肢体创伤对机体释放内皮素-1及断肢血流量的影响
作者：王涛 顾玉东 谭文秀 金惠铭
单位：200040 上海医科大学华山医院手外科(外涛、顾玉东)；上海医科大学病理生理教研组(谭文秀、金惠铭)
关键词：创伤和损伤；内皮缩血管肽类；内皮生长因子；四肢
中华外科杂志980917 【摘要】 目的 观察肢体创伤对内皮细胞合成与释放内皮素-1(ET-1)及断肢血流量的影响，探讨肢体创伤后血管痉挛的原因。 方法 采用放射免疫检测法及激光多普勒血流仪，对18例患者手术前后的血浆及80只断肢大鼠股动脉壁ET-1含量进行检测，同时对断肢残端血流量进行观察。 结果 手术创伤患者术后血浆ET-1浓度明显升高，术后4小时达峰值，约为对照组的3倍；断肢大鼠股动脉壁ET-1含量也明显增高，断肢后2小时达高峰，比对照组增高53.9%，以后逐渐下降；断肢残端的血流量也相应降低，断肢后2小时最低，仅为对照组的25%，股动脉壁ET-1含量与断肢血流量呈负相关(r＝-0.83)。 结论 肢体创伤刺激内皮细胞合成和释放ET-1，可能是创伤后血管痉挛的重要原因之一。
, 百拇医药
Surgical injuries influence on release of endothelin-1 and local blood perfusion of amputated extremities Wang Tao*，Gu Yudong，Tan Wenxiu,et al.Department of Hand Surgery,Huashan Hospital,Shanghai Medical University,Shanghai 200040.
【Abstract】 Objective To observe influence of amputations and surgical injuries on synthesis and release of endothelium-derived endothelin-1,and local blood perfusion of amputated extremities. Method The plasma endothelin-1 concentrations of 18 patients preoperatively and postoperatively and the endothelin-1 concentrations of femoral artery wall in 80 SD rats were determined using radioimmunoassay technique before and after amputation. Local blood perfusion of amputated extremities in rats were determined using laser Doppler flowmetry. Result The plasma endothelin-1 concentrations in the patients with surgical injuries increased obviously, reached peak value at fourth hour postoperatively, being approximately 3 times of that of the control group. The endothelin-1 concentrations of femoral artery wall in amputated rats also increased, reached peak value at second hour after amputation, being approximately 2 times of that of the control group, and then decreased gradually, at the same time the local blood perfusion decreased, reached its lowest value at second hour after amputation, being only 25 percent of the control value. The endothelin-1 concentration of rat femoral artery wall was negatively relative to local blood perfusion(r=-0.83). Conclusion Injuries enhance synthesis and release of endothelin-1.It is probably one of the main causes of vasospasm after injuries.
, 百拇医药
【Key words】 Wounds and injury Endothelins Endothelial growth factors Extremities
