N-乙酰半胱氨酸对肠系膜上动脉夹闭后肠和肺损伤的防治效应
作者：田昆仑 肖 南 刁有芳 刘 萍 刘 韧
单位：第三军医院大学大坪医院、野战外科研究所
关键词：N-乙酰半胱氨酸；巯基；自由基；缺血再灌
重庆医学990204
摘 要 N-乙酰半胱氨酸(NAC)是体内游离巯基的组成部分，既可补充体内谷胱甘肽，又具有清除自由基、保护细胞的作用。本实验观察了NAC在大鼠肠系膜上动脉夹闭(SMAO)造成的肠缺血再灌损伤和继发性肺损伤时对肠、肺的保护效应。SMAO45min松夹，于松夹前、后5分钟尾静脉注射NAC(50mg/kg)，测定松夹后2、4、6h肠、肺组织总巯基(TSH)和游离巯基(NPSH)以及丙二醛(MDA)和髓过氧化物酶(MPO)的改变。结果显示静注NAC后可明显增加肠、肺NPSH，降低肠、肺MDA和MPO，说明NAC对缺血再灌注引起的肠、肺损伤有防治效应。
, http://www.100md.com
The Protective Effect of N-acetylcysteine on Intestine and Lung
Damage Induced by Superior Mesenteric Artery Occlusion
The Third Military Medical College,Chongqing (400042)
Tian Kunlun,Xiao Nan,Diao Youfang,Liu Ping,Liu Ren
Abstract:N-acetylcysteine(NAC)is a main part of free thiol in vivo,a precursor of glutathione,and has some effects on scavenging free radicals and protecting cells.The goal of this study was to observe the effect of NAC on intertinal ischemia-reperfused injury and lung secondary damage in the model of superior mesenteric artery occlusion(SMAO)in rats.After SMAO 45 minutes,unocclusion was performed,NAS(50mg/kg)was ijnjected through tail vein at 5min prereperfusion and post-reperfusion.The tissues of intestine and lung were sampled at 2,4 and 6h after unocclusion for determination of total(TSH),free thiol,(NPSH),malondialdehyde(MDA)and activity of myeloperoxidase(MPO).The results showed that intestinal and lung tissues NPSH increased and MDA and MPO activities decreased aften i.v.NAC given post-reperfusion.It is suggested that NAC possess protective or treating effect on intestinal ischemia-reperfused injury and lung secondary damage.
, 百拇医药
Key words:N-acetylcysteine Thiol Ischemia-reperfusion 在创伤和休克时的组织器官损伤过程中，自由基有其重要的作用，这点已为人们所公认。自由基损伤是体内自由基的产生和消除失衡的结果，尤其在缺血再灌注损伤过程中更为突出。体内巯基氧化还原是维持细胞氧化还原稳态、抗氧化损伤的重要机制[1]，但创伤和休克是地体内巯基物质往往被消耗，从而使自由基的损伤作用加大[2]，由于巯基具有突出的抗氧化损伤作用，使得通过补充巯基成为近年来保护细胞的重要措施趋向[3]。本研究采用大鼠肠系膜上动脉夹闭(SMAO)休克模型，以通过尾静脉注射含巯基的N-乙酰半胱氨酸(NAC)来观察其对肠缺血再灌损伤及继发性肺损伤的防治效应。
