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编号:10219995
HAD对创伤失血性休克大鼠肝细胞线粒体功能的保护作用
http://www.100md.com 《第三军医大学学报》 2000年第5期
     作者:林秀来 刘良明 胡德耀

    单位:林秀来(第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所第二研究室,重庆 400042);刘良明(第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所第二研究室,重庆 400042);胡德耀(第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所第二研究室,重庆 400042)

    关键词:高渗醋酸钠/右旋糖酐;线粒体;创伤失血性休克;大鼠

    第三军医大学学报000511 提 要: 目的 探讨高渗醋酸钠/右旋糖酐(HA/D)对大鼠创伤失血性休克后肝细胞线粒体功能的影响。方法 大鼠64只,随机分为正常对照组、休克末组、生理盐水(NS,4 ml.kg-1体重)治疗后30、60、120 min组及HAD(4 ml.kg-1体重)治疗后30、60、120 min组,每组8只。股骨骨折加股动脉放血制作创伤失血性休克模型,各组动物至实验时限后活杀,取肝组织测定肝细胞线粒体呼吸控制率(RCR)、腺苷二磷酸/氧(Adenosine diphosphate ADP/O)、线粒体钙含量、线粒体内膜H+-ATP酶及辅酶Ⅰ-辅酶Q(NADH-Co.Q)还原酶活性。结果 复苏后60和120 min,HAD组的RCR、ADP/O、H+-ATP酶及NADH-Co.Q还原酶活性均非常显著地高于NS组,线粒体钙含量则非常显著地低于NS组(P<0.01)。结论 小剂量HAD复苏能显著减轻创伤失血性休克大鼠肝细胞线粒体功能的损伤。
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    中图法分类号: R329.24;R605.971 文献标识码: A

    文章编号:1000-5404(2000)05-0439-03

    Effects of hypertonic sodium acetate/dextran on hepatocytic mitochondria during traumatohemorrhagic shock in rats

    LIN Xiu-lai, LIU Liang-ming, HU De-yao

    (Research Institute of Field Surgery, Daping Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400042,China)
, 百拇医药
    Abstract: Objective To study the effects of hypertonic sodium acetate/dextran (HA/D) on hepatocytic mitochondria during traumatohemorrhagic shock in rats. Methods 64 rats were randomized into normal control, normal saline (NS) treated and HA/D treated groups. The animal model of traumatohemorrhagic shock was established with fracture of the femur followed with bleeding through the femoral artery. Respiratory control rate (RCR), ADP/O, H+-ATPase and NADH-CoQ reductase activity and calcium concentration in hepatocytic mitochondria were determined 30, 60 and 120 minutes after the administration of NS or HA/D. Results RCR, ADP/O and the activity of H+-ATPase and NADH-CoQ reductase of hepatocytic mitochondria were more markedly improved in HA/D-treated group than in NS-treated group and calcium concentration of hepatocytic mitochondria was markedly lower in the formar than in the latter. Conclusion Infusion of small volume of HA/D can significantly attenuate the dysfunction of hepatocytic mitochondria in traumatohemorrhagic shock in rats.
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    Key words: hypertonic sodium acetate/dextran; mitochondrion; traumatohemorrhagic shock; rat

    严重创伤失血性休克时存在肝细胞功能障碍和肝细胞线粒体损伤,常规的晶体液复苏不能改善肝细胞功能[1,2]。高渗醋酸钠/右旋糖酐(Hypertonic sodium acetate/dextran,HA/D)是近年来受到关注的一种新型休克复苏液体。我们实验室已证明,高渗醋酸钠用于复苏创伤失血性休克动物,能显著增加心输出量、氧供及氧耗,改善机体的代谢性酸中毒。但高渗醋酸钠/右旋糖酐对创伤失血性休克后器官功能损伤的保护作用尚不清楚,本研究旨在研究2.63%醋酸钠/5%氯化钠/6%右旋糖酐40(2350 mOsm/L)对创伤失血性休克大鼠肝细胞线粒体功能损伤的保护作用。