微小血管痉挛是造成组织移植或再植术术中、术后血循环危象的主要原因之一。近年来的研究表明，血管内皮细胞释放的血管收缩物质内皮素-1(endothelin-1，ET-1)参与创伤、缺血、缺氧、休克及高血压等多种疾病的病理生理过程[1]。为了探讨ET-1在创伤性血管痉挛中的作用，我们对18例手术患者和80只SD大鼠的血浆与血管壁ET-1含量进行了动态观察，并对大鼠断肢残端血流量进行检测，现报告如下。
资料与方法
一、临床研究
1.一般资料：手术患者18例，男15例，女3例，年龄16～37岁，平均年龄25.7岁；其中行游离足趾再造手指术患者6例，臂丛神经修复术患者6例，肌腱修复术患者4例，腕关节融合术患者1例，髂腹股沟交叉皮瓣修复前臂瘢痕创面患者1例。
, 百拇医药
2.研究方法：患者手术前(自身对照)、术后4小时、12小时、24小时、3天和7天分别采静脉血2 ml。采用特异性放射免疫法检测血浆ET-1含量，药盒由解放军总医院同位素室提供，参照文献[2]方法操作。
二、动物实验
1.断肢模型的建立：体重为250～280 g的SD雄性大鼠80只，1%戊巴比妥钠(4 mg/100 g)腹腔内麻醉；于踝部截断其后肢，明胶海绵止血，建立断肢模型。
2.检测项目与方法：(1)未断肢时取大鼠(n＝8)颈总动脉血2 ml，检测其血浆ET-1的含量，以排除疾病所致的ET-1异常增高。(2)取未断肢大鼠(n=8)正常股动脉1.5 cm，洗净血迹后匀浆，4℃下
3 000 r/min离心15分钟，取上清液于-20℃冷冻保存，测定时用缓冲液5倍稀释。检测数据作为正常肢体动脉血管壁ET-1含量对照。(3)分别于术后1小时、2小时、3小时、6小时取断肢大鼠股动脉1.5 cm(每时间组8只大鼠)，检测其血管壁ET-1的含量。(4)采用激光多普勒微循环血流仪(LDF-2型，天津南开大学仪器厂)测定正常踝部(n=8)和断肢残端术后1小时、2小时、3小时、6小时(每时间组8只大鼠)的血流量。
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大鼠血浆及动脉壁ET-1含量的检测方法同临床研究。
三、统计学处理
实验数据以均数±标准误(
)表示，结果经t检验处理。
结 果
1.肢体创伤患者血浆ET-1含量的变化(表1)：本组手术患者血浆ET-1浓度术后均明显增高，术后第4小时达到高峰，接近对照组的3倍，以后逐渐下降，至第7天仍高于正常水平。
2.大鼠断肢后股动脉血管壁ET-1含量的变化(表2)：大鼠断肢后各时间组ET-1含量均较断肢前对照组增高，断肢后2小时达到高峰，较断肢前提高了53.9%，以后逐渐下降。大鼠断肢前血浆ET-1的含量为252.2±37.6 pg/ml，与预实验时的正常对照比较P>0.05，表明本批实验大鼠符合实验要求。
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3.大鼠断肢残端血流量的变化(表3)：大鼠断肢后残端的血流量较正常踝部均降低，至第2小时达最低点，仅为正常踝部的25%，以后逐渐上升。
4.断肢后血管壁ET-1含量的变化与局部血流量变化的相关分析：直线回归方程式为Y＝-1.63X+558.02，r=-0.83，P<0.01，表明血流量与ET-1之间呈负相关关系(附图)。
讨 论
ET是一种活性多肽，由21个氨基酸组成，是哺乳类动物体内最强的血管收缩物质[3]。在ET家族中有ET-1、ET-2和ET-3三种类型，其缩血管作用以ET-1最强，ET-3最弱。ET-1对机体不同部位的动脉、静脉与微血管均能产生强烈、持久的收缩。内皮细胞通过旁分泌和自分泌两种方式释放ET-1，与血管平滑肌细胞上的ET-1受体结合，经过一系列生化过程最终导致平滑肌细胞内钙离子浓度增高，血管产生收缩反应。正常生理情况下血浆ET-1浓度很低，仅为0.5～5.0 pg/ml[4]，但在缺血、缺氧、休克等病理状况下则可升高数倍甚至数十倍。
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表1 肢体创伤前后血浆ET-1含量的变化(n=18) 项 目
术 前
术后4小时
术后12小时
术后24小时
术后3天
术后7天
ET-1(pg/ml)
60.8±6.1
151.7±27.4
127.4±22.3
104.0±19.1
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82.1±7.9
69.1±6.2
t值
-
6.101
5.415
9.736
4.019
3.325
注：术后各时间与术前(自身对照)比较P<0.01表2 大鼠断肢前后股动脉血管壁ET-1含量的变化(n=8) 项 目
断肢前
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1小时
2小时
3小时
6小时
ET-1(pg/ml)
148.7±25.6
165.4±28.3△
228.8±21.4*
213.4±41.7*
183.1±30.6**
, 百拇医药
t值
-
1.246
6.788
3.740
2.450
注：与断肢前比较，*P<0.01，**P<0.05，△P>0.05表3 大鼠断肢前后局部血流量的变化(n=8) 项 目