材料与方法
一、动物准备及处理：健康Wistar大鼠63只，雌雄不拘，体重180～230g，实验前禁食过夜，自由饮水。大鼠随机被分成对照组、松夹前5分钟给予NAC(50mg/kg体重)组和松夹后5分钟给予NAC(50mg/kg体重)组[N=21，每组分2、4、6h时间点(n=7)]。实验时以3%戊巴比妥钠对大鼠进行腹腔注射麻醉，之后行SMAO术，夹闭45min后松夹，于松夹后2、4、6h活杀动物，取肠、肺组织测定相应指标。
, http://www.100md.com
二、指标
1.TSH和NPSH测定：肠、肺组织TSH和NPSH采用DTNB(二硫硝基苯)法测定。组织匀浆后离心取上清，加入DTNB后在412nm测定吸光值，但在测定NPSH时，组织匀浆先经10%三氯醋酸沉淀蛋白后再加入DTNB测定。
2.MDA和MPO测定：MDA按常规法测定；MPO按罗武生方法测定[4]。
3.统计学处理：所有结果以均数±标准差(χ±S)表示，差异显著性依Student'st检验分析。
结 果
SMAO 45min后再灌注的不同时间点各组肠、肺组织TSH、NPSH结果见表1。各组肠、肺组织MDA和MPO结果见表2。
讨 论
, 百拇医药
肠道缺血再灌注不仅造成肠道本身的损伤，还可引起其他器官组织继发性损伤，如肺的继发损伤，在这个损伤过程中自由基亦是一重要的因素，它不仅造成组织细胞的脂质过氧化，还可引起一系列的炎症反应。自由基损伤的内源防御系统上由体内巯基氧化还原和超氧化物歧化酶、过氧化氢酶及小分子抗氧化物质一起，共同构成[1]。超氧化物歧化酶主要清除超氧阴离子，而对组织损伤作用更强的羟自由基、脂酰过氧化物自由基、过氧化氢则主要依靠过氧化氢酶和巯基氧化还原反应而被清除[5]，因此，巯基对自由基的损伤作用具有重要的防治效应。NAC是一含巯基的物质，是体内游离巯基的重要组成部分之一，也是谷胱甘肽(GSH)的前体物质，它可促进GSH的合成，增加GSH的含量，从而增加GSH氧化还原这一循环的作用，即主要参与细胞氧化产物的还原这一自由基清除活动。本研究结果显示，随肠道缺血再灌后时间的延长，对照组肠、肺组织NPSH水平呈逐渐下降的趋势(表1)，但MDA和MPO水平则呈逐渐上升趋势(表2)，说明组织中白细胞聚集和自由基脂质过氧化损伤加重；给予NAC治疗后，肠、肺组织TSH水平明显升高，特别是NPSH水平升高更为明显(表1)，而肠、肺组织MDA和MPO则降低(表2)，表示白细胞聚集和自由基脂质过氧化损伤有不同程度的减轻，这进一步说明巯基对肠缺血再灌注损伤和继发性肺操作有明显的预防或治疗作用。以往的研究表明NAC可减轻内毒素造成的羊急性肺损伤[6]，并用于ARDS的临床治疗[7]，其机制可能与其补充游离巯基、清除自由基、提高白细胞还原巯基水平、抑制白细胞激活和抑制炎症介质的产生以及改善微循环等作用有关[8-10]，此外，NAC还可参与一氧化氮(NO)的代谢，从而参与保护内皮细胞活动。本研究还发现一有趣现象，松夹后给予NAC的保护效果要优于松夹前给予者，无论是升高肠、肺组织NPSH水平方面(表1)，还是降低肠、肺组织MDA和MPO水平方面，尤其以降低肺组织MDA和MPO水平方面更为显著(表2)，均与以往研究结果不同，，其原因尚待进一步的探讨和研究。
, 百拇医药
表1 肠、肺组织TSH和NPSH的变化(χ±S) sample
after unocclusion
TSH(nmol/mg protein) NPSH(nmol/mg protein)
control
i.v.NAC pre
unocclusion
i.v.NAC post
unocclusion
control
i.v.NAC pre
, http://www.100md.com
unocclusion
i.v.NAC post
unocclusion
2h
64.5±52.9
52.3±34.1
87.3±38.8
11.1±6.3
19.3±9.2
21.2±9.1
intestine
4h
, http://www.100md.com
51.4±25.5
52.3±27.3
87.9±40.6
9.3±5.6
17.7±5.9.
19.5±8.2.
6h
92.9±25.9
158.8±59.9.
155.7±36.1.
