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编号:11203645
眼镜蛇毒因子抑制补体激活对创伤失血性休克大鼠血浆内毒素含量的影响
http://www.100md.com 2006年9月26日 中国危重病急救医学2006;18(3):
     魏永军 王瑞兰 李国平

    【摘要目的 观察眼镜蛇毒因子(CVF)抑制补体激活对创伤失血性休克大鼠血浆内毒素含量的影响。方法 80只雄性SD大鼠随机分成对照组和CVF组。建立创伤失血性休克模型,于休克前及复苏后1、6和24 h取血,检测血浆内毒素(LPS)、血清肿瘤坏死因子α(TNFα)含量及血清二胺氧化酶(DAO)和总补体活性(CH50)。结果 对照组大鼠复苏后1 h血CH50水平迅速下降,血LPS、TNFα水平均明显升高,随后均快速恢复至休克前水平;DAO活性在复苏后1 h和6 h明显升高,然后快速下降。CVF组大鼠除CH50水平始终<5%,其余各指标复苏后1 h仅略升高,复苏后各时间点均较对照组相应时间点明显降低(P<0.05或P<0.01)。结论在创伤失血性休克中使用补体抑制剂CVF可明显减轻补体激活导致的肠道损伤及肠屏障破坏,减少LPS移位的发生,明显降低血浆LPS含量。
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    【关键词】 创伤;休克,失血性;补体;内毒素;眼镜蛇毒因子;内毒素移位

    Influence on the concentration of plasma endotoxin by inhibition of complement activation in traumatic hemorrhagic shock rats WEI Yongjun, WANG Ruilan, LI Guoping.Emergency Department, The Second Affiliated Hospital of Jiangxi Medical College, Nanchang 330006, Jiangxi, China

    Corresponding author: WANG Ruilan (Email: wangyusun@hotmail.com)
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    【AbstractObjective To investigate the influence on the concentration of plasma endotoxin by inhibition of complement activation in traumatic hemorrhagic shock rats. Methods Eighty male SD rats were randomly divided into two groups: control and cobra venom factor (CVF) treatment groups. The hemorrhagic shock induced by trauma was replicated in both groups. The animals were killed preshock and at 1, 6, and 24 hours postresuscitation. Twentyfour hours before hemorrhage, rats were given a mainline dose of either 50 μg/kg CVF or an equal volume of saline solution. The plasma and serum samples were collected at each time point to determine the concentration of endotoxin, the activaty of CH50 and diamine oxidase (DAO), and the level of tumor necrosis factor (TNFα) at various time points in two groups. Results Compared with preshock in control group, serum CH50 levels were decreased promptly at 1 hour postresuscitation. Markedly elevation of the levels of endotoxin and TNFα in blood were found at early time after resuscitation, and they were come rapidly back to the basic level at 6 and 24 hours phase. The activity of DAO in blood was increased significantly at 1 and 6 hours after resuscitation and declined promptly at 24 hours. Compared with the control group, significantly decline of the levels of endotoxin, TNFα and DAO at the various time points after resuscitation were also found in the CVF group. The levels of CH50 in CVF group were always less than 5% during the experiment. Conclusion In traumatic hemorrhagic shock rats CVF pretreatment could decline plasma endotoxin levels by preventing the injury of intestine and gut barrier function, decrease endotoxin translocation and reduce plasma endotoxin levels.
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    【Key words】 trauma;hemorrhagic shock;complement;endotoxin;cobra venom factor;endotoxin translocation

    严重创伤、烧伤、休克、缺血/再灌注损伤等应激状态下发生的脓毒症(sepsis)及随后的多器官功能障碍综合征(MODS)与肠道细菌和内毒素(LPS)移位所致肠源性感染密切相关〔1〕。补体激活可能是创伤或大量失血复苏后并发症发生的关键环节之一。Fruchterman等〔2〕研究发现,使用补体抑制剂可溶性补体受体1型(sCR1),可以减轻大鼠失血/复苏时对肠道的损伤,减少并发症的发生。补体抑制剂眼镜蛇毒因子(CVF)是来源于眼镜蛇毒、性质稳定的补体蛋白,作为旁路补体激活物,能够使C3和C5不断激活直至耗竭。因此,CVF常被作为探索补体在疾病发生、发展中作用的工具药。本实验中使用CVF预先清除大鼠体内补体,进一步观察抑制补体激活对创伤所致失血性休克大鼠血浆LPS含量的影响。
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    1 材料与方法