正常踝部
断 肢 残 端
1小时
2小时
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3小时
6小时
血流量(mv)
416.8±44.9
208.2±52.7
108.5±24.2
136.3±44.1
184.5±48.4
t值
-
8.514
10.668
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12.578
9.927
注：断肢术后各时间组与正常踝部比较，P<0.01
附图 血管壁ET-1含量的变化与局部
血流量变化的相关关系
创伤引起血管痉挛的现象早已为临床医生所熟知，但其发生机理尚未被阐明。近年的研究表明，创伤所致的血管痉挛可能与内皮细胞合成和释放ET-1增多有关。Hirata等[5]研究了12例消化道肿瘤手术患者血浆ET-1含量的变化，结果发现术前患者的ET-1含量与正常值相当，但术后ET-1含量明显增加。Inoue等[6]通过基因研究提出，在ET-1前体原基因序列中有急性反应调节元件存在，急性机械损伤刺激ET-1前体原基因迅速大量表达，导致ET-1合成和释放增加。本研究中我们发现，创伤不仅升高血浆ET-1的浓度，而且增加局部血管壁ET-1的含量，表明ET-1通过收缩血管参与机体创伤后的应急反应，在升高血压和创面止血等方面起着重要作用。但机体的这种调节反应如果过度则对组织移植或再植非常不利，可能是移植或再植组织血循环危象的重要原因之一，应给予足够的重视。有关创伤刺激机体合成和释放ET-1的机制及其防治措施有待进一步研究。
, 百拇医药
本课题受国家自然科学基金资助
参 考 文 献
1Rubanyi GM,Polokoff MA.Endothelins:molecular biology,biochemistry,pharmacology,physiology and pathophysiology.Pharmacol Rev,1994,46:325-415.
2曾强,李振甲,余霞君,等.内皮素放射免疫分析.解放军医学杂志,1991,16:403-406.
3Yanagisawa M, Kurihara H, Kimura S, et al.A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells.Nature(London),1988,332:411-415.
, 百拇医药
4Ando K,Hirata Y,Schichiri M, et al.Presence of immunoreactive endothelin in human plasma.FEBS Lett,1989,245:164-166.
5Hirata Y,Itoh K,Ando K,et al.Plasma endothelin levels during surgery.N Engl J Med(Boston),1989,321:1686.
6Inoue A,Yanagisawa M,Takuwa Y,et al.The human preproendothelin-1 gene complete nucleotide sequence and regulation of expression.J Biol Chem,1989,264:14954-14959.
(收稿：1997-11-19 修回：1998-06-10), http://www.100md.com
单位：200040 上海医科大学华山医院手外科(外涛、顾玉东)；上海医科大学病理生理教研组(谭文秀、金惠铭)
关键词：创伤和损伤；内皮缩血管肽类；内皮生长因子；四肢
中华外科杂志980917 【摘要】 目的 观察肢体创伤对内皮细胞合成与释放内皮素-1(ET-1)及断肢血流量的影响，探讨肢体创伤后血管痉挛的原因。 方法 采用放射免疫检测法及激光多普勒血流仪，对18例患者手术前后的血浆及80只断肢大鼠股动脉壁ET-1含量进行检测，同时对断肢残端血流量进行观察。 结果 手术创伤患者术后血浆ET-1浓度明显升高，术后4小时达峰值，约为对照组的3倍；断肢大鼠股动脉壁ET-1含量也明显增高，断肢后2小时达高峰，比对照组增高53.9%，以后逐渐下降；断肢残端的血流量也相应降低，断肢后2小时最低，仅为对照组的25%，股动脉壁ET-1含量与断肢血流量呈负相关(r＝-0.83)。 结论 肢体创伤刺激内皮细胞合成和释放ET-1，可能是创伤后血管痉挛的重要原因之一。
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Surgical injuries influence on release of endothelin-1 and local blood perfusion of amputated extremities Wang Tao*，Gu Yudong，Tan Wenxiu,et al.Department of Hand Surgery,Huashan Hospital,Shanghai Medical University,Shanghai 200040.