6.8±4.5
14.4±4.4..
, http://www.100md.com
15.3±8.2.
2h
104.6±15.3
122.6±55.3
151.2±87.9
13.9±9.3
16.3±3.6
11.4±9.8
lung
4h
133.1±79.9
124.3±68.8
, http://www.100md.com
156.3±95.8
10.1±3.4
17.9±7.5.
18.5±9.5.
6h
187.3±71.8
253.3±52.1.
266.6±36.7..
9.1±5.6
17.3±9.9.
23.1±14.5.
.p<0.05，..P<0.01 vs control
, http://www.100md.com
表2 肠、肺组织MDA和MPO的变化(χ±S) sample
after unocclusion
MDA(nmol/mg protein) MPO(U/mg protein)
control
i.v.NAC pre
unocclusion
i.v.NAC post
unocclusion
control
i.v.NAC pre
, 百拇医药
unocclusion
i.v.NAC post
unocclusion
2h
23.7±9.7
22.1±6.3
18.0±8.7
6.83±2.49
11.66±8.10
9.69±5.29
intestine
4h
, 百拇医药
26.6±10.7
29.5±19.7
13.8±5.5
9.65±4.01
9.64±3.38
5.96±2.04.
6h
32.5±18.7
18.9±6.9
12.7±1.9.
13.41±7.47
11.83±4.86
, http://www.100md.com
7.59±1.5+
2h
16.4±3.5
22.8±15.0
15.2±5.3
35.71±6.99
28.68±6.08
27.18±11.97
lung
4h
27.0±12.8
29.2±13.6
, 百拇医药
10.6±3.3..++
43.78±7.42
31.05±10.02.
26.84±13.74.
6h
45.4±14.1
22.5±10.5..
9.3±1.2..++
54.11±24.87
56.15±11.94
, 百拇医药
40.29±6.67++
.p<0.05，..P<0.01 vs control；+p<0.05，++P<0.01 vs pre-reperfusion。参考文献
1 Ueland PM, Mansoor ma,Guttormsen AB, et al. Reduced,oxidized and protein-bound forms of homocysteine and other aminothiol in plasma comprise the redox thiol status-a possible element of the extracelluar antioxidant defense system.J Nutr，1996，126(4 suppl):1281S-4S
2 Hammarqvist-F,Luo-JL,Cotgreave-IA,et al.Skeletal muscle glutathione is depleted in critically ill patients.Crit-Care-Mde，1997，25(1)：78-84
, 百拇医药
3 Cotgreave-IA.N-acetylcysteine:pharmacological considerations and experimental and clinical applications.Adv-Pharmacol，1997，38：205-227
4 罗武生.用髓过氧化酶法定量测定心肌组织中的中性白细胞.中国药理学通报，990，6：264
5 Zimmerman BJ,Granger DN.Mechanisms of reperfusion injury.Am J Med Sci，1994，307：284
6 Bernard GE, Lucht WD,Niedermeyer ME,et al.Effect of N-acetylcysteine on the pulmonary response to endotoxin in the awake sheep and upon in vivogranulcytes.J Clin Invest，1984，74：1772
, http://www.100md.com
7 Market M,Shaller MD,Laurent TH,et al.Oxidant-antioxidant balance in granulocytes during adult respiratory distress syndrome:effect of N-acetylcysteine.Am Rev Respir Dis，1992，145：A570
