兔延迟断蒂组织移植局部内皮素和一氧化氮变化的意义
作者：李少华 顾玉东 陈德松 陈亮 张高孟
单位：顾玉东 陈德松 陈亮 张高孟 200040 上海,上海医科大学附属华山医院手外科；李少华 第二军医大学附属长海医院骨科,上海,200433
关键词：组织移植；血管危象；内皮素；一氧化氮
中华创伤杂志980504
【摘要】 目的 研究兔延迟断蒂组织移植局部内皮素(ET)和一氧化氮(NO)含量的变化及其与血管痉挛的关系。方法 用放射免疫方法测定局部血浆和动脉壁ET的的含量,用紫外—可见分光光度计测定局部血浆中NO2含量间接反映NO水平。结果 术后4小时,局部血浆及动脉壁ET含量增高非常显著(P<0.01);术后8小时,局部血浆、动脉壁ET含量增高显著(P<0.05)。术后4小时,局部血浆中NO含量下降非常显著(P<0.01);术后16,24小时,局部血浆中NO含量增高非常显著(P<0.01)。结论 术后16～24小时,延迟断蒂组织移植局部ET含量恢复正常,NO含量明显增高,是延迟断蒂组织移植血管危象发生率下降的原因,此时为断蒂的最佳时间。
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Effect of Endothelin and Nitric Oxide Changes in Local Site of Tissue Transfer with Delayed Breaking Pedicle in Rabbits LI Shao-hua, GU Yu-dong, CHEN De-song, et al. Dept. of Orthopaedics, Changhai Hospital, Second Military Medical University, Shanghai 200433
【Abstract】 Aim To study the changes of endothelin (ET) and nitric oxide (NO) in the local site of tissue transfer with delayed breaking pedicle and the relation with vasospasm in rabbits. ethods The ET concentration of blood and local vascular wall were determined with the radio-immunoassay method. And the plasma NO2 levels in the local site of tissue transfer with delayed breaking pedicle, which reflected NO levels indirectly, were detected with Ultraviolet-visible (Uv-VIS) spectrophotometer. Results The endothelin concentration of blood and local vascular wall increased awfully significantly at 4 hour after the operation (P<0.01), and significantly at 8 hour (P<0.05). The plasma NO levels significantly decreased at 4 hour after the operation (P<0.01). But at 16 hour and 24 hour after the operation,the plasma NO levels increased significantly (P<0.01). Conclusion The recovery of ET concentration of blood and local vascular wall and the increase of the plasma NO at 16-24 hour after the operation are the cause of the reduced incidence of vascular crisis of tissue ransfer with delayed breaking pedicle, and the very time point is the optimum moment for pedicle breaking.
, 百拇医药
【Key words】 Tissue transfer Vascular crisis Endothelin Nitric oxide
随着显微外科技术的发展,血管吻合技术不断精良,组织移植的成活率有了很大的提高。但是,在游离组织移植术中,有时发生顽固性血管痉挛,通常的解痉措施无效,常需切除该段再行吻合,或放弃手术。我科在进行第2足趾游离移植术时,对术中反复发生血管痉挛的病例,多采用先游离第2足趾周围组织,保留血管蒂,缝合皮肤,第2天再行断蒂移植,结果不再发生血管痉挛。笔者通过建立延迟断蒂组织移植的动物模型,测定局部内皮素(ET)和一氧化氮(NO)的含量变化,探讨延迟断蒂组织移植血管危象发生率下降的机制和寻找断蒂的最佳时间。
