褪黑素在治療擠壓綜合征動物模型缺血再灌注損傷的效果研究.pdf

1、背景及目的:褪黑素（melatonin，MEL）及其代謝產物具有很強的自由基清除能力，在哺乳動物各組織器官的缺血再灌注損傷過程中具備潛在的治療作用。擠壓綜合征（crush syndrome，CS）是指各種重力創(chuàng)傷使肢體骨骼肌遭受持續(xù)性擠壓，當這種持續(xù)性擠壓解除后相應肢體骨骼肌出現(xiàn)的缺血及再灌注損傷，并引起橫紋肌溶解、高鉀血癥、代謝性酸中毒、急性腎損傷等臨床癥狀。擠壓綜合征多發(fā)生在戰(zhàn)爭災害、恐怖襲擊、地震、山體滑坡等災害性事件中。缺血再灌

2、注損傷是擠壓綜合征病理生理改變的使動環(huán)節(jié)。缺血再灌注過程中大量形成的氧自由基、炎癥因子釋放不僅影響局部組織活性及功能，還會引起全身炎癥反應綜合征(Systemic inflammation reaction syndrome,SIRS)，因而會繼發(fā)心臟、腎臟、肺等遠隔器官的損傷。該實驗應用止血帶擠壓大鼠雙下肢構建擠壓綜合動物模型，通過外源性褪黑素干預處理，一方面觀察其對擠壓綜合征模型大鼠酸堿平衡紊亂、氧化應激損傷、橫紋肌溶解及存活率等方

3、面的影響，另一方面觀察其對動物模型心肌酶、心肌氧化應激損傷、炎性細胞因子、心肌損傷病理改變等的影響。實驗分為兩部分，一、褪黑素對擠壓綜合征動物模型骨骼肌缺血再灌注損傷療效評估。二、褪黑素對擠壓綜合征動物模型繼發(fā)心肌損傷的保護作用。
　　方法:第一部分：將 Isamu Murata等擠壓綜合征造模方法加以利用改進，利用5%的戊巴比妥鈉溶液以50mg/kg劑量腹腔麻醉大鼠，利用卡式止血帶擠壓大鼠后肢根部，止血帶拉力等同于3kg重物的壓

4、力，5小時后撤除止血帶恢復擠壓肢體血流灌注。將wistar雄性大鼠按照保證在再灌注6小時后各組存活10只造模大鼠的原則，隨機分為四組：空白組（SHAM組）、模型組（CS組）、擴容組（NS組）及褪黑素組（MEL組），檢測大鼠后肢再灌注6小時血清中鉀離子（K+）、肌酸激酶同工酶（CK）、乳酸脫氫酶（LDH）、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶(CAT)的活性及丙二醛（MDA）含量，再灌注6小時檢查動脈血

5、氣，同時觀察各組大鼠腓腸肌光鏡下蘇木精伊紅（Hematoxylin eosin，HE）染色病理改變；另外將81只大鼠分為SHAM組(n=10)、CS組（n=30）、NS組（n=25）、MEL組（n=16），觀察再灌注48小時各組大鼠死亡的時間點以進行生存曲線分析。第二部分：根據(jù)第一部分造模及分組方法，同樣以保證在再灌注12小時后存活10只造模大鼠的原則，將雄性wistar大鼠隨機分為四組：SHAM組、CS組、NS組及MEL組，檢測各組大

6、鼠后肢再灌注12小時血清肌鈣蛋白I(TnI)，肌酸激酶同工酶（CK-MB）、超氧化物歧化酶、丙二醛水平，炎性細胞因子 TNF-α、IL-1β水平，觀察各組大鼠心肌組織光鏡下HE染色病理改變。
　　結果:再灌注6小時，CS組動脈血氣提示明顯的代謝性酸中毒，而MEL組酸堿平衡紊亂較CS組明顯改善。與SHAM組比較，CS組血清中K+、CK、LDH的含量顯著上升，GSH-Px、SOD、CAT的活性顯著升高；與CS組比較，MEL組血清中CK

7、、LDH、K+的含量顯著降低，GSH-Px、SOD、CAT的活性顯著下降。CS組中血清中MDA的含量較SHAM組顯著升高；而MEL組血清中MDA含量較CS組顯著降低。SHAM組腓腸肌纖維間未見水腫及炎癥細胞浸潤，肌肉纖維正常分布；CS組、NS組腓腸肌纖維間質水腫明顯，肌纖維結構嚴重破壞，骨骼肌橫紋紊亂；MEL組肌肉纖維間可見輕度水腫，纖維組織稍紊亂，其形態(tài)結構明顯好于CS組與NS組。SHAM組大鼠的生存率為100%，CS組大鼠的生存率為

8、20%，NS組大鼠的生存率29.2%，MEL組大鼠的生存率為56.3%。
　　再灌注12小時，CS組血清中TnI，CK-MB含量顯著升高，褪黑素干預后的MEL組血清中TnI，CK-MB較CS組明顯降低；CS組血清及心肌SOD活性較SHAM組顯著降低，血清及心肌MDA、TNF-α、IL-1β水平顯著升高，MEL組血清及心肌SOD活性較CS組顯著升高，血清及心肌MDA、TNF-α、IL-1β水平顯著降低。通過HE染色評估心肌損傷病理改

9、變，SHAM組心肌細胞結構完整、心肌橫紋清晰可見；CS組心肌壞死和炎性細胞浸潤明顯,心肌橫紋消失；MEL組心肌組織損傷較CS有所減輕。
　　結論:利用卡式止血帶能成功建立擠壓綜合征動物模型，在下肢恢復血流灌注前利用褪黑素早期干預，對擠壓綜合征模型骨骼肌缺血再灌注損傷具有保護作用；褪黑素能有效的抑制缺血再灌注過程中氧化應激損傷，減輕橫紋肌溶解；并能提高擠壓綜合征模型大鼠生存率，改善缺血再灌注腓腸肌損傷。同時擠壓綜合征模型能引起心肌損