8 Koeppel-TA,Thies-JC,Lehmann-T,et al.Improvement of hepatic microhemodynamics by N-acetylcysteine after warm ischemia.Eur-Surg-Res，1996，28(4)：270-277
9 Neuschwander-Tetri-BA,Bellezzo-JM,Britton-RS,et al.Thiol regulation of endotoxin-induced release of tumour necrosis factor alpha from isolated rat Kupffer cells.Biochem-J，1996，320(Pt3)：1005-1010
10 Laurent-T,Markert-M,Feihl-F,et al.Oxidant-antioxidant balance in granulocytes during ARDS.Effect of N-acetylcysteine.Chest,1996,109(1):163-166, 百拇医药
单位：第三军医院大学大坪医院、野战外科研究所
关键词：N-乙酰半胱氨酸；巯基；自由基；缺血再灌
重庆医学990204
摘 要 N-乙酰半胱氨酸(NAC)是体内游离巯基的组成部分，既可补充体内谷胱甘肽，又具有清除自由基、保护细胞的作用。本实验观察了NAC在大鼠肠系膜上动脉夹闭(SMAO)造成的肠缺血再灌损伤和继发性肺损伤时对肠、肺的保护效应。SMAO45min松夹，于松夹前、后5分钟尾静脉注射NAC(50mg/kg)，测定松夹后2、4、6h肠、肺组织总巯基(TSH)和游离巯基(NPSH)以及丙二醛(MDA)和髓过氧化物酶(MPO)的改变。结果显示静注NAC后可明显增加肠、肺NPSH，降低肠、肺MDA和MPO，说明NAC对缺血再灌注引起的肠、肺损伤有防治效应。
, http://www.100md.com
The Protective Effect of N-acetylcysteine on Intestine and Lung
Damage Induced by Superior Mesenteric Artery Occlusion
The Third Military Medical College,Chongqing (400042)
Tian Kunlun,Xiao Nan,Diao Youfang,Liu Ping,Liu Ren
Abstract:N-acetylcysteine(NAC)is a main part of free thiol in vivo,a precursor of glutathione,and has some effects on scavenging free radicals and protecting cells.The goal of this study was to observe the effect of NAC on intertinal ischemia-reperfused injury and lung secondary damage in the model of superior mesenteric artery occlusion(SMAO)in rats.After SMAO 45 minutes,unocclusion was performed,NAS(50mg/kg)was ijnjected through tail vein at 5min prereperfusion and post-reperfusion.The tissues of intestine and lung were sampled at 2,4 and 6h after unocclusion for determination of total(TSH),free thiol,(NPSH),malondialdehyde(MDA)and activity of myeloperoxidase(MPO).The results showed that intestinal and lung tissues NPSH increased and MDA and MPO activities decreased aften i.v.NAC given post-reperfusion.It is suggested that NAC possess protective or treating effect on intestinal ischemia-reperfused injury and lung secondary damage.
, 百拇医药