【Abstract】 Objective To observe influence of amputations and surgical injuries on synthesis and release of endothelium-derived endothelin-1,and local blood perfusion of amputated extremities. Method The plasma endothelin-1 concentrations of 18 patients preoperatively and postoperatively and the endothelin-1 concentrations of femoral artery wall in 80 SD rats were determined using radioimmunoassay technique before and after amputation. Local blood perfusion of amputated extremities in rats were determined using laser Doppler flowmetry. Result The plasma endothelin-1 concentrations in the patients with surgical injuries increased obviously, reached peak value at fourth hour postoperatively, being approximately 3 times of that of the control group. The endothelin-1 concentrations of femoral artery wall in amputated rats also increased, reached peak value at second hour after amputation, being approximately 2 times of that of the control group, and then decreased gradually, at the same time the local blood perfusion decreased, reached its lowest value at second hour after amputation, being only 25 percent of the control value. The endothelin-1 concentration of rat femoral artery wall was negatively relative to local blood perfusion(r=-0.83). Conclusion Injuries enhance synthesis and release of endothelin-1.It is probably one of the main causes of vasospasm after injuries.
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【Key words】 Wounds and injury Endothelins Endothelial growth factors Extremities
微小血管痉挛是造成组织移植或再植术术中、术后血循环危象的主要原因之一。近年来的研究表明，血管内皮细胞释放的血管收缩物质内皮素-1(endothelin-1，ET-1)参与创伤、缺血、缺氧、休克及高血压等多种疾病的病理生理过程[1]。为了探讨ET-1在创伤性血管痉挛中的作用，我们对18例手术患者和80只SD大鼠的血浆与血管壁ET-1含量进行了动态观察，并对大鼠断肢残端血流量进行检测，现报告如下。
资料与方法
一、临床研究
1.一般资料：手术患者18例，男15例，女3例，年龄16～37岁，平均年龄25.7岁；其中行游离足趾再造手指术患者6例，臂丛神经修复术患者6例，肌腱修复术患者4例，腕关节融合术患者1例，髂腹股沟交叉皮瓣修复前臂瘢痕创面患者1例。
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2.研究方法：患者手术前(自身对照)、术后4小时、12小时、24小时、3天和7天分别采静脉血2 ml。采用特异性放射免疫法检测血浆ET-1含量，药盒由解放军总医院同位素室提供，参照文献[2]方法操作。
二、动物实验
1.断肢模型的建立：体重为250～280 g的SD雄性大鼠80只，1%戊巴比妥钠(4 mg/100 g)腹腔内麻醉；于踝部截断其后肢，明胶海绵止血，建立断肢模型。
2.检测项目与方法：(1)未断肢时取大鼠(n＝8)颈总动脉血2 ml，检测其血浆ET-1的含量，以排除疾病所致的ET-1异常增高。(2)取未断肢大鼠(n=8)正常股动脉1.5 cm，洗净血迹后匀浆，4℃下
3 000 r/min离心15分钟，取上清液于-20℃冷冻保存，测定时用缓冲液5倍稀释。检测数据作为正常肢体动脉血管壁ET-1含量对照。(3)分别于术后1小时、2小时、3小时、6小时取断肢大鼠股动脉1.5 cm(每时间组8只大鼠)，检测其血管壁ET-1的含量。(4)采用激光多普勒微循环血流仪(LDF-2型，天津南开大学仪器厂)测定正常踝部(n=8)和断肢残端术后1小时、2小时、3小时、6小时(每时间组8只大鼠)的血流量。
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大鼠血浆及动脉壁ET-1含量的检测方法同临床研究。
三、统计学处理
实验数据以均数±标准误(
)表示，结果经t检验处理。结 果
1.肢体创伤患者血浆ET-1含量的变化(表1)：本组手术患者血浆ET-1浓度术后均明显增高，术后第4小时达到高峰，接近对照组的3倍，以后逐渐下降，至第7天仍高于正常水平。
2.大鼠断肢后股动脉血管壁ET-1含量的变化(表2)：大鼠断肢后各时间组ET-1含量均较断肢前对照组增高，断肢后2小时达到高峰，较断肢前提高了53.9%，以后逐渐下降。大鼠断肢前血浆ET-1的含量为252.2±37.6 pg/ml，与预实验时的正常对照比较P>0.05，表明本批实验大鼠符合实验要求。