    1 材料与方法

, 百拇医药     成年Wistar大鼠64只,雌雄不限,体重(216±16)g,随机分为正常对照组、休克末组、生理盐水(NS,4 ml.kg-1体重)治疗后30、60、120 min组及HA/D(4 ml.kg-1体重)治疗后30、60、120 min组,每组8只。以戊巴比妥钠麻醉,左股动脉和右颈外静脉插管,股动脉监测血压及放血。动物全身肝素化,致右侧股骨中下1/3处粉碎性骨折,并立即经股动脉放血,在10 min内使平均动脉压(Mean arterial pressure,MAP)降至5.33 kPa,维持1 h,记为休克末。各组动物至实验时限后活杀,取肝组织,分离出线粒体[线粒体分离介质含0.25 mol/L蔗糖;0.1 mmol/L EDTA;0.01 mol/L三羟甲基氨基甲烷(Tris),pH 7.6],用考马斯亮蓝法测定线粒体悬液蛋白质含量。用Clark氧电极法[3],以丁二酸钠为氧化底物测定线粒体呼吸控制率(Respirator control rate,RCR)和磷氧比值(ADP/O),测定介质含KCl 15 mmol.L-1,KH2PO4 15 mmol.L-1,EDTA二钠1 mmol.L-1,MgCl2 5 mmol.L-1,蔗糖0.25 mmol.L-1。反应杯体积为2 ml。用邻甲酚酞络合剂比色法测定线粒体钙含量,线粒体内膜H+-ATP酶活性用定磷法[4]测定,NADH-Co.Q还原酶活性根据Pharo的方法[5]测定。
, 百拇医药
    统计学处理:实验数据以±s表示,组间比较用t检验。

    2 结果

    2.1 HA/D复苏对创伤失血性休克大鼠肝细胞线粒体呼吸控制率(RCR)和ADP/O的影响

    大鼠在休克后RCR及ADP/O均显著下降,治疗后有所回升,然后持续下降,但HA/D组的下降趋势较缓,在治疗后60和120 min时非常显著地高于NS组,见表1。

    表1 HA/D复苏对创伤失血性休克大鼠肝细胞线粒体RCR和ADP/O的影响

    Tab 1 Effects of HA/D resuscitation on mitochondrial RCR
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    and ADP/O of hepatocyte after traumatic-hemorrhagic shock in rats Parameter

    Group

    Baseline

    End of shock

    Time after treatment(min)

    30

    60

    120

    RCR

    NS

    HA/D
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    5.37±0.48

    4.05±0.44

    4.14±0.44

    2.73±0.22

    2.24±0.23

    4.47±0.44

    3.61±0.37##

    3.28±0.46##

    ADP/O

    NS

    HA/D
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    1.86±0.26

    1.44±0.04

    1.47±0.03

    1.23±0.04

    0.97±0.09

    1.59±0.20

    1.47±0.04##

    1.30±0.07##

    ##:P<0.01 vs NS

    2.2 HA/D复苏对创伤失血性休克大鼠肝细胞线粒体钙含量、H+-ATP酶及NADH-Co.Q还原酶活性的影响
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    两组动物在休克末时其线粒体钙含量即显著升高,在治疗仍然继续升高,但HA/D组升高速度较缓,在治疗后60和120 min时都非常显著地低于NS组。大鼠休克后肝细胞线粒体内膜H+-ATP酶及NADH-Co.Q还原酶活性均显著下降,治疗后仍持续下降,但HA/D组下降趋势较缓,在60和120 min时非常显著地高于NS组,见表2。

    表2 HA/D复苏对创伤失血性休克大鼠肝细胞线粒体钙含量、H+-ATP酶及NADH-Co.Q还原酶活性的影响

    Tab 2 Effects of HA/D resuscitation on mitochondrial

    [Ca2+]i,H+-ATPase activity and NADH-Co.Qreductase
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    activity of hepatocyte after traumatic-hemorrhagic shock in rats Parameter

    Group

    Baseline

    End of shock

    Time of treatment(min)

    30

    60

    120

    Ca2+

    (ωB/ng.mg-1)
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    NS

    HA/D

    581±67

    707±55

    775±43

    726±63

    935±37

    794±75##

    1149±53

    939±82##

    H+-ATPase

    (λB/μmol.min-1.mg-1)
, 百拇医药
    NS

    HA/D

    2.11±0.05

    1.84±0.05

    1.84±0.05

    1.85±0.03

    1.50±0.08

    1.78±0.07##

    1.04±0.07

    1.47±0.10##

    NADH-Co.Q reductase
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    (λB/nmol.min-1.mg-1)