Key words:N-acetylcysteine Thiol Ischemia-reperfusion 在创伤和休克时的组织器官损伤过程中，自由基有其重要的作用，这点已为人们所公认。自由基损伤是体内自由基的产生和消除失衡的结果，尤其在缺血再灌注损伤过程中更为突出。体内巯基氧化还原是维持细胞氧化还原稳态、抗氧化损伤的重要机制[1]，但创伤和休克是地体内巯基物质往往被消耗，从而使自由基的损伤作用加大[2]，由于巯基具有突出的抗氧化损伤作用，使得通过补充巯基成为近年来保护细胞的重要措施趋向[3]。本研究采用大鼠肠系膜上动脉夹闭(SMAO)休克模型，以通过尾静脉注射含巯基的N-乙酰半胱氨酸(NAC)来观察其对肠缺血再灌损伤及继发性肺损伤的防治效应。
材料与方法
一、动物准备及处理：健康Wistar大鼠63只，雌雄不拘，体重180～230g，实验前禁食过夜，自由饮水。大鼠随机被分成对照组、松夹前5分钟给予NAC(50mg/kg体重)组和松夹后5分钟给予NAC(50mg/kg体重)组[N=21，每组分2、4、6h时间点(n=7)]。实验时以3%戊巴比妥钠对大鼠进行腹腔注射麻醉，之后行SMAO术，夹闭45min后松夹，于松夹后2、4、6h活杀动物，取肠、肺组织测定相应指标。
, http://www.100md.com
二、指标
1.TSH和NPSH测定：肠、肺组织TSH和NPSH采用DTNB(二硫硝基苯)法测定。组织匀浆后离心取上清，加入DTNB后在412nm测定吸光值，但在测定NPSH时，组织匀浆先经10%三氯醋酸沉淀蛋白后再加入DTNB测定。
2.MDA和MPO测定：MDA按常规法测定；MPO按罗武生方法测定[4]。
3.统计学处理：所有结果以均数±标准差(χ±S)表示，差异显著性依Student'st检验分析。
结 果
SMAO 45min后再灌注的不同时间点各组肠、肺组织TSH、NPSH结果见表1。各组肠、肺组织MDA和MPO结果见表2。
讨 论
, 百拇医药
肠道缺血再灌注不仅造成肠道本身的损伤，还可引起其他器官组织继发性损伤，如肺的继发损伤，在这个损伤过程中自由基亦是一重要的因素，它不仅造成组织细胞的脂质过氧化，还可引起一系列的炎症反应。自由基损伤的内源防御系统上由体内巯基氧化还原和超氧化物歧化酶、过氧化氢酶及小分子抗氧化物质一起，共同构成[1]。超氧化物歧化酶主要清除超氧阴离子，而对组织损伤作用更强的羟自由基、脂酰过氧化物自由基、过氧化氢则主要依靠过氧化氢酶和巯基氧化还原反应而被清除[5]，因此，巯基对自由基的损伤作用具有重要的防治效应。NAC是一含巯基的物质，是体内游离巯基的重要组成部分之一，也是谷胱甘肽(GSH)的前体物质，它可促进GSH的合成，增加GSH的含量，从而增加GSH氧化还原这一循环的作用，即主要参与细胞氧化产物的还原这一自由基清除活动。本研究结果显示，随肠道缺血再灌后时间的延长，对照组肠、肺组织NPSH水平呈逐渐下降的趋势(表1)，但MDA和MPO水平则呈逐渐上升趋势(表2)，说明组织中白细胞聚集和自由基脂质过氧化损伤加重；给予NAC治疗后，肠、肺组织TSH水平明显升高，特别是NPSH水平升高更为明显(表1)，而肠、肺组织MDA和MPO则降低(表2)，表示白细胞聚集和自由基脂质过氧化损伤有不同程度的减轻，这进一步说明巯基对肠缺血再灌注损伤和继发性肺操作有明显的预防或治疗作用。以往的研究表明NAC可减轻内毒素造成的羊急性肺损伤[6]，并用于ARDS的临床治疗[7]，其机制可能与其补充游离巯基、清除自由基、提高白细胞还原巯基水平、抑制白细胞激活和抑制炎症介质的产生以及改善微循环等作用有关[8-10]，此外，NAC还可参与一氧化氮(NO)的代谢，从而参与保护内皮细胞活动。本研究还发现一有趣现象，松夹后给予NAC的保护效果要优于松夹前给予者，无论是升高肠、肺组织NPSH水平方面(表1)，还是降低肠、肺组织MDA和MPO水平方面，尤其以降低肺组织MDA和MPO水平方面更为显著(表2)，均与以往研究结果不同，，其原因尚待进一步的探讨和研究。
, 百拇医药
表1 肠、肺组织TSH和NPSH的变化(χ±S) sample
after unocclusion
TSH(nmol/mg protein) NPSH(nmol/mg protein)
control
i.v.NAC pre
unocclusion
i.v.NAC post
unocclusion
control
i.v.NAC pre
, http://www.100md.com
unocclusion
i.v.NAC post
unocclusion
2h
64.5±52.9
52.3±34.1
87.3±38.8
11.1±6.3
19.3±9.2
21.2±9.1
intestine
4h
, http://www.100md.com
51.4±25.5
52.3±27.3
87.9±40.6
9.3±5.6
17.7±5.9.
19.5±8.2.
6h
92.9±25.9
158.8±59.9.
155.7±36.1.
6.8±4.5
14.4±4.4..
, http://www.100md.com
15.3±8.2.