    1.1 动物分组:健康雄性SD大鼠80只,购于江西医学院,体重250~300 g。完全随机法分为对照组(40只)和CVF组(40只)。根据观察时间的不同各组再分为休克前(插管后、创伤及放血前),复苏后1、6和24 h 4个亚组, 每个亚组10只。两组均复制创伤所致失血性休克动物模型,CVF组于创伤前24 h从大鼠阴茎背静脉注射CVF 50 μg/kg,对照组给予等量生理盐水。

    1.2 创伤失血性休克动物模型制备:大鼠用质量分数为20%的乌拉坦1.0 g/kg腹腔注射麻醉,股动脉插管用于监测血压及放血,颈外静脉插管用于回输血液和补液。用钳夹方法致对侧股骨中下1/3段闭合性骨折,骨折后5 min立即经股动脉快速放血约10 min,使平均动脉压(MAP)降至30~35 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa),维持60 min,然后回输全部失血及等量乳酸林格液复苏30 min,撤除插管,关闭切口。在实验中,动物被肝素化(100 U/kg,插管后由动脉注入)。于相应时间点在麻醉及无菌条件下分别留取门静脉、下腔静脉血标本。将门静脉血分离血浆,封入无热原安瓿中;下腔静脉血分离血清;均贮存于70 ℃冰箱中待测。
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    1.3 观察指标及方法

    1.3.1 血浆LPS含量:采用改良过氯酸预处理血浆、基质显色法鲎实验定量测定法〔3〕,单位用每升中内毒素单位(EU)表示;试剂为瑞典Chromogenix 公司及日本生化工业株式会社产品。

    1.3.2 血清肿瘤坏死因子α(TNFα)含量:采用酶联免疫吸附(ELISA)法测定,试剂盒由晶美生物工程有限公司提供,按说明书操作。

    1.3.3 血清二胺氧化酶(DAO)活性和总补体活性(CH50):分别采用CH50法和分光光度法测定。

    1.4 统计学方法:数据以均数±标准差(x±s)表示,采用SPSS 13.0统计软件,组内比较采用单因素方差分析,组间比较采用两独立样本t检验以及相关分析方法,P<0.05为差异具有统计学意义。

, 百拇医药     2 结果

    2.1 血浆LPS含量的变化(图1):对照组休克复苏后各时间点血浆LPS水平均明显高于休克前,复苏后1 h达峰值,并逐渐下降(P<0.05或P<0.01)。创伤失血性休克前给予CVF预处理后,血浆LPS水平较对照组同时间点均显著下降(P<0.05或P<0.01),除复苏后1 h血浆LPS水平较休克前明显增高(P<0.05)外,其余各时间点与休克前比较差异均无显著性。

    2.2 TNFα水平变化(图2):对照组血清TNFα水平于复苏后明显升高,以复苏后1 h最为明显,约为休克前的31倍(P<001)。予CVF后血清TNFα峰值明显下降,但仍明显高于休克前值(P=0.053)。复苏1 h后两组血清TNFα浓度均快速下降至基础水平,但对照组复苏6 h TNFα水平与休克前比较,差异仍具有显著性(P<0.05)。

    2.3 血清CH50变化(表1):休克复苏后1 h对照组血清CH50较休克前明显下降(P<0.01),复苏后6 h虽有回升,但仍较休克前下降(P<0.01),至复苏后24 h接近休克前水平。而CVF组在实验各时间点血清CH50均显著降低,达到5%以下。
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    2.4 血清DAO活性变化(图3):对照组大鼠血清DAO活性在休克复苏后1 h明显升高(P<0.01),6 h达高峰,随后快速降至伤前水平。CVF组复苏后虽也有升高,但其升高趋势不如对照组明显,两组复苏1h和6h比较,差异均有显著性(P均0.01)

    2.5 相关性分析显示:对照组大鼠血浆LPS与血清DAO活性和血清TNFα 水平均呈明显正相关(r1=0.602,r2=0.804;P均<0.01),与血清CH50呈明显负相关(r=0.580,P<0.01);CVF组血浆LPS与血清DAO活性呈明显正相关(r=0.321,P<0.05),与血清TNFα水平呈明显正相关(r=0.440,P<0.01)。