材料与方法
一、动物模型
雄性新西兰大白兔,用3%戊巴比妥钠(30～50mg/kg)经静脉注射麻醉,后肢脱毛,随机取一侧后肢作股前内侧纵行切口,切开皮肤,游离股动、静脉,结扎动脉的各分支及静脉各属支,在股骨中段切断周围各肌群,离断股骨中段,使后肢远端仅通过股动、静脉与近端相连,然后用克氏针作股骨髓内固定,逐层缝合,建立兔延迟断蒂组织移植模型。
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二、动物分组
健康雄性新西兰大白兔36只,体重2.6～3.0kg,随机分为正常对照组,术后4,8,24,48小时共6组,每组6只动物。正常对照组为动物麻醉后切开后肢股前内侧皮肤,分离出股动、静脉后立即取材。
三、局部内皮素和一氧化氮的测定
1.局部血浆ET含量的测定:从收集后肢远端回流血液的股静脉取血2ml,分离血浆,用Iodogen方法以125I标记抗原进行ET的常规放射免疫分析[1](ET测试药盒购自北京东亚免疫技术研究所)。
2.局部动脉壁组织匀浆ET的含量测定:取游离的股动脉,滤纸吸干动脉表面液体,称重,匀浆,低温离心,取上清液按上述方法测定ET含量。
3.局部血浆NO含量的测定:从股静脉采血,分离血浆,按文献[2]报道的间接法测定,以样品中NO2的量间接反映其NO水平。
, 百拇医药
四、 统计学处理
各组数据以均数±标准误(
±s)表示,显著性检验用组间差别的t检验。
结 果
一、局部股静脉血浆ET含量的变化
对照组兔股静脉血浆中ET含量为(878.52±61.70)ng/L。术后4小时,股静脉血浆中ET高达(1 140.06±105.19)ng/L,与对照组比较,增高有高度显著性差异(P<0.01, t=5.64);术后8小时,股静脉血浆中ET为(978.21±76.37)ng/L,与对照组比较,增高有显著性差异(P<0.05,t=2.35);术后16,24,48小时,股静脉血浆中的ET含量下降,分别为(952.62±47.92)ng/L、(897.77±68.73)ng/L、(878.95±51.77)ng/L,与对照组比较,无显著性差异(P>0.05, t=1.89, 0.87,0.44)。
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二、局部股动脉壁组织中ET含量的变化
对照组动脉壁组织中ET含量为(18.43±7.15)ng/L。术后4小时,股动脉壁ET含量为(56.02±8.01)ng/L,与对照组比较,增高有高度显著性差异(P<0.01, t=7.20);术后8小时,股动脉壁ET含量为(33.27±8.80)ng/L,与对照组比较,增高有显著性差异(P<0.05, t=2.39);术后16,24,48小时,股动脉壁ET含量分别为(23.91±7.35)ng/L、(22.20±5.98)ng/L 、(21.79±5.85)ng/L,与对照组比较,无显著性差异(P>0.05, t=1.262, 0.92, 0.82)。
三、局部股静脉血浆NO含量的变化
对照组股静脉血浆NO为(22.40±1.35)μmol/L。术后4小时,股静脉血浆中NO含量急剧下降为(11.22±0.97)μmol/L,与对照组比较,下降有高度显著性差异(P<0.01,t=16.48),此后,股静脉血浆中NO含量逐渐增高;术后8小时,为(21.46±0.86)μmol/L(P>0.05,t=1.45)；术后16小时,为(30.08±2.28)μmol/L;术后24小时为(26.32±0.07)μmol/L,与对照组比较,增高有高度显著性差异(P<0.01,t=7.09, 6.31);术后48小时,股静脉血浆中NO逐渐恢复接近对照组水平,为(22.66±1.92)μmol/L(P<0.05, t=0.27)。
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讨 论
血管张力主要由神经、体液及血管自身三方面调节。近年的研究表明,血管内皮细胞能产生多种血管活性物质参与血管的张力调节,其中内皮源性舒张因子(endothelium-derived relaxing factor, EDRF)和内皮源性收缩因子(endothelium-derived constriction facot, EDCF)是功能上相互拮抗的两类物质,前者主要指NO,后者主要指ET。NO具有较强的血管舒张作用,并可抑制血小板和白细胞的粘附、聚集[3，4]。ET是一种由内皮细胞分泌的由21个氨基酸组成的生物活性多肽,具有强烈的血管收缩作用。正常情况下,它们相互影响,相互作用,共同对血液循环起调节作用。