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3.大鼠断肢残端血流量的变化(表3)：大鼠断肢后残端的血流量较正常踝部均降低，至第2小时达最低点，仅为正常踝部的25%，以后逐渐上升。
4.断肢后血管壁ET-1含量的变化与局部血流量变化的相关分析：直线回归方程式为Y＝-1.63X+558.02，r=-0.83，P<0.01，表明血流量与ET-1之间呈负相关关系(附图)。
讨 论
ET是一种活性多肽，由21个氨基酸组成，是哺乳类动物体内最强的血管收缩物质[3]。在ET家族中有ET-1、ET-2和ET-3三种类型，其缩血管作用以ET-1最强，ET-3最弱。ET-1对机体不同部位的动脉、静脉与微血管均能产生强烈、持久的收缩。内皮细胞通过旁分泌和自分泌两种方式释放ET-1，与血管平滑肌细胞上的ET-1受体结合，经过一系列生化过程最终导致平滑肌细胞内钙离子浓度增高，血管产生收缩反应。正常生理情况下血浆ET-1浓度很低，仅为0.5～5.0 pg/ml[4]，但在缺血、缺氧、休克等病理状况下则可升高数倍甚至数十倍。
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表1 肢体创伤前后血浆ET-1含量的变化(n=18) 项 目
术 前
术后4小时
术后12小时
术后24小时
术后3天
术后7天
ET-1(pg/ml)
60.8±6.1
151.7±27.4
127.4±22.3
104.0±19.1
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82.1±7.9
69.1±6.2
t值
-
6.101
5.415
9.736
4.019
3.325
注：术后各时间与术前(自身对照)比较P<0.01表2 大鼠断肢前后股动脉血管壁ET-1含量的变化(n=8) 项 目
断肢前
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1小时
2小时
3小时
6小时
ET-1(pg/ml)
148.7±25.6
165.4±28.3△
228.8±21.4*
213.4±41.7*
183.1±30.6**
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t值
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1.246
6.788
3.740
2.450
注：与断肢前比较，*P<0.01，**P<0.05，△P>0.05表3 大鼠断肢前后局部血流量的变化(n=8) 项 目
正常踝部
断 肢 残 端
1小时
2小时
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3小时
6小时
血流量(mv)
416.8±44.9
208.2±52.7
108.5±24.2
136.3±44.1
184.5±48.4
t值
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8.514
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9.927
注：断肢术后各时间组与正常踝部比较，P<0.01
附图 血管壁ET-1含量的变化与局部
血流量变化的相关关系
创伤引起血管痉挛的现象早已为临床医生所熟知，但其发生机理尚未被阐明。近年的研究表明，创伤所致的血管痉挛可能与内皮细胞合成和释放ET-1增多有关。Hirata等[5]研究了12例消化道肿瘤手术患者血浆ET-1含量的变化，结果发现术前患者的ET-1含量与正常值相当，但术后ET-1含量明显增加。Inoue等[6]通过基因研究提出，在ET-1前体原基因序列中有急性反应调节元件存在，急性机械损伤刺激ET-1前体原基因迅速大量表达，导致ET-1合成和释放增加。本研究中我们发现，创伤不仅升高血浆ET-1的浓度，而且增加局部血管壁ET-1的含量，表明ET-1通过收缩血管参与机体创伤后的应急反应，在升高血压和创面止血等方面起着重要作用。但机体的这种调节反应如果过度则对组织移植或再植非常不利，可能是移植或再植组织血循环危象的重要原因之一，应给予足够的重视。有关创伤刺激机体合成和释放ET-1的机制及其防治措施有待进一步研究。
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本课题受国家自然科学基金资助
参 考 文 献
1Rubanyi GM,Polokoff MA.Endothelins:molecular biology,biochemistry,pharmacology,physiology and pathophysiology.Pharmacol Rev,1994,46:325-415.
2曾强,李振甲,余霞君,等.内皮素放射免疫分析.解放军医学杂志,1991,16:403-406.
3Yanagisawa M, Kurihara H, Kimura S, et al.A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells.Nature(London),1988,332:411-415.
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4Ando K,Hirata Y,Schichiri M, et al.Presence of immunoreactive endothelin in human plasma.FEBS Lett,1989,245:164-166.
5Hirata Y,Itoh K,Ando K,et al.Plasma endothelin levels during surgery.N Engl J Med(Boston),1989,321:1686.
6Inoue A,Yanagisawa M,Takuwa Y,et al.The human preproendothelin-1 gene complete nucleotide sequence and regulation of expression.J Biol Chem,1989,264:14954-14959.
(收稿：1997-11-19 修回：1998-06-10), http://www.100md.com