    NS

    HA/D

    251±8

    234±4

    229±6

    232±3

    202±1

    227±5##

    174±3

    201±7##
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    ##:P<0.01 vs NS

    3 讨论

    休克时线粒体是较早发生损害的细胞器之一。休克时由于细胞缺氧,线粒体的呼吸功能以及氧化磷酸化功能受抑制,ATP合成减少,从而必然引起细胞能量代谢障碍并最终导致细胞死亡。线粒体的呼吸控制率(RCR)是指ADP控制下的氧消耗速率与不受ADP控制的氧消耗速率的比值,它是反映线粒体结构完整性及氧化磷酸化偶联程度的灵敏指标。ADP/O是指线粒体每消耗-摩尔(mole)氧原子时,有多少摩尔的ADP磷酸化成ATP,它反映了线粒体利用氧化释放的能量来合成ATP的效率。本实验结果显示,休克后肝细胞线粒体RCR及ADP/O均显著降低,应用HA/D复苏后仍缓慢下降,但与NS组比较,其下降的速率明显减小,表明HA/D复苏改善了休克大鼠肝细胞线粒体氧化磷酸化偶联程度及氧化磷酸化效率。

    HA/D复苏对线粒体功能的保护作用还表现在减轻了线粒体内膜H+-ATP酶活性的下降。H+-ATP酶位于呼吸连的末端,是ATP合成的关键酶。休克后线粒体内膜H+-ATP酶活性显著下降,并逐渐加重,这就直接影响到线粒体氧化磷酸化偶联和效率。HA/D复苏后线粒体内膜的H+-ATP酶活性显著高于NS组,表明HA/D复苏显著延缓了肝细胞线粒体内膜H+-ATP酶的活性下降,这可能是HA/D改善线粒体呼吸功能的一个重要原因。本实验还研究了HA/D复苏对创伤失血性休克大鼠肝细胞线粒体内膜呼吸链电子传递活性的影响。一般认为位于线粒体内膜的呼吸链由4个复合物组成:复合物Ⅰ即NADH-辅酶Q(Co.Q)还原酶,复合物Ⅱ即琥珀酸-Co.Q还原酶,复合物Ⅲ即Co.QH2-细胞色素C还原酶,复合物Ⅳ即细胞色素C氧化酶。氧化反应产生的电子进入呼吸链后通过呼吸链各组分之间的侧向扩散和碰撞,最终传递到氧原子上。我们观察了HA/D复苏对创伤失血性休克大鼠肝细胞线粒体内膜呼吸链电子传递组分第一个酶,即NADH-Co.Q还原酶活性的影响,结果显示,休克后该酶的活性持续地显著下降,HA/D复苏则显著减缓了其活性下降的速率,其活性显著高于NS组,表明HA/D的应用改善了线粒体内膜呼吸链的电子传递活性,即增强了线粒体利用氧的能力,这可能是HA/D复苏改善肝细胞线粒体功能的一个重要原因。
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    线粒体的钙超载是线粒体损害的重要原因之一。实验结果还显示,休克后肝细胞线粒体钙含量显著增加,并随着时间的延长逐渐加重,HA/D复苏则明显减缓了线粒体钙含量增加的速率,减轻了线粒体的钙超载,这可能也是HA/D改善线粒体功能的机制之。

    基金项目:全军“九五”科研基金资助项目(9605006)

    作者简介:林秀来(1970-),男,福建省武夷山人,硕士,医师,主要从事创伤急救方面的研究,现在西藏军区总医院骨科。电话:(0891)6253147

    参考文献:

    [1] Wang P, Hanptman J G, Chaudry I H. Hepatocellular dysf-unction occurs early after hemorrhage and persists despite fluid resuscitation[J]. J Surg Res,1990,48(5):464-470.
, 百拇医药
    [2] 缪明永,朱善宏,石汉平,等.失血性休克时大鼠肝线粒体内膜的损伤[J].中国病理生理杂志,1995,11(1):86-89.

    [3] 李德耀,叶济宇.薄膜氧电极的制作与呼吸或光合控制的测定[J].植物生理学通讯,1980,(1):35-40.

    [4] 常英姿,梁殿权.丹参素对氧自由基所致大鼠心肌线粒体H+-ATP酶损伤的保护作用[J].中国病理生理杂志,1991,7(5):449-452.

    [5] Pharo R L, Sordahl L A, Vyas S R, et al. Studies on dihydronicotinamide adenine dinucleotide ubiquinone reductase[J]. J Biol Chem,1966,241(20):4 771-4 780.

    收稿日期:1999-07-28;修回日期:2000-01-14, 百拇医药