笔者在本实验中通过建立延迟断蒂组织移植模型发现,机体受到手术创伤后,局部ET急剧升高,术后4小时升高非常显著(P<0.01),此后开始逐渐降低,但术后8小时仍显著升高(P<0.05),术后16小时后,局部ET含量接近对照组。这是因为,机体受到手术创伤刺激,一方面可能导致受损的血管内皮细胞渗漏增加;另一方面,ET前体原基因序列中有急性反应调节元件的存在,在某些急性机械性损伤情况下能促进ET前体原基因迅速大量表达[5，6],使血管内皮细胞对ET的合成分泌增加。故术后早期,局部ET急剧升高,以后由于机体对手术创伤的适应和ET被机体清除、灭活,局部ET逐渐下降。血管壁组织ET含量升高是导致局部血管痉挛发生发展的重要因素,血管内皮细胞合成的ET以旁分泌方式作用于邻近的血管平滑肌细胞上的ET变体,引起ET一系列生物学效应,尤其是血管收缩效应。正常情况下,机体内有一套完整的生理调控系统存在,ET和NO之间存在着负反馈调节作用[7，8]。创伤对机体内NO的产生具有抑制作用[9，10]。故术后4小时,局部NO下降非常显著(P<0.01)。由于此时局部ET已明显升高,ET可通过其B受体而促进NO释放,增加局部的NO浓度,所以术后16,24小时局部NO增高非常显著(P<0.01),而升高的NO则经环磷酸鸟苷(cGMP)途径抑制ET的产生,最终使ET与NO的合成释放处于动态平衡,二者比值保持在一个较稳定的水平,维持组织血流的相对恒定。
, 百拇医药
第2足趾游离移植术,手术时间常需数小时。上述实验结果表明,此时机体内局部的ET正是高峰期,而NO处于低谷期,ET与NO的动态平衡被暂时打破,对于一些血管平滑肌对ET高度敏感的病例,此时进行移植术,易发生血管痉挛,而且由于NO的降低,白细胞、血小板的聚集、粘附性增高,常易导致血栓形成。如先行游离周围组织,保留血管蒂,缝合皮肤,16～24小时后再行移植,此时,局部内皮素开始恢复接近术前水平,NO明显升高,在进行组织移植时,可明显降低血管痉挛和血栓形成的发生率。故组织游离后,局部ET恢复正常、NO明显升高是延迟断蒂组织移植血管危象发生率下降的原因,术后16～24小时为延迟断蒂移植的最佳时间。
本课题受美国中华医学基金(CMB 95-619)、国家自然科学基金(No.39230340)、卫生部科研基金资助
参考文献
[1]Hirata Y, Itoh K, Ando K, et al. Plasma endothelin levels during surgery. N Engl J Med, 1989, 321∶1686-1687.
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[2]孟淑美,金惠铭.断肢大鼠血浆一氧化氮含量的变化.中华手外科杂志, 1996, 12∶242-244.
[3]Radanski MW, Palmer RM, Moncada S. The role of nitric oxide and cGMP in platelet adhesion to vascular endothelium. Biochem Biophys Res Commun, 1987, 148∶1482-1487.
[4]Smith TP, Canty JM. Modulation of coronary autoregulatory responses by nitric oxide. Circ Res, 1993, 73∶232-236.
[5]Ando K, Hiratu Y, Schichiri M, et al. Presence of immunoreactive endothelin in human plasma. FEBS Lett, 1989, 245∶164-168.
, 百拇医药
[6]Fowlkes DM, Mullis NT, Comeau CM, et al. Potential basis for regulation of the coordinately expressed fibrinogen genes: Homology in the 5 flanking regions. Proc Natl Acad Sci, 1984, 2313-2318.
[7]Boulanger CM, Luscher TF. Release of endothelin from the porcine aorta: Inhibition by endothelium-derived nitric oxide. J Clin Invest, 1990, 85∶587-600.
[8]Moninier LF, de Gouvine AC, Mondot AC, et al. Hemodynamic and pharmacological evaluation of the vasodilator and vasoconstrictor effects of endothelin-1 in rat. J Pharmacol Exp Ther, 1990, 252∶300-305.
[9]Jacob TD, Ochoa JB, Udekwu AD, et al. Nitric oxide production is inhibited in trauma patient. J Trauma, 1993, 35∶590-597.10 Ochoa JB, Udekwu AO, Billiar TR, et al. Nitrogen oxide levels in patients after trauma and during sepsis. Ann Surg, 1991, 214∶621-626.