2h
104.6±15.3
122.6±55.3
151.2±87.9
13.9±9.3
16.3±3.6
11.4±9.8
lung
4h
133.1±79.9
124.3±68.8
, http://www.100md.com
156.3±95.8
10.1±3.4
17.9±7.5.
18.5±9.5.
6h
187.3±71.8
253.3±52.1.
266.6±36.7..
9.1±5.6
17.3±9.9.
23.1±14.5.
.p<0.05，..P<0.01 vs control
, http://www.100md.com
表2 肠、肺组织MDA和MPO的变化(χ±S) sample
after unocclusion
MDA(nmol/mg protein) MPO(U/mg protein)
control
i.v.NAC pre
unocclusion
i.v.NAC post
unocclusion
control
i.v.NAC pre
, 百拇医药
unocclusion
i.v.NAC post
unocclusion
2h
23.7±9.7
22.1±6.3
18.0±8.7
6.83±2.49
11.66±8.10
9.69±5.29
intestine
4h
, 百拇医药
26.6±10.7
29.5±19.7
13.8±5.5
9.65±4.01
9.64±3.38
5.96±2.04.
6h
32.5±18.7
18.9±6.9
12.7±1.9.
13.41±7.47
11.83±4.86
, http://www.100md.com
7.59±1.5+
2h
16.4±3.5
22.8±15.0
15.2±5.3
35.71±6.99
28.68±6.08
27.18±11.97
lung
4h
27.0±12.8
29.2±13.6
, 百拇医药
10.6±3.3..++
43.78±7.42
31.05±10.02.
26.84±13.74.
6h
45.4±14.1
22.5±10.5..
9.3±1.2..++
54.11±24.87
56.15±11.94
, 百拇医药
40.29±6.67++
.p<0.05，..P<0.01 vs control；+p<0.05，++P<0.01 vs pre-reperfusion。参考文献
1 Ueland PM, Mansoor ma,Guttormsen AB, et al. Reduced,oxidized and protein-bound forms of homocysteine and other aminothiol in plasma comprise the redox thiol status-a possible element of the extracelluar antioxidant defense system.J Nutr，1996，126(4 suppl):1281S-4S
2 Hammarqvist-F,Luo-JL,Cotgreave-IA,et al.Skeletal muscle glutathione is depleted in critically ill patients.Crit-Care-Mde，1997，25(1)：78-84
, 百拇医药
3 Cotgreave-IA.N-acetylcysteine:pharmacological considerations and experimental and clinical applications.Adv-Pharmacol，1997，38：205-227
4 罗武生.用髓过氧化酶法定量测定心肌组织中的中性白细胞.中国药理学通报，990，6：264
5 Zimmerman BJ,Granger DN.Mechanisms of reperfusion injury.Am J Med Sci，1994，307：284
6 Bernard GE, Lucht WD,Niedermeyer ME,et al.Effect of N-acetylcysteine on the pulmonary response to endotoxin in the awake sheep and upon in vivogranulcytes.J Clin Invest，1984，74：1772
, http://www.100md.com
7 Market M,Shaller MD,Laurent TH,et al.Oxidant-antioxidant balance in granulocytes during adult respiratory distress syndrome:effect of N-acetylcysteine.Am Rev Respir Dis，1992，145：A570
8 Koeppel-TA,Thies-JC,Lehmann-T,et al.Improvement of hepatic microhemodynamics by N-acetylcysteine after warm ischemia.Eur-Surg-Res，1996，28(4)：270-277
9 Neuschwander-Tetri-BA,Bellezzo-JM,Britton-RS,et al.Thiol regulation of endotoxin-induced release of tumour necrosis factor alpha from isolated rat Kupffer cells.Biochem-J，1996，320(Pt3)：1005-1010
10 Laurent-T,Markert-M,Feihl-F,et al.Oxidant-antioxidant balance in granulocytes during ARDS.Effect of N-acetylcysteine.Chest,1996,109(1):163-166, 百拇医药