(P<0.05),T3点B组与C组比较有显著性差异(P<0.05),这也表明EPO可抑制氧自由基的产生及攻击作用,从而保护肝脏,其作用机理可能在于EPO具有血小板生长因子相似的作用,可增强超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶等抗氧化酶的活性,从而增强抗氧化活性,有清除氧自由基的作用,同时,EPO还能增加肠谷甘肽过氧化物酶活性,下调MDA水平[14]。,这与王砚青等发现EPO具有抵抗再灌注后氧自由基,减轻实验大鼠心肌缺血-再灌注损伤结果一致[2] 。
        因此本实验证明,术前静脉点滴EPO300IU/Kg用于缺血再灌注损伤肝脏可在一定程度上降低MDA含量,提高SOD活性作用,抑制氧自由基生成,防止脂质过氧化作用,从而保护肝脏功能。

        参考文献:
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        [3] Sezpfin Y,Ersin A ,Cigdem T ,et al. The protective effectof erythropoietin on ischaemia/ reperfusion injury of liver[J ] . J Int Hepatol Pancreat Biliary Assoc ,2004 ,6 (3) :169
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        [6] 刘亚,蔡锦方等,重组人促红细胞生成素对骨骼肌缺血再灌注损伤的保护作用,中国矫形外科杂志,2005(11)21期 1656~1658
        [7] 彭承宏,陈皓等,肝脏手术中肝血流阻断与肝脏缺血-再灌注损伤,中国实用外科杂志,2007(1)53~57
        [8] Gutierrez G, Cellular energy metabolism during hypoxia [J].Critcare Med, 1991, 19(5):619-626.
        [9]程斌. 肝脏的缺血再灌注损伤. 中华器官移植杂志,1992, 13 (1) ∶47
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        [11]Yokoyama Y, Beckman JS, Beckman TK, et al. Circulating xanth in oxidase: Potential mediator of ischemia injury. Am J Physio l, 1990, 258 (41) ∶564
        [12] Bruno Sepodes, Rui Maio,et al. Recombinant human erythropoietin protects the liver from hepatic ischemia-reperfusion injury in the rat, 2006 European Society for Organ Transplantation 19(2006)919~926.
        [13] Shirasugi N , W akabayashi G, Shinazu M, et al UP-regulation of oxygen derived free radicals by interleukin in hepatic ischemia/reperfusion injury . Transplantation, 1997,64(6):1398~1403
        [14] 万英,罗朝淑等,促红细胞生成素与缺血再灌注损伤的研究进展,现代医药卫生2006,22卷第19期,2962~2964
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