(收稿:1998-01-08 修回:1998-06-27), 百拇医药
单位：顾玉东 陈德松 陈亮 张高孟 200040 上海,上海医科大学附属华山医院手外科；李少华 第二军医大学附属长海医院骨科,上海,200433
关键词：组织移植；血管危象；内皮素；一氧化氮
中华创伤杂志980504
【摘要】 目的 研究兔延迟断蒂组织移植局部内皮素(ET)和一氧化氮(NO)含量的变化及其与血管痉挛的关系。方法 用放射免疫方法测定局部血浆和动脉壁ET的的含量,用紫外—可见分光光度计测定局部血浆中NO2含量间接反映NO水平。结果 术后4小时,局部血浆及动脉壁ET含量增高非常显著(P<0.01);术后8小时,局部血浆、动脉壁ET含量增高显著(P<0.05)。术后4小时,局部血浆中NO含量下降非常显著(P<0.01);术后16,24小时,局部血浆中NO含量增高非常显著(P<0.01)。结论 术后16～24小时,延迟断蒂组织移植局部ET含量恢复正常,NO含量明显增高,是延迟断蒂组织移植血管危象发生率下降的原因,此时为断蒂的最佳时间。
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Effect of Endothelin and Nitric Oxide Changes in Local Site of Tissue Transfer with Delayed Breaking Pedicle in Rabbits LI Shao-hua, GU Yu-dong, CHEN De-song, et al. Dept. of Orthopaedics, Changhai Hospital, Second Military Medical University, Shanghai 200433
【Abstract】 Aim To study the changes of endothelin (ET) and nitric oxide (NO) in the local site of tissue transfer with delayed breaking pedicle and the relation with vasospasm in rabbits. ethods The ET concentration of blood and local vascular wall were determined with the radio-immunoassay method. And the plasma NO2 levels in the local site of tissue transfer with delayed breaking pedicle, which reflected NO levels indirectly, were detected with Ultraviolet-visible (Uv-VIS) spectrophotometer. Results The endothelin concentration of blood and local vascular wall increased awfully significantly at 4 hour after the operation (P<0.01), and significantly at 8 hour (P<0.05). The plasma NO levels significantly decreased at 4 hour after the operation (P<0.01). But at 16 hour and 24 hour after the operation,the plasma NO levels increased significantly (P<0.01). Conclusion The recovery of ET concentration of blood and local vascular wall and the increase of the plasma NO at 16-24 hour after the operation are the cause of the reduced incidence of vascular crisis of tissue ransfer with delayed breaking pedicle, and the very time point is the optimum moment for pedicle breaking.
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【Key words】 Tissue transfer Vascular crisis Endothelin Nitric oxide
随着显微外科技术的发展,血管吻合技术不断精良,组织移植的成活率有了很大的提高。但是,在游离组织移植术中,有时发生顽固性血管痉挛,通常的解痉措施无效,常需切除该段再行吻合,或放弃手术。我科在进行第2足趾游离移植术时,对术中反复发生血管痉挛的病例,多采用先游离第2足趾周围组织,保留血管蒂,缝合皮肤,第2天再行断蒂移植,结果不再发生血管痉挛。笔者通过建立延迟断蒂组织移植的动物模型,测定局部内皮素(ET)和一氧化氮(NO)的含量变化,探讨延迟断蒂组织移植血管危象发生率下降的机制和寻找断蒂的最佳时间。
材料与方法
一、动物模型
雄性新西兰大白兔,用3%戊巴比妥钠(30～50mg/kg)经静脉注射麻醉,后肢脱毛,随机取一侧后肢作股前内侧纵行切口,切开皮肤,游离股动、静脉,结扎动脉的各分支及静脉各属支,在股骨中段切断周围各肌群,离断股骨中段,使后肢远端仅通过股动、静脉与近端相连,然后用克氏针作股骨髓内固定,逐层缝合,建立兔延迟断蒂组织移植模型。
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二、动物分组
健康雄性新西兰大白兔36只,体重2.6～3.0kg,随机分为正常对照组,术后4,8,24,48小时共6组,每组6只动物。正常对照组为动物麻醉后切开后肢股前内侧皮肤,分离出股动、静脉后立即取材。
三、局部内皮素和一氧化氮的测定
1.局部血浆ET含量的测定:从收集后肢远端回流血液的股静脉取血2ml,分离血浆,用Iodogen方法以125I标记抗原进行ET的常规放射免疫分析[1](ET测试药盒购自北京东亚免疫技术研究所)。
2.局部动脉壁组织匀浆ET的含量测定:取游离的股动脉,滤纸吸干动脉表面液体,称重,匀浆,低温离心,取上清液按上述方法测定ET含量。
3.局部血浆NO含量的测定:从股静脉采血,分离血浆,按文献[2]报道的间接法测定,以样品中NO2的量间接反映其NO水平。
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四、 统计学处理
各组数据以均数±标准误(
±s)表示,显著性检验用组间差别的t检验。结 果
一、局部股静脉血浆ET含量的变化
对照组兔股静脉血浆中ET含量为(878.52±61.70)ng/L。术后4小时,股静脉血浆中ET高达(1 140.06±105.19)ng/L,与对照组比较,增高有高度显著性差异(P<0.01, t=5.64);术后8小时,股静脉血浆中ET为(978.21±76.37)ng/L,与对照组比较,增高有显著性差异(P<0.05,t=2.35);术后16,24,48小时,股静脉血浆中的ET含量下降,分别为(952.62±47.92)ng/L、(897.77±68.73)ng/L、(878.95±51.77)ng/L,与对照组比较,无显著性差异(P>0.05, t=1.89, 0.87,0.44)。
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二、局部股动脉壁组织中ET含量的变化
对照组动脉壁组织中ET含量为(18.43±7.15)ng/L。术后4小时,股动脉壁ET含量为(56.02±8.01)ng/L,与对照组比较,增高有高度显著性差异(P<0.01, t=7.20);术后8小时,股动脉壁ET含量为(33.27±8.80)ng/L,与对照组比较,增高有显著性差异(P<0.05, t=2.39);术后16,24,48小时,股动脉壁ET含量分别为(23.91±7.35)ng/L、(22.20±5.98)ng/L 、(21.79±5.85)ng/L,与对照组比较,无显著性差异(P>0.05, t=1.262, 0.92, 0.82)。
三、局部股静脉血浆NO含量的变化
对照组股静脉血浆NO为(22.40±1.35)μmol/L。术后4小时,股静脉血浆中NO含量急剧下降为(11.22±0.97)μmol/L,与对照组比较,下降有高度显著性差异(P<0.01,t=16.48),此后,股静脉血浆中NO含量逐渐增高;术后8小时,为(21.46±0.86)μmol/L(P>0.05,t=1.45)；术后16小时,为(30.08±2.28)μmol/L;术后24小时为(26.32±0.07)μmol/L,与对照组比较,增高有高度显著性差异(P<0.01,t=7.09, 6.31);术后48小时,股静脉血浆中NO逐渐恢复接近对照组水平,为(22.66±1.92)μmol/L(P<0.05, t=0.27)。
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讨 论
血管张力主要由神经、体液及血管自身三方面调节。近年的研究表明,血管内皮细胞能产生多种血管活性物质参与血管的张力调节,其中内皮源性舒张因子(endothelium-derived relaxing factor, EDRF)和内皮源性收缩因子(endothelium-derived constriction facot, EDCF)是功能上相互拮抗的两类物质,前者主要指NO,后者主要指ET。NO具有较强的血管舒张作用,并可抑制血小板和白细胞的粘附、聚集[3，4]。ET是一种由内皮细胞分泌的由21个氨基酸组成的生物活性多肽,具有强烈的血管收缩作用。正常情况下,它们相互影响,相互作用,共同对血液循环起调节作用。
笔者在本实验中通过建立延迟断蒂组织移植模型发现,机体受到手术创伤后,局部ET急剧升高,术后4小时升高非常显著(P<0.01),此后开始逐渐降低,但术后8小时仍显著升高(P<0.05),术后16小时后,局部ET含量接近对照组。这是因为,机体受到手术创伤刺激,一方面可能导致受损的血管内皮细胞渗漏增加;另一方面,ET前体原基因序列中有急性反应调节元件的存在,在某些急性机械性损伤情况下能促进ET前体原基因迅速大量表达[5，6],使血管内皮细胞对ET的合成分泌增加。故术后早期,局部ET急剧升高,以后由于机体对手术创伤的适应和ET被机体清除、灭活,局部ET逐渐下降。血管壁组织ET含量升高是导致局部血管痉挛发生发展的重要因素,血管内皮细胞合成的ET以旁分泌方式作用于邻近的血管平滑肌细胞上的ET变体,引起ET一系列生物学效应,尤其是血管收缩效应。正常情况下,机体内有一套完整的生理调控系统存在,ET和NO之间存在着负反馈调节作用[7，8]。创伤对机体内NO的产生具有抑制作用[9，10]。故术后4小时,局部NO下降非常显著(P<0.01)。由于此时局部ET已明显升高,ET可通过其B受体而促进NO释放,增加局部的NO浓度,所以术后16,24小时局部NO增高非常显著(P<0.01),而升高的NO则经环磷酸鸟苷(cGMP)途径抑制ET的产生,最终使ET与NO的合成释放处于动态平衡,二者比值保持在一个较稳定的水平,维持组织血流的相对恒定。
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第2足趾游离移植术,手术时间常需数小时。上述实验结果表明,此时机体内局部的ET正是高峰期,而NO处于低谷期,ET与NO的动态平衡被暂时打破,对于一些血管平滑肌对ET高度敏感的病例,此时进行移植术,易发生血管痉挛,而且由于NO的降低,白细胞、血小板的聚集、粘附性增高,常易导致血栓形成。如先行游离周围组织,保留血管蒂,缝合皮肤,16～24小时后再行移植,此时,局部内皮素开始恢复接近术前水平,NO明显升高,在进行组织移植时,可明显降低血管痉挛和血栓形成的发生率。故组织游离后,局部ET恢复正常、NO明显升高是延迟断蒂组织移植血管危象发生率下降的原因,术后16～24小时为延迟断蒂移植的最佳时间。
本课题受美国中华医学基金(CMB 95-619)、国家自然科学基金(No.39230340)、卫生部科研基金资助
参考文献
[1]Hirata Y, Itoh K, Ando K, et al. Plasma endothelin levels during surgery. N Engl J Med, 1989, 321∶1686-1687.
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[2]孟淑美,金惠铭.断肢大鼠血浆一氧化氮含量的变化.中华手外科杂志, 1996, 12∶242-244.
[3]Radanski MW, Palmer RM, Moncada S. The role of nitric oxide and cGMP in platelet adhesion to vascular endothelium. Biochem Biophys Res Commun, 1987, 148∶1482-1487.
[4]Smith TP, Canty JM. Modulation of coronary autoregulatory responses by nitric oxide. Circ Res, 1993, 73∶232-236.
[5]Ando K, Hiratu Y, Schichiri M, et al. Presence of immunoreactive endothelin in human plasma. FEBS Lett, 1989, 245∶164-168.
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[6]Fowlkes DM, Mullis NT, Comeau CM, et al. Potential basis for regulation of the coordinately expressed fibrinogen genes: Homology in the 5 flanking regions. Proc Natl Acad Sci, 1984, 2313-2318.
[7]Boulanger CM, Luscher TF. Release of endothelin from the porcine aorta: Inhibition by endothelium-derived nitric oxide. J Clin Invest, 1990, 85∶587-600.
[8]Moninier LF, de Gouvine AC, Mondot AC, et al. Hemodynamic and pharmacological evaluation of the vasodilator and vasoconstrictor effects of endothelin-1 in rat. J Pharmacol Exp Ther, 1990, 252∶300-305.
[9]Jacob TD, Ochoa JB, Udekwu AD, et al. Nitric oxide production is inhibited in trauma patient. J Trauma, 1993, 35∶590-597.10 Ochoa JB, Udekwu AO, Billiar TR, et al. Nitrogen oxide levels in patients after trauma and during sepsis. Ann Surg, 1991, 214∶621-626.
(收稿:1998-01-08 修回:1998-06-27), 百拇医药