    3 讨论 补体系统是由20多种蛋白组成的复杂的、完整的网络体系,是机体早期防御系统的一个关键成分。创伤后补体激活有助于协调创伤早期炎症反应;补体激活程度、持续时间与创伤严重程度、随后的多器官功能衰竭(MOF)形成及可能的致命性结果密切相关〔4〕。研究认为,创伤休克患者发生“渗漏”的肠道可能是脓毒症和多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)发生的重要作用因素〔5〕。研究发现,使用sCR1抑制过敏毒素的产生,可减轻大鼠失血/复苏对肠道的损伤,减少随后严重并发症的发生〔2〕。Younger等〔6〕也发现,在失血性休克中用CVF预先耗竭补体,可改善由于补体激活所致的破坏性作用。 本实验中采用DAO作为反映肠黏膜上皮细胞损伤及肠屏障结构破坏的监测指标,研究结果显示,与对照组比较,CVF组大鼠在创伤失血性休克后,伴随着肠道损伤的明显减轻(DAO活性无明显升高),血浆LPS浓度也显著减少;相关分析发现CH50与血浆LPS呈明显负相关,血清DAO活性与血浆LPS浓度呈明显正相关,提示在创伤失血性休克中,补体激活可能通过损伤肠道使内毒素移位而导致血浆LPS水平升高。这与Radke和KhorramSefat等〔7,8〕的研究结果一致。
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    TNFα在创伤后MODS的发病机制中可能具有重要作用。本研究结果显示,复苏后对照组血清TNFα明显升高,尤其在复苏后1 h升高更为明显,且血浆LPS与血清TNFα呈协同性上升,这与LPS被认为是TNF产生的一个潜在刺激因子的观点〔9〕一致。研究显示,C5a可诱导和加强TNFα从巨噬细胞和单核细胞中释放〔10〕。Wada等〔11〕发现,给予大鼠抗C5单克隆抗体(18A)治疗,可明显减少缺血/再灌注后肠组织TNFα mRNA表达。本实验中CVF组血清TNFα峰值较对照组明显降低, CH50与血清TNFα呈明显负相关,表明在创伤失血性休克中补体激活与TNFα升高可能存在直接的诱生关系。

    脓毒症是创伤失血性休克后的严重并发症,也是引起患者死亡的主要原因之一〔9〕。其中,LPS是革兰阴性菌细胞壁的脂多糖成分,与严重创伤后一系列感染并发症密切相关,是脓毒症时机体主要的致病因子。在鼠盲肠结扎穿孔模型中发现,使用C5a抑制剂可减轻肠道损伤,减少细菌和内毒素移位,避免了脓毒症和内毒素血症的致命作用〔12〕。Mizuno等〔13〕也发现,用CVF或C5a受体拮抗剂预处理过的大鼠,可避免随后静脉注射LPS预激而引起的致命性休克,表明C5a在脓毒症和内毒素血症的早期具有关键作用,也提示C5a对LPS的毒性作用可能通过某种机制具有放大效应。Liu等〔14〕在LPS诱导的致命性大鼠内毒素血症中使用补体抑制剂C1Inh也证实了这种保护作用,认为这可能与其减少C5a的生成和阻止LPS与巨噬细胞结合,下调 TNFα mRNA表达有关。提示本实验中补体抑制剂对创伤失血性休克大鼠预后的改善作用可能一方面与其抑制补体激活、减少促炎介质的产生有关;另一方面,还与其阻止LPS与巨噬细胞结合,进而阻止巨噬细胞表达TNFα mRNA有关。如何有效控制创伤失血性休克应激状态下引起的严重并发症对创伤的救治,具有重要的临床意义,补体抑制剂所取得的明显有益作用为临床救治危重创伤提供了一个新的思路与方法。
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    参考文献:1 姚咏明,于燕,盛志勇,等.创伤后内毒素血症与脏器损害关系及其防治新方法的系列研究〔J〕.中国危重病急救医学,1998,10:134139.

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    3 姚咏明,田惠民,王亚平,等.过氯酸新法预处理血浆定量检测微量内毒素的鲎实验方法及其应用〔J〕.上海医学检验杂志,1993,8:3133.

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    9 姚咏明,于燕,方文慧,等.创伤后内毒素增敏效应在多器官损害中的作用〔J〕.中国危重病急救医学,1998,10:712718.

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    12 Czermak B,Sarma V,Pierson C,et al.Protective effects of C5a blockade in sepsis〔J〕.Nat Med,1999,5:788792.

    13 Mizuno M,Nishikawa K,Okada N,et al.Inhibition of a membrane complement regulatory protein by a monoclonal antibody induces acute lethal shock in rats primed with lipoplysaccharide〔J〕.J Immunol,1999,162:54775482.
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    14 Liu D,Cai S,Gu X,et al.C1 inhibitor prevents endotoxin shock via a direct interaction with lipopolysaccharide〔J〕.J Immunol,2003,171:25942601

    基金项目:江西省自然科学基金资助项目(0440083)

    作者单位:330006南昌,南昌大学第二附属医院急诊科

    通讯作者:王瑞兰,硕士研究生导师,博士研究生,副教授,副主任医师

    作者简介:魏永军,男,医学硕士,医师。, 